Fotovoltaico solare su scala industriale
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Basandosi sull’agricoltura di conservazione con pratiche addizionali, la coltivazione annuale rigenerativa può includere l’applicazione di compost, il sovescio e la produzione biologica. Riduce le emissioni, aumenta la materia organica del suolo e sequestra il carbonio.
Riassunto della soluzione
Il sole fornisce un carburante praticamente illimitato, pulito e gratuito ad un prezzo che non cambia mai. I parchi solari sfruttano questa risorsa, con array su larga scala di centinaia, migliaia, o in alcuni casi milioni di pannelli fotovoltaici (PV). Funzionano su una scala di utilità come le centrali elettriche convenzionali per la quantità di elettricità che producono, ma differiscono drasticamente nelle loro emissioni.
Le fattorie solari si trovano nei deserti, nelle basi militari, nelle discariche chiuse e persino galleggianti sui serbatoi, che utilizzano pannelli di silicio per raccogliere i fotoni che arrivano sulla terra. All’interno dell’ambiente ermeticamente sigillato di un pannello, i fotoni danno energia agli elettroni e creano corrente elettrica – dalla luce alla tensione, proprio come suggerisce il nome.
Bell Labs ha debuttato la tecnologia fotovoltaica al silicio nel 1954. A quel tempo, il fotovoltaico costava più di 1.900 dollari per watt nella valuta attuale. Da allora, gli investimenti pubblici, gli incentivi fiscali, l’evoluzione tecnologica e la forza bruta della produzione si sono ridotti al costo di creare il fotovoltaico, portandolo oggi a 65 centesimi per watt.
In molte parti del mondo, il fotovoltaico solare ha oggi un costo competitivo o meno costoso rispetto alla produzione di energia convenzionale. Insieme ad altre fonti di energia rinnovabile e grazie a migliori reti e ad un migliore stoccaggio dell’energia, le fattorie solari stanno inaugurando la rivoluzione dell’energia pulita.
Riassunto tecnico
Lo schema di progetto considera il solare fotovoltaico su scala industriale come: sistemi solari fotovoltaici (FV) più grandi di 10MW utilizzati per la produzione di energia elettrica. Questa soluzione sostituisce le tecnologie convenzionali per la produzione di energia elettrica come le centrali a carbone, petrolio e gas naturale.
Dal 2010 il mercato del fotovoltaico è cresciuto enormemente. Almeno 480 gigawatt di capacità fotovoltaica solare totale sono stati installati in tutto il mondo entro la fine del 2018 (IRENA, 2019), con l’aggiunta ogni anno di record di capacità collegata alla rete. In molti mercati regionali, la nuova capacità installata proviene principalmente da installazioni su scala industriale piuttosto che da pannelli solari fotovoltaici distribuiti. In molti mercati, la nuova capacità installata proviene principalmente da installazioni su scala industriale piuttosto che da sistemi distribuiti. Di conseguenza, si stanno ora facendo ambiziose proiezioni su una maggiore adozione delle energie rinnovabili per la produzione di energia elettrica. Alcuni scenari recenti hanno addirittura previsto che entro il 2050 quasi il 60% della produzione globale di energia elettrica deriverà dall’energia solare.
Integrazione
Attraverso il processo di integrazione del solare fotovoltaico su scala utility con altre soluzioni, i mercati totali indirizzabili sono stati adeguati per tener conto della riduzione della domanda derivante dalla crescita di tecnologie più efficienti dal punto di vista energetico[6], così come dell’aumento dell’elettrificazione da altre soluzioni come le auto elettriche e l’alta velocità ferroviaria. I fattori di emissione della rete sono stati calcolati sulla base del mix annuale di diverse tecnologie di generazione di elettricità nel tempo. I fattori di emissione per ogni tecnologia sono stati determinati attraverso una meta-analisi di fonti multiple, tenendo conto delle emissioni dirette e indirette.
Conclusioni
Il confronto dei risultati dei due scenari modellati con lo scenario di riferimento ci permette di stimare l’impatto climatico e finanziario di una maggiore adozione di impianti fotovoltaici su scala industriale. Lo Scenario 1 prevede che entro il 2050 il 20,3% (cioè oltre 9.300 terawattora) della produzione totale di elettricità in tutto il mondo sarà prodotta da impianti solari su scala industriale. Nello Scenario 2, la quota di mercato raggiunge il 25 per cento associata a 17.742 terawatt/ora di elettricità prodotta in un mercato totale indirizzabile più alto.
Lo Scenario 1 permette di evitare 42,3 gigatonnellate di emissioni di gas serra equivalenti al biossido di carbonio tra il 2020 e il 2050, con un risparmio di 3.317 miliardi di dollari sui costi netti di prima generazione. Sono previsti quasi 12.000 miliardi di dollari di risparmi operativi nel corso della vita utile, principalmente perché il fotovoltaico su scala industriale non richiede l’immissione di combustibile. Lo Scenario 2 è più ambizioso per quanto riguarda la crescita delle tecnologie fotovoltaiche su scala industriale, con un impatto sulla riduzione delle emissioni di gas serra nel periodo 2020-2050 pari a 119,1 gigatonnellate di equivalente biossido di carbonio.