Солнечные батареи выплатили «энергетический долг»

В пятидесятых, когда солнечные батареи только появились, мало кто мог их себе позволить. Теперь они стали относительно дешёвыми и доступными.
В пятидесятых, когда солнечные батареи только появились, мало кто мог их себе позволить. Теперь они стали относительно дешёвыми и доступными.

Исследователи из Утрехтского университета (нидерл. Universiteit Utrecht), Университета Гронингена (нидерл. Rijksuniversiteit Groningen) и Технического университета Эйндховена (нидерл. Technische Universiteit Eindhoven) изучили сорокалетнюю историю применения солнечных батарей и пришли к выводу, что они давно покрыли затраты энергии на производство и компенсировали выбросы парниковых газов. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

За последние 40 лет мощность солнечных батарей по всему миру достигла 230 гигаватт, причём этот показатель растёт со скоростью 45% в год. Такая популярность вызывает у некоторых опасения: солнечные батареи должны были стать экологически чистым источником возобновляемой энергии, но выполняют ли они возложенную на них задачу? Что если при изготовлении батарей тратится больше энергии, чем они успевают вырабатывать? Удаётся ли им компенсировать выбросы парниковых газов при производстве?

Если верить учёным, ответ на оба вопроса — «да». По результатам новой работы, солнечные батареи уже прошли так называемую «точку безубыточности», то есть, достигли объёма производства, при котором затраты на улучшение экологической обстановки окупаются реальной пользой. Исследователи проанализировали данные 1976—2014 гг. о совокупной мощности солнечных батарей, их стоимости, предполагаемой доле в общем объёме рынка и об оценке жизненного цикла. Они рассчитали, как много времени нужно на возмещение энергетических затрат и сколько парниковых газов выделяется при производстве. Исследователи рассматривали два самых распространённых вида батарей: на основе моно- и поликристаллического кремния. Это самые популярные солнечные панели, они дешевле и эффективнее устройств из других материалов и дают 90% суммарной установленной мощности.

Результаты показали, что батареи на фотоэлементах «оплатили энергетический долг» и достигли точки безубыточности ещё в 2011 году. И даже если учесть наихудший вариант развития событий и предположить, что модель даёт сбои, солнечным батареям удастся покрыть затраты энергии на производство в 2017 году и компенсировать вредные выбросы в 2018 году. Каждый раз, когда установленная мощность панелей удваивается, количество энергии, которая тратится на их изготовление, снижается на 12—13%, а выбросы парниковых газов — на 17—24%. Вместе с ними падают и цены — на 20%.

Первые солнечные батареи появились в 1954 году, но поначалу были слишком дороги и не нашли широкого применения. В 1958 США и СССР запустили спутники на солнечных панелях, но на Земле технология начала набирать обороты только в семидесятых. Один из авторов исследования, доктор Уилфрид Ван Сарк (Wilfried Van Sark), рассказал агентству Франс-Пресс, что в 1975 по всему миру насчитывалось меньше 1000 батарей на фотоэлементах, а сейчас их около миллиарда. Сорок лет назад суммарная мощность солнечных панелей составляла всего 1 мегаватт. По мнению Ван Сарка, в 2030 году батареи будут вырабатывать около 300 гигаватт энергии — это около 1,5% глобальной потребности в электричестве и больше установленной мощности электростанций России на конец 2015 года.

График показывает изменение цен на солнечные панели, времени возмещения энергетических затрат и выбросов парниковых газов с 1975 по 2014 гг.
График показывает изменение цен на солнечные панели, времени возмещения энергетических затрат и выбросов парниковых газов с 1975 по 2014 гг.
Установленная мощность — суммарная номинальная электрическая мощность однотипных электрических машин. Термин применяется для оценки генерируемой или потребляемой мощности электрических систем как отдельных организаций и предприятий, так и отраслей и географических регионов в целом. За номинальную мощность принимают либо номинальную активную мощность в ваттах, либо номинальную полную мощность, выражаемую в вольт-амперах.