Källa: theconversation.com
En häpnadsväckande minskning med 82 procent av kostnaden för solcellsenergi (PV) sedan 2010 har gett världen en strid chans att bygga ett energisystem med nollutsläpp som kan vara billigare än det fossildrivna system som det ersätter.
Internationella energibyrån räknar med att PV-solgenereringskapaciteten måste växa tio gånger till 2040 om vi ska klara de dubbla uppgifterna att lindra den globala fattigdomen och begränsa uppvärmningen till långt under 2 grader.
Kritiska utmaningar kvarstår. Solen är "intermittent", eftersom solskenet varierar under dagen och mellan årstider, så energi måste lagras för när solen inte skiner. Politik måste också utformas för att säkerställa att solenergi når världens yttersta hörn och platser där den behövs som mest. Och det kommer att finnas oundvikliga avvägningar mellan solenergi och andra användningar för samma mark, inklusive bevarande och biologisk mångfald, jordbruk och livsmedelssystem, och gemenskap och ursprungsbefolkning.
Kollegor och jag har nu publicerat den första globala inventeringen av stora solenergianläggningar i tidskriften Nature. "Large" syftar i detta fall på anläggningar som genererar minst 10 kilowatt när solen är på topp. (En typisk takinstallation för små bostäder har en kapacitet på cirka 5 kilowatt).
Vi byggde ett maskininlärningssystem för att upptäcka dessa faciliteter i satellitbilder och distribuerade sedan systemet på över 550 terabyte bilder med hjälp av flera mänskliga livstider av datorer.
Vi sökte igenom nästan hälften av jordens landyta och filtrerade bort avlägsna områden långt från mänskliga befolkningar. Totalt upptäckte vi 68 661 solenergianläggningar. Genom att använda området för dessa anläggningar, och kontrollera för osäkerheten i vårt maskininlärningssystem, får vi en global uppskattning av 423 gigawatt installerad produktionskapacitet i slutet av 2018. Detta är mycket nära International Renewable Energy Agencys (IRENA) uppskattning på 420 GW för samma period.
Spåra tillväxten av solenergi
Vår studie visar att solcellsgenereringskapaciteten ökade med anmärkningsvärda 81 procent mellan 2016 och 2018, den period som vi hade tidsstämplade bilder. Tillväxten leddes särskilt av ökningar i Indien (184 procent), Turkiet (143 procent), Kina (120 procent) och Japan (119 procent).
Anläggningarna varierade i storlek från vidsträckta gigawatt-skaliga ökeninstallationer i Chile, Sydafrika, Indien och nordvästra Kina, till kommersiella och industriella takinstallationer i Kalifornien och Tyskland, lantliga lapptäcksinstallationer i North Carolina och England, och urbana lapptäcksinstallationer i Sydkorea och Japan.
Solenergi blandat med risfält på återvunnen mark i Sydkorea. Lager för dig / shutterstock
Fördelarna med data på anläggningsnivå
Aggregeringar på landsnivå av vår datauppsättning ligger mycket nära IRENAs statistik på landsnivå, som samlas in från frågeformulär, landstjänstemän och branschorganisationer. Jämfört med andra datauppsättningar på anläggningsnivå åtgärdar vi några kritiska täckningsluckor, särskilt i utvecklingsländer, där spridningen av solcellsenergi är avgörande för att utöka tillgången till elektricitet och samtidigt minska utsläppen av växthusgaser. Både i utvecklade länder och utvecklingsländer ger vår data ett gemensamt riktmärke utan förutsättning för rapportering från företag eller regeringar.
Geospatialt lokaliserade data är av avgörande betydelse för energiomställningen. Nätoperatörer och elmarknadsaktörer behöver veta exakt var solenergianläggningar finns för att exakt veta hur mycket energi de genererar eller kommer att generera. Framväxande in-situ eller avlägsna system kan använda platsdata för att förutsäga ökad eller minskad generering orsakad av till exempel passerande moln eller förändringar i vädret.
Denna ökade förutsägbarhet tillåter solenergi att nå högre andelar av energimixen. När solenergin blir mer förutsägbar kommer nätoperatörerna att behöva hålla färre fossilbränslekraftverk i reserv, och färre straff för över- eller undergenerering kommer att innebära att fler marginella projekt kommer att låsas upp.
Med hjälp av den bakre katalogen med satellitbilder kunde vi uppskatta installationsdatum för 30 procent av anläggningarna. Data som denna tillåter oss att studera de exakta förhållanden som leder till spridningen av solenergi, och kommer att hjälpa regeringar att bättre utforma subventioner för att uppmuntra snabbare tillväxt.
Författarna jämförde solanläggningarnas lägen med data om markanvändning, för att ta reda på vad som fanns där tidigare. Åkermark (ljusbrun) var lätt den vanligaste. Kruitwagen et al, Nature
Att veta var en anläggning är gör det också möjligt för oss att studera de oavsiktliga konsekvenserna av tillväxten av solenergigenerering. I vår studie fann vi att solkraftverk oftast finns i jordbruksområden, följt av gräsmarker och öknar.
Detta understryker behovet av att noggrant överväga den inverkan som en tiofaldig expansion av solcellsgenererande kapacitet kommer att ha under de kommande decennierna på livsmedelssystem, biologisk mångfald och mark som används av utsatta befolkningar. Politiker kan ge incitament att istället installera solelproduktion på hustak som orsakar mindre markanvändningskonkurrens, eller andra alternativ för förnybar energi.
