2050年屋頂光伏將供應(yīng)全球25-49%電力需求

由于開發(fā)能力提升、成本下降，屋頂太陽能光伏技術(shù)(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(shù)。根據(jù)一份新報告，預(yù)計至2050年，光伏技術(shù)可滿足全球25-49%的電力需求。

盡管有這些預(yù)期，但對這一技術(shù)的發(fā)電潛力和相關(guān)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(nèi)的研究團隊與University College Cork (UCC)大學(xué)的同事Brian Ó Gallachóir教授、Paul Holloway博士以及倫敦帝國學(xué)院、哥倫比亞大學(xué)和艾哈邁達巴德大學(xué)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(guān)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(xué)習(xí)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(xiàn)，每兆瓦時40-280美元的成本就可以實現(xiàn)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(xiàn)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(jié)合大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)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(jié)稱，他們的發(fā)現(xiàn)將對可持續(xù)發(fā)展和減緩氣候變化的努力產(chǎn)生重要影響。在全球范圍內(nèi)，2018年有近8億人沒有電，其中大多數(shù)人生活在農(nóng)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(jié)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(zhuǎn)型。"

資深作者James Glynn博士評論稱："這項研究生成的公開數(shù)據(jù)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(gòu)可以更好了解這種技術(shù)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(lǐng)域的作用。"

倫敦帝國學(xué)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(jīng)大幅下降。我們的新數(shù)據(jù)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(diào)動新投資，這會有助于加快太陽能電力應(yīng)用。"

這些來自UCC大學(xué)SFI能源、氣候和海洋研究中心MaREI機構(gòu)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。