Чи є плавучі сонячні панелі життєздатним шляхом до декарбонізації?

Декарбонізація, як випливає з назви, спрямована на видалення або зменшення викиду вуглекислого газу в атмосферу. Мета в широкому сенсі – перехід на використання низьковуглецевих джерел енергії. 

Зараз ми всі знаємо, чому ми повинні зменшити або видалити вуглекислий газ з атмосфери. Майже десять років тому світ досяг Париж угоду, яка виступала за обмеження глобального потепління значно нижче 2 градусів за Цельсієм порівняно з доіндустріальним рівнем і вжиття щирих ініціатив щодо обмеження його до 1.5 градусів за Цельсієм шляхом досягнення чистої вуглецевої нейтральності, серед іншого, до 2050 року. 

Декарбонізація є настільки необхідним і терміновим завданням для майбутнього світу, що уряди, компанії та соціальні спільноти загалом прагнуть розробити шляхи для її пришвидшення. Однак, це вимагає радикально інших енергетичних систем, що підтримуються альтернативними джерелами енергії, що базуються на зеленій електроенергії та зелених молекулах. Одне нове дослідження представило можливість використання плавучих сонячних панелей як шляху до декарбонізації. Але чи є ці панелі життєздатними? Давайте розглянемо. 

Глобальний потенціал для розгортання низьковуглецевих плаваючих сонячних батарей

Команда дослідників з Бангорського та Ланкастерського університетів, а також Центру екології та гідрології Великобританії спробували розрахувати кількість електроенергії, яку можна виробити і постачається шляхом розміщення плаваючих сонячних батарей. Зокрема, дослідники розрахували добову потужність електроенергії для плавучих фотоелектричних установок приблизно на 68,000 XNUMX озер і водосховищ по всьому світу. 

Щоб вважатися найбільш придатним для встановлення сонячної технології, місце має бути не більше ніж за 10 км від населеного пункту та не в захищеній зоні. Крім того, озера і водосховища не повинні залишатися сухими або крижаними довше шести місяців на рік. Для розрахунку було враховано лише 10% площі поверхні цих озер і водосховищ.

З урахуванням усіх цих міркувань і залежно від факторів висоти, широти та пори року потенційне річне виробництво електроенергії від FPV на цих озерах становило 1302 терават-годин (ТВт-год), що приблизно в чотири рази перевищує загальну річну потребу в електроенергії Великобританії.

Результати спонукали дослідників глибше досліджувати та вивчати глобальні можливості цього методу. Якщо говорити про країни, то п’ять країн могли б повністю задовольнити свої потреби в електроенергії за допомогою FPV. До цієї п’ятірки увійшли Папуа-Нова Гвінея, Ефіопія та Руанда. З іншого боку, такі країни, як Болівія та Тонга, можуть задовольнити 87% та 92% своїх потреб за рахунок таких засобів. 

Декілька інших країн Африки, Карибського басейну, Південної Америки та Центральної Азії могли б задовольнити від 40 до 70% свого річного попиту на електроенергію, розгорнувши FPV. Навіть такі розвинені країни, як Фінляндія та Данія, могли б отримати 17% та 7% свого річного попиту відповідно з таких джерел. 

FPV також можуть зменшити дефіцит води, виробляючи декарбонову електроенергію. Як? У наступному сегменті ми коротко розглянемо це рішення.

Натисніть тут, щоб дізнатися, що сонячна енергія — це не просто чиста енергія.

Як FPV може зменшити дефіцит води

Відверто кажучи, FPV можуть зменшити дефіцит води, пом’якшуючи втрати води через випаровування. Численні наукові дослідження підтверджують твердження про те, що системи FPV можуть бути однією з найефективніших стратегій пом’якшення дефіциту води шляхом зменшення втрат води через випаровування з глобальних водойм і озер. Те, як FPV допомагає зменшити втрату води при випаровуванні, є подвійним. 

По-перше, FPV пропонують тіні та знижують температуру поверхні води. Таке затінення допомагає пригнічувати градієнт тиску пари на межі повітря-вода, який є одним із основних чинників прихованих теплових потоків і випаровування. 

