Eksperci wyjaśniają, że zanieczyszczenia powietrza pochodzące z elektrowni węglowych zmniejszają ilość światła docierającego do paneli słonecznych. To sprawia, że instalacje produkują mniej energii, niż mogłyby w czystszym środowisku. Według naukowców skala strat jest ogromna i może spowalniać transformację energetyczną na świecie.
Energia z węgla: Zanieczyszczenia powietrza ograniczają skuteczność fotowoltaiki
Naukowcy z University of Oxford oraz University College London przeanalizowali wpływ zanieczyszczeń powietrza na wydajność instalacji fotowoltaicznych na świecie. Pod uwagę brano dane dotyczące ponad 140 tys. takich obiektów.
Wyniki badania opublikowanego w czasopiśmie „Nature Sustainability” wskazują, że aerozole – drobne cząstki zawieszone w atmosferze – w 2024 r. obniżyły globalną produkcję energii z fotowoltaiki o 5,8 proc. Co oznacza to w praktyce? Mowa o utracie około 111 terawatogodzin energii elektrycznej. To ilość odpowiadająca produkcji 18 średniej wielkości elektrowni węglowych. Badacze podkreślają, że jest to jeden z istotnych – a często pomijanych – czynników ograniczających skuteczność transformacji energetycznej.
Analiza naukowców wykazała także, że w latach 2017–2023 nowe instalacje fotowoltaiczne zwiększały globalną produkcję energii średnio o 246,6 TWh rocznie, jednak straty związane z zanieczyszczeniami osiągały w tym samym czasie około 74 TWh rocznie. Utracona energia odpowiadała więc niemal jednej trzeciej korzyści wynikających z rozbudowy nowych mocy fotowoltaicznych.
Czytaj więcej
Jak wynika z najnowszego, corocznego raportu „Global Electricity Review” think tanku Ember, w 2024 roku 40,9 proc. światowej produkcji energii elek...
Dr Rui Song – główny autor badania – zaznacza, że równoległy rozwój energetyki węglowej i słonecznej prowadzi do nieoczekiwanych konsekwencji. „Obserwujemy szybki globalny rozwój odnawialnych źródeł energii, ale skuteczność tej transformacji jest niższa, niż często się zakłada. Gdy energetyka węglowa i słoneczna rozwijają się równolegle, emisje zmieniają warunki promieniowania i bezpośrednio ograniczają wydajność produkcji energii słonecznej” – mówi.
Eksperci wyjaśniają, że jednym z głównych źródeł aerozoli odpowiedzialnych za straty energii są właśnie elektrownie węglowe – emitowane przez nie drobne cząstki zanieczyszczeń rozpraszają i pochłaniają bowiem światło słoneczne, przez co do paneli fotowoltaicznych dociera mniej promieniowania. W efekcie instalacje produkują mniej energii elektrycznej.
Fotowoltaika. Chiny mają nowy problem
Autorzy badania wskazali, że zjawisko jest szczególnie istotne w Chinach – kraju, w którym energetyka węglowa i słoneczna rozwijają się równolegle, a instalacje nierzadko znajdują się blisko siebie. Jak wskazują eksperci, regiony dysponujące dużą mocą elektrowni węglowych pokrywały się z obszarami odnotowującymi największe straty energii słonecznej.
Chiny były w w 2023 r. największym producentem energii słonecznej na świecie – odpowiadały za 41,5 proc. globalnej produkcji energii z fotowoltaiki, wytwarzając 793,5 TWh energii. Jednocześnie jednak to właśnie tam odnotowano największy wpływ zanieczyszczeń powietrza na wydajność paneli słonecznych – przez aerozole produkcja energii była niższa o 7,7 proc. Naukowcy oszacowali, że około 29 proc. strat związanych z aerozolami w Chinach wynika bezpośrednio z emisji pochodzących z elektrowni węglowych.
Czytaj więcej
Poza ogromnym potencjałem, energia słoneczna niesie za sobą szereg wyzwań, którym należy sprostać, aby w pełni go wykorzystać.
Dr Song zaznacza, że wpływ zanieczyszczeń może być jeszcze większy, niż obecnie szacują badacze. „Zanieczyszczenie powietrza nie tylko blokuje światło słoneczne, ale także zmienia właściwości chmur, co może jeszcze bardziej ograniczać produkcję energii słonecznej. Oznacza to, że rzeczywisty wpływ może być większy, niż zmierzyliśmy, a my możemy przeceniać rolę energii słonecznej w ograniczaniu emisji, jeśli nie uda się opanować zanieczyszczeń pochodzących z energetyki węglowej” – wskazuje naukowiec.
Jednocześnie badanie wykazało, że Chiny były jedynym dużym regionem świata, w którym odnotowano trwałą poprawę sytuacji. W latach 2013–2023 straty energii słonecznej związane z aerozolami malały tam średnio o 0,96 TWh rocznie, czyli o około 1,4 proc. Zdaniem naukowców mogło to być efektem zaostrzenia norm emisji oraz szerokiego wdrażania technologii ultraniskiej emisji w elektrowniach węglowych, a nie zmniejszenia samego wykorzystania węgla.
Ukryte koszty energii z węgla
Współautorka badania dr Chenchen Huang z University of Bath ocenia, że nieuwzględnianie strat energii słonecznej wywołanych zanieczyszczeniami może prowadzić do systematycznego zawyżania prognoz dotyczących produkcji energii odnawialnej. „Nasze ustalenia stanowią wyraźne ostrzeżenie dla realizacji celów zrównoważonego rozwoju. Pomijanie strat energii słonecznej wywołanych zanieczyszczeniami może prowadzić do systematycznego przeszacowywania produkcji energii odnawialnej przez rządy, firmy i społeczeństwo” – mówi badaczka. Dodaje również, że polityka energetyczna powinna uwzględniać te „ukryte obciążenia” oraz ograniczać subsydia dla energetyki węglowej.
Do wyników badania odniósł się także prof. Myles Allen z University of Oxford i założyciel Oxford Net Zero, który nie brał udziału w analizie. „Wszystkie scenariusze pozwalające osiągnąć cele Porozumienia Paryskiego zakładają szybkie odchodzenie od energetyki węglowej bez wychwytywania emisji, a to się obecnie nie dzieje. Powód jest prosty – energia z węgla nadal wydaje się wyjątkowo tania. Jak pokazuje to badanie, dzieje się tak dlatego, że rzeczywiste koszty pozostają ukryte” – zaznacza.
