Publikováno dne: 13. března 2025 / Aktualizace od: 13. března 2025 - Autor: Konrad Wolfenstein
Nové super solární články (perovskit) by měly urychlit solární strategii Japonska s přechodem a Japan se Sekisui Chemical-Image: Xpert.Digital
Energetická technologie budoucnosti: Japonský průlom s perowskit buňkami
Pokročilá sluneční energie: Japonská cesta k přechodu energie
Japonsko dosahuje významného pokroku v technologii sluneční energie s vývojem solárních článků Perovskit (PSC), které mají potenciál zásadně změnit energetickou krajinu země. Tato inovativní technologie by měla nejen podporovat japonské ambiciózní cíle klimatu, ale také snížit závislost na fosilních palivech a jaderné energii. S flexibilními, lehkými a vysoce efektivními vlastnostmi by tyto super solární články mohly do roku 2040 dosáhnout kapacity výroby elektřiny, což odpovídá 20 jaderným reaktorům, a tak přispívá rozhodujícím příspěvkem k japonskému přechodu energie.
Revoluční technologie perovskit
Solární články Perowskit se zásadně liší od konvenčních solárních článků a slibují revoluci ve způsobu, jakým se používá sluneční energie. Na rozdíl od tradičních solárních panelů na bázi křemíku jsou PSC charakterizovány vysokou přizpůsobivostí, nízkou hmotností a ohybem a flexibilitou ve výrobě. Díky těmto vlastnostem jsou zvláště cenné pro hustě obydlené japonské okolí, kde jsou konvenční solární panely často nepraktické kvůli omezené oblasti.
Všestrannost solárních článků Perowskit se otevírá zcela nové aplikace. Díky svému polotransparentnímu a světelnému designu můžete být nainstalován na stavebních stěnách a oknech, na střešech automobilů a na pouličních lampách, aby tyto oblasti mohly být použity pro výrobu energie. Tato flexibilita je zvláště důležitá ve městech s omezeným prostorem, kde maximalizace výroby energie má zásadní význam bez dalších požadavků na prostor.
Perovskit solární články dosáhly působivého pokroku z hlediska účinnosti. Její účinnost je nyní na úrovni tradičních panelů křemíkového krystalu na 26,1 procenta, s další rostoucí tendencí, zatímco technologie křemíku se zdá být do značné míry vyčerpaná. Tato možnost je obzvláště slibná použít PSC v kombinaci s křemíkovými panely, což znamená, že účinnost může být v současné době zvýšena na více než 35 procent. Flexibilita PSC navíc umožňuje vývoj hybridních systémů z větrných a solárních systémů, které mohou dále zlepšit účinnost obnovitelných energií.
Vhodné pro:
Japonská strategická výhoda produkcí jódu
Důležitým aspektem, který posiluje pozici Japonska ve vývoji solárních článků perovskitů, je jeho role druhého největšího producenta jódu na světě. Jód je nezbytnou součástí produkce perovskit solárních článků. Tato pozice zdrojů umožňuje Japonsku zřídit nezávislý dodavatelský řetězec a nabízí slibné rozvojové příležitosti pro domácí průmysl. Použitím tohoto přírodního zdroje by Japonsko mohlo vytvořit velkou část výrobního řetězce, který je do značné míry nezávislý na zahraničí, aby vytvořil obrovské množství perovských solárních článků.
Japonský ambiciózní solární plán
Japonská vláda předložila ambiciózní plán používat technologii Perowskit. Cílem země je nainstalovat solární kapacitu 20 gigawattů do fiskálního roku 2040, což odpovídá výkonu přibližně 20 jaderných reaktorů. S touto kapacitou by Japonsko mohlo nejen uzavřít své aktivní jaderné reaktory, ale také se vyhnout výstavbě nových jaderných elektráren, aby pokrylo budoucí požadavek na energii, pokud jsou elektrárny vypnuty fosilními palivy.
Tato iniciativa je součástí komplexnějšího energetického plánu. Dne 13. března 2025 japonská vláda dokončila návrh základní energetické politiky, jejímž cílem je zvýšit podíl obnovitelných energií v mixu elektřiny až na 50 procent do roku 2040, aby pokryla rostoucí požadavky na elektřinu. V říjnu 2021 již Japonsko obnovilo svůj energetický plán, přičemž hlavní vítězové byly obnovitelné energie. Šestý „strategický energetický plán“ poprvé nazývá cílem založit solární, větrnou a vodní energii a biomasu od roku 2030 jako nejdůležitější zdroje pro výrobu energie v Japonsku, s plánovaným podílem 36 až 38 procent v energetickém mixu.
Hnací role chemikálie Sekisui
Společnost Sekisui Chemical je ústředním hráčem při provádění japonské solární strategie. S podporou Japonské banky (DBJ) založil Sekisui novou společnost na začátku roku 2025, která bude vyvíjet, vyrábět a prodávat solární články Perowskit v rámci chemikálií Sekisui. Celkové náklady na projekt se odhadují na více než 310 miliard jenů (1,97 miliardy USD), s polovinou financování prostřednictvím státních dotací.