Окрім ефекту затінення, FPV також служать вітровими бар’єрами. Швидкість вітру прямо залежить від швидкості випаровування, а ослаблений вітер є пом’якшувальним фактором. Говорячи про переваги FPV, доктор Ластин Вулвей, провідний автор статті з Бангорського університету, мав сказати наступне:

«Навіть із критеріями, які ми встановили для створення реалістичного сценарію розгортання FPV, є переваги в усіх напрямках, головним чином у країнах із низьким рівнем доходу та високим рівнем сонячного світла, а також у країнах Північної Європи. Критерії, які ми вибрали, ґрунтувалися на очевидних виключеннях, таких як озера в охоронюваних територіях, а також на тому, що могло б зменшити вартість і ризики розгортання».

Це життєздатний шлях до декарбонізації, який має додаткові переваги. Однак багато інших стратегій можуть допомогти великим промисловим просторам, часто пов’язаним із використанням викопного палива та виробленням вуглецю, стати ефективно декарбонізованими. У наступних сегментах ми обговоримо деякі такі галузі та дослідимо їх можливі шляхи декарбонізації.

Хімікалії

Використання прогнозної аналітики, розширеної візуалізації та інструментів управління енергією на основі штучного інтелекту може допомогти хімічній промисловості підвищити ефективність використання ресурсів та енергію. Він може все частіше використовувати стійкі відходи або біологічну сировину, таку як рослинні або тваринні жири, цукор, лігнін, геміцелюлоза, крохмаль, кукурудза або цукор. Іншим можливим шляхом для цієї галузі зробити позитивний внесок у досягнення цілей декарбонізації може бути уникнення виробництва первинних матеріалів, таких як полімери, гума, батареї, пакувальні матеріали, розчинники, теплоносії та мастильні матеріали.

Нафта і газ

Нафтогазовий бізнес повинен вжити рішучих заходів для успішної декарбонізації. Деякі компанії вже створили свої можливості у сфері відновлюваної енергетики, тоді як інші купують компанії у допоміжних секторах, таких як установники сонячних батарей або зарядні станції для електромобілів (EV), щоб розширити свій портфель пропозицій із низьким рівнем викидів або без них.

Крім того, існує можливість перетворення вуглекислого газу на сировину. Використання вуглекислого газу як вихідної сировини потенційно може створити ринки вартістю мільярди доларів. Наприклад, такі компанії, як C2CNT використовувати розплавлений електроліз для перетворення вуглекислого газу безпосередньо у вуглецеві нанотрубки, які міцніші за сталь і мають високу провідність.

Енергетика та відновлювані джерела енергії

Цей сектор активно займається декарбонізацією протягом тривалого часу. Проте є можливості для вдосконалення. Гравці галузі повинні виступати за більш сприятливе, спрощене та ефективне регуляторне середовище. 

Щоб зробити свою діяльність безперебійною, добре скоординованою та оптимізованою, компанії повинні вчасно переходити на цифрові інструменти, які створюють ефективну організаційну структуру. Існує також більша потреба у відкритті нових стратегій зростання. 

Гірнича справа та метал

У гірничодобувному секторі компанії інвестують у відновлювану енергетику, щоб компенсувати свої викиди. Наприклад, BHP підписала угоду про будівництво нових сонячних та вітрових електростанцій у штаті Квінсленд в Австралії, що дозволить їм працювати на своїх вугільних підприємствах у регіоні, використовуючи сонячну енергію, та скоротити непрямі викиди в країні на 20% протягом п'яти років. Гірничодобувні компанії наразі мають хороші можливості для контролю своїх операційних викидів. Однак саме викиди в ланцюжку створення вартості є тим, про що їм потрібно більше турбуватися та діяти проактивно. 

У той час як галузеві сегменти та уряди постійно оцінюють свій вплив на навколишнє середовище, особливо коли йдеться про вуглецеві сліди, окремі компанії пропонують інноваційні рішення. У наступних кількох сегментах ми розглянемо кілька таких компаній. 

# 1. Ciel & Terre International

Заснований у 2006 році як фахівець з інтеграції фотоелектричних систем, Ciel & Terre International розробляє великомасштабні плавучі фотоелектричні установки з 2011 року. Компанія встановила плавучі фотоелектричні установки по всьому світу, включаючи Ondani Ike, Японія, Changbin 3 і 4, Тайвань, Tata Steel Jamshedpur, Індія, Монпезат, Франція, Canoe Brook, США , та багато іншого. 

Компанія має більше десяти років випробувань і польового досвіду, а також понад 30 років виробництва плавучої сонячної енергії своїми електростанціями. Його робота охоплює 280 плавучих сонячних проектів по всьому світу. 

