Er flytende solcellepaneler en levedyktig vei mot dekarbonisering?

Dekarbonisering – som navnet antyder – peker mot fjerning eller reduksjon av karbondioksidutslipp til atmosfæren. Målet, i brede termer, er å gå over til bruk av lavkarbon energikilder. 

Nå vet vi alle hvorfor vi må redusere eller fjerne karbondioksid fra atmosfæren. For nesten et tiår siden hadde verden nådd Parisavtalen, som gikk inn for å begrense global oppvarming til godt under 2 grader over førindustrielt nivå og iverksette seriøse tiltak for å begrense den til 1,5 grader ved å forfølge netto karbonnøytralitet, blant annet innen 2050. 

Dekarbonisering er en så nødvendig og presserende oppgave for verdens fremtid at regjeringer, selskaper og samfunn generelt er ivrige etter å finne måter å fremskynde den på. Imidlertid krever det radikalt forskjellige energisystemer støttet av alternative energikilder som baserer seg på grønn elektrisitet og grønne molekyler. En ny forskningsstudie har introdusert muligheten for å utnytte flytende solcellepaneler som en vei til dekarbonisering. Men er disse panelene levedyktige? La oss se nærmere. 

Globalt potensial for utrulling av lavkarbon flytende solcelleanlegg

Et team av forskere fra Bangor og Lancaster universiteter og UK Centre for Ecology and Hydrology gjennomførte en innsats for å beregne mengden kraft som kunne genereres og leveres ved å utrulle flytende solcelleanlegg. Spesifikt beregnet forskerne den daglige elektriske produksjonen for flytende fotovoltaikk på rundt 68 000 innsjøer og reservoarer verden over. 

For å bli ansett som mest egnet for installasjon av solteknologi, må et sted være maksimalt 10 km fra et befolkningssentrum og ikke ligge i et vernet område. I tillegg bør innsjøer og reservoarer ikke være tørre eller frosne i mer enn seks måneder i året. Kun 10 % av overflatearealet til disse innsjøene og reservoarene ble tatt med i beregningen.

Underlagt alle disse hensynene og avhengig av faktorer som høyde, breddegrad og årstid, var det potensielle årlige strømproduksjonsnivået fra FPV på disse innsjøene 1302 terawattimer (TWh), omtrent fire ganger den totale årlige strømforsyningen i Storbritannia.

Resultatene fikk forskerne til å grave dypere og undersøke de globale mulighetene for denne metoden. På landsbasis kunne fem nasjoner dekke hele sitt strømbehov fra FPV. Disse fem inkluderte Papua Ny-Guinea, Etiopia og Rwanda. Land som Bolivia og Tonga, på den annen side, kunne dekke så høyt som 87 % og 92 % av sitt behov med slike midler. 

Flere andre land, fra Afrika, Karibia, Sør‑America og Sentral‑Asia, kunne dekke mellom 40 % og 70 % av sitt årlige strømbehov ved å utrulle FPV. Selv utviklede land som Finland og Danmark kunne hente 17 % respektive 7 % av sitt årlige behov fra slike kilder. 

FPV kan også redusere vannmangel ved å generere dekarbonisert elektrisitet. Hvordan? I neste segment vil vi kort undersøke løsningen.

Klikk her for å lære hvordan solenergi er mer enn bare ren energi.

Hvordan FPV kan redusere vannmangel

Uten omsvøp kan FPV redusere vannmangel ved å dempe vanntap gjennom fordampning. Tallrike vitenskapelige studier bekrefter påstanden om at FPV‑systemer kan være en av de mest effektive strategiene for å dempe vannmangel ved å redusere fordampningsvann fra globale reservoarer og innsjøer. Måten FPV hjelper med å redusere fordampningsvann er todelt. 

For det første gir FPV skygge og reduserer vannoverflatetemperaturen. En slik skygge bidrar til å dempe damptrykkgradienten ved luft‑vann‑grensen, som er en av hoveddriverne for latent varmestrøm og fordampning. 

