خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان.. طموحات كبيرة تواجه تحديات
وحدة أبحاث الطاقة - مي مجدي
تتصدّر خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان أجندة الحكومة لتعزيز أمن الطاقة وخفض الانبعاثات، لكنها تواجه تحديات كبيرة.
فقد وضعت البلاد البيروفسكايت -تقنيات شمسية غير تقليدية قائمة على البلورات بدلًا من السيليكون- ضمن أولويات خطط الطاقة المتجددة، مع تحديد أهداف للإنتاج والتسعير، مؤكدة في أكتوبر/تشرين الأول الماضي، دور هذه التقنيات، إلى جانب الطاقة النووية، في ضمان أمن الطاقة وخفض التكلفة.
ووفقًا لأهداف خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان قد تتجاوز القدرة الإنتاجية 1 غيغاواط بحلول 2030، لتصل إلى قرابة 20 غيغاواط بحلول 2040، إلى جانب تحقيق سلاسل توريد تتمتع بالاكتفاء الذاتي.
كما وضعت الحكومة أهدافًا لخفض تكلفة الكهرباء المستوية من هذه التقنية إلى 10-14 ينًا يابانيًا (0.064-0.090 دولارًا) لكل كيلوواط/ساعة بحلول 2040.
*(الين الياباني = 0.0064 دولارًا أميركيًا)
ومنذ عامَي 2022 و2024، أنفقت الحكومة اليابانية نحو 364.5 مليون دولار على أبحاث ما تسميه "الجيل القادم من الطاقة المتجددة"، منها البيروفسكايت، وتخطط لضخ 6.65 مليار دولار إضافية خلال العقد المقبل لتحفيز الاستثمارات بين القطاعَيْن العام والخاص.
ومع ذلك، ستواجه خلايا البيروفسكايت الشمسية تحديات تتمثل في قصر العمر الافتراضي مقارنة بالألواح الشمسية التقليدية، والتكلفة المرتفعة.
وفي هذا السياق، سلّط تقرير حديث، اطّلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة، الضوء على عدم واقعية أهداف خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان، مشيرًا إلى حاجة البلاد إلى إستراتيجية أكثر دقة، تركز على دعم الألواح الشمسية التقليدية والتقنيات المتقدمة.
خطط خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان
بدأت الشركات تتسابق لتطوير خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان، رغم أن التقنية ما تزال في مهدها، وتشير توقعات التكلفة إلى أنها لن تتفوق على الخلايا التقليدية قبل حلول 2040.
ونتيجة لذلك، يرى التقرير الصادر عن معهد اقتصادات الطاقة والتحليل المالي أن أهداف الحكومة اليابانية تبدو غير واقعية، ويجب اعتماد إستراتيجية تجعل البيروفسكايت تقنية متخصصة تُعتمد في المناطق التي لا تصلح للألواح التقليدية أو مكملًا لتحسين كفاءة الأنظمة القائمة.
وحاليًا، تُطوّر 3 أنواع من هذه الخلايا:
- النوع الرقيق، الذي يحظى باهتمام واسع في اليابان.
- النوع الزجاجي، الذي يمنح التصميم استقرارًا وقوة هيكلية.
- نوع الخلايا الترادفية، الذي يدمج البيروفسكايت مع تقنيات أخرى.
وحسب وكالة الطاقة الدولية، أظهرت أنواع البيروفسكايت التجريبية كفاءة تحويل من 25% إلى 34%، غير أن هذه النتائج اقتصرت على نماذج صغيرة.
بالإضافة إلى ذلك، يتراوح عمرها الافتراضي بين 5 و12 عامًا، مقارنة بعمر 25 سنة للألواح التقليدية، ما يطرح تحديات أمام تسويقها تجاريًا.
وتشير التقديرات إلى أن اليابان بحاجة إلى رفع إجمالي قدرات الطاقة الشمسية إلى ما بين 200 و250 غيغاواط حتى تتمكن من بلوغ أهداف توليد الكهرباء.
وحال نجاح تحقيق أهداف خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان بحلول 2040، فستُمثل هذه التقنية الناشئة نحو 10% من إجمالي قدرة إنتاج الطاقة الشمسية في البلاد.
مزايا وتحديات خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان
تمثّل خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان فرصة لتعزيز نظام الطاقة، ورفع القدرة التنافسية الصناعية وخفض الانبعاثات.
وترى البلاد أن الاعتماد على هذه الخلايا يمكنها من:
- تجاوز قيود تركيب الألواح الشمسية التقليدية.
- محاولة استعادة التفوق الصناعي في تقنيات الطاقة الشمسية مقارنة بالصين والدول الأخرى.
- تعزيز أمن الطاقة من خلال إنشاء سلاسل توريد تتمتع بالاكتفاء الذاتي.
في مقابل ذلك، تبقى أهداف الأسعار المتعلقة بخلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان غير واقعية، ما قد يؤثر في الطلب.
فقد حددت الحكومة هدفًا لتكلفة الكهرباء المستوية من هذه الخلايا، لتصل إلى 14 ينًا لكل كيلوواط/ساعة بحلول 2030، في حين تتوقع الشركات الرائدة أن تبلغ التكلفة 20 ينًا لكل كيلوواط/ساعة للمدة نفسها.
وبحلول 2040، يُتوقع أن تصل التكلفة إلى 15.3 ينًا لكل كيلوواط/ساعة، ويفوق ذلك الهدف البالغ 10-14 ينًا لكل كيلوواط/ساعة، كما يتجاوز الطاقة الشمسية التقليدية للمنازل (7.6-10.4 ينًا لكل كيلوواط/ساعة) وعلى نطاق المرافق (6.6-8.4 ينًا لكل كيلوواط/ساعة).
إستراتيجية خلايا البيروفسكايت الشمسية في اليابان
أكد تقرير معهد اقتصادات الطاقة أهمية خلايا البيروفسكايت في اليابان، لكنه سلّط الضوء على قيود التكلفة والأداء التي تستدعي خطة حكومية أكثر تفصيلًا لتشمل:
- بقاء خلايا البيروفسكايت مصدرًا ثانويًا مقارنة بتقنيات الطاقة الشمسية القائمة على السيليكون والتقنيات النظيفة الأخرى.
- خلايا البيروفسكايت من النوع الرقيق (film type) يجب عدّها تقنية متخصصة لسد الفجوات التي لا تستطيع الألواح الشمسية التقليدية التعامل معها.
- ينبغي للحكومة والشركات التركيز على خلايا البيروفسكايت من النوع الترادفي، لتعزيز أداء الألواح الشمسية الحالية.
موضوعات متعلقة..
- الألواح الشمسية.. البيروفسكايت أكثر كفاءة وأخف وزنًا من السيليكون (تقرير)
- اليابان تتطلع لزيادة إنتاج وتصدير خلايا البيروفسكايت الشمسية.. هل تنافس الأقوياء (تقرير)
اقرأ أيضًا..
- وكالة الطاقة الدولية ترفع توقعات الطلب على النفط.. وتخفض تقديرات "الفائض"
- مصير مشروعات بتروفاك في الجزائر بعد انهيار الشركة (خاص)
- أوابك: 4 دول عربية تحرز تقدمًا في خطط إنتاج الهيدروجين الأخضر
- أكثر الدول الأفريقية امتلاكًا لسعة الطاقة الشمسية العاملة.. هيمنة عربية (تقرير)
المصدر:
