Uued superpäikesepatareid (perovskiit) peaksid kiirendama Jaapani energiasiirdeid – Jaapani päikeseenergia strateegia koos Sekisui Chemicaliga – Pilt: Xpert.Digital
Tuleviku energiatehnoloogia: Jaapani läbimurre perovskiidirakkudega
Täiustatud päikeseenergia: Jaapani tee energiasiirde suunas
Jaapan teeb päikeseenergia tehnoloogia valdkonnas märkimisväärseid edusamme perovskiidist päikesepatareide (PSC) arendamisega, millel on potentsiaal riigi energiamaastikku põhjalikult muuta. See uuenduslik tehnoloogia peaks mitte ainult toetama Jaapani ambitsioonikaid kliimaeesmärke, vaid vähendama ka sõltuvust fossiilkütustest ja tuumaenergiast. Oma paindlike, kergete ja ülitõhusate omadustega võiksid need superpäikesepatareid 2040. aastaks saavutada 20 tuumareaktoriga samaväärse elektritootmisvõimsuse, andes seega olulise panuse Jaapani energiasiirdesse.
Revolutsiooniline perovskiidi tehnoloogia
Perovskiidist päikesepatareid erinevad tavapärastest päikesepatareidest põhimõtteliselt ja lubavad revolutsiooni päikeseenergia rakendamises. Erinevalt traditsioonilistest ränipõhistest päikesepaneelidest iseloomustab perovskiidist päikesepatareisid suur kohanemisvõime, väike kaal ja paindlikkus tootmisel. Need omadused muudavad need eriti väärtuslikuks tihedalt asustatud Jaapanis, kus tavapärased päikesepaneelid on piiratud ruumi tõttu sageli ebapraktilised.
Perovskiidist päikesepatareide mitmekülgsus avab täiesti uusi rakendusvõimalusi. Tänu oma poolläbipaistvale ja kergele disainile saab neid paigaldada hoonete seintele ja akendele, autode katustele ja tänavalaternatele, võimaldades neid pindu energia tootmiseks kasutada. See paindlikkus on eriti oluline piiratud ruumiga linnades, kus on ülioluline maksimeerida energiatootmist ilma täiendava maa vajaduseta.
Tõhususe osas on perovskiidist päikesepatareid teinud muljetavaldavaid edusamme. 26,1-protsendilise efektiivsusega on need nüüd võrdväärsed traditsiooniliste räni monokristallpaneelidega ja see näitaja kasvab jätkuvalt, samal ajal kui ränitehnoloogia näib olevat oma piirini jõudnud. Eriti paljutõotav on PSC-de kasutamise võimalus koos ränipaneelidega, kuna see võimaldab praegu ületada 35-protsendilist efektiivsust. Lisaks võimaldab PSC-de paindlikkus arendada hübriidsüsteeme, mis ühendavad tuule- ja päikeseenergiat, mis võib veelgi parandada taastuvenergia tõhusust.
Sobib selleks:
Jaapani strateegiline eelis joodi tootmise kaudu
Jaapani positsiooni perovskiidipäikesepatareide arendamisel tugevdav võtmetegur on tema roll maailma suuruselt teise joodi tootjana. Jood on perovskiidipäikesepatareide tootmisel vajalik komponent. See ressursieelis võimaldab Jaapanil luua sõltumatu tarneahela ja pakub paljulubavaid arenguvõimalusi oma kodumaisele tööstusele. Seda loodusvara kasutades saaks Jaapan luua suures osas isemajandava tootmisahela, et toota vajalikke tohutuid koguseid perovskiidipäikesepatareisid.
Jaapani ambitsioonikas päikeseenergia plaan
Jaapani valitsus on avalikustanud ambitsioonika plaani perovskiidi tehnoloogia kasutamiseks. Riigi eesmärk on paigaldada 20 gigavatti päikeseenergia võimsust 2040. eelarveaastaks, mis võrdub umbes 20 tuumareaktori võimsusega. Selle võimsusega saaks Jaapan mitte ainult oma aktiivsed tuumareaktorid dekomisjoneerida, vaid ka vältida uute tuumaelektrijaamade ehitamist tulevaste energiavajaduste rahuldamiseks, kuna fossiilkütustel põhinevad elektrijaamad suletakse järk-järgult.
