A világ fordulóponthoz érhetett, ami után a napenergia szinte elkerülhetetlenül a fő energiaforrásunkká válik már 2050 előtt, még új, ambiciózusabb klímapolitikai intézkedések nélkül is – állítja egy új tanulmány.
Az, hogy a napenergia vezető szerepre tegyen szert a végső energiafelhasználás legnagyobb szegmensévé váló villamosenergia-fogyasztás kielégítésében, szükséges is a 2050-as klímasemlegesség eléréséhez a mértékadó modellek szerint.
Ezt azonban az új tanulmány szerzői szerint még mindig meggátolhatja négy akadály: a szükséges villamosenergia-hálózati fejlesztések elmaradása, a napenergia elégtelen finanszírozása a feltörekvő országokban, az ellátási láncok kapacitáshiánya, valamint az energiaátmenet kapcsán munkahelyeket veszítő régiók politikai ellenállása. Különösen az első, de a második, a harmadik és a negyedik megállapítás is egybevágni látszik a témában megjelenő jelentésekkel, vagyis a következtetéseket érdemes szem előtt tartaniuk a döntéshozóknak, mindenekelőtt a kormányoknak és a nemzetközi szervezeteknek.
Kapcsolódó bejegyzések
Sokkal gyorsabban megmenekülhetünk, mint gondolnánk!
Az általánosan véltnél jóval gyorsabban elérhető a klímasemlegesség, ráadásul nagyrészt a már ma is meglévő technológiák alkalmazásával – állítja egy tanulmány, amely a klímaváltozás problémáját egyedi nézőpontból közelíti meg.
A kutatás ugyanakkor egy másik fontos tényező, a technológiai fejlődés és az innováció szerepéről is érdekes állításokat fogalmaz meg. Eszerint ugyanis a régebbi előrejelzések gyakran olyan modellekre támaszkodnak, amelyek az innovációt lényegében a gazdaságon kívüli tényezőként kezelik, és hajlamosak a technológia tanulási folyamatának, fejlődésének végét feltételezni valamikor a közeljövőben, pedig valójában még mindig nagyon gyors innovációt látunk a napenergia-technológiában.
Kép: pexels
Ezt az utóbbi megállapítást szintén igazolni látszanak más tanulmányok, illetve maguknak a fejlődést jelző fő paramétereknek (a napelemek árának, a teljes élettartamra számított villamosenergia-termelési költségnek, a hatékonyságnak) az alakulása.
Kapcsolódó bejegyzések
Sokkal előbb elérhetné a klímacélt az EU, mint ahogy eddig gondoltuk
2040-ig kaptunk haladékot? Hogyan válhatna az EU klímasemlegessé egy évtizeddel hamarabb?
Nem tűnik lassulni a fejlődés
A napelempanelek árának esése az elmúlt több mint négy évtizedben lényegében nem lassult. Ezzel összefüggésben a technológia teljes élettartamra vetített áramtermelési költségének (LCOE) csökkenése is azt mutatja, hogy nem szükségszerű, hogy az iparág érésével a telepített kapacitás bővülésével párhuzamos költségcsökkenésnek lassulnia kell.
A technológia fejlődését jelző egyik legfontosabb mérőszám – a napelemek, pontosabban a napelemcellák hatékonyságának (egységnyi felületű napelem villamosenergia-termelési képességének) növekedése – ugyancsak arra utal, hogy az elmúlt időszakban nem gyengült a fejlődési potenciál.
Már az sokatmondó, hogy a napfényből villamos energiát előállítani képes (fotovoltaikus, pv-) technológiák száma az 1970-es évek vége óta megötszöröződött, és a több mint két tucatnyi főbb számon tartott típusnak több mint a fele az ezredforduló után jelent meg. A leggyorsabb hatékonyságnövekedést az utóbbi időszakban éppen ezek produkálták, bár az olyan, a „kezdet kezdetétől” létező technológiák, mint a vékonyfilm-/vékonyrétegű napelemek vagy a többrétegű/összetett/többátmenetes (multijunction) napelemek esetében szintén nem állt meg a fejlődés.
Kép: canva
A számosságuk és jelentőségük miatt is külön csoportot képező feltörekvő pv-technológiák közül több csak a 2010-es években bukkant fel. Ebbe a körbe tartoznak például az egyik legígéretesebb megoldásként számon tartott perovszkit napelemek is.
Csak az elmúlt hetekben két jelentősnek tűnő rekorddöntésről szóló bejelentés is történt, a szilíciumalapú többrétegű napelemcellák, valamint a perovszkit-szilícium tandem napelemcellák területéről.
A rekordok kapcsán viszont azt is fontos megjegyezni, hogy ezek laboratóriumi körülmények között születnek, és a rekordot lehetővé tevő új fejlesztések általában csak évek alatt vagy később sem válnak piacéretté, ha a költségokok vagy a technológiai kihívások nem teszik lehetővé a tömeggyártást.
