由于開發(fā)能力提升、成本下降,屋頂太陽能光伏技術(例如用于家庭、商業(yè)和工業(yè)建筑的屋頂太陽能電池組件)成為目前開發(fā)速度最快的發(fā)電技術。根據一份新報告,預計至2050年,光伏技術可滿足全球25-49%的電力需求。
盡管有這些預期,但對這一技術的發(fā)電潛力和相關成本的全球評估仍然是一項挑戰(zhàn),新報告試圖完成這一挑戰(zhàn)。
包括主要作者Siddharth Joshi在內的研究團隊與University College Cork (UCC)大學的同事Brian Ó Gallachóir教授、Paul Holloway博士以及倫敦帝國學院、哥倫比亞大學和艾哈邁達巴德大學的同事一起,評估了全球屋頂太陽能光伏發(fā)電的潛力和相關成本。
作者繪制了1.3億平方公里的全球地表面積,利用一種新的機器學習算法確定了20萬平方公里的屋頂面積,然后對這些屋頂面積進行分析,用于量化屋頂太陽能光伏發(fā)電的全球發(fā)電潛力。
作者發(fā)現,每兆瓦時40-280美元的成本就可以實現每年27PWh的全球潛力。亞洲、北美和歐洲的發(fā)電潛力最大。其中,印度以每兆瓦時66美元和中國以每兆瓦時68美元實現電力潛能的成本最低,而英國和美國是成本最高的國家之一。
作者認為,屋頂太陽能電池組件的發(fā)電潛力在2018年超過了全球每年的電力消費總量。然而,其未來潛力將取決于電力存儲解決方案的開發(fā)與成本。
UCC研究員Siddharth Joshi表示:"我們第一次結合大數據、機器學習和地理信息系統(tǒng),以更高的精度分析全球屋頂光伏的空間和時間特征。這項研究有助于提升屋頂太陽能光伏在全球能源系統(tǒng)中的代表性。”
作者總結稱,他們的發(fā)現將對可持續(xù)發(fā)展和減緩氣候變化的努力產生重要影響。在全球范圍內,2018年有近8億人沒有電,其中大多數人生活在農村地區(qū)。
合著者Brian Ó Gallachóir教授表示:"屋頂太陽能的潛力達到27PWh,這極為重要。相比之下,2019年,全球所有家庭的總用電量為6PWh。下個月,英國將舉行全球氣候變化大會,這些結果非常及時。屋頂太陽能光伏發(fā)電不僅有助于減少排放,還能讓房主直接參與能源轉型。"
資深作者James Glynn博士評論稱:"這項研究生成的公開數據有助于量化、定位和優(yōu)先考慮對零碳電力系統(tǒng)的投資。通過繪制高分辨率的全球太陽能光伏屋頂潛力圖,發(fā)展中國家的開發(fā)銀行和能源機構可以更好了解這種技術在推動氣候行動、獲得可負擔的清潔能源等可持續(xù)發(fā)展領域的作用。"
倫敦帝國學院Grantham研究所能源和綜合評估模型研究助理Shivika Mittal博士表示,“在過去十年里,太陽能屋頂組件發(fā)電成本已經大幅下降。我們的新數據將幫助政府、組織、企業(yè)確定太陽能電力‘熱點’,它們可以為這些熱點調動新投資,這會有助于加快太陽能電力應用。"
這些來自UCC大學SFI能源、氣候和海洋研究中心MaREI機構的研究人員與國際研究伙伴合作,在《自然通訊》雜志上發(fā)表了他們的研究成果。
原標題:報告:2050年屋頂光伏將供應全球25-49%電力需求