Er flydende solpaneler en levedygtig vej mod afkarbonisering?

Afkarbonisering – som navnet antyder – peger på fjernelse eller reduktion af kuldioxidudledning i atmosfæren. Målet, i brede træk, er at skifte til brug af lav‑kulstof energikilder. 

I dag ved vi alle, hvorfor vi skal reducere eller fjerne kuldioxid fra atmosfæren. For næsten et årti siden nåede verden Parisaftalen, som gik ind for at begrænse den globale opvarmning til langt under 2 grader Celsius over det førindustrielle niveau og iværksætte seriøse initiativer for at begrænse den til 1,5 grader ved at forfølge netto‑kulstofneutralitet, blandt andet inden 2050. 

Afkarbonisering er en så nødvendig og presserende opgave for verdens fremtid, at regeringer, virksomheder og samfund generelt er ivrige efter at finde måder at fremskynde den på. Det kræver dog radikalt anderledes energisystemer understøttet af alternative energikilder, der bygger på grøn elektricitet og grønne molekyler. En ny forskningsundersøgelse har introduceret muligheden for at udnytte flydende solpaneler som en vej til afkarbonisering. Men er disse paneler levedygtige? Lad os se nærmere på det. 

Globalt potentiale for udrulning af lav‑kulstof flydende solcelleanlæg

Et team af forskere fra Bangor- og Lancaster-universiteterne samt UK Centre for Ecology and Hydrology foretog en indsats for at beregne den mængde energi, der kunne genereres og leveres ved udrulning af flydende solcelleanlæg. Specifikt beregnede forskerne den daglige elektriske produktion for flydende fotovoltaik på omkring 68.000 søer og reservoirer verden over. 

For at blive betragtet som mest egnet til installation af solteknologi, skal et sted maksimalt være 10 km fra et befolkningscenter og ikke ligge i et beskyttet område. Desuden bør søer og reservoirer ikke være tørre eller frosne i mere end seks måneder om året. Kun 10 % af overfladearealet af disse søer og reservoirer blev medtaget i beregningen.

Under alle disse betingelser og afhængigt af faktorer som højde, breddegrad og årstid var den potentielle årlige el‑produktion fra FPV på disse søer 1302 terawatt‑timer (TWh), omkring fire gange den samlede årlige el‑efterspørgsel i Storbritannien.

Resultaterne fik forskerne til at grave dybere og undersøge de globale muligheder for denne metode. Land for land kunne fem nationer dække deres samlede el‑behov udelukkende med FPV. Disse fem omfattede Papua Ny Guinea, Etiopien og Rwanda. Lande som Bolivia og Tonga kunne derimod dække henholdsvis 87 % og 92 % af deres efterspørgsel med sådanne midler. 

Flere andre lande i Afrika, Caribien, Sydamerika og Centralasien kunne dække mellem 40 % og 70 % af deres årlige el‑behov ved at implementere FPV‑systemer. Selv udviklede lande som Finland og Danmark kunne trække henholdsvis 17 % og 7 % af deres årlige efterspørgsel fra sådanne kilder. 

FPV‑systemer kan også reducere vandknaphed ved at generere afkarboniseret elektricitet. Hvordan? I det næste afsnit vil vi kort undersøge løsningen.

Klik her for at lære, hvordan solenergi kan gøre mere end blot ren energi.

Hvordan FPV‑systemer kan reducere vandknaphed

Uden omsvøb kan FPV‑systemer reducere vandknaphed ved at mindske vandtab gennem fordampning. Talrige videnskabelige studier bekræfter påstanden om, at FPV‑systemer kan være en af de mest effektive strategier til at afbøde vandknaphed ved at reducere fordampnings‑vandtab fra globale reservoirer og søer. FPV‑systemerne reducerer fordampnings‑vandtab på to måder. 

Først og fremmest giver FPV‑systemer skygge og sænker vandets overfladetemperatur. Sådan skygge hjælper med at undertrykke damptryksgradienten ved luft‑vandsgrænsefladen, som er en af de centrale drivere for latent varme‑strøm og fordampning. 

