Исследование солнечного будущего

Исследование солнечного будущего исследует роль солнечной энергии в переходе к безуглеродной электрической сети. Исследование, подготовленное Управлением технологий солнечной энергии Министерства энергетики США (SETO) и Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) и опубликованное 8 сентября 2021 года, показывает, что с агрессивным снижением затрат, политикой поддержки и крупномасштабной электрификацией солнечная энергия может составлять до 40% электроснабжения страны к 2035 году и 45% к 2050 году.

Исследование Solar Futures Study смоделировало развертывание солнечной энергии, необходимой для обезуглероженной сети. Предварительное моделирование показывает, что декарбонизация всей энергетической системы может привести к получению до 3000 ГВт солнечной энергии из-за увеличения электрификации.

Чтобы достичь этих уровней, развертывание солнечной энергии должно вырасти в среднем на 30 гигаватт переменного тока (ГВт)._{переменный ток}) каждый год в период до 2025 г. и увеличивать до 60 ГВт в год в период с 2025 по 2030 г., что в четыре раза превышает нынешнюю скорость развертывания, чтобы к 2035 г. в общей сложности было развернуто 1000 ГВт солнечной энергии. К 2050 г. солнечная мощность должна будет достичь 1600 ГВт._{переменный ток} для создания сети с нулевым выбросом углерода с усиленной электрификацией конечных пользователей (например, автомобилей, строительных площадей и нагрева воды). Предварительное моделирование показывает, что обезуглероживание всей энергетической системы США может привести к увеличению мощности до 3200 ГВт._{переменный ток} солнечной энергии из-за увеличения электрификации зданий, транспорта и промышленной энергетики и производства экологически чистых видов топлива.

Статья в тему: Как установить солнечные батареи на крышу phoenix az

Исследование солнечного будущего является третьим в серии исследований зрения SETO и NREL, которым предшествует Исследование SunShot Vision (2012) и На пути к солнечному свету (2016). В то время как предыдущие исследования были сосредоточены на влиянии недорогих солнечных технологий на экономику, это исследование погружается в роль солнечной энергии в обезуглероженной сети и предоставляет анализ будущих солнечных технологий, солнечной рабочей силы и того, как солнечная энергия может взаимодействовать с другими технологиями. как хранилище.

Основные выводы исследования солнечного будущего

Изучите интерактивные диаграммы с результатами исследования и ответами на часто задаваемые вопросы ниже.

При постоянном развитии технологий цены на электроэнергию не вырастут до 2035 года. Девяностопятипроцентная декарбонизация электросети будет достигнута в 2035 году без повышения цен на электроэнергию, поскольку затраты на декарбонизацию и электрификацию полностью компенсируются экономией от технологических усовершенствований и повышенной гибкости спроса.
Достижение декарбонизации требует значительного ускорения внедрения экологически чистой энергии, в результате чего к 2035 году на солнечной энергии будет занято от 500 000 до 1,5 миллионов человек. По сравнению с примерно 15 ГВт солнечной мощности, развернутой в 2020 году, ежегодное развертывание солнечной энергии составляет в среднем 30 ГВт в начале 2020-х годов и вырастет в среднем до 60 ГВт с 2025 по 2030 год.Точно так же значительные темпы развертывания солнечной энергии сохранятся в 2030-х годах и далее. Темпы развертывания также ускоряются для ветроэнергетики и аккумулирования энергии.
Хранение, расширение передачи и гибкость нагрузки и генерации являются ключом к поддержанию надежности и отказоустойчивости сети. Емкость накопителей быстро растет и к 2050 году превысит 1600 ГВт. Небольшие солнечные батареи, особенно в сочетании с накопителями, могут повысить отказоустойчивость, позволяя зданиям или микросетям питать критические нагрузки во время перебоев в энергоснабжении. Кроме того, для эффективной интеграции этих ресурсов в сеть необходимы достижения в управлении распределенными энергетическими ресурсами, такими как солнечные батареи и электромобили на крыше.
Расширение поставок чистой электроэнергии приводит к более глубокому обезуглероживанию. Спрос на электроэнергию вырастет примерно на 30% с 2020 по 2035 год из-за электрификации потребностей зданий, работающих на топливе (например, отопление), транспортных средств и промышленных процессов. Спрос на электроэнергию увеличивается еще на 34% с 2035 по 2050 год. К 2050 году все эти электрифицированные секторы будут питаться электричеством с нулевым выбросом углерода, а рост электрификации приведет к сокращению выбросов, эквивалентному 155% выбросов в энергосистему 2005 года.
Доступность земли не ограничивает использование солнечной энергии. В 2050 году для наземных солнечных технологий потребуется максимальная площадь суши, эквивалентная 0,5% прилегающей территории США. Это требование может быть выполнено различными способами, в том числе за счет использования нарушенных или загрязненных земель, непригодных для других целей.
выгоды от декарбонизации намного перевешивают дополнительные затраты. Совокупные затраты энергосистемы с 2020 по 2050 год на 562 миллиарда долларов (25%) выше, включая затраты на обслуживание электрифицированных нагрузок, которые ранее питались за счет прямого сжигания топлива. Однако предотвращение климатического ущерба и улучшение качества воздуха более чем компенсируют эти дополнительные расходы, что привело к чистой экономии в размере 1,7 трлн долларов.
Проблемы необходимо решать таким образом, чтобы затраты на солнечную энергию и выгоды распределялись справедливо. Использование солнечной энергии может принести рабочие места, сэкономить на счетах за электроэнергию и повысить устойчивость к внешним воздействиям. Различные вмешательства — финансовые, участие сообщества, размещение, политика, нормативные меры и меры по обеспечению устойчивости — могут повысить справедливость при внедрении солнечных батарей на крышах. Дополнительные меры справедливости могут касаться распределения общественных и частных выгод, распределения затрат, процедурной справедливости при принятии решений, связанных с энергетикой, необходимости справедливого перехода рабочей силы и потенциальных негативных внешних эффектов, связанных с размещением солнечных проектов и утилизацией солнечных материалов.