Sekisui plánuje postupnou investiční strategii, počínaje 90 miliardami jenů na výstavbu výrobní linky 100 megawatt do roku 2027, následovanou výrobní linkou třídy Gigawatt do roku 2030. Pro tento projekt bude společnost nakupovat a používat závody v ostrém závodě v Sakai v západních Japonech. Cílem je dosáhnout kapacity pro výrobu nových buněk, jako jsou perovskit solární články 1 gigawatt ročně, do fiskálního roku 2030.
Společnost již definovala jasné oblasti aplikace pro svou technologii: „Chceme použít lehké a flexibilní vlastnosti systému k propagaci jeho aplikace, zejména ve veřejném sektoru, například ve sportovních halách, které slouží jako evakuační centra při katastrofách,“ říká společnost. V dlouhodobém horizontu plánuje Sekisui rozšířit podnikání snížením nákladů prostřednictvím hromadné výroby a zároveň se poptávka zvyšuje, se zaměřením na střechy a vnější stěny továrny a skladů v soukromém sektoru.
Investice a výrobní plány
Chemické plány Sekisui plánují do roku 2030 pro solární články Perovskit ročně výrobní kapacitu 1 gigawatt ročně. Společnost investuje celkem přibližně 2 miliardy dolarů, přičemž japonská vláda pokrývá polovinu nákladů.
Prvním krokem je vytvoření výrobní linky s kapacitou 100 megawattů ročně od roku 2025 do roku 2027. Za tímto účelem společnost Sekisui Chemicals investuje 90 miliard jenů (asi 570 milionů USD) a používá části bývalé ostré závod v Osace.
Státní podpora a partnerství
Japonská vláda aktivně podporuje projekt:
- Ministerstvo hospodářských záležitostí poskytlo společnosti Sekisui Chemical oznámení o financování v rámci programu pro rozšíření dodavatelských řetězců pro zelenou transformaci.
- S 14%se státní rozvojová banka Japonska (DBJ) podílí na nově založené společnosti Sekisui Solar, která bude vybudovat produkci.
Technologie a aplikace
Sekisui Chemical se specializuje na proces role k roli pro výrobu tenkých, flexibilních perovských solárních článků. Současné vlastnosti buněk jsou:
- Účinnost: 15%
- Životností: 10 let
- Šířka role: 30 centimetrů
Budoucí cíle jsou účinností 20% a trvanlivost 20 let. Světlé a flexibilní solární články mají být instalovány na střeše veřejných budov, jako jsou gymnázia. Později jsou aplikace naplánovány na střechách a stěnách továren a skladů.
Dlouhodobé cíle
Japonská vláda se snaží do roku 2040 přispívat k výrobě elektřiny s výkonem přibližně 20 gigawattů. Chemické plány Sekisui plánují hrát ústřední roli při dosahování vládního cíle zavedení produkce gigawattu do roku 2030.
Průlom v perovskitských solárních článcích: levnější a odolný než kdy jindy
Navzdory obrovskému potenciálu se solární buňky Perovskit stále čelí určitým překážkám. Životnost trvanlivosti, která je ve srovnání s křemíkem velmi omezená, a vysoké počáteční náklady jsou dvěma největšími výzvami pro PSC. Technologie se však zlepšuje a vědci pracují na řešeních, jako je zlepšená technologie pasivace a stabilnější kombinace materiálu.
Pozoruhodný pokrok byl dosažen v roce 2024, kdy čínský výrobce poprvé představil komerční buňky Perowskit, které by měly fungovat po dobu 12 let bez předčasného ukončení studia, s výrobcem alespoň desetiletou zárukou. Po dobu 25 let by pokles výkonu neměl najednou, ale lineárně, což zlepšuje předvídatelnost.
Pozitivní vývoj je také patrný v nákladech. Prognózy předpokládají, že náklady v Japonsku z v současnosti 20 jenů (přibližně 12 eurocentních) se do roku 2040 sníží na 10 jenů (přibližně šest eurocentních) na watt. Toto snížení nákladů dále zvýší konkurenceschopnost technologie a podporuje její širokou aplikaci.
V Německu objevil fyzik Felix Lang pozoruhodnou vlastnost Perowskit-Halbles: jejich samoléčivé síly. Tento objev by mohl výrazně prodloužit životnost solárních článků Perovskit a přispět ke zlepšení solárních článků a rentgenových zařízení, s aplikacemi na Zemi a v prostoru.
Japonská sluneční renesance
Japonsko bylo kdysi vedoucím světového trhu ve výrobě solárních modulů, ale podíl na trhu klesl na méně než jedno procento kvůli konkurenci čínských výrobců. S technologií PSC chce Japonsko znovu zaujmout silnější postavení na globálním trhu. To připomíná čas po ropné krizi v roce 1973, kdy japonský veřejný a soukromý sektor společně pracoval na výzkumu a vývoji obnovitelných energií a na světovém trhu pro solární panely byl dočasně předjížděn, než byla přepracována čínskými společnostmi za nižší ceny.