Udover deres skyggeeffekter fungerer FPV‑systemerne også som vindbarrierer. Vindhastigheder er direkte korreleret med fordampningsrater, og dæmpet vind fungerer som en afbødende faktor. Mens vi taler om fordelene ved FPV, udtalte Dr. Lastyn Woolway, hovedforfatter af papiret fra Bangor University, havde følgende at sige:

Selv med de kriterier, vi fastsatte for at skabe et realistisk scenarie for udrulning af FPV, er der fordele på tværs af boardet, hovedsageligt i lavindkomstlande med høje solindstrålinger, men også i nordeuropæiske lande. De valgte kriterier var baseret på åbenlyse udelukkelser, såsom søer i beskyttede områder, men også på hvad der kan reducere omkostningerne og risiciene ved implementeringen.

Det er en levedygtig vej mod afkarbonisering, som kommer med yderligere fordele. Dog kan mange andre strategier hjælpe store industrisektorer – ofte forbundet med brug af fossile brændstoffer og CO₂‑produktion – med effektivt at blive afkarboniseret. I de kommende afsnit diskuterer vi nogle af disse industrier og undersøger deres mulige afkarboniseringsveje.

Kemikalier

Brugen af forudsigende analyser, avanceret visualisering og AI‑drevne energistyringsværktøjer kan hjælpe kemikalieindustrien med at forbedre deres ressource‑ og energieffektivitet. Den kan i stigende grad anvende bæredygtigt affald eller bio‑baserede råmaterialer, såsom plante‑ eller dyrefedt, sukker, lignin, hemicellulose, stivelse, majs eller sukker. En anden potentiel vej for denne industri til positivt at bidrage til afkarboniseringsmålene kunne være at undgå produktionen af nye materialer såsom polymerer, gummi, batterier, emballagematerialer, opløsningsmidler, varmeoverførselsvæsker og smøremidler.

Olie og gas

Olie‑ og gassektoren skal træffe drastiske tiltag for at lykkes med afkarbonisering. Nogle virksomheder har allerede opbygget deres vedvarende energikapaciteter, mens andre erhverver virksomheder i tilstødende sektorer, såsom solcelleinstallatører eller ladestationer til el‑biler, for at udvide deres portefølje af lav‑ til nul‑emissions‑tilbud.

Derudover er der muligheden for at omdanne kuldioxid til en råvare. Brug af kuldioxid som feedstock kan potentielt skabe markeder til milliarder af dollars. For eksempel bruger virksomheder som C2CNT smeltende elektrolyse til at omdanne kuldioxid direkte til kulstofnanorør, som er stærkere end stål og meget ledende.

Energiselskaber og vedvarende energi

Dette segment har i lang tid proaktivt arbejdet med afkarbonisering. Der er dog stadig plads til forbedring. Brancheaktørerne skal arbejde for et mere gunstigt, strømlinet og effektivt reguleringsmiljø. 

For at gøre deres drift gnidningsfri, velkoordineret og optimeret, skal virksomhederne rettidigt overgå til digitale værktøjer, der muliggør en slank organisationsstruktur. Der er også et større behov for at opdage nye vækststrategier. 

Mineraludvinding og metal

I minedrift investerer virksomheder i vedvarende energitiltag for at udligne deres emissioner. For eksempel har BHP indgået en aftale om at udvikle nye sol‑ og vindparker i den australske delstat Queensland for at gøre det muligt at drive deres kuloperation i regionen med solenergi og reducere deres indirekte emissioner i landet med 20 % over fem år. Minedriftsselskaber er indtil videre godt placeret til at holde deres drifts‑emissioner under kontrol. Det er dog værdikæde‑emissionerne, som de skal være mere opmærksomme på og proaktive omkring.

Mens industrisegmenter og regeringer løbende vurderer deres miljøpåvirkning, især når det gælder CO₂‑aftryk, kommer enkelte virksomheder med innovative løsninger. I de næste afsnit vil vi se på et par af sådanne virksomheder. 

#1. Ciel & Terre International

Grundlagt i 2006 som specialist i integration af fotovoltaiske systemer, har Ciel & Terre International udviklet store flydende PV‑anlæg siden 2011. Virksomheden har installeret flydende PV‑systemer over hele verden, herunder Ondani Ike, Japan, Changbin 3 og 4, Taiwan, Tata Steel Jamshedpur, Indien, Montpezat, Frankrig, Canoe Brook, USA og mange flere. 

Virksomheden har mere end ti års test‑ og felterfaring samt over 30 års produktion af flydende solenergi med sine kraftværker. Dens arbejde spænder over 280 flydende solprojekter verden over. 

