Kilde: theconversation.com
En forbløffende nedgang på 82 prosent i kostnadene for solcelleenergi (PV) siden 2010 har gitt verden en kampsjanse til å bygge et nullutslippsenergisystem som kan være rimeligere enn det fossildrevne systemet det erstatter.
Det internasjonale energibyrået anslår at PV-solenergiproduksjonskapasiteten må ti-dobles innen 2040 hvis vi skal møte de doble oppgavene med å lindre global fattigdom og begrense oppvarmingen til godt under 2 grader.
Kritiske utfordringer gjenstår. Solenergi er "intermitterende", siden solskinnet varierer i løpet av dagen og på tvers av årstider, så energi må lagres når solen ikke skinner. Politikk må også utformes for å sikre at solenergi når de fjerneste hjørnene av verden og steder der det er størst behov. Og det vil være uunngåelige avveininger mellom solenergi og annen bruk for samme land, inkludert bevaring og biologisk mangfold, landbruk og matsystemer, og bruk av lokalsamfunn og urfolk.
Kolleger og jeg har nå publisert i tidsskriftet Nature den første globale oversikten over store solenergigenererende anlegg. "Large" refererer i dette tilfellet til anlegg som genererer minst 10 kilowatt når solen er på topp. (En typisk liten boligtakinstallasjon har en kapasitet på rundt 5 kilowatt).
Vi bygde et maskinlæringssystem for å oppdage disse fasilitetene i satellittbilder og distribuerte deretter systemet på over 550 terabyte med bilder ved å bruke flere menneskelige levetider med databehandling.
Vi søkte nesten halvparten av jordens landoverflate, og filtrerte bort fjerntliggende områder langt fra menneskelig befolkning. Totalt oppdaget vi 68 661 solcelleanlegg. Ved å bruke arealet til disse anleggene, og kontrollere usikkerheten i vårt maskinlæringssystem, oppnår vi et globalt estimat på 423 gigawatt installert produksjonskapasitet ved utgangen av 2018. Dette er svært nær Det internasjonale fornybare energibyråets (IRENA) estimat på 420 GW for samme periode.
Spore veksten av solenergi
Vår studie viser at kapasiteten til å generere solcelleenergi økte med bemerkelsesverdige 81 prosent mellom 2016 og 2018, perioden vi hadde tidsstemplede bilder. Veksten ble ledet spesielt av økninger i India (184 prosent), Tyrkia (143 prosent), Kina (120 prosent) og Japan (119 prosent).
Fasilitetene varierte i størrelse fra vidstrakte gigawatt-skala ørkeninstallasjoner i Chile, Sør-Afrika, India og Nordvest-Kina, til kommersielle og industrielle takinstallasjoner i California og Tyskland, landlige lappeinstallasjoner i North Carolina og England, og urbane lappeinstallasjoner i Sør-Korea og Japan.
Solenergi blandet med rismarker på gjenvunnet land i Sør-Korea. Lager for deg / shutterstock
Fordelene med data på anleggsnivå
Samlinger på landnivå av datasettet vårt er veldig nært IRENAs statistikk på landnivå, som er samlet inn fra spørreskjemaer, landfunksjonærer og bransjeforeninger. Sammenlignet med andre datasett på anleggsnivå adresserer vi noen kritiske dekningshull, spesielt i utviklingsland, der spredning av solcelleenergi er avgjørende for å utvide tilgangen til elektrisitet og samtidig redusere klimagassutslipp. Både i utviklede land og utviklingsland gir dataene våre en felles målestokk uten forutsetninger for rapportering fra selskaper eller myndigheter.
Geospatialt lokaliserte data er av avgjørende betydning for energiomstillingen. Nettoperatører og aktører på strømmarkedet må vite nøyaktig hvor solcelleanlegg er for å vite nøyaktig hvor mye energi de genererer eller vil generere. Fremvoksende in-situ eller eksterne systemer er i stand til å bruke stedsdata til å forutsi økt eller redusert generasjon forårsaket av for eksempel forbipasserende skyer eller endringer i været.
Denne økte forutsigbarheten gjør at solenergi kan nå høyere andeler av energimiksen. Ettersom solenergi blir mer forutsigbar, vil nettoperatører måtte holde færre fossile kraftverk i reserve, og færre straffer for over- eller undergenerering vil bety at flere marginale prosjekter vil bli låst opp.
Ved å bruke bakkatalogen med satellittbilder, var vi i stand til å estimere installasjonsdatoer for 30 prosent av anleggene. Data som dette lar oss studere de nøyaktige forholdene som fører til spredning av solenergi, og vil hjelpe regjeringer med å utforme subsidier bedre for å oppmuntre til raskere vekst.
Forfatterne sammenlignet plasseringen av solcelleanleggene med data om arealbruk, for å finne ut hva som fantes der før. Avlingsmark (lysebrunt) var lett den vanligste. Kruitwagen et al., Nature
Å vite hvor et anlegg er tillater oss også å studere de utilsiktede konsekvensene av veksten av solenergiproduksjon. I vår studie fant vi at solenergianlegg oftest er i jordbruksområder, etterfulgt av gressletter og ørkener.
Dette fremhever behovet for å nøye vurdere virkningen som en ti-dobling av solcelleproduksjonskapasiteten vil ha i de kommende tiårene på matsystemer, biologisk mangfold og land som brukes av sårbare befolkninger. Politikere kan gi insentiver til i stedet å installere solenergi på hustak som forårsaker mindre konkurranse om arealbruk, eller andre alternativer for fornybar energi.
