Sólarorka: nóg til og meira frammi

Mynd með færslu
 Mynd:

Sólarorka: nóg til og meira frammi

25.09.2014 - 16:52
Aðeins brotabrot af þeirri sólarorku sem mögulegt væri að nýta, hefur verið beislaður. Og hlutdeild sólarorku í orkunotkun mannkyns er innan við 1%. Þarna er því óplægður akur en fjölmargir reyna nú að þróa sólarorkutækni á ýmsan hátt. Og henni fleygir fram.

 Stefán Gíslason fjallar um sólarorku og nýjungar á því sviði í Samfélaginu í dag.

Samfélagið fimmtudaginn 25. september 2014

-------------------------------------------------------------------------  

Sólarorka - pistill Stefáns Gíslasonar

Eins og staðan er í dag er hlutdeild sólarorku í orkunotkun mannkynsins innan við 1%, en margt bendir til að þetta gæti átt eftir að breytast verulega á næstu árum og áratugum. Innan skamms gætu menn líka þurft að endurskoða þá útbreiddu skoðun að sólarorka geti ekki keppt við aðra orkugjafa á samkeppnismarkaði. Í hverri viku berast fréttir af nýrri tækni og nýjum tækifærum á þessu sviði, og þó að ekki nema hluti af þeim hugmyndum sem nú eru í þróun verði að veruleika, gæti orkumarkaður heimsins gjörbreyst í náinni framtíð, jafnvel þannig að olía og kol eigi enga möguleika í samkeppninni hvað sem loftslagsmálum líður.

Ef við lítum aðeins á uppbyggingu sólarorkuvera á allra síðustu árum, þá kemur í ljós að samanlagt uppsett afl þessara orkuvera hefur að jafnaði aukist um 40-50% á ári frá árinu 2000. Það ár var heildaraflið um 1,5 GW, en í árslok 2013 var það komið í um 137 GW. Um þessar mundir bætast um 100 MW, eða einn tíundi úr GW, í púkkið á hverjum einasta degi. Svona tölur segja fólki kannski lítið, en til að gefa einhverja hugmynd um stærðina má nefna að samanlagt afl allra virkjana á Íslandi er vel innan við 3 GW.

Búnaður til að virkja sólarorku verður ekki til af sjálfu sér. Greinin er nú þegar orðin gríðarlega mikilvægur liður í atvinnuuppbyggingu í framleiðslulöndunum. Þannig er áætlað að um 2,3 milljónir manna starfi nú við framleiðslu, uppsetningu og viðhald á búnaði af þessu tagi.

Samfara þessari hröðu uppbyggingu í sólarorku hefur verð á búnaði hríðlækkað. Þannig lækkaði verð á algengasta búnaði í sólarorkugeiranum um heil 80% á milli áranna 2008 og 2012 samkvæmt tölum Alþjóða orkumálastofnunarinnar (IEA). Auðvitað getur svona lækkun ekki haldið áfram endalaust, en þetta er alla vega nóg til þess að markaðurinn lítur allt öðru vísi út en hann gerði fyrir fáeinum árum.

Það er ekki einfalt að bera saman raunverulegan kostnað við nýtingu sólarorku annars vegar og jarðefnaeldsneytis á borð við kol, olíu og jarðgas hins vegar. Sólarorkan hefur til að mynda notið umtalsverðra ríkisstyrkja af ýmsu tagi, rétt eins og önnur endurnýjanleg orka. En ef einhver heldur að jarðefnaeldsneyti sé framleitt og notað án opinberra styrkja, þá er það mikill misskilingur. Samkvæmt tölum Alþjóða orkumálastofnunarinnar var jarðefnaeldsneyti niðurgreitt um hvorki meira né minna en 554 milljarða Bandaríkjadala á árinu 2012. Samanlagðir styrkir vegna endurnýjanlegrar orku, þar með talinnar sólarorku, vindorku, vatnsorku og jarðhita, námu hins vegar ekki nema 100 milljörðum dala.