I tillegg fungerer FPV som vindbarrierer. Vindhastigheter korrelerer direkte med fordampningsrater, og dempet vind fungerer som en dempende faktor. Mens vi snakker om fordelene med FPV, hadde Dr. Lastyn Woolway, hovedforfatter av artikkelen fra Bangor University, følgende å si:

“Selv med de kriteriene vi satte for å skape et realistisk scenario for utrulling av FPV, er det fordeler på tvers av bredden, hovedsakelig i lavinntektsland med høye solnivåer, men også i Nord‑Europeiske land. Kriteriene vi valgte var basert på åpenbare eksklusjoner, som innsjøer i verneområder, men også på hva som kan redusere kostnadene og risikoene ved utrulling.”

Det er en levedyktig vei mot dekarbonisering som kommer med ekstra fordeler. Imidlertid kan mange andre strategier hjelpe store industrisektorer – ofte knyttet til bruk av fossile brensler og karbonproduksjon – å bli effektivt dekarbonisert. I de kommende segmentene diskuterer vi noen slike industrier og undersøker deres mulige dekarboniseringsveier.

Kjemikalier

Bruken av prediktiv analyse, avansert visualisering og AI‑drevne energistyringsverktøy kan hjelpe kjemisk industri med å forbedre sin ressurs‑ og energieffektivitet. Den kan i økende grad bruke bærekraftig avfall eller bio‑baserte råstoffer, som plante‑ eller dyrefett, sukker, lignin, hemicellulose, stivelse, mais eller sukker. En annen potensiell vei for denne industrien til å bidra positivt til dekarboniseringsmålene kan være å unngå produksjon av jomfruelige materialer som polymerer, gummi, batterier, emballasjematerialer, løsningsmidler, varmetransportvæsker og smøremidler.

Olje og gass

Olje‑ og gassbedrifter må ta drastiske tiltak for å lykkes med dekarbonisering. Noen selskaper har allerede bygget opp sine fornybare energikapasiteter, mens andre kjøper opp selskaper i tilstøtende sektorer, som solcelleinstallatører eller ladestasjoner for elbiler, for å utvide sin portefølje av lav‑ til nullutslippsløsninger.

I tillegg finnes muligheten for å omdanne karbondioksid til et råmateriale. Å bruke karbondioksid som råstoff kan potensielt skape markeder verdt milliarder av dollar. For eksempel bruker selskaper som C2CNT smeltende elektrolyse for å konvertere karbondioksid direkte til karbonnanorør, som er sterkere enn stål og svært ledende.

Kraftverk og fornybar energi

Denne sektoren har proaktivt jobbet med dekarbonisering i lang tid. Imidlertid er det rom for forbedring. Aktørene i industrien må arbeide for et mer gunstig, strømlinjeformet og effektivt regulatorisk miljø. 

For å gjøre driften sømløs, godt koordinert og optimalisert, må selskapene tidlig gå over til digitale verktøy som muliggjør en slank organisasjonsstruktur. Det er også et større behov for å oppdage nye vekststrategier. 

Gruvedrift og metall

I gruveindustrien investerer selskaper i fornybare energitiltak for å kompensere for sine utslipp. For eksempel har BHP signert en avtale om å utvikle nye sol‑ og vindparker i den australske delstaten Queensland for å kunne drive sin kullvirksomhet i regionen med solenergi og kutte sine indirekte utslipp i landet med 20 % over fem år. Gruveselskaper er så langt godt posisjonert til å holde sine operative utslipp under kontroll. Imidlertid er det verdikjedeutslippene de må være mer oppmerksomme på og proaktive om. 

Mens industrisegmenter og regjeringer kontinuerlig evaluerer sin påvirkning på miljøet, spesielt når det gjelder karbonavtrykk, kommer individuelle selskaper med innovative løsninger. I de neste segmentene vil vi se på et par av slike selskaper. 

#1. Ciel & Terre International

Grunnlagt i 2006 som spesialist på integrering av fotovoltaiske systemer, Ciel & Terre International har utviklet store flytende PV‑anlegg siden 2011. Selskapet har installert flytende PV over hele verden, inkludert Ondani Ike, Japan, Changbin 3 og 4, Taiwan, Tata Steel Jamshedpur, India, Montpezat, Frankrike, Canoe Brook, USA, og mange flere. 

Selskapet har mer enn ti års test‑ og felterfaring og over 30 år med produksjon av flytende solenergi med sine kraftverk. Arbeidet omfatter 280 flytende solprosjekter verden over. 

