الخبراء يقترحون الوصول إلى 75 تيراواط أو أكثر من الطاقة الكهروضوئية لتحقيق أهداف إزالة الكربون عالميًا 2050

يحث الخبراء العالميون في مجال الطاقة الشمسية بشدة على الالتزام بالنمو المستمر لتصنيع الخلايا الكهروضوئية ونشرها لتزويد الكوكب بالطاقة، بحجة أن التوقعات المتدنية للنمو الكهروضوئي أثناء انتظار الإجماع على مسارات الطاقة الأخرى أو ظهور التكنولوجيا في اللحظة الأخيرة المعجزات “لم تعد خيارا”.

يأتي الإجماع الذي توصل إليه المشاركون في ورشة العمل الثالثة لتيراوات العام الماضي في أعقاب التوقعات الكبيرة المتزايدة من مجموعات متعددة حول العالم بشأن الحاجة إلى الطاقة الكهروضوئية على نطاق واسع لدفع الكهرباء وتقليل غازات الاحتباس الحراري.

دفع القبول المتزايد للتكنولوجيا الكهروضوئية الخبراء إلى اقتراح الحاجة إلى حوالي 75 تيراواط أو أكثر من الطاقة الكهروضوئية المنتشرة عالميًا بحلول عام 2050 لتحقيق أهداف إزالة الكربون.

ورشة العمل، شارك فيها 41 مؤسسة من 15 دولة، بقيادة ممثلين من المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) ، ومعهد فراونهوفر للطاقة الشمسية في ألمانيا، والمعهد الوطني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة في اليابان، وجمعت قادة من جميع أنحاء العالم في الكهروضوئية، وتكامل الشبكة، التحليل وتخزين الطاقة من المؤسسات البحثية والأوساط الأكاديمية والصناعة.

تناول الاجتماع الأول، في عام 2016، التحدي المتمثل في الوصول إلى 3 تيراواط على الأقل بحلول عام 2030.

نقل اجتماع 2018 الهدف إلى مستوى أعلى، إلى حوالي 10 تيراواط بحلول عام 2030 ، وثلاثة أضعاف هذا المبلغ بحلول عام 2050.

كما توقع المشاركون في تلك الورشة بنجاح أن يصل التوليد العالمي للكهرباء من الخلايا الكهروضوئية إلى 1 تيراواط في غضون السنوات الخمس المقبلة، تم تجاوز هذه العتبة العام الماضي.

وقالت نانسي هايجل، مديرة المركز الوطني للخلايا الكهروضوئية في NREL، لقد أحرزنا تقدمًا كبيرًا، لكن الأهداف ستتطلب استمرار العمل والتسريع، هايجل، هي المؤلف الرئيسي للمقال الجديد في مجلة Science ، “الخلايا الكهروضوئية بمقياس Multi-Terawatt: الانتظار ليس خيارًا”.

الابتكار والعمل بشكل عاجل

قال مارتن كيلر، مدير NREL ، إن الوقت جوهري، لذا من المهم أن نضع أهدافًا طموحة وقابلة للتحقيق ولها تأثير كبير”، “لقد تم إحراز الكثير من التقدم في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وأنا أعلم أنه يمكننا تحقيق المزيد مع استمرارنا في الابتكار والعمل بشكل عاجل.”

يمكن أن يوفر الإشعاع الشمسي الحادث بسهولة أكثر من طاقة كافية لتلبية احتياجات الطاقة على الأرض، ولكن يتم استخدام نسبة صغيرة فقط في الواقع.

زادت كمية الكهرباء التي يتم توفيرها عالميًا بواسطة الخلايا الكهروضوئية بشكل كبير من كمية ضئيلة في عام 2010 إلى 4٪ – 5٪ في عام 2022.

وأشار التقرير الصادر عن ورشة العمل إلى أن “النافذة تغلق بشكل متزايد لاتخاذ إجراءات على نطاق واسع لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مع تلبية احتياجات الطاقة العالمية للمستقبل”.

تبرز الطاقة الكهروضوئية كأحد الخيارات القليلة جدًا التي يمكن استخدامها على الفور لاستبدال الوقود الأحفوري، “تتمثل إحدى المخاطر الرئيسية للعقد القادم في وضع افتراضات أو أخطاء ضعيفة في نمذجة النمو المطلوب في صناعة الطاقة الكهروضوئية، ثم ندرك بعد فوات الأوان أننا كنا مخطئين في الجانب المنخفض، وأننا بحاجة إلى تكثيف التصنيع والنشر إلى غير واقعي أو غير واقعي مستويات غير مستدامة “.

توقع المؤلفون، أن الوصول إلى هدف 75 تيراواط سيضع مطالب كبيرة على كل من مصنعي الكهروضوئية والمجتمع العلمي، على سبيل المثال:

-يجب على صانعي الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون تقليل كمية الفضة المستخدمة حتى تكون التكنولوجيا مستدامة على نطاق متعدد تيراوات.

-يجب أن تستمر صناعة الطاقة الكهروضوئية في النمو بمعدل حوالي 25٪ سنويًا خلال السنوات الحرجة القادمة.

-يجب أن تبتكر الصناعة باستمرار لتحسين استدامة المواد وتقليل بصمتها البيئية.

إعادة تصميم تكنولوجيا الطاقة الشمسية

قال المشاركون في ورشة العمل أيضًا إنه يجب إعادة تصميم تكنولوجيا الطاقة الشمسية من أجل التصميم الإيكولوجي والدائرية، على الرغم من أن إعادة تدوير المواد ليس حلاً مجديًا اقتصاديًا في الوقت الحالي لمتطلبات المواد نظرًا للتركيبات المنخفضة نسبيًا حتى الآن مقارنة بمتطلبات العقدين المقبلين.

كما أشار التقرير، فإن الهدف المتمثل في 75 تيراواط من الطاقة الكهروضوئية المثبتة “يمثل تحديًا كبيرًا ومسارًا متاحًا للمضي قدمًا، ويشير التاريخ الحديث والمسار الحالي إلى أنه يمكن تحقيقه”.