อุตสาหกรรม

ศักยภาพในอนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

ศักยภาพในอนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาของสหราชอาณาจักร [ภาพ:Elliott Brown, Flickr]

ในบทความของ TechInsider เมื่อปีที่แล้วรีเบคก้าแฮร์ริงตันตั้งข้อสังเกตว่าโลกต้องการพื้นที่ผิวดินที่มีขนาดเท่ากับประเทศสเปนเท่านั้นเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้าทั่วโลกในปี 2573 โดยใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่มีระดับประสิทธิภาพ 20 เปอร์เซ็นต์ สิ่งนี้แม่นยำแค่ไหนและอนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นอย่างไร?

ตัวเลขดังกล่าวเกิดขึ้นจริงโดยโครงการ The Land Art Generator ซึ่งอุทิศตนเพื่อความก้าวหน้าในการปรับใช้โซลูชันการออกแบบที่ยั่งยืน โดยคำนวณ:“ 678 ล้านล้าน Btu (การประมาณการการใช้พลังงานทั่วโลกของสำนักงานสารสนเทศด้านพลังงานของสหรัฐฯภายในปี 2573) = 198,721,800,000,000 กิโลวัตต์ - ชั่วโมง (การแปลงอย่างง่าย) หารด้วยการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ 400 กิโลวัตต์ - ชั่วโมงต่อพื้นที่หนึ่งตารางเมตร (คิดจาก 20 เปอร์เซ็นต์ ประสิทธิภาพ, วันที่มีแสงแดด 70 เปอร์เซ็นต์ต่อปีและความจริงที่ว่าพลังงานแสงอาทิตย์ 1,000 วัตต์กระทบพื้นดินแต่ละตารางเมตรบนโลก) = 496,805 ตารางกิโลเมตรของแผงโซลาร์เซลล์ (191,817 ตารางไมล์ [ขนาดโดยประมาณของสเปน]) " เป็นเรื่องที่น่ายินดีเพราะมันเป็นเพียงการพูดคุยเกี่ยวกับแสงอาทิตย์เท่านั้นไม่ได้คำนึงถึงรูปแบบอื่น ๆ ของการสร้างพลังงานหมุนเวียนตั้งแต่ไฟฟ้าพลังน้ำไปจนถึงลมคลื่นและกระแสน้ำเป็นต้น

ตามที่กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาแผงโซลาร์เซลล์ที่มีระดับประสิทธิภาพประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ครอบคลุม 0.16 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่โลกจะสร้างพลังงานได้เทียบเท่ากับที่สร้างโดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟิชชันเทียบเท่า 20,000 1 กิกะวัตต์ (1 GWe) กรมวิชาการเกษตรกล่าวเพิ่มเติมว่าจำนวนพืชนี้จะต้องสร้างขึ้นในช่วงครึ่งหลังของ 21เซนต์ ศตวรรษหากการกักเก็บคาร์บอนพิสูจน์แล้วว่าใช้ไม่ได้และหากพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ได้รับการพัฒนา สิ่งนี้นำมาจากสิ่งพิมพ์ของ DOE ที่ตีพิมพ์ในปี 2548 หวังว่าโลกจะพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์มาได้ไกลตั้งแต่นั้นมา

การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบยึดพื้น [ที่มาของภาพ:Oregon Department of Transportation, Flickr]

จริงๆแล้วมันมี ตัวอย่างเช่นในช่วงปลายเดือนเมษายนถึงเดือนพฤษภาคมปีที่แล้วบันทึกประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์สามรายการถูกทำลายในเวลาเพียงสี่วัน Trina Solar ประกาศเมื่อวันที่ 24 เมษายน ว่าโมดูลซิลิกอนหลายผลึก Solar Honey Plus ทำได้ถึง 19.4 เปอร์เซ็นต์ สิ่งนี้ได้รับการยืนยันอย่างเป็นอิสระจากศูนย์กำกับและตรวจสอบคุณภาพผลิตภัณฑ์โซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ (CPVT) ในเมืองอู๋ซีประเทศจีน หลังจากนั้นไม่นานในวันที่ 27 เมษายนบริษัท Manz ของเยอรมันประสบความสำเร็จร้อยละ 16 จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทองแดงอินเดียมแกลเลียมซีเลไนด์ (CIGS) ที่ผลิตในเชิงพาณิชย์และในวันที่ 28 เมษายนTSMC Solar ซึ่งตั้งอยู่ในไต้หวันประกาศระดับประสิทธิภาพ CIGS 16 เปอร์เซ็นต์เช่นกัน ปัจจุบันทรินาถือครองสถิติโลกด้านประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ที่ 20.8 เปอร์เซ็นต์

