Sursa:theconversation.com
O scădere uimitoare cu 82% a costului energiei solare fotovoltaice (PV) din 2010 a oferit lumii o șansă de luptă de a construi un sistem energetic cu emisii zero, care ar putea fi mai puțin costisitor decât sistemul pe care îl înlocuiește pe combustibili fosili.
Agenția Internațională pentru Energie proiectează că capacitatea de generare solară fotovoltaică trebuie să crească de zece ori până în 2040, dacă dorim să îndeplinim sarcinile duale de atenuare a sărăciei globale și constrângerea încălzirii cu mult sub 2 grade.
Rămân provocări critice. Solarul este „intermitent”, deoarece soarele variază în timpul zilei și de-a lungul anotimpurilor, așa că energia trebuie stocată pentru atunci când soarele nu strălucește. Politica trebuie, de asemenea, concepută pentru a se asigura că energia solară ajunge în cele mai îndepărtate colțuri ale lumii și în locurile unde este cea mai necesară. Și vor exista compromisuri inevitabile între energia solară și alte utilizări ale aceluiași teren, inclusiv conservarea și biodiversitatea, agricultura și sistemele alimentare și utilizările comunitare și indigene.
Colegii și cu mine am publicat acum în revista Nature primul inventar global al instalațiilor mari de generare a energiei solare. „Mare” în acest caz se referă la instalațiile care generează cel puțin 10 kilowați atunci când soarele este la apogeu. (O instalație tipică de pe acoperiș rezidențial mic are o capacitate de aproximativ 5 kilowați).
Am construit un sistem de învățare automată pentru a detecta aceste facilități în imaginile din satelit și apoi am implementat sistemul pe peste 550 de terabytes de imagini folosind mai multe vieți umane de calcul.
Am căutat aproape jumătate din suprafața terestră a Pământului, filtrănd zonele îndepărtate departe de populațiile umane. În total, am detectat 68.661 de instalații solare. Folosind zona acestor instalații și controlând incertitudinea din sistemul nostru de învățare automată, obținem o estimare globală de 423 gigawați de capacitate de generare instalată la sfârșitul anului 2018. Aceasta este foarte aproape de estimarea Agenției Internaționale pentru Energii Regenerabile (IRENA) de 420 GW pentru aceeași perioadă.
Urmărirea creșterii energiei solare
Studiul nostru arată că capacitatea de generare solară fotovoltaică a crescut cu 81% între 2016 și 2018, perioadă pentru care am avut imagini marcate de timp. Creșterea a fost condusă în special de creșteri în India (184 la sută), Turcia (143 la sută), China (120 la sută) și Japonia (119 la sută).
Facilitățile au variat ca mărime, de la instalații extinse de deșert la scară de gigawați în Chile, Africa de Sud, India și nord-vestul Chinei, până la instalații comerciale și industriale pe acoperiș în California și Germania, instalații rurale de mozaic din Carolina de Nord și Anglia și instalații urbane de mozaic în Coreea de Sud și Japonia.
Solar amestecat cu câmpuri de orez pe terenul recuperat din Coreea de Sud. Stoc pentru tine / shutterstock
Avantajele datelor la nivel de unitate
Agregatele la nivel de țară ale setului nostru de date sunt foarte apropiate de statisticile la nivel de țară ale IRENA, care sunt colectate din chestionare, oficiali de țară și asociații industriale. În comparație cu alte seturi de date la nivel de instalație, abordăm unele lacune critice de acoperire, în special în țările în curs de dezvoltare, unde difuzarea energiei solare fotovoltaice este esențială pentru extinderea accesului la energie electrică, reducând în același timp emisiile de gaze cu efect de seră. Atât în țările dezvoltate, cât și în cele în curs de dezvoltare, datele noastre oferă un punct de referință comun imparțial prin raportarea de la companii sau guverne.
Datele localizate geospațial sunt de o importanță critică pentru tranziția energetică. Operatorii de rețea și participanții la piața de energie electrică trebuie să știe exact unde sunt instalațiile solare pentru a cunoaște cu exactitate cantitatea de energie pe care o generează sau o vor genera. Sistemele emergente in-situ sau la distanță sunt capabile să utilizeze datele de locație pentru a prezice creșterea sau scăderea generației cauzate, de exemplu, de nori trecători sau de schimbările vremii.
Această predictibilitate sporită permite solarului să atingă proporții mai mari din mixul energetic. Pe măsură ce energia solară devine mai previzibilă, operatorii de rețea vor trebui să țină mai puține centrale electrice pe bază de combustibili fosili în rezervă, iar mai puține penalități pentru supra- sau subgenerare vor însemna că vor fi deblocate mai multe proiecte marginale.
Folosind catalogul din spate al imaginilor din satelit, am putut estima datele de instalare pentru 30% din facilități. Date precum acestea ne permit să studiem condițiile precise care duc la difuzarea energiei solare și vor ajuta guvernele să conceapă mai bine subvenții pentru a încuraja o creștere mai rapidă.
Autorii au comparat locațiile instalațiilor solare cu datele despre utilizarea terenurilor, pentru a afla ce a fost acolo înainte. Terenul cultivat (maro deschis) a fost cu ușurință cel mai comun. Kruitwagen și colab., Nature
Știind unde se află o instalație, ne permite, de asemenea, să studiem consecințele nedorite ale creșterii generării de energie solară. În studiul nostru, am descoperit că centralele solare se află cel mai adesea în zonele agricole, urmate de pajiști și deșerturi.
Acest lucru evidențiază necesitatea de a lua în considerare cu atenție impactul pe care o extindere de zece ori a capacității de generare solară fotovoltaică îl va avea în următoarele decenii asupra sistemelor alimentare, biodiversității și terenurilor utilizate de populațiile vulnerabile. Factorii de decizie pot oferi stimulente pentru a instala generarea solară pe acoperișuri, ceea ce provoacă mai puțină concurență în utilizarea terenurilor sau alte opțiuni de energie regenerabilă.