L’innovazione solare è la chiave per lo sviluppo di un’industria fotovoltaica su scala TW
La lotta ai cambiamenti climatici richiederà al pianeta di investire fortemente nel fotovoltaico. Diversi scenari energetici immaginano al 2050 una quota installata variabile tra i 20 gli 80 TW per contribuire al contenimento della temperatura globale. A titolo di confronto oggi siamo ad appena 0,7 TW fotovoltaici nel mondo. Un salto in avanti sensibile per l’industria di settore. Ecco perché il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE e l’Istituto di Potsdam per la ricerca sull’impatto climatico hanno voluto analizzare se tale crescita potesse essere fattibile sotto il profilo delle risorse. E in caso affermativo, a quali condizioni.
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Il risultato? Il grado di innovazione solare raggiunto farà la differenza. Secondo gli scienziati senza un apprendimento tecnologico continuo, le limitazioni nell’approvvigionamento di materie prime, energia e capitali potrebbero ostacolare l’implementazione di uno sviluppo solare su scala terawatt. “Fortunatamente, la tecnologia è in continua evoluzione e le nuove generazioni di sistemi sono più efficienti e consumano meno risorse durante la produzione”, spiega il dott. Jan Christoph Goldschmidt, capo del gruppo Novel Solar Cell Concepts e primo autore dello studio.
Gli scienziati stimano che la costruzione dell’infrastruttura fotovoltaica globale utilizzerà una piccola percentuale del budget di emissioni compatibile con l’obiettivo di 1,5°C, ipotizzando una copertura solare di più della metà della domanda globale di elettricità. “Poiché il budget rimanente è così limitato, è importante che anche il fotovoltaico diventi altamente efficiente il più rapidamente possibile”, sottolinea Lukas Wagner del Fraunhofer ISE. Secondo lo studio, a lungo termine, solo dal 4 all’11 percento dell’elettricità generata annualmente dal fotovoltaico sarà necessaria allo stesso settore alimentarsi. Questo “autoconsumo” è paragonabile a quello delle attuali tecnologie energetiche fossili.
Anche gli investimenti annuali previsti sono dello stesso ordine di grandezza delle vendite delle attuali maggiori compagnie petrolifere e del gas. Il grado di innovazione solare, ossia la capacità del settore di rendere più efficienti i processi e prodotti utilizzando materiali meno costi e in quantità minori, deve però continuare a correre.
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Nel complesso secondo gli autori, la massiccia espansione della produzione fotovoltaica aumenterà la domanda di vetro. Tuttavia la progressiva ottimizzazione del modulo ridurrà la superficie per Wp e quindi anche la quantità di vetro. Per quanto riguarda l’argento, c’è una forte tendenza storica a ridurne le quantità causa dei prezzi elevati e dei miglioramenti nelle tecnologie di stampa. Se questo trend avanzasse, il consumo totale di argento rimarrebbe al di sotto delle 18.000 t, oppure, nel migliore dei casi, scendere sotto i livelli odierni. L‘indio utilizzato per gli ossidi conduttivi trasparenti nelle celle multigiunzione è un altro elemento che potrebbe diventare critico. “Dobbiamo mantenere questo sviluppo anche nel futuro a lungo termine”, ha sottolineato Christoph. Già ora, nei laboratori vengono sviluppate soluzioni d’avanguardia come le celle solari tandem a base di perovskite che promettono elevate rese e bassi costi.