Arkadiusz Mędrzak
Energia słoneczna mogłaby zaspokoić całe światowe zapotrzebowanie na prąd. Jak często korzystają z niej Polacy? O energii promieniowania słonecznego dobrze wiedzieć więcej.
Z wielu różnych źródeł docierają do nas informacje o energii solarnej. Fotowoltaika, solary czy inne pojęcia przyjmujemy często bez zastanowienia. Tymczasem dla lepszego zrozumienia dobrodziejstw energii płynącej z naszej gwiazdy warto mieć chociaż szczątkową wiedzę na ten temat.
Energia solarna, czyli co?
Mamy szczęście – mieszkamy na planecie położonej stosunkowo blisko gwiazdy w naszym układzie planetarnym. Dzielące nas od Słońca 150 milionów kilometrów wydaje się bardzo dużą odległością, jednak z punktu widzenia innych planet w naszym układzie to bardzo blisko. Dlaczego to takie istotne?
Na powierzchni gwiazdy dochodzi do syntezy termojądrowej – zderzania się ze sobą cząsteczek wodoru i tworzenie helu. Nie zagłębiając się zbytnio w szczegóły, można porównać to do procesu odwrotnego od tego, jaki wykorzystuje się w elektrowniach jądrowych. W wyniku tych intensywnych wyładowań z powierzchni gwiazdy wyrzucany jest wiatr słoneczny. Widzimy go w postaci promieni słonecznych docierających na naszą planetę. Energia słońca to niewielkie cząsteczki nazywane fotonami, które mają także cechy fali elektromagnetycznej. Są nośnikami pola elektromagnetycznego, które dzięki technologii fotowoltaicznej zostaje przetworzone na ładunek elektryczny.
Pewnie zastanawiasz się, czy energia solarna kiedyś się skończy. Przecież tworzące promienie słoneczne cząsteczki uszczuplają masę naszej gwiazdy. Istotnie, Słońce każdego roku traci kilkaset bilionów ton swojej masy. Trudno sobie wyobrazić taką ilość, jednak w stosunku do wielkości Słońca jest to ubytek bardzo nieznaczny. Naukowcy przewidują, że intensywność promieniowania nie powinna zmieniać się przez najbliższych kilka milionów lat. Historia ludzkości to zaledwie kilkanaście tysięcy lat, dlatego bez obaw można mówić o odnawialnym i niewyczerpanym źródle energii.
Zasoby energii słonecznej
Jak widać, energia słoneczna spada nam prosto z nieba. Ile jej właściwie jest? Zastanawiali się nad tym naukowcy i dokonywali niezbędnych obliczeń. Pod uwagę było brane inne nasłonecznienie w różnych miejscach świata i o różnych porach roku. Nie będziemy powoływać się na dokładne liczby, ponieważ trudno nimi przemówić do wyobraźni. Ciekawiej wypadają porównania.
Roczne zasoby promieni słonecznych są większe niż wszystkich pozostałych odnawialnych źródeł energii razem wziętych. Pod uwagę bierzemy energię wiatrową, biomasę, geotermię i hydrotermię. Co więcej, w rocznych zasobach udałoby się zmieścić także energię wytworzoną przez paliwa kopalne. Chodzi o całkowite zasoby węgla, ropy, gazu ziemnego i uranu, jakie znajdują się na naszej planecie. O wielkości zasobów energii solarnej niech świadczy fakt, że wykorzystując te wszystkie źródła energii, nawet w połowie nie udałoby się dorównać ilości energii solarnej.
Jak widzisz, zasoby są nieprzebrane, jednak czy są w stanie zaspokoić rosnące zapotrzebowanie ludzkości na energię? Nie tylko są w stanie, ale także nie jest to trudne. Szacuje się, że ilość energii docierającej na Ziemię jest 5000 razy większa niż całkowite zapotrzebowanie naszej planety. Wystarczyłoby pokryć część pustyni Sahara panelami słonecznymi, żeby energia słoneczna zaspokoiła całkowite potrzeby Ziemi na prąd i paliwo.
Energia słoneczna na świecie
Okazuje się, że recepta na zasilanie naszych domów energią ekologiczną i w pełni odnawialną jest bardzo prosta. Jednak w rzeczywistości na razie wygląda to kiepsko. Energia solarna na świecie pozyskiwana jest na niewielką skalę i pokrywa około 3% zapotrzebowania. Co więcej, wszystkie odnawialne źródła energii zaspokajają niespełna 10% zapotrzebowania światowego na energię. Większość udziału w rynku nadal stanowi energia pozyskiwana z paliw kopalnych, głównie ropy naftowej, węgla i gazu ziemnego.
