Publikováno: 13. března 2025 / Aktualizováno: 13. března 2025 – Autor: Konrad Wolfenstein
Očekává se, že nové supersolární články (perovskit) urychlí energetickou transformaci Japonska – Japonská solární strategie se společností Sekisui Chemical – Obrázek: Xpert.Digital
Energetická technologie budoucnosti: Průlom Japonska s perovskitovými články
Pokročilá solární energie: Cesta Japonska k energetické transformaci
Japonsko dosahuje významného pokroku v technologii solární energie s vývojem perovskitových solárních článků (PSC), které mají potenciál zásadně změnit energetickou krajinu země. Očekává se, že tato inovativní technologie nejen podpoří ambiciózní cíle Japonska v oblasti klimatu, ale také sníží jeho závislost na fosilních palivech a jaderné energii. Díky svým flexibilním, lehkým a vysoce účinným vlastnostem by tyto supersolární články mohly do roku 2040 dosáhnout kapacity výroby elektřiny odpovídající 20 jaderným reaktorům, a tím by zásadně přispěly k energetické transformaci Japonska.
Revoluční perovskitová technologie
Perovskitové solární články se zásadně liší od konvenčních solárních článků a slibují revoluci ve způsobu využití sluneční energie. Na rozdíl od tradičních solárních panelů na bázi křemíku se PSC vyznačují vysokou přizpůsobivostí, nízkou hmotností a flexibilitou při výrobě. Díky těmto vlastnostem jsou obzvláště cenné pro hustě osídlené Japonsko, kde jsou konvenční solární panely často nepraktické kvůli omezenému dostupnému prostoru.
Všestrannost perovskitových solárních článků otevírá zcela nové možnosti použití. Díky jejich poloprůhledné a lehké konstrukci je lze instalovat na stěny a okna budov, na střechy automobilů a na pouliční osvětlení, což umožňuje využít tyto povrchy k výrobě energie. Tato flexibilita je obzvláště důležitá ve městech s omezeným prostorem, kde je maximalizace výroby energie bez nutnosti dalšího pozemku klíčová.
Pokud jde o účinnost, perovskitové solární články dosáhly impozantního pokroku. S účinností 26,1 procenta se nyní srovnávají s tradičními křemíkovými monokrystalickými panely a toto číslo stále roste, přičemž se zdá, že křemíková technologie dosáhla svých limitů. Možnost použití PSC v kombinaci s křemíkovými panely je obzvláště slibná, protože v současné době umožňuje dosáhnout účinnosti přesahující 35 procent. Flexibilita PSC navíc umožňuje vývoj hybridních systémů kombinujících větrnou a solární energii, což může dále zlepšit účinnost obnovitelných zdrojů energie.
Vhodné pro:
Strategická výhoda Japonska prostřednictvím produkce jódu
Klíčovým faktorem posilujícím pozici Japonska ve vývoji perovskitových solárních článků je jeho role druhého největšího producenta jódu na světě. Jód je nezbytnou složkou při výrobě perovskitových solárních článků. Tato výhoda v oblasti zdrojů umožňuje Japonsku vytvořit nezávislý dodavatelský řetězec a nabízí slibné rozvojové příležitosti pro jeho domácí průmysl. Využitím tohoto přírodního zdroje by Japonsko mohlo vytvořit do značné míry soběstačný výrobní řetězec pro výrobu obrovského množství potřebných perovskitových solárních článků.
Ambiciózní japonský solární plán
Japonská vláda představila ambiciózní plán na využití perovskitové technologie. Země si klade za cíl instalovat do fiskálního roku 2040 solární energii o výkonu 20 gigawattů, což odpovídá výkonu přibližně 20 jaderných reaktorů. S touto kapacitou by Japonsko mohlo nejen vyřadit z provozu své aktivní jaderné reaktory, ale také se vyhnout výstavbě nových jaderných elektráren, které by uspokojily budoucí energetické potřeby, jelikož elektrárny na fosilní paliva budou postupně vyřazovány z provozu.
Tato iniciativa je součástí širšího energetického plánu. Dne 13. března 2025 japonská vláda dokončila návrh základní energetické politiky, jejímž cílem je zvýšit podíl obnovitelných zdrojů energie v energetickém mixu až na 50 procent do roku 2040, aby se uspokojila rostoucí poptávka po elektřině. Japonsko již v říjnu 2021 aktualizovalo svůj energetický plán, přičemž se obnovitelné zdroje energie ukázaly jako hlavní příjemce. Šestý „Strategický energetický plán“ poprvé stanoví cíl, že od roku 2030 se solární, větrná a vodní energie, stejně jako biomasa, stanou hlavními zdroji výroby energie v Japonsku s plánovaným podílem 36 až 38 procent energetického mixu.
Hnací role společnosti Sekisui Chemical
Klíčovým hráčem v implementaci japonské solární strategie je společnost Sekisui Chemical. S podporou Japonské rozvojové banky (DBJ) založila společnost Sekisui začátkem roku 2025 novou společnost za účelem vývoje, výroby a prodeje perovskitových solárních článků na základě licence společnosti Sekisui Chemical. Celkové náklady na projekt se odhadují na více než 310 miliard jenů (1,97 miliardy dolarů), přičemž polovina financování je poskytnuta vládními granty.