Хоча ми не будемо детально обговорювати весь спектр діяльності компанії, ми заглибимося в один з її флагманських продуктів – Hydrelio Air Optim. Гнучка плавуча сонячна система – це еволюція оригінальної системи компанії Hydrelio Classic, першого запатентованого та промислово опанованого плавучого сонячного рішення, яке з'явилося у світі у 2010 році. Це рішення може витримувати сильні вітри до 210 км/год або 130 миль/год, що еквівалентно динамічному тиску 1625 паскалів. Його технологія стабілізації до ультрафіолету забезпечує термін служби до 30 років. Вона може ефективно адаптуватися до прибережних та прибережних умов на глибині до 1 метра, залежно від довжини хвилі. Продукт виготовлений з найкращих матеріалів для забезпечення стійкості до корозії та сумісності з питною водою. 

Ciel & Terre також має дочірню компанію під назвою Плавуча сонячна Великобританія. Він призначений для постачання системи Hydrelio у Великобританії. На сьогоднішній день, згідно з даними, опублікованими самою компанією, Ciel & Terre допомогла уникнути майже 740,000 XNUMX тонн вуглекислого газу.

# 2. Kyocera Global

Ще одна компанія, яка робить видатну роботу для побудови декарбонізованого суспільства Kyocera Global. Одне з інноваційних і новаторських рішень включає сонячні панелі FIT, які співробітники Kyocera встановили на дахах своїх будинків. Надлишкова електроенергія, вироблена цими панелями, а також електроенергія, вироблена на сонячних установках Kyocera non-FIT і JEPX+, що належать Kyocera, надходить на платформу Digital Grid P2P, яка потім використовується для живлення об’єкта Kyocera Yokohama Nakayama як невикопна електроенергія. 

Kyocera є перевіреним гравцем у створенні плавучих сонячних панелей. У 2018 році вона розпочала найбільший у Японії проект... Плавуча сонячна електростанція потужністю 13.7 МВт. Побудований над поверхнею резервуара, яким керує Бюро водопостачання префектури Тіба для промислового використання, цей завод має площу поверхні 180,000 2 м44 (понад XNUMX акрів). 

Було встановлено 50,904 16,170 сонячні модулі Kyocera для генерації приблизно 5,000 XNUMX мегават-годин (МВт-год) на рік, що може забезпечити електроенергією близько XNUMX типових домогосподарств. Енергія була продана TEPCO Energy Partner, Incorporated. Проект спочатку був ініційований Агентством державних підприємств префектури Тіба, яке шукало компанії, щоб допомогти зменшити навантаження на навколишнє середовище.

Коли ця електростанція почала працювати, об'єкт Kyocera Solar TCL вже побудував понад 60 сонячних електростанцій по всій Японії та розробив сім плавучих сонячних електростанцій, використовуючи прісноводні греблі та водосховища Японії, а не сільськогосподарські угіддя. 

За останніми наявними данимиВиручка від продажів Kyocera Global за дев'ять місяців, що закінчилися 1,492,672 грудня 31 року, склала 2023 XNUMX XNUMX мільйони єн. 

Плаваючі сонячні панелі та майбутнє декарбонізації

Відповідно до звіту, опублікованого Світовим банком, який вивчив доцільність будівництва плавучих сонячних електростанцій в Індії існують певні перешкоди для широкомасштабного впровадження. Ці бар’єри також стосуються глобального сценарію. Виробництво сонячної енергії з плаваючих панелей може бути дорожчим, ніж наземні установки. Існує недостатня ясність щодо критеріїв прийнятності для плавучої сонячної площадки. Виробничі потужності обладнання, яке допомагає будувати ці об’єкти, у багатьох випадках обмежені. 

Світовий банк також зазначив способи, за допомогою яких провайдери можуть прискорити та максимізувати впровадження. Воно виступало за встановлення чітких цілей щодо плаваючих сонячних потужностей, щоб визначити загальні цілі країни в галузі сонячної енергетики. 

Подібно до експерименту, з якого ми розпочали нашу дискусію, він порадив створити сховище потенційних місць для плавучих сонячних проектів, щоб дати позитивний сигнал ринку та спростити процес розробки проекту. 

У найближчому майбутньому зростання виробництва сонячної енергії за допомогою FPV вимагатиме сприяння та заохочення виробництва плавучого сонячного обладнання відповідно до стандартизованих процедур та сертифікації для забезпечення якості. Оскільки це все ще нова сфера, знадобляться інвестиції в установи, які зможуть проводити надійні дослідження здійсненності таких проектів.

Клацніть тут, щоб переглянути список десяти акцій сонячної енергії, у які найкраще інвестувати.