A jak to wygląda w liczbach? Do końca 2019 roku na świecie powstały elektrownie słoneczne, których moc wynosiła w sumie prawie 580 GW. Dla porównania, roczne zapotrzebowanie energetyczne Polski to około 50 GW. Warto zwrócić uwagę na znaczący wzrost produkcji energii solarnej, co może napawać optymizmem. W 2015 światowa produkcja wynosiła zaledwie 230 GW, a z kolei pięć lat wcześnie, czyli w 2010 roku, było to 41 GW.
Energia solarna na świecie – najwięksi producenci
Przy okazji warto przedstawić listę największych energetyk słonecznych na świecie. Jeśli chodzi o państwa, obecnie prym wiodą Chiny, choć jeszcze dekadę temu próżno było ich szukać w pierwszej dziesiątce rankingu. Teraz, z produkcją na poziomie prawie 200 GW rocznie, generują ponad 30% światowych zasobów. Na kolejnych miejscach znajdują się Japonia, Stany Zjednoczone, Niemcy, Włochy i Indie, które to kraje w sumie wytwarzają niemal tyle samo energii.
Azja wypada najlepiej pod względem produkcji energii słonecznej, jeśli zestawimy wszystkie kontynenty. Ponad połowa całej energii produkowanej z tego źródła pochodzi z Azji. Dla porównania, w Europie produkowana jest prawie ¼ światowych zasobów, co stawia nasz kontynent na drugiej pozycji. Niestety w Afryce, gdzie zasoby są ogromne, generowany jest niespełna 1% energii solarnej i to głównie w położonym na południu RPA. Te dane świadczą o tym, że ciągle nie wykorzystujemy potencjału drzemiącego w energii solarnej. Brakuje nam także globalnego podejścia do sprawy.
Energia słoneczna w Polsce
Przed chwilą chwaliliśmy Europę za zacne drugie miejsce w hierarchii kontynentów o największej produkcji prądu z promieni słonecznych. W 2019 roku nasz kontynent mógł pochwalić się produkcją na poziomie 130 GW rocznie. To wzrost o kolejnych kilkanaście procent w stosunku do roku poprzedniego. Niekwestionowanym liderem w produkcji są Niemcy, gdzie rocznie produkuje się już 50 GW energii solarnej. Na kolejnych miejscach ulokowały się inne dobrze rozwinięte gospodarczo kraje, takie jak Włochy, Francja i Wielka Brytania. Ten ostatni kraj nie może pochwalić się potencjałem, jeśli chodzi o nasłonecznienie. Jak widzisz, dla chcącego nic trudnego.
Jak ma się odnawialna energia słoneczna w Polsce? Jak wypadamy na tle naszych sąsiadów i sojuszników? Od początku roku słyszymy, że w naszym kraju moc zainstalowanych sieci fotowoltaicznych praktycznie się podwoiła. Gołym okiem widać rosnącą popularność, na którą wpłynęły też dotacje z Unii Europejskiej. Należymy do ścisłej czołówki państw, które mogą pochwalić się największym rocznym procentowym przyrostem. Niestety, można powiedzieć, że tylko gonimy stracony czas.
Szacuje się, że na koniec 2020 roku dysponowaliśmy instalacjami fotowoltaicznymi o mocy około 3 GW. Trudno porównywać się do naszych zachodnich sąsiadów, u których nawet roczny przyrost jest na poziomie tej mocy. Znajdujemy się dopiero w drugiej dziesiątce państw europejskich w tej kategorii. Nadal opieramy się głównie na energii z węgla kamiennego i brunatnego, która zaspokaja ponad 70% potrzeb.
Podobny poziom mocy w fotowoltaice osiągnęli Czesi, którzy jednak pod względem powierzchni i ludności stanowią czwartą część naszego kraju. U naszych południowych sąsiadów gwałtowny rozwój fotowoltaiki miał miejsce niemal przed dekadą, dlatego ich instalacje w większości już się zwróciły. Obecnie zauważalna jest stagnacja w branży, co może być też nauką dla Polski.
Energia solarna – jaka przyszłość?
Zrozumienie energii solarnej i płynącej z niej dobrodziejstwa jest szansą na zatrzymanie zmian w ekosystemie naszej planety. Zastosowanie energii słonecznej może być takie samo jak tej pochodzącej z węgla czy gazu ziemnego. Może zaspokajać nie tylko opisane zapotrzebowanie na prąd. Solary sprawdzą się także przy ogrzewaniu czy w transporcie. Dlaczego zatem nie korzystać z tego, co otrzymujemy za darmo?
Spoglądając na ciągły wzrost mocy generowanej przez panele słoneczne, można powiedzieć, że przyszłość jest w energii solarnej. Spadające koszty instalacji i przykład płynący z rynku azjatyckiego napawają nadzieją na przyszłość. Istnieje jednak obawa, że mimo dynamicznego rozwoju tej dziedziny możemy nie zdążyć przed zniszczeniem naszej planety. Czas pokaże, czy zdążymy powstrzymać nieodwracalne zmiany klimatu, a może fotowoltaika stanie się jedynie naszym łabędzim śpiewem.