Selv om vi ikke vil gå i detalj på hele selskapets omfang, vil vi dykke ned i ett av deres flaggskipprodukter, Hydrelio Air Optim. Et fleksibelt flytende solsystem, dette produktet er en videreutvikling av selskapets opprinnelige system, Hydrelio Classic, den aller første patenterte og industrialiserte flytende solløsningen som dukket opp globalt i 2010. Løsningen kan tåle sterke vindforhold opptil 210 km/t eller 130 mph, tilsvarende et dynamisk trykk på 1625 pascal. Den UV‑stabilisierte teknologien har en levetid på opptil 30 år. Den kan effektivt tilpasse seg kyst‑ og nærkystforhold opptil 1 meter, avhengig av bølgelengde. Produktet er bygget med de fineste materialer for å sikre korrosjonsbestandighet og drikkevannskompatibilitet. 

Ciel & Terre har også et datterselskap kalt Floating Solar UK. Det er ment å levere Hydrelio‑systemet i Storbritannia. Til dags dato, ifølge tall publisert av selskapet selv, har Ciel & Terre bidratt til å unngå nesten 740 000 tonn karbondioksid.

#2. Kyocera Global

Et annet selskap som har gjort enestående arbeid for å bygge et dekarbonisert samfunn er Kyocera Global. En av deres innovative og banebrytende løsninger inkluderer FIT‑solcellepaneler som Kyocera‑ansatte har installert på sine private tak. Overskuddsstrømmen fra disse panelene, sammen med den som genereres fra Kyoceras ikke‑FIT‑ og JEPX+‑solanlegg, går inn i Digital Grid P2P‑plattformen, som deretter forsyner Kyocera Yokohama Nakayama‑anlegget med ikke‑fossil elektrisitet. 

Kyocera har vært en erfaren aktør i bygging av flytende solcelleløsninger. I 2018 startet de Japans største 13,7 MW flytende solkraftverk. Bygget på overflaten av et reservoar forvaltet av vannverkbyrået i Chiba‑prefekturet for industriell bruk, har dette anlegget et areal på 180 000 m² (over 44 mål). 

50 904 Kyocera‑solarmoduler ble installert for å generere anslagsvis 16 170 megawatt‑timer (MWh) per år, noe som kunne forsyne nær 5 000 typiske husholdninger. Strømmen ble solgt til  TEPCO Energy Partner, Incorporated. Prosjektet ble opprinnelig initiert av Public Enterprises Agency of Chiba Prefecture, som søkte selskaper for å hjelpe med å redusere sin miljøbelastning.

Da dette kraftverket ble satt i drift, hadde Kyocera Solar TCL‑anlegget allerede bygget over 60 solkraftverk over hele Japan og utviklet syv flytende solkraftverk ved å bruke Japans ferskvannsdammer og reservoarer i stedet for jordbruksland. 

Ifølge de siste tilgjengelige dataene, Kyocera Globals salgsinntekter var 1 492 672 millioner yen for de ni månedene som sluttet 31. desember 2023. 

Flytende solcellepaneler og fremtiden for dekarbonisering

Ifølge en rapport publisert av Verdensbanken som undersøkte levedyktigheten av å bygge flytende solkraftverk i India, finnes visse barrierer for storskala implementering. Disse barrierene gjelder også i et globalt scenario. Å generere solenergi fra flytende paneler kan være dyrere enn jordbaserte installasjoner. Det mangler klarhet rundt kvalifiseringskriteriene for et flytende solsted. Produksjonskapasiteten til utstyret som hjelper med å bygge disse fasilitetene er i mange tilfeller begrenset. 

Verdensbanken bemerket også måter leverandører kan akselerere og maksimere adopsjon på. Den oppfordret til å etablere klare mål for flytende solkapasitet for å fastsette landets overordnede solenergi‑mål. 

Som eksperimentet vi startet diskusjonen med, anbefalte den opprettelsen av et register over potensielle steder for flytende solprosjekter for å gi et positivt signal til markedet og strømlinjeforme prosjektutviklingsprosessen. 

I nær fremtid vil vekst i FPV‑drevet solkraftproduksjon kreve promotering og oppmuntring av produksjon av flytende solutstyr i henhold til standardiserte prosedyrer og sertifiseringer for å sikre kvalitet. Siden det fortsatt er et fremvoksende felt, vil investeringer i institusjoner som kan gjennomføre pålitelige mulighetsstudier for slike prosjekter være nødvendige.

Klikk her for listen over de ti beste solaksjene å investere i.