Elon Musk ของ Tesla เชื่อว่าพลังงานแสงอาทิตย์กำลังจะเป็นขีปนาวุธในอนาคตอันใกล้ซึ่งจะกลายเป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่ที่สุดในโลกภายในปี 2574 สถิติที่มีอยู่ดูเหมือนจะทำให้เกิดการมองโลกในแง่ดี ในสหรัฐอเมริกาในปี 2014 พลังงานหมุนเวียนคิดเป็น 13 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตโดยรวมซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์มีส่วนเพียง 3 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตามจากข้อมูลของสมาคมอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ (SEIA) เป็นแหล่งผลิตพลังงานที่เติบโตเร็วที่สุดในสหรัฐอเมริกาด้วยกำลังการผลิตติดตั้งเกือบ 23 GW คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในสิ้นปี 2559 รายงานของ SEIA พบว่าไตรมาสที่สามของปี 2558 เป็นไตรมาสที่แปดติดต่อกันที่การติดตั้ง PV ของสหรัฐเพิ่มขึ้นมากกว่า 1 GW ตลอดสามไตรมาสแรกของปี 30 เปอร์เซ็นต์ของกำลังการผลิตไฟฟ้าใหม่ทั้งหมดที่นำมาทางออนไลน์ในสหรัฐอเมริกานั้นมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ ปัจจุบันมากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ของรัฐในสหรัฐอเมริกามีพลังงานแสงอาทิตย์สะสมมากกว่า 50 เมกะวัตต์

ในทางเศรษฐกิจพลังงานแสงอาทิตย์เกือบจะอยู่ในขั้นตอนที่สามารถแข่งขันกับเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ แต่ก็มีอนาคตที่สดใสมากเนื่องจากภาคส่วนนี้สามารถลดต้นทุนของแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างต่อเนื่อง นั่นเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากอย่างน้อยในสหรัฐอเมริการาคาไฟฟ้าจะยังคงสูงขึ้นในขณะที่ต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงลดลง นี่เป็นเรื่องจริงเช่นกันในสหราชอาณาจักรที่มีความกังวลว่าจะขาดแคลนไฟฟ้าหลังจากการปิดโรงงานเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วไปจำนวนมาก ในหมู่ประชาชนชาวอังกฤษลมและแสงอาทิตย์ยังคงได้รับความนิยมและมีแนวโน้มว่าความนิยมจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตัวเลขที่เผยแพร่โดยกระทรวงพลังงานและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (DECC) แสดงให้เห็นว่ามีโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศเกือบ 800,000 โครงการที่จดทะเบียนภายใต้ Feed-in Tariff ในเดือนมกราคม ตามที่สมาคมการค้าพลังงานแสงอาทิตย์ (STA) บ้านในอังกฤษมากกว่าหนึ่งล้านหลังสร้างพลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์หรือแผงความร้อนจากแสงอาทิตย์หรือทั้งสองอย่าง โดยรวมแล้วปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ในสหราชอาณาจักรเพิ่มขึ้น 66 เปอร์เซ็นต์ในช่วงปีที่ผ่านมาเป็นมากกว่า 9 GW ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 860,000 การติดตั้ง โซลาร์ฟาร์มขนาดใหญ่คิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของกำลังการผลิตดังกล่าว (51 เปอร์เซ็นต์) ในขณะที่มีการติดตั้งเพียงหนึ่งในสี่ (26 เปอร์เซ็นต์) ในบ้านส่วนตัว

[ที่มาของภาพ:รัสเฟอร์ริเดย์ Flickr]

จากรายงานทั่วโลก SolarPower Europe รายงานแนวโน้มตลาดโลกสำหรับ Solar Power 2015-2019 พบว่าปริมาณการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลกอาจเพิ่มขึ้นเป็น 540 GW ภายในเวลาเพียงห้าปีซึ่งเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่า (178 GW) ที่ติดตั้งในปัจจุบัน การศึกษาล่าสุดโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอ๊อกซฟอร์ดคาดการณ์ว่าการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลกจะถึง 20 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2570 จาก 1.5 เปอร์เซ็นต์ในวันนี้โดยส่วนใหญ่ได้รับแรงหนุนจากต้นทุนการผลิตที่ลดลง อินเดียและจีนต่างช่วยกันขับเคลื่อนโมเมนตัมนี้นายกรัฐมนตรีโมดีของอินเดียได้ประกาศการจัดตั้งพันธมิตรพลังงานแสงอาทิตย์ระหว่างประเทศในการประชุมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเมื่อปีที่แล้วที่ปารีสและจีนขยายกิจกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยการสร้างโซลาร์ฟาร์มขนาดใหญ่นอกเหนือไปจาก การผลิตแผงโซลาร์เซลล์

ดังนั้น Elon Musk อาจจะพูดถูกเมื่อเขาพูดถึงการระเบิดของแสงอาทิตย์ในอนาคตอันใกล้นี้ อย่างไรก็ตามตามที่นักวิเคราะห์การสร้างแบบจำลองอาวุโสของ Thompson Reuters Point Carbon, Yan Qin อุปสรรคหลักที่เกิดขึ้นในปัจจุบันคือโครงสร้างพื้นฐานแบบกริดซึ่งได้รับการออกแบบมาสำหรับการสร้างเชื้อเพลิงฟอสซิลตามปกติแทนที่จะเป็นพลังงานหมุนเวียนแบบกระจาย ซึ่งหมายความว่ากริดเหล่านั้นต้องแก้ไขและดัดแปลง แต่นี่เป็นกระบวนการที่ช้ามาก หมายความว่าเพื่อที่จะก้าวไปข้างหน้าโซลาร์อาจต้องพึ่งพาการสนับสนุนจากเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนอื่น ๆ ที่จัดหาพลังงานที่สม่ำเสมอมากขึ้นนอกเหนือจากการจัดเก็บพลังงานและระบบพลังงานอัจฉริยะ

อนาคตอาจสดใสสำหรับแสงอาทิตย์ แต่ก็ต้องการความช่วยเหลือ