Společnost Sekisui plánuje postupnou investiční strategii, počínaje 90 miliardami jenů na výstavbu výrobní linky o výkonu 100 megawattů do roku 2027 a následně do roku 2030 na výrobní linku gigawattové třídy. Pro tento projekt společnost zakoupí a bude využívat zařízení v závodě Sharp v Sakai v západním Japonsku. Cílem je dosáhnout do fiskálního roku 2030 výrobní kapacity 1 gigawatt ročně pro nové články, primárně perovskitové solární články.
Společnost již definovala jasné oblasti použití pro svou technologii: „Chceme využít lehké a flexibilní vlastnosti systému k podpoře jeho použití, zejména ve veřejném sektoru, například ve sportovních halách, které slouží jako evakuační centra v případě katastrof,“ uvedla společnost. V dlouhodobém horizontu plánuje Sekisui rozšířit své podnikání snižováním nákladů prostřednictvím hromadné výroby a zároveň zvýšit poptávku se zaměřením na střechy a vnější stěny továren a skladů v soukromém sektoru.
Investice a výrobní plány
Společnost Sekisui Chemical plánuje do roku 2030 zřídit výrobní kapacitu 1 gigawatt ročně pro perovskitové solární články. Společnost do tohoto projektu investuje celkem přibližně 2 miliardy USD, přičemž japonská vláda uhradí polovinu nákladů.
Prvním krokem je výstavba výrobní linky s kapacitou 100 megawattů ročně v letech 2025 až 2027. Společnost Sekisui Chemical investuje do této linky 90 miliard jenů (přibližně 570 milionů amerických dolarů) a využívá části bývalého závodu Sharp v Ósace.
Vládní podpora a partnerství
Japonská vláda projekt aktivně podporuje:
- Ministerstvo hospodářství udělilo společnosti Sekisui Chemical grant v rámci programu na rozšíření dodavatelských řetězců pro zelenou transformaci.
- Státní Development Bank of Japan (DBJ) drží 14% podíl v nově založené společnosti Sekisui Solar Film, která zřídí výrobní závod.
Technologie a aplikace
Společnost Sekisui Chemical se specializuje na výrobu tenkých, flexibilních perovskitových solárních článků z role do role. Aktuální vlastnosti článků jsou:
- Účinnost: 15 %
- Trvanlivost: 10 let
- Šířka role: 30 centimetrů
Mezi budoucí cíle patří účinnost 20 % a životnost 20 let. Lehké a flexibilní solární články budou zpočátku instalovány na střechách veřejných budov, jako jsou tělocvičny. Později se plánují aplikace na střechách a stěnách továren a skladů.
Dlouhodobé cíle
Japonská vláda si klade za cíl, aby nové typy solárních článků do roku 2040 přispívaly k výrobě energie přibližně 20 gigawattů. Společnost Sekisui Chemical plánuje hrát klíčovou roli v dosažení tohoto vládního cíle, kterým je do roku 2030 zavedení výroby v gigawattovém měřítku.
Průlom v perovskitových solárních článcích: Levnější a s delší životností než kdykoli předtím
Navzdory svému obrovskému potenciálu čelí perovskitové solární články stále několika překážkám. Jejich výrazně omezená životnost ve srovnání s křemíkovými a vysoké počáteční náklady jsou dvěma největšími výzvami pro PSC. Technologie se však neustále zlepšuje a vědci pracují na řešeních, jako je vylepšená technologie pasivace a stabilnější kombinace materiálů.
Pozoruhodného průlomu bylo dosaženo v roce 2024, kdy čínský výrobce představil první komerční perovskitové články navržené pro provoz po dobu 12 let bez ztráty výkonu, přičemž výrobce nabídl desetiletou záruku. Během 25 let se očekává, že pokles výkonu bude lineární, nikoli náhlý, což zlepší předvídatelnost.
Pozitivní trend se objevuje i v oblasti nákladů. Prognózy předpovídají, že náklady v Japonsku klesnou ze současných 20 jenů (přibližně 12 eurocentů) na 10 jenů (přibližně šest eurocentů) za watt do roku 2040. Toto snížení nákladů dále zvýší konkurenceschopnost technologie a podpoří její široké rozšíření.
V Německu fyzik Felix Lang objevil pozoruhodnou vlastnost perovskitových polovodičů: jejich schopnost samoopravy. Tento objev by mohl výrazně prodloužit životnost perovskitových solárních článků a přispět ke zlepšení solárních článků a rentgenových zařízení s aplikacemi jak na Zemi, tak ve vesmíru.
Japonská solární renesance
Japonsko bylo kdysi světovým lídrem ve výrobě solárních panelů, ale jeho podíl na trhu klesl pod jedno procento kvůli konkurenci čínských výrobců. S technologií PSC si Japonsko klade za cíl znovu získat silnější pozici na globálním trhu. To připomíná období po ropné krizi v roce 1973, kdy japonský veřejný a soukromý sektor spolupracoval na výzkumu a vývoji v oblasti obnovitelných zdrojů energie a jeho globální podíl na trhu se solárními panely dočasně překročil 50 %, než jej předběhly čínské společnosti s nižšími cenami.