A hatékonyságjavulást jelző grafikon tehát ezeket a laboratóriumi körülmények között elért eredményeket mutatja, ráadásul a napelemeket alkotó cellákra vonatkozóan, amelyek jellemzően több százalékponttal magasabb értékeket produkálnak, mint maguk az ezekből összeálló napelemek, mivel a cellák összekötése során e hatékonyság egy része elvész.
Kép: pexels
Mesterséges napelemes növények, éjszakai naperőművek és űrnapenergia jelenthetik a jövőt
A gyakorlatilag korlátlan földi napenergia-potenciál egyre nagyobb mértékű kiaknázását azonban nem csak magának a szűk értelemben vett fotovoltaikus napelemtechnológiának a folyamatos fejlődése támogatja. Ezt a napelemek konkrét alkalmazásában új lehetőséget nyitó megoldások is elősegítik.
Ilyen például az a szintén idén bemutatott új tervezés, amely a hagyományos monokristályos napelemcellákat növények által inspirált levélszerű szerkezetbe integrálja. A konstrukció a növények keringési rendszerét másolva párologtatva hűti a napelemcellákat, ezáltal jelentősen javítva a hatásfokukat, ezzel együtt nem mellesleg hőenergiát és tiszta vizet is előállítva. (Nem ez az első mesterséges napelemes levél, korábban kutatók kifejlesztettek például egy szintézisgázt termelő metódust is.)
Kapcsolódó bejegyzések
Napelemes, zöld- vagy hűvös: így lehet klímabarát a tető
Az épületek tetői többféleképpen átalakíthatók úgy, hogy ezáltal nemcsak a tető hőmérséklete, de az épület energiafelhasználása is érdemben csökken. Vajon melyik a legjobb megoldás?
A szintén növények által ihletett napkövető tartószerkezetek és az ezekre telepített, közvetlen napsugárzás esetén nagyobb hatásfokot biztosító napelemek már nem igazán számítanak újdonságnak (számos ilyen rendszer már Magyarországon is engedélyt kapott, és működik), legalábbis, ha szárazföldi naperőművekről van szó. Az úszó naperőművek esetében azonban csak a közelmúltban jelent meg a napkövető technológia prototípusa, amely akár új lendületet is adhat a vízkészletek megóvásához is hozzájárulni képes – a víz hűtő hatásának köszönhetően nagyobb hatékonyságú – úszó naperőművek mindeddig gyorsnak éppen nem nevezhető terjedésének.
Kép: canva
Ezt például az olyan fejlesztések is elősegíthetik, mint a Google Earth képei és egyéb, műholdas eredetű adatok alapján a Föld úszó naperőműveiről megalkotott térkép, amely a száraz statisztikához képest nyújtott többlet információival támogatja az átfogóbb környezeti értékelést és a döntéshozók tevékenységét.
A zöldhidrogén termelésére közvetlenül alkalmas napelemes alkalmazások mellett ma már az éjszaka is működő napelemek sem tartoznak kizárólag a sci-fi kategóriájába, sőt, folynak a kutatások egy olyan technológia kifejlesztésére is, amely a tervek és a remények szerint az űrbe telepítendő napelemek által termelt energiát képes lehet majd a Földre sugározni.
Napelemek mindenhol
A napenergia térnyerését az olyan, kevésbé utópisztikusnak tűnő megoldások is érdemben előmozdítják, mint a napelemeket és a mini szélturbinákat kombináló, irodaházak és nagyobb épületek tetejére telepíthető hibrid alkalmazások, amelyek a tervezők szerint 6–10-szer több villamos energia előállítására képesek, mint a szimpla napelemes rendszerek. A hibrid szisztéma már önmagában is kiegyensúlyozott energiaellátást tesz lehetővé azáltal, hogy a nap- és a szélenergia jellemzően más-más időszakokban állnak nagyobb mennyiségben rendelkezésre (a napenergia tavasztól őszig a nappali időszakban, a szélenergia inkább ősztől tavaszig, borús időben és éjszaka).
Kép: pexels
Mindemellett a kutatók például a napenergia-hasznosítást nehezítő olyan hétköznapi problémák megoldásán is eredményesen dolgoznak, mint a panelek havas és poros környezetben való tisztán tartása. Az egyik legizgalmasabb innovációs trendet azonban az jelenti, hogy a lehetőség egyre inkább adott lesz arra, hogy szinte minden felületre napelemet telepítsünk, ne csak szántóföldekre, vízfelületekre és épületek tetejére, hanem ablakokra, falakra, utakra, járművekre vagy éppen egy kerti asztal lapjára is.
Kiemelt kép: pexels
