Αρχική Ενέργεια Οι ερευνητές εξηγούν τη μείωση του κόστους των φωτοβολταϊκών μονάδων κατά 99%

Οι ερευνητές εξηγούν τη μείωση του κόστους των φωτοβολταϊκών μονάδων κατά 99%

0
solar panels

Η δραματική μείωση του κόστους των φωτοβολταϊκών μονάδων, κατά 99% τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες, θεωρείται συχνά ως σημαντική ιστορία επιτυχίας, για την τεχνολογία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Αλλά μία ερώτηση δεν έχει αντιμετωπιστεί πλήρως: Ποια ακριβώς είναι αυτή η εκπληκτική πτώση;

Μια νέα ανάλυση από τους ερευνητές του MIT εντόπισε τι προκάλεσε την εξοικονόμηση πόρων, συμπεριλαμβανομένων των πολιτικών και των τεχνολογικών αλλαγών που ήταν οι πλέον σημαντικές.

Παραδείγματος χάριν, διαπίστωσαν ότι η κυβερνητική πολιτική για την ανάπτυξη των αγορών διαδραμάτισε καθοριστικό ρόλο στη μείωση του κόστους αυτής της τεχνολογίας. Σε επίπεδο συσκευής, ο κυρίαρχος παράγοντας ήταν η αύξηση της “αποδοτικότητας μετατροπής”, και η ποσότητα ενέργειας που παράγεται από μια δεδομένη ποσότητα ηλιακού φωτός.

Οι πληροφορίες μπορούν να συμβάλουν στην ενημέρωση των μελλοντικών πολιτικών και να αξιολογήσουν εάν μπορούν να επιτευχθούν παρόμοιες βελτιώσεις σε άλλες τεχνολογίες. Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο περιοδικό Energy Policy, σε ένα έγγραφο της αναπληρώτριας καθηγήτριας του ΜΙΤ Jessika Trancik, του μεταδιδακτορικού επιστήμονα  Goksin Kavlak, και του μεταδιδακτορικού ερευνητή James McNerney.

Η ομάδα εξέτασε τους παράγοντες της τεχνολογίας (“χαμηλού επιπέδου”) που επηρέασαν το κόστος αλλάζοντας τις ενότητες και τη διαδικασία παραγωγής. Η τεχνολογία των ηλιακών κυττάρων έχει βελτιωθεί σημαντικά. Για παράδειγμα, τα κύτταρα έχουν γίνει πολύ πιο αποτελεσματικά στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Παράγοντες όπως αυτό, εξηγεί η Trancik, εμπίπτουν σε μια κατηγορία μηχανισμών χαμηλού επιπέδου που ασχολούνται με τα ίδια τα φυσικά προϊόντα.

Η ομάδα αξιολόγησε επίσης τις επιπτώσεις του κόστους σε “υψηλού επιπέδου” μηχανισμούς, συμπεριλαμβανομένης της μάθησης μέσω της δράσης, της έρευνας και της ανάπτυξης και των οικονομιών κλίμακας. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τον τρόπο με τον οποίο οι βελτιωμένες διαδικασίες παραγωγής έχουν μειώσει τον αριθμό των ελαττωματικών κυττάρων που παράγονται και κατά συνέπεια βελτιωμένες αποδόσεις και το γεγονός ότι τα πολύ μεγαλύτερα εργοστάσια έχουν οδηγήσει σε σημαντικές οικονομίες κλίμακας.

Η μελέτη, η οποία κάλυψε τα έτη 1980 έως 2012 (κατά τη διάρκεια των οποίων το κόστος μονάδων μειώθηκε κατά 97%), διαπίστωσε ότι υπήρχαν έξι χαμηλού επιπέδου συντελεστές που αντιστοιχούσαν σε περισσότερο από 10% της συνολικής μείωσης του κόστους και τέσσερις από αυτούς τους παράγοντες αντιπροσωπεύουν τουλάχιστον το 15%. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι “είναι σημαντικό να έχουμε πολλούς διαφορετικούς  “χειριστές” για να επιτύχουμε μια σταθερή μείωση του κόστους”, λέει η Trancik. Όσο περισσότερες ευκαιρίες υπάρχουν για τη μείωση του κόστους, τόσο λιγότερο πιθανό είναι να εξαντληθούν γρήγορα.

solar panel 1980

Η σχετική σημασία των παραγόντων έχει αλλάξει με την πάροδο του χρόνου, σύμφωνα με τη μελέτη. Τα προηγούμενα χρόνια, η έρευνα και η ανάπτυξη ήταν ο κυρίαρχος μηχανισμός υψηλού επιπέδου μείωσης του κόστους, χάρη στις βελτιώσεις στις ίδιες τις συσκευές και στις μεθόδους κατασκευής. Ωστόσο, για την τελευταία δεκαετία, ο μεγαλύτερος μεμονωμένος παράγοντας υψηλού επιπέδου στη συνεχιζόμενη μείωση του κόστους ήταν οι οικονομίες κλίμακας, καθώς οι μονάδες παραγωγής ηλιακών κυττάρων και μονάδων παραγωγής έχουν γίνει όλο και μεγαλύτερες.