Od jaderné katastrofy v Japonsku v březnu 2011 se sektor solární energie v zemi rychle rozvíjí. Dnes se výroba solární energie podílí na celkové výrobě energie téměř 10 procenty, oproti pouhým 1,9 procentům v roce 2014. Současný energetický plán si klade za cíl zvýšit tento podíl do roku 2030 na 36 až 38 procent, přičemž klíčovou roli v překročení těchto čísel do roku 2040 hraje technologie dodavatelského řetězce (PSC).
Vhodné pro:
Diverzifikace obnovitelných zdrojů energie v Japonsku
Zatímco perovskitové solární články jsou ústředním bodem japonské energetické strategie, země investuje také do dalších obnovitelných zdrojů energie s cílem diverzifikovat svůj energetický mix a zvýšit energetickou bezpečnost. Japonsko si klade za cíl stát se vodíkovou společností a od roku 2017 prosazuje vodíkovou strategii, která rovněž podporuje jeho cíl dekarbonizace do roku 2050. Japonská vláda plánuje investovat do hodnotového řetězce vodíku během 15 let přibližně 15 bilionů jenů (přibližně 107 miliard USD).
Ministr životního prostředí Šindžiró Koizumi dále oznámil, že ministerstvo se ujme vedení v urychlení rozvoje geotermální energie. Ministr pro správní reformu Taro Kono oznámil cíl zdvojnásobit počet geotermálních elektráren v Japonsku do roku 2030. Očekává se, že příznivé výkupní ceny a podpora obnovitelných zdrojů energie povedou k rostoucímu počtu geotermálních projektů.
Japonsko navíc zkoumá fúzní energii jako dlouhodobý zdroj energie. Země spolupracuje s EU a USA na urychlení rozvoje fúzní energie, přičemž klíčovou roli hrají soukromé investice a spolupráce. Na konci března 2024 založilo 21 společností Japonskou radu pro energii z fúze – zkráceně J-Fusion – s cílem společně rozvíjet technologie a standardy.
Důsledky pro globální energetickou transformaci
Masivní investice Japonska do perovskitových solárních článků by mohly mít dalekosáhlé důsledky pro globální energetickou krajinu. Pokud se technologie podaří úspěšně nasadit v průmyslovém měřítku, mohla by sloužit jako model pro další země, zejména pro hustě osídlené státy s omezeným prostorem pro tradiční solární farmy.
Japonská vláda je přesvědčena, že její investice do perovskitových solárních článků budou úspěšné. Po zásobování vlastního domácího trhu plánuje Japonsko tuto inovativní technologii exportovat do dalších zemí, což by mohlo přispět ke globální energetické transformaci a posílit pozici Japonska jako technologického lídra.
Vývoj perovskitových solárních článků je také součástí širší japonské strategie, jejímž cílem je znovu získat technologické vedení v různých odvětvích. Kromě obnovitelných zdrojů energie Japonsko také výrazně investuje do dalších budoucích technologií, jako jsou softwarově definovaná vozidla (SDV), s cílem dosáhnout do roku 2030 30procentního podílu na světovém trhu.
Solární pokrok pro energetickou budoucnost Japonska
Japonská investice do perovskitových solárních článků představuje klíčový krok v transformaci energetické krajiny. Ambiciózní plány na instalaci kapacity odpovídající 20 jaderným reaktorům do roku 2040 demonstrují důvěru země v tuto inovativní technologii a její přínos k energetické transformaci.
Perovskitová technologie nabízí jedinečné výhody díky své flexibilitě, lehkosti a efektivitě, zejména pro hustě osídlenou zemi, jako je Japonsko. Přestože přetrvávají problémy týkající se trvanlivosti a nákladů, neustálý pokrok ve výzkumu a vývoji ukazuje, že tyto překážky jsou překonatelné. Strategie postupného zavádění, jejímž cílem je výroba gigawattů do roku 2030, pokládá základy pro ambiciózní dlouhodobé cíle.
Široké rozšíření perovskitových solárních článků by mohlo Japonsku nejen pomoci dosáhnout jeho klimatických cílů a snížit jeho závislost na fosilních palivech a jaderné energii, ale také obnovit jeho pozici předního poskytovatele solárních technologií. Strategické využití domácí produkce jódu a značné vládní investice podtrhují odhodlání Japonska uspět v této progresivní technologii.
Díky tomuto komplexnímu přístupu, který zahrnuje jak technologické inovace, tak ekonomickou strategii, se Japonsko pozicionuje jako průkopník v globální energetické transformaci a ukazuje slibnou cestu k udržitelné výrobě energie pro budoucnost. Úspěch tohoto plánu by mohl mít velký význam nejen pro Japonsko, ale i pro globální úsilí o dosažení udržitelné energetické budoucnosti.
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.