Selvom vi ikke vil diskutere hele virksomhedens omfang i detaljer, vil vi dykke ned i et af dens flagskibsprodukter, Hydrelio Air Optim. Et fleksibelt flydende solsystem, dette produkt er en videreudvikling af virksomhedens oprindelige system, Hydrelio Classic, den allerførste patenterede og industrialiserede flydende solløsning, der dukkede op globalt i 2010. Løsningen kan modstå stærke vindforhold op til 210 km/t eller 130 miles i timen, svarende til et dynamisk tryk på 1625 pascal. Dens UV‑stabiliserede teknologi har en holdbarhed på op til 30 år. Den kan effektivt tilpasse sig kystnære og nærkystnære forhold op til 1 meter, afhængig af bølgelængde. Produktet er bygget med de fineste materialer for at sikre korrosionsbestandighed og drikkevandskompatibilitet. 

Ciel & Terre har også et datterselskab kaldet Floating Solar UK. Det er beregnet til at levere Hydrelio‑systemet i Storbritannien. Ifølge tal offentliggjort af virksomheden selv har Ciel & Terre hjulpet med at undgå næsten 740.000 ton kuldioxid.

#2. Kyocera Global

En anden virksomhed, der har gjort en fremragende indsats for at opbygge et afkarboniseret samfund, er Kyocera Global. En af dens innovative og banebrydende løsninger omfatter FIT‑solpanelerne, som Kyocera‑medarbejdere har installeret på deres private tage. Den overskydende energi, der genereres af disse paneler, sammen med den, der produceres af Kyoceras ikke‑FIT‑ og JEPX+‑solanlæg, føres ind i Digital Grid P2P‑platformen, som derefter leverer ikke‑fossil elektricitet til Kyocera Yokohama Nakayama‑faciliteten.

Kyocera har været en erfaren aktør inden for udvikling af flydende solpanel‑løsninger. I 2018 startede den Japans største 13,7 MW Flydende Solkraftværk. Anlagt på overfladen af et reservoir, der administreres af vandværk‑bureauet i Chiba‑præfekturet til industriel brug, har dette anlæg et areal på 180.000 m² (over 44 acres). 

50.904 Kyocera‑solmoduler blev installeret for at generere et anslået 16.170 megawatt‑timer (MWh) om året, hvilket kunne forsyne næsten 5.000 typiske husstande. Energien blev solgt til TEPCO Energy Partner, Incorporated. Projektet blev oprindeligt initieret af Public Enterprises Agency i Chiba‑præfekturet, som søgte virksomheder til at hjælpe med at reducere deres miljømæssige belastning.

Da dette kraftværk kom i drift, havde Kyocera Solar TCL‑faciliteten allerede konstrueret over 60 solkraftværker i Japan og udviklet syv flydende solkraftværker ved at bruge Japans ferskvandsdæmninger og reservoirer i stedet for landbrugsjord.

Ifølge de seneste tilgængelige data, var Kyocera Globals omsætning 1.492.672 millioner yen for de ni måneder, der sluttede den 31. december 2023. 

Flydende solpaneler og fremtiden for afkarbonisering

Ifølge en rapport udgivet af Verdensbanken, der undersøgte levedygtigheden af at bygge flydende solkraftværker i Indien, findes der visse barrierer for storskalaunderstøttelse. Disse barrierer gælder også i et globalt scenarie. Produktion af solenergi fra flydende paneler kan være dyrere end jordmonterede installationer. Der er mangel på klarhed omkring berettigelses‑kriterierne for et flydende solsted. Produktionskapaciteten for det udstyr, der hjælper med at bygge disse anlæg, er i mange tilfælde begrænset.

Verdensbanken påpegede også måder, hvorpå udbydere kan fremskynde og maksimere adoptionen. Den anbefalede at etablere klare mål for flydende solkapacitet for at fastlægge landets samlede solenergi‑mål. 

Ligesom eksperimentet, vi startede vores diskussion med, anbefalede den oprettelsen af et register over potentielle steder for flydende solprojekter for at give et positivt signal til markedet og strømline projektudviklingsprocessen. 

I den nærmeste fremtid vil væksten i FPV‑drevet solenergi‑produktion kræve fremme og opmuntring af produktionen af flydende soludstyr i henhold til standardiserede procedurer og certificeringer for at sikre kvalitet. Da det stadig er et fremvoksende felt, vil investeringer i institutioner, der kan udføre pålidelige forundersøgelser for sådanne projekter, være nødvendige.

Klik her for listen over de ti bedste solaktier at investere i.