See algatus on osa laiemast energiaplaanist. 13. märtsil 2025 viis Jaapani valitsus lõpule põhilise energiapoliitika eelnõu, mille eesmärk on suurendada taastuvenergia osakaalu elektrienergia jaotuses kuni 50 protsendini aastaks 2040, et rahuldada kasvavat elektrienergia nõudlust. Jaapan oli oma energiaplaani juba 2021. aasta oktoobris ajakohastanud, kusjuures taastuvenergiast sai peamine kasusaaja. Kuues „strateegiline energiaplaan“ seab esmakordselt eesmärgiks seada päikese-, tuule- ja hüdroenergia ning biomassi kasutamise Jaapani peamisteks energiaallikateks alates 2030. aastast, planeeritud osakaaluga 36–38 protsenti energiaallikate jaotusest.
Sekisui Chemical'i juhtiv roll
Jaapani päikeseenergia strateegia elluviimisel on võtmetegijaks Sekisui Chemical. Jaapani Arengupanga (DBJ) toel asutas Sekisui 2025. aasta alguses uue ettevõtte, et arendada, toota ja müüa perovskiidist päikesepatareid Sekisui Chemicali litsentsi alusel. Projekti kogumaksumus on hinnanguliselt üle 310 miljardi jeeni (1,97 miljardit dollarit), millest pool rahastusest tuleb valitsuse toetustest.
Sekisui plaanib etapiviisilist investeerimisstrateegiat, alustades 90 miljardi jeeniga 100-megavatise tootmisliini ehitamiseks aastaks 2027, millele järgneb gigavatise võimsusega tootmisliin aastaks 2030. Selle projekti jaoks ostab ja võtab ettevõte kasutusele seadmeid Sharpi tehases Sakais Lääne-Jaapanis. Eesmärk on saavutada 2030. eelarveaastaks uudsete elementide, peamiselt perovskiidist päikesepatareide tootmisvõimsus 1 gigavatt aastas.
Ettevõte on oma tehnoloogia jaoks juba selged rakendusvaldkonnad määratlenud: „Soovime süsteemi kergeid ja paindlikke omadusi ära kasutada, et edendada selle kasutamist, eriti avalikus sektoris, näiteks spordihallides, mis toimivad katastroofide korral evakuatsioonikeskustena,“ teatas ettevõte. Pikas perspektiivis plaanib Sekisui oma äri laiendada, vähendades kulusid masstootmise abil, suurendades samal ajal nõudlust, keskendudes tehaste ja ladude katustele ja välisseintele erasektoris.
Investeeringud ja tootmisplaanid
Sekisui Chemical plaanib 2030. aastaks saavutada perovskiidist päikesepatareide tootmisvõimsuse 1 gigavati aastas. Ettevõte investeerib sellesse projekti kokku ligikaudu 2 miljardit USA dollarit, millest Jaapani valitsus katab poole kuludest.
Esimene samm on tootmisliini ehitamine võimsusega 100 megavatti aastas aastatel 2025–2027. Selleks investeerib Sekisui Chemical 90 miljardit jeeni (umbes 570 miljonit USA dollarit) ja kasutab endise Sharpi tehase osi Osakas.
Valitsuse toetus ja partnerlussuhted
Jaapani valitsus toetab projekti aktiivselt:
- Majandusministeerium on andnud Sekisui Chemicalile programmi raames toetuse, et laiendada rohelisele üleminekule suunatud tarneahelaid.
- Jaapani riigile kuuluv Arengupank (DBJ) omab 14% osalust äsja asutatud ettevõttes Sekisui Solar Film, mis rajab tootmisüksuse.
Tehnoloogia ja rakendused
Sekisui Chemical on spetsialiseerunud õhukeste ja painduvate perovskiidist päikesepatareide rull-rull tootmisele. Praegused patareide omadused on järgmised:
- Efektiivsus: 15%
- Säilivusaeg: 10 aastat
- Rulli laius: 30 sentimeetrit
Tulevikueesmärgid hõlmavad 20% efektiivsust ja 20-aastast eluiga. Kerged ja paindlikud päikesepatareid paigaldatakse esialgu avalike hoonete, näiteks võimlate katustele. Hiljem on plaanis rakendusi tehaste ja ladude katustele ja seintele.
Pikaajalised eesmärgid
Jaapani valitsuse eesmärk on, et uut tüüpi päikesepatareid annaksid 2040. aastaks ligikaudu 20 gigavatti elektrienergiat. Sekisui Chemical plaanib mängida võtmerolli selle valitsuse eesmärgi saavutamisel, milleks on gigavatise mahuga tootmine 2030. aastaks.
