تستثمر اليابان بشكل كبير في نوع جديد من الألواح الشمسية المرنة فائقة الرقة، على أمل أن يساعدها ذلك في تحقيق أهداف الطاقة المتجددة وتحدي هيمنة الصين على هذا القطاع.
وتُعدّ ألواح البيروفسكايت المرنة مثالية للمناطق الجبلية في اليابان، نظرًا لنقص الأراضي المسطحة المناسبة لمزارع الطاقة الشمسية التقليدية.
ويُعتبر اليود من المكونات الرئيسية للألواح، وتنتجه اليابان أكثر من أي دولة أخرى باستثناء تشيلي.
تواجه هذه الجهود بعض العقبات؛ إذ تحتوي ألواح البيروفسكايت على الرصاص السام، كما أنها تنتج حاليًا طاقة أقل ولديها عمر افتراضي أقصر مقارنة بنظيراتها المصنوعة من السيليكون.
ومع ذلك، وبهدف الوصول إلى صافي صفر انبعاثات بحلول عام 2050، وكسر تفوق الصين في مجال الطاقة الشمسية، وصف وزير الصناعة يوجي موتو خلايا البيروفسكايت بأنها “أفضل ورقة لدينا لتحقيق إزالة الكربون والقدرة التنافسية الصناعية”.
وأضاف: “علينا أن ننجح في تطبيقها في المجتمع بأي ثمن”.
تركيب ألواح البيروفسكايت لتوليد 20 جيجاواط
وتقدّم الحكومة حوافز سخية لتشجيع الصناعة، بما في ذلك دعم بقيمة 157 مليار ين (مليار دولار) لشركة سيكيسوي كيميكال لإنشاء مصنع لإنتاج ما يكفي من الألواح لتوليد 100 ميجاواط بحلول عام 2027، وهو ما يكفي لتشغيل 30 ألف أسرة.
وبحلول عام 2040، تهدف اليابان إلى تركيب ما يكفي من ألواح البيروفسكايت لتوليد 20 جيجاواط من الكهرباء، أي ما يعادل إضافة حوالي 20 مفاعلًا نوويًا.
من شأن ذلك أن يساعد البلاد على تحقيق هدفها المتمثل في تغطية الطاقة المتجددة لما يصل إلى 50% من الطلب على الكهرباء بحلول عام 2040.
وتسعى اليابان إلى أن تغطي الطاقة الشمسية، بما في ذلك الخلايا القائمة على البيروفسكايت والسيليكون، ما يصل إلى 29% من الطلب على الكهرباء بحلول ذلك الوقت، ارتفاعًا من 9.8% في عام 2023.
تجنب تكرار ما حدث في العقد الأول
وقال هيروشي سيجاوا، المتخصص في تكنولوجيا الطاقة الشمسية من الجيل التالي بجامعة طوكيو: “لزيادة كمية الطاقة المتجددة وتحقيق الحياد الكربوني، علينا تعبئة كل التقنيات المتاحة”.
وأضاف: “يمكن تصنيع ألواح البيروفسكايت الشمسية محليًا بالكامل، بدءًا من المواد الخام وصولًا إلى التركيب، مما يساهم في أمن الطاقة والاقتصاد”.
ترغب طوكيو أيضًا في تجنب تكرار ما حدث في العقد الأول من الألفية، حينما كانت الألواح الشمسية اليابانية تحتل نصف السوق العالمية قبل أن تهيمن الصين لاحقًا على أكثر من 80% من سلسلة التوريد العالمية.
وتتميز الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون بأنها ثقيلة وتتطلب هياكل داعمة من الزجاج والمعدن، بينما تُنتج خلايا البيروفسكايت بطباعة مواد مثل اليود والرصاص على أسطح مرنة بسمك يصل إلى مليمتر واحد فقط وبوزن أخف بعشر مرات.
هذه المرونة تتيح تركيب الألواح على أسطح غير مستوية ومنحنية، وهي ميزة مهمة في بلد جبلي كاليابان.
وقد بدأ دمج هذه الألواح في مشاريع مختلفة، منها مبنى من 46 طابقًا في طوكيو، وملعب بيسبول مقبب في فوكوكا، ونوافذ زجاجية مزودة بخلايا شمسية طورتها باناسونيك.
تحديات.. أقل في الكفاءة والعمر الافتراضي
وأوضح يوكيهيرو كانيكو من باناسونيك: “ماذا لو كانت كل هذه النوافذ مغطاة بخلايا شمسية؟ هذا سيتيح توليد الطاقة حيث تُستهلك، ويخفف الضغط على الشبكة”.
رغم الحماس، لا تزال التكنولوجيا تواجه تحديات، إذ تقل كفاءتها وعمرها الافتراضي عن السيليكون، فضلًا عن ضرورة التعامل بحذر مع الرصاص السام عند التخلص منها.
ومع ذلك، تتطور بسرعة، وبعض النماذج أصبحت تقارب كفاءة السيليكون، ويُتوقع أن تصل متانتها إلى 20 عامًا قريبًا.
وقال سيجاوا: “لا ينبغي أن نرى الأمر على أنه منافسة بين السيليكون والبيروفسكايت، بل علينا تعظيم الاستفادة من كليهما”.
وأضاف: “إذا قدّمت اليابان نموذجًا ناجحًا، يمكن نقله إلى الخارج”.
