Неотдавнашен задълбочен систематичен преглед разкри, че слънчевите фотоволтаици (PV) ще осигурят по-голямата част от световната енергия в обозримо бъдеще. Според прогнозите технологията ще генерира около 61% от електроенергията в световен мащаб до 2050 г.
Изследователи от университета LUT във Финландия, университета Лайбниц в Хановер в Германия, Съвместния изследователски център на Европейската комисия и Техническия университет на Дания са провели проучването, което е събрало и анализирало знания от не по-малко от 60 рецензирани -проучвания по темата за енергийния преход по отношение на системи за захранване, отопление и транспорт. Резултатите от изследването бяха публикувани в такива водещи списания като Progress in Photovoltaics и Renewable and Sustainable Energy Reviews и демонстрират впечатляващото пътуване на слънчевата технология от нишова интервенция до ключовата част от бъдещата енергийна система.
От ниша до глобален гръбнак
Трансформацията на слънчевата PV от лабораторен феномен в конвенционален източник на електричество е забележителна. В преглед на над 1000 публикации от началото на 70-те години на миналия век, изследователите са признали 29 важни постижения в методологията и анализа на данни за соларни PV изследвания. Анализът започна от далновидни изследвания през 70-те години на миналия век, премина към моделиране на почасова база през 2010-те години и достигна до настоящите техники за много-секторна много-възлова оптимизация.
„Слънчевата фотоволтаична енергия си проправи път в енергийната система по-бързо от всеки източник на електричество в историята на човечеството“, отбелязват изследователите, приписвайки този безпрецедентен растеж на рязко падащите разходи, почти-универсалната достъпност и разнообразните системни приложения. Днес търговските слънчеви модули обикновено постигат 20–22% ефективност, докато усъвършенстваните изследователски клетки при концентрирана слънчева светлина са надхвърлили 40%.
Числата зад революцията
Основният резултат показва както значително съгласие, така и изненадващо разминаване. По-голямата част от проучванията прогнозират, че комбинираната слънчева фотоволтаична и вятърна енергия ще представляват между 80% и 99% от общото производство на електроенергия до 2050 г. Въпреки това, прогнозите, отнасящи се единствено до слънчевата фотоволтаична енергия, представляват много широк диапазон от резултати, вариращи от 5% до 98% в зависимост от такива фактори като броя на слънчевите часове с пълно-натоварване, предположенията, направени по отношение на слънчевата технология и нейната икономика, както и сложността на процеса на моделиране.
И все пак дори по-консервативните оценки подчертават трансформативния потенциал на слънчевата енергия. На глобално ниво проучванията все по-често откриват дял на PV от 60–80% в общото първично енергийно снабдяване около средата на-век, с прогнозирана средна стойност от 61% в проучванията на прехода. Няколко изследователски екипа са установили, че приносът на слънчевата фотоволтаична енергия в световен мащаб е от порядъка на 60–80% до средата на-века.
Остарелите модели подценяват истинския потенциал на слънчевата енергия
Критичен извод от прегледа е, че много модели за енергиен преход продължават да подценяват бъдещата роля на слънчевата фотоволтаична енергия поради остарели допускания за разходите. Цифрите за капиталови разходи за-слънчева фотоволтаична енергия в мащаб през 2050 г., използвани в прегледани проучвания, варират от €151 до €720 на киловат -, като приблизително 18% от проучванията все още приемат разходи над €500/kW, ниво, което слънчевата фотоволтаична енергия вече е подбила в реалния свят днес.
„Тъй като разходите за слънчева фотоволтаична енергия са паднали по-бързо от почти всеки очакван сценарий, моделите, носещи тези наследени цифри, систематично подценяват бъдещата роля на слънчевата фотоволтаична енергия“, предупреждават изследователите. Тази революция на разходите е активирана от над пет десетилетия кумулативен напредък в намаляването на разходите, производителността и надеждността на фотоволтаичните модули.
Числата не лъжат. През 2025 г. слънчевата фото-волтаика стана най-големият принос за увеличаването на енергийните доставки в световен мащаб, отговорни за над 25% от увеличението на енергийните доставки, за първи път в регистрираната история на използване на възобновяеми източници в енергийните доставки. През 2025 г. светът отбеляза увеличение от 605 GW на капацитета за слънчева енергия, като общата генерирана слънчева енергия надвишава продукцията, произведена през 2022 г., и представлява повече от 8% от общото производство на енергия в световен мащаб. Според Международната агенция за възобновяема енергия (IRENA), общият капацитет за слънчева енергия през 2025 г. е равен на 2392 GW, което е 47% от общия капацитет за възобновяема енергия.
Отвъд електричеството: Слънчевата-към-X икономика
Влиянието на слънчевата фотоволтаична енергия сега се простира далеч отвъд конвенционалната електрическа мрежа в трудно-за-намаляване сектори като тежката промишленост и-транспорта на дълги разстояния. Изобилие, евтино-слънчево електричество позволява производството на зелен водород, е-горива, устойчиви химикали и чиста вода чрез Power-to-X пътища. Интегрирането на секторното свързване и пътищата за електронно -гориво значително повишава общата стойност и използването на слънчевата фотоволтаична енергия в рамките на по-широката енергийна икономика.
В най-напредналите анализи на 100% възобновяеми енергийни системи, слънчевата PV вече е описана в до осем различни системни приложения, с почасова разделителна способност, във взаимосвързани дизайни на много-възлови изследвания, обхващащи всички сектори - енергия, топлина, транспорт, индустрия, обезсоляване и отстраняване на въглероден диоксид. Всеобхватните маршрути от мощност-към-X и широки портфолиа за гъвкавост, включително мрежи, съхранение, реакция на търсенето и диверсифицирано свързване на сектори, се превърнаха в неразделна част от съвременното енергийно планиране.
Предизвикателства и пътят напред
Въпреки изключително положителната перспектива, изследователите предупреждават, че дори основното разграничаване на фотоволтаичните системи - като разграничаването на наземната-монтирана инсталация-мащаб от PV на покрива - е далеч от стандарта, като само 16% от всички проучвания включват това разграничение. Това представлява значителна празнина в точността на моделирането, на която трябва да се обърне внимание.
Енергийните плановици и политиците са призовани непрекъснато да актуализират кривите на разходите и технологичните рамки, за да избегнат изграждането на енергийни системи въз основа на остарели допускания. Според прогнозите на Международната агенция по енергетика, възобновяемите енергийни източници са настроени да изместят въглищата като водещ източник на енергия през 2026 г., като се очаква слънчевата фотоволтаична енергия да измести вятърната енергия, превръщайки се във втория-най-голям възобновяем източник на електроенергия в света след водната енергия.
Зората на Слънчевата епоха
„Слънчевата фотоволтаика се очертава като основно решение за една устойчива цивилизация по пътя й към слънчевата ера“, заключават изследователите. След пет десетилетия кумулативни изследвания, технологичен напредък и намаляване на разходите, това, което започна като скъпо любопитство в лабораторията, се превърна в най-достъпния и най-бързо-разрастващия се източник на енергия в човешката история.
Тъй като светът вече работи с над 2 теравата фотоволтаични мощности и повече от 75 теравата, предвидени в много сценарии до 2050 г., доказателствата са ясни: слънчевата революция не идва -, тя вече е тук. Въпросът вече не е дали слънчевата фотоволтаика ще се превърне в доминиращия източник на енергия в света, а колко бързо можем да оползотворим пълния й потенциал, за да изградим устойчиво, декарбонизирано бъдеще за всички.
