Análisis apunta a un despliegue fotovoltaico masivo para cumplir el objetivo de descarbonización

Fuente: https://www.nrel.gov

Foto de Dennis Schroeder, NREL

Se necesita un «aumento sin precedentes de la capacidad de producción» durante las próximas dos décadas para proporcionar suficiente energía solar para descarbonizar completamente el sistema eléctrico mundial, pero ese objetivo se puede lograr, según un análisis dirigido por investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable. (NREL).

El objetivo es 63,4 teravatios de capacidad nominal instalada de energía fotovoltaica (PV) necesarios en la década entre 2050 y 2060. Eso es un aumento de 60 veces en la cantidad de energía fotovoltaica instalada en todo el mundo en la actualidad.

Jao van de Lagemaat, director del Centro de Química y Nanociencia del NREL del Departamento de Energía de EE. UU., dijo que se necesitará una «demanda relativamente modesta» de energía fotovoltaica adicional incluso después de que se alcance la descarbonización global para mantenerse al día con el retiro del módulo y el crecimiento de la población. Esto conduce a un impacto esperado en la industria manufacturera donde «de repente se necesita mucha menos capacidad de fabricación una vez que se logra la descarbonización».

Los hallazgos están contenidos en el artículo, » Escenarios de implementación fotovoltaica hacia la descarbonización global: papel de las tecnologías disruptivas «, que aparece en la revista Solar RRL . Además de van de Lagemaat, los otros autores son Michael Woodhouse de NREL y Billy Stanbery de Colorado School of Mines.

El análisis pretende capturar la escala y la dinámica temporal de la financiación necesaria para desarrollar la capacidad de fabricación para producir suficientes módulos fotovoltaicos. Entre las suposiciones que hicieron los investigadores está que después de que se alcance el objetivo de descarbonización, los fabricantes se mostrarán reacios a construir nuevas fábricas debido a la caída en las trayectorias de demanda de módulos fotovoltaicos. Se supone que las fábricas tienen una vida útil de 15 años, por lo que solo se construirán nuevas si se prevé que mantengan la producción total durante su vida útil.

El análisis también asume que la vida útil de un módulo fotovoltaico aumentará considerablemente, lo que exacerba aún más el impacto en la fabricación solar porque llevará más tiempo antes de que sea necesario reemplazarlo. Los investigadores han estado experimentando con la extensión de la longevidad de estos módulos de un promedio de 30 años en 2020 a 50 años para 2040.

Para alcanzar el objetivo de descarbonización, los fabricantes deberán aumentar la capacidad de producción para llegar a 2,9-3,7 teravatios al año en un plazo de 10 a 15 años, un objetivo que costará entre 600.000 y 660.000 millones de dólares. El análisis muestra que estos objetivos se pueden alcanzar usando la tecnología existente y usando las reducciones de costos adicionales esperadas en las tecnologías maduras que usan silicio y telururo de cadmio.

Las tecnologías solares disruptivas, alternativas altamente eficientes a las tecnologías maduras, ayudarán a reducir aún más el costo de la transición. Se pronostica que esas tecnologías, como las perovskitas y la energía fotovoltaica en tándem que combinan las tecnologías solares existentes y las disruptivas en un solo paquete de eficiencia mucho mayor, se implementarán a aproximadamente un teravatio anual y podrían ser potencialmente más baratas de fabricar que la energía fotovoltaica de silicio en un per. -vatios, pero primero debe probarse en el mercado.

En el caso de que se puedan realizar estas tecnologías disruptivas, señalaron los investigadores, se pueden lograr ahorros de costos para los fabricantes por valor de cientos de miles de millones de dólares, lo que conducirá a una industria de fabricación solar más sostenible.

Las tecnologías disruptivas tendrán una oportunidad general en el mercado de fabricación de entre $ 1 billón y $ 2 billones, incluso si la cantidad total de energía fotovoltaica instalada es sustancialmente inferior a 63,4 teravatios, según el análisis, con el resto generado por otras fuentes de energía renovable o libre de carbono, como como la eólica y la nuclear.

“Hay trayectorias económicamente viables que llegan a la capacidad de fabricación necesaria para producir la cantidad de energía fotovoltaica necesaria para descarbonizar por completo la economía energética mundial”, dijo van de Lagemaat. “Las tecnologías emergentes podrían reducir significativamente el costo de esta implementación si se comercializan a tiempo”.

El programa interno de Investigación y Desarrollo Dirigido por Laboratorio de NREL financió la investigación.