Od jaderné katastrofy v Japonsku v březnu 2011 se sluneční energie země rychle vyvinula. Dnes výroba solární energie přispívá téměř 10 procent na celkovou produkci energie ve srovnání s podílem pouze 1,9 procenta v roce 2014. Současný energetický plán poskytuje do roku 2030 zvýšení tohoto podílu na 36 až 38 procent, přičemž technologie PSC by měla hrát ústřední roli za účelem překročení těchto čísel do roku 2040.
Vhodné pro:
Diverzifikace obnovitelných energií v Japonsku
Zatímco solární články Perowskit jsou zaměřeny na japonskou energetickou strategii, země také investuje do jiných obnovitelných zdrojů energie, aby diverzifikovala její energetický mix a zvýšila energetickou bezpečnost. Japonsko se snaží stát se vodíkovou společností a od roku 2017 se věnuje vodíkové strategii, která také podporuje cíl dekarbonizace do roku 2050. Japonská vláda plánuje investovat do řetězce vodíku ve výši přibližně 15 bilionů jenů (přibližně 107 miliard USD) po dobu 15 let.
Ministr životního prostředí Shinjiro Koizumi navíc oznámil, že ministerstvo se ujme vedení k urychlení rozvoje geotermální energie. Ministr správní reformy Taro Kono oznámil cíl zdvojnásobit japonské geotermální systémy do roku 2030. Levné tarify krmivy a podpora obnovitelných energií by měla vést k rostoucímu počtu geotermálních projektů.
Japonsko navíc také zkoumá fúzní energii jako dlouhodobý zdroj energie. Země spolupracuje s EU a USA s cílem urychlit rozvoj fúzní energie, přičemž důležitou roli hrají soukromé investice a spolupráci. Na konci března 2024 založilo 21 společností Japonsko fúzní energetickou radu-J-Fusion pro krátkou s cílem propagace technologie a standardů společně.
Důsledky pro globální přechod energie
Masivní investice japonska do solárních článků Perovskit by mohly mít dalekosáhlé účinky na globální energetickou krajinu. Pokud je technologie úspěšně použita v průmyslovém měřítku, mohla by sloužit jako model pro jiné země, zejména pro hustě obydlené země s omezeným prostorem pro tradiční solární parky.
Japonská vláda je přesvědčena, že její investice budou úspěšné v solárních článcích Perowskit. Po dodávce své vlastní země plánuje Japonsko exportovat tuto inovativní technologii do jiných zemí, což by mohlo přispět k globálnímu přechodu energie a posílit pozici Japonska jako vedoucího technologie.
Vývoj solárních článků Perovskit je také součástí širší strategie Japonska, která znovu získá své technologické vedení v různých odvětvích. Kromě obnovitelných energií Japonsko také investuje značně do dalších budoucích technologií, jako jsou softwarová vozidla (SDV), s cílem dosáhnout do roku 2030 podíl 30 procent na světovém trhu.
Sluneční další vývoj pro energetickou budoucnost Japonska
Japonská investice do solárních článků Perowskit představuje rozhodující krok v transformaci její energetické krajiny. Ambiciózní plány na instalaci kapacity do roku 2040, které odpovídají 20 jaderným reaktorům, ukazují důvěru země v tuto inovativní technologii a jejich příspěvek k přechodu energie.
Technologie Perowskit s jeho flexibilitou, lehkostí a účinností nabízí technologie Perowskit jedinečné výhody, zejména pro hustě obydlenou zemi, jako je Japonsko. Přestože stále existují výzvy týkající se trvanlivosti a nákladů, neustálý pokrok ve výzkumu a vývoji ukazuje, že tyto překážky lze překonat. Strategie postupné implementace s cílem produkce Gigawatt do roku 2030 položila základ pro ambiciózní dlouhodobé cíle.
Široké zavedení solárních článků Perovskit by mohlo Japonsku pomoci nejen dosáhnout jeho klimatických cílů a snížit závislost na fosilních palivech a jaderné energii, ale také obnovit svou pozici předního poskytovatele solárních technologií. Strategické využití domácí produkce jódu a rozsáhlé státní investice zdůrazňují Japonské rozhodnutí o úspěchu v této budoucí technologii.
S tímto rozsáhlým přístupem, který zahrnuje technologickou inovaci a ekonomickou strategii, se Japonsko postaví jako průkopník v globálním přechodu energie a ukazuje slibnou cestu k udržitelné výrobě energie budoucnosti. Úspěch tohoto plánu by mohl mít nejen velký význam pro Japonsko, ale pro globální úsilí ovlivnit udržitelnou energii.
Vhodné pro:
Váš globální partner pro marketing a rozvoj podnikání
☑️ Naším obchodním jazykem je angličtina nebo němčina
☑️ NOVINKA: Korespondence ve vašem národním jazyce!
Konrad Wolfenstein
Rád vám a mému týmu posloužím jako osobní poradce.
Kontaktovat mě můžete vyplněním kontaktního formuláře nebo mi jednoduše zavolejte na číslo +49 89 89 674 804 (Mnichov) . Moje e-mailová adresa je: wolfenstein ∂ xpert.digital
Těším se na náš společný projekt.
