Heimild: theconversation.com
Ótrúleg 82 prósent lækkun á kostnaði við sólarljós (PV) orku frá 2010 hefur gefið heiminum baráttutækifæri til að byggja upp núlllosunarorkukerfi sem gæti verið ódýrara en jarðefnaeldsneytiskerfið sem það kemur í staðin.
Alþjóðaorkumálastofnunin spáir því að framleiðslugeta PV sólarorku verði að tífaldast fyrir árið 2040 ef við ætlum að takast á við þau tvöföldu verkefni að draga úr fátækt í heiminum og takmarka hlýnun vel undir 2 gráðum.
Mikilvægar áskoranir eru eftir. Sólarorka er „óreglubundin“ þar sem sólskin er breytilegt yfir daginn og eftir árstíðum, þannig að orku verður að geyma þegar sólin skín ekki. Stefna þarf einnig að móta til að tryggja að sólarorka nái til ystu heimshorna og staða þar sem hennar er mest þörf. Og það verða óumflýjanleg málamiðlun milli sólarorku og annarrar notkunar fyrir sama land, þar á meðal verndun og líffræðilegan fjölbreytileika, landbúnað og matvælakerfi og nýtingu samfélagsins og frumbyggja.
Við samstarfsmenn höfum nú birt í tímaritinu Nature fyrstu alþjóðlegu skrána yfir stórar sólarorkuframleiðslustöðvar. „Stór“ vísar í þessu tilviki til aðstöðu sem gefur af sér að minnsta kosti 10 kílóvött þegar sólin er í hámarki. (Dæmigerð lítil íbúðarhúsþak hefur afkastagetu upp á um 5 kílóvött).
Við smíðuðum vélanámskerfi til að greina þessa aðstöðu í gervihnattamyndum og settum síðan kerfið í notkun á yfir 550 terabætum af myndefni með því að nota nokkra ævitíma af tölvum.
Við leituðum í næstum helmingi af yfirborði jarðar og síuðum út afskekkt svæði fjarri mannfjölda. Alls fundum við 68.661 sólarorkuaðstöðu. Með því að nota svæði þessara aðstöðu og stjórna óvissunni í vélanámskerfinu okkar, fáum við alþjóðlegt mat upp á 423 gígavött af uppsettri framleiðslugetu í lok árs 2018. Þetta er mjög nálægt áætlun Alþjóða endurnýjanlegrar orkustofnunar (IRENA) af 420 GW fyrir sama tímabil.
Fylgjast með vexti sólarorku
Rannsókn okkar sýnir að framleiðsla getu sólarorku jókst um ótrúlega 81 prósent milli 2016 og 2018, tímabilið sem við höfðum tímastimplað myndefni. Hagvöxtur leiddi einkum af aukningu í Indlandi (184 prósent), Tyrklandi (143 prósent), Kína (120 prósent) og Japan (119 prósent).
Aðstaðan var allt frá víðfeðmum eyðimerkuruppsetningum á gígawatta mælikvarða í Chile, Suður-Afríku, Indlandi og norðvesturhluta Kína, upp í verslunar- og iðnaðarþakuppsetningar í Kaliforníu og Þýskalandi, bútasaumsuppsetningar í dreifbýli í Norður-Karólínu og Englandi og bútasaumsuppsetningar í þéttbýli í Suður-Kóreu og Japan.
Sól í bland við hrísgrjónaökrum á endurheimtu landi í Suður-Kóreu. Lager fyrir þig / shutterstock
Kostir gagna á aðstöðustigi
Samanlagður gagnasafn okkar á landsstigi er mjög nálægt tölfræði IRENA á landsstigi, sem er safnað úr spurningalistum, embættismönnum landsins og samtökum iðnaðarins. Í samanburði við önnur gagnasöfn á aðstöðustigi, tökum við á nokkrum mikilvægum þekjueyðum, sérstaklega í þróunarlöndum, þar sem dreifing sólarorku er mikilvæg til að auka rafmagnsaðgang á sama tíma og draga úr losun gróðurhúsalofttegunda. Jafnt í þróuðum löndum og þróunarlöndum veita gögnin okkar sameiginlegt viðmið sem er óhlutdrægt með skýrslum frá fyrirtækjum eða stjórnvöldum.
Landfræðileg staðbundin gögn eru mikilvæg fyrir orkuskiptin. Netfyrirtæki og raforkumarkaðsaðilar þurfa að vita nákvæmlega hvar sólarorkuvirkjanir eru til að vita nákvæmlega hversu mikið af orku þeir eru að framleiða eða munu framleiða. Vaxandi kerfi á staðnum eða fjarlæg kerfi geta notað staðsetningargögn til að spá fyrir um aukna eða minnkaða myndun af völdum, til dæmis, skýjafarir eða breytingar á veðri.
Þessi aukni fyrirsjáanleiki gerir sólarorku kleift að ná hærri hlutföllum af orkublöndunni. Eftir því sem sólarorka verður fyrirsjáanlegri munu netfyrirtæki þurfa að halda færri jarðefnaeldsneytisvirkjunum í varasjóði og færri refsingar fyrir of- eða vanframleiðslu munu þýða að jaðarframkvæmdir verða opnaðar.
Með því að nota baklistann yfir gervihnattamyndir gátum við áætlað uppsetningardagsetningar fyrir 30 prósent aðstöðunnar. Gögn eins og þessi gera okkur kleift að rannsaka nákvæmar aðstæður sem leiða til dreifingar sólarorku og munu hjálpa stjórnvöldum að hanna styrki betur til að hvetja til hraðari vaxtar.
Höfundar báru saman staðsetningu sólarmannvirkjanna við gögn um landnotkun, til að komast að því hvað var þar áður. Uppskeruland (ljósbrúnt) var auðveldlega algengast. Kruitwagen o.fl., Nature
Að vita hvar aðstaða er gerir okkur einnig kleift að rannsaka óviljandi afleiðingar vaxtar sólarorkuframleiðslu. Í rannsókn okkar komumst við að því að sólarorkuver eru oftast á landbúnaðarsvæðum, þar á eftir koma graslendi og eyðimerkur.
Þetta undirstrikar nauðsyn þess að íhuga vandlega þau áhrif sem tíföldun á framleiðslugetu PV sólarorku mun hafa á næstu áratugum á matvælakerfi, líffræðilegan fjölbreytileika og landsvæði sem viðkvæmir íbúar nota. Stefnumótendur geta veitt hvata til þess að setja í staðinn upp sólarorku á húsþökum sem valda minni samkeppni um landnýtingu, eða aðra endurnýjanlega orkukosti.