Lähde: theconversation.com
Hämmästyttävä 82 prosentin lasku aurinkosähkön (PV) kustannuksissa vuodesta 2010 lähtien on antanut maailmalle mahdollisuuden rakentaa päästötön energiajärjestelmä, joka saattaa olla halvempi kuin fossiilisia polttoaineita käyttävä järjestelmä, jonka se korvaa.
Kansainvälinen energiajärjestö arvioi, että aurinkosähkön tuotantokapasiteetin tulee kymmenkertaistua vuoteen 2040 mennessä, jos aiomme täyttää kaksi tehtävää: lievittää globaalia köyhyyttä ja rajoittaa lämpeneminen selvästi alle 2 asteeseen.
Kriittisiä haasteita on edelleen. Aurinkoenergia on "ajoittain", koska auringonpaiste vaihtelee päivän aikana ja eri vuodenaikoina, joten energiaa on varastoitava sitä varten, kun aurinko ei paista. Politiikka on myös suunniteltava siten, että aurinkoenergia pääsee maailman syrjäisimpiin kolkoihin ja paikkoihin, joissa sitä eniten tarvitaan. Ja aurinkoenergian ja saman maan muiden käyttötarkoitusten välillä on väistämättömiä kompromisseja, mukaan lukien suojelu ja biologinen monimuotoisuus, maatalous ja elintarvikejärjestelmät sekä yhteisön ja alkuperäiskansojen käyttö.
Kollegamme ja minä olemme nyt julkaisseet Nature-lehdessä ensimmäisen maailmanlaajuisen luettelon suurista aurinkoenergian tuotantolaitoksista. "Suuri" tarkoittaa tässä tapauksessa laitteita, jotka tuottavat vähintään 10 kilowattia auringon ollessa huipussaan. (Tyypillisen pientalon kattoasennuksen kapasiteetti on noin 5 kilowattia).
Rakensimme koneoppimisjärjestelmän havaitsemaan nämä tilat satelliittikuvista ja sitten otimme järjestelmän käyttöön yli 550 teratavun kuvissa käyttämällä useiden ihmisten eliniän laskentaa.
Etsimme lähes puolet maapallon pinta-alasta ja suodatimme pois syrjäiset alueet, jotka ovat kaukana ihmispopulaatioista. Kaikkiaan havaitsimme 68 661 aurinkovoimalaa. Käyttämällä näiden laitosten pinta-alaa ja hallitsemalla koneoppimisjärjestelmämme epävarmuutta, saamme maailmanlaajuisen arvion 423 gigawatista asennettua tuotantokapasiteettia vuoden 2018 lopussa. Tämä on hyvin lähellä Kansainvälisen uusiutuvan energian järjestön (IRENA) arviota. 420 GW samalla ajanjaksolla.
Aurinkoenergian kasvun seuranta
Tutkimuksemme osoittaa, että aurinkosähkön tuotantokapasiteetti kasvoi merkittävästi 81 prosenttia vuosina 2016–2018, jolloin meillä oli aikaleimattu kuva. Kasvua johti erityisesti kasvu Intiassa (184 prosenttia), Turkissa (143 prosenttia), Kiinassa (120 prosenttia) ja Japanissa (119 prosenttia).
Tilat vaihtelivat kooltaan rönsyilevistä gigawatin mittakaavaisista aavikkoasennuksista Chilessä, Etelä-Afrikassa, Intiassa ja Luoteis-Kiinassa kaupallisiin ja teollisiin kattoasennuksiin Kaliforniassa ja Saksassa, maaseudun tilkkutäysasennuksiin Pohjois-Carolinassa ja Englannissa sekä kaupunkien tilkkutäysasennuksiin Etelä-Korea ja Japani.
Aurinkoenergia sekoitettuna riisipeltojen kanssa talteenotetulla maalla Etelä-Koreassa. Varasto sinulle / shutterstock
Toimitilatason tiedon edut
Aineistomme maakohtaiset aggregaatit ovat hyvin lähellä IRENAn maatason tilastoja, jotka kerätään kyselylomakkeilta, maiden viranomaisilta ja toimialajärjestöiltä. Verrattuna muihin laitostason tietokokonaisuuksiin korjaamme joitain kriittisiä kattavuuspuutteita, erityisesti kehitysmaissa, joissa aurinkosähkön leviäminen on kriittinen tekijä sähkön saatavuuden laajentamiseksi ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Sekä kehittyneissä että kehitysmaissa tietomme ovat yhteinen vertailukohta, joka on puolueeton yritysten tai hallitusten raporteista.
Geospatiaalisesti lokalisoidut tiedot ovat ratkaisevan tärkeitä energiasiirtymälle. Verkko-operaattoreiden ja sähkömarkkinoiden toimijoiden on tiedettävä tarkasti, missä aurinkovoimalat ovat, jotta he voivat tietää tarkasti niiden tuottaman tai tuottavan energian määrän. Kehittyvät in situ tai etäjärjestelmät pystyvät käyttämään sijaintitietoja ennustamaan lisääntynyttä tai vähentynyttä tuotantoa, joka johtuu esimerkiksi pilvistä tai sään muutoksista.
Tämä lisääntynyt ennustettavuus mahdollistaa sen, että aurinko saavuttaa suuremman osuuden energiayhdistelmästä. Kun aurinkoenergiasta tulee entistä ennustettavampaa, verkko-operaattoreiden on pidettävä vähemmän fossiilisia polttoaineita käyttäviä voimalaitoksia varassa, ja vähemmän sakkoja yli- tai alituotannosta tarkoittaa, että vähemmän marginaalisia projekteja avataan.
Satelliittikuvien takakatalogilla pystyimme arvioimaan asennuspäivämäärät 30 prosentille tiloista. Tällaisten tietojen avulla voimme tutkia tarkat olosuhteet, jotka johtavat aurinkoenergian leviämiseen, ja auttavat hallituksia suunnittelemaan paremmin tukia nopeamman kasvun edistämiseksi.
Kirjoittajat vertasivat aurinkolaitosten sijaintia maankäyttötietoihin saadakseen selville, mitä siellä oli aiemmin. Viljely (vaaleanruskea) oli helposti yleisin. Kruitwagen et ai, Nature
Kun tiedämme, missä laitos sijaitsee, voimme myös tutkia aurinkoenergian tuotannon kasvun tahattomia seurauksia. Tutkimuksessamme havaitsimme, että aurinkovoimalat ovat useimmiten maatalousalueilla, sitten niityt ja aavikot.
Tämä korostaa tarvetta harkita huolellisesti aurinkosähkön tuotantokapasiteetin kymmenkertaisen laajentamisen vaikutuksia tulevina vuosikymmeninä elintarvikejärjestelmiin, biologiseen monimuotoisuuteen ja haavoittuvien väestöryhmien käyttämiin maihin. Päättäjät voivat tarjota kannustimia asentaa sen sijaan aurinkoenergian tuotantoa kattoille, mikä vähentää maankäytön kilpailua, tai muita uusiutuvan energian vaihtoehtoja.