solar panel 1990

“Αυτό θέτει το ερώτημα ποιοι παράγοντες μπορούν να βοηθήσουν στη συνέχιση της μείωσης του κόστους”, λέει η Trancik. Όσον αφορά την κυβερνητική πολιτική, τονίζει ότι “οι πολιτικές που τόνωσαν την ανάπτυξη της αγοράς αντιπροσώπευαν περίπου το 60% της συνολικής πτώσης του κόστους, οπότε “αυτό συνέβαλε σημαντικά στη μείωση του κόστους”.

solar panel 2000

Οι πολιτικές που προωθούσαν την ανάπτυξη της αγοράς περιελάμβαναν μέτρα όπως τα πρότυπα για τα ανανεώσιμα χαρτοφυλάκια, τα τιμολόγια τροφοδότησης και διάφορες επιδοτήσεις. Η έρευνα και η ανάπτυξη που χρηματοδοτείται από την κυβέρνηση αντιπροσωπεύει το υπόλοιπο 40% – αν και η δημόσια έρευνα και ανάπτυξη διαδραμάτισε μεγαλύτερο ρόλο κατά τα προηγούμενα έτη, λέει.

Αυτές είναι σημαντικές πληροφορίες, προσθέτει, γιατί “εδώ και πολύ καιρό υπάρχει μια συζήτηση σχετικά με το εάν αυτές οι πολιτικές λειτουργούν – εάν οδήγησαν πραγματικά στην τεχνολογική βελτίωση; Τώρα, μπορούμε όχι μόνο να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, μπορούμε να πούμε με πόσο”.

solar panel 2010

Αυτό το εύρημα, το οποίο βασίζεται σε μηχανισμούς προσομοίωσης μηχανισμών και όχι σε καθαρά συσχετιστική ανάλυση, παρέχει ισχυρές ενδείξεις για έναν “ενάρετο κύκλο” που μπορεί να δημιουργηθεί ανάμεσα στην τεχνολογική καινοτομία και τις πολιτικές για τη μείωση των εκπομπών, λέει η Trancik. Καθώς εφαρμόζονται πολιτικές για τις εκπομπές, αυξάνονται οι αγορές τεχνολογιών χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, βελτιώνονται οι τεχνολογίες και το κόστος των μελλοντικών μειώσεων των εκπομπών μπορεί να ελαττωθεί.

Η Trancik και οι συνεργάτες της σχεδιάζουν να εφαρμόσουν παρόμοια μεθοδολογία με την ανάλυση άλλων τεχνολογιών, όπως η πυρηνική ενέργεια, καθώς και τα άλλα μέρη των ηλιακών εγκαταστάσεων – η λεγόμενη ισορροπία συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων των δομών τοποθέτησης και των ελεγκτών ισχύος που απαιτούνται για τις ηλιακές μονάδες – οι οποίες δεν συμπεριλήφθηκαν στη μελέτη αυτή.

“Η μέθοδος που αναπτύξαμε μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο για την εκτίμηση του κόστους διαφορετικών τεχνολογιών, τόσο αναδρομικά όσο και μελλοντικά”, λέει ο Kavlak.

“Αυτό ανοίγει έναν διαφορετικό τρόπο μοντελοποίησης της τεχνολογικής αλλαγής, από το επίπεδο της συσκευής μέχρι τα μέτρα πολιτικής και όλα τα ενδιάμεσα”, λέει η Trancik. “Ανοίγουμε το μαύρο κουτί της τεχνολογικής καινοτομίας.

“Προχωρώντας, μπορούμε να βελτιώσουμε τη διαίσθηση μας σχετικά με τους γενικούς παράγοντες που βελτιώνουν γρήγορα τις τεχνολογίες. Η εφαρμογή αυτού του εργαλείου στην ηλιακή φωτοβολταϊκή είναι μόνο η αρχή όσων μπορούμε να κάνουμε”, σημειώνει ο McNerney.

Αν και η μελέτη εστιάστηκε στις προηγούμενες επιδόσεις, οι παράγοντες που εντοπίστηκαν υποδηλώνουν ότι “υπάρχουν ευκαιρίες για περαιτέρω βελτιώσεις κόστους με αυτήν την τεχνολογία”.

Τα ευρήματα δείχνουν επίσης ότι οι ερευνητές θα πρέπει να συνεχίσουν να εργάζονται για εναλλακτικές τεχνολογίες κρυσταλλικού πυριτίου, η οποία είναι σήμερα η κυρίαρχη μορφή της ηλιακής φωτοβολταϊκής τεχνολογίας, αλλά και ποικιλίες άλλες διερευνώνται ενεργά με δυνητικά υψηλότερες αποδόσεις ή χαμηλότερο κόστος υλικών.

Η μελέτη υπογραμμίζει επίσης τη σημασία της συνέχισης της προόδου όσον αφορά τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των παραγωγικών συστημάτων, ο ρόλος της οποίας είναι η μείωση του κόστους. “Υπάρχουν πιθανά περισσότερα κέρδη προς την κατεύθυνση αυτή”, καταλήγει η Trancik.

Επιμέλεια Κειμένου: Κατερίνα Καλτσά

Διαφήμιση

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Please enter your comment!
Please enter your name here