Sem dæmi um nýja tækni í nýtingu sólarorku má nefna svokallað sólarblek sem ástralskir vísindamenn hafa þróað, en þetta blek er þeirrar náttúru að geta breytt sólarljósi í raforku. Þetta blek setja menn einfaldlega í prentara og prenta út á sveigjanleg efni (t.d. plast) sem hægt er að líma á svo sem hvaða flöt sem er. Til dæmis væri hægt að hlaða snjallsíma og spjaldtölvur með því að hafa svona plastfilmu á tækjunum, en vel mætti hugsa sér að nýta tæknina á miklu stærri flötum, til dæmis með því að líma filmur á glugga. Sólarblekið er sagt vera ódýrt í framleiðslu, en orkunýtnin er enn sem komið er aðeins 1/10 af því sem gerist í hefðbundnum sólarorkuverum. Áströlsku vísindamennirnir segja að stórfyrirtæki hafi þegar látið í ljós mikinn áhuga á tækninni og þeir telja stutt í að hægt verði að hefja framleiðslu af fullum krafti.

Sólarblekið er ekki eina frumlega uppfinningin sem unnið er að til að virkja sólarorku. Á síðasta ári fréttist til dæmis af aðferð sem vísindamenn við Háskólann í Georgíu eru að þróa til að láta plöntur framleiða rafmagn. Ef þetta er hægt gætu ýmsir nýir möguleikar opnast, enda er vitað að plöntur nýta orku sólarljóssins margfalt betur en öflugustu sólfangarar. Þessi tækni byggir á því að einangra svokallaðar himnuskífur úr grænukornum plantna og grípa á réttu augnabliki inn í ljóstillífunina sem þar fer fram. Enn sem komið er hefur aðeins tekist að framleiða rafmagn með þessum hætti í afar smáum stíl, þannig að aðferðin á vissulega langt í land áður en hægt verður að nota hana til raforkuframleiðslu. En þau okkar sem muna 30 ár aftur í tímann geta eflaust gert sér í hugarlund að ýmsar framfarir verði á næstu 30 árum.

Ein er sú tækni sem gæti sem best haft meiri áhrif á allra næstu árum en bæði sólarblek og himnuskífur til samans, en það er ný útfærsla á þekktri tækni til að fanga orku sólarljóssins í stórum stíl. Þetta er svokölluð HCPVT-tækni, eða High Concentration PhotoVoltaic Thermal, eins og fyrirbærið kallast á ensku. Þarna er íhvolfir speglar úr sérstöku efni látnir endurkasta sólarljósi á vatnskælda sólfangara. Með þessu móti telja menn sig geta nýtt allt að 80% af sólarorkunni sem speglarnir ná til sín, þar af tæp 40% sem raforku og rúm 60% sem varmaorku. Tæknirisinn IBM hefur unnið að þróun þessarar tækni um nokkurt skeið, og í gær birti fyrirtækið fréttatilkynningu þar sem fram kemur að gengið hafi verið frá samningum við svissneska fyrirtækið Airlight Energy um áframhaldandi þróun og framleiðslu, með það að markmiði að koma tækninni á markað árið 2017. Framleiðendurnir binda vonir við að verðið á þessum nýja búnaði verði aðeins um helmingur eða jafnvel þriðjungur af verði þeirrar tækni sem notuð er í dag.

Breytt tækni í orkuöflun gæti leitt af sér enn meiri breytingar í samfélagsgerð, því að ef svo heldur sem horfir verður orkan í auknum mæli framleidd þar sem hún er notuð og neytendur verða mun síður háðir stórum orkufyrirtækjum en nú er. Dæmi um þetta sáu menn í Queensland í Ástralíu í sumar þar sem verð á raforku frá dreifikerfinu fór um tíma niður í núll vegna skorts á eftirspurn á svæðum þar sem sólfangarar eru orðnir hvað útbreiddastir við heimahús og aðrar byggingar. En þessar samfélagsbreytingar eru efni í annan pistil.

Það er alla vega bjart framundan í sólarorkunni og eins og staðan er í dag eru líklega bara um 0,00005% af tilfallandi sólarorku nýtt til raforkuframleiðslu. Það er með öðrum orðum nóg til frammi.