Läbimurre perovskiidi päikesepatareides: odavam ja kauem kestev kui kunagi varem
Vaatamata tohutu potentsiaalile seisavad perovskiidist päikesepatareid endiselt silmitsi mitmete takistustega. Nende oluliselt piiratud eluiga võrreldes räniga ja kõrged esialgsed kulud on PSC-de kaks suurimat väljakutset. Tehnoloogia areneb aga pidevalt ja teadlased töötavad selliste lahenduste kallal nagu täiustatud passiivtehnoloogia ja stabiilsemad materjalikombinatsioonid.
Märkimisväärne läbimurre saavutati 2024. aastal, kui Hiina tootja esitles esimesi kaubanduslikke perovskiidi rakke, mis olid loodud töötama 12 aastat ilma jõudluse vähenemiseta, kusjuures tootja pakkus kümneaastast garantiid. 25-aastase perioodi jooksul eeldatakse, et jõudluse halvenemine on pigem lineaarne kui järsk, mis parandab prognoositavust.
Positiivne trend on ilmnemas ka kulude osas. Prognooside kohaselt langevad kulud Jaapanis praegusest 20 jeenist (umbes 12 eurosendist) 10 jeenini (umbes kuuele eurosendile) vati kohta 2040. aastaks. See kulude vähendamine suurendab veelgi tehnoloogia konkurentsivõimet ja soodustab selle laialdast kasutuselevõttu.
Saksamaal avastas füüsik Felix Lang perovskiidi pooljuhtide tähelepanuväärse omaduse: nende isetervendava võime. See avastus võib oluliselt pikendada perovskiidi päikesepatareide eluiga ning aidata kaasa päikesepatareide ja röntgeniseadmete täiustamisele, pakkudes rakendusi nii Maal kui ka kosmoses.
Jaapani päikeseenergia renessanss
Jaapan oli kunagi maailma juhtiv päikesepaneelide tootja, kuid Hiina tootjate konkurentsi tõttu on tema turuosa langenud alla ühe protsendi. PSC-tehnoloogia abil püüab Jaapan taastada tugevama positsiooni maailmaturul. See meenutab perioodi 1973. aasta naftakriisi järel, mil Jaapani avalik ja erasektor tegid koostööd taastuvenergia uurimis- ja arendustegevuses ning Jaapani päikesepaneelide globaalne turuosa ületas ajutiselt 50%, enne kui madalamate hindadega Hiina ettevõtted selle ületasid.
Pärast Jaapani tuumakatastroofi 2011. aasta märtsis on riigi päikeseenergia sektor kiiresti arenenud. Tänapäeval moodustab päikeseenergia tootmine peaaegu 10 protsenti kogu energiatoodangust, võrreldes vaid 1,9 protsendiga 2014. aastal. Praeguse energiakava eesmärk on suurendada seda osakaalu 2030. aastaks 36–38 protsendini, kusjuures toiteahela (PSC) tehnoloogia mängib võtmerolli nende arvude ületamisel 2040. aastaks.
Sobib selleks:
Taastuvenergia mitmekesistamine Jaapanis
Kuigi perovskiidist päikesepatareid on Jaapani energiastrateegia keskmes, investeerib riik ka teistesse taastuvatesse energiaallikatesse, et mitmekesistada oma energiaallikate segu ja suurendada energiajulgeolekut. Jaapan soovib saada vesinikuühiskonnaks ja on alates 2017. aastast ellu viinud vesinikustrateegiat, mis toetab ka tema dekarboniseerimise eesmärki aastaks 2050. Jaapani valitsus kavatseb 15 aasta jooksul investeerida vesiniku väärtusahelasse umbes 15 triljonit jeeni (ligikaudu 107 miljardit USA dollarit).
Lisaks teatas keskkonnaminister Shinjiro Koizumi, et ministeerium võtab juhtrolli geotermilise energia arendamise kiirendamisel. Haldusreformi minister Taro Kono teatas eesmärgist kahekordistada Jaapani geotermiliste elektrijaamade arvu 2030. aastaks. Soodsad soodustariifid ja taastuvenergia edendamine peaksid kaasa tooma geotermiliste projektide arvu suurenemise.
Lisaks uurib Jaapan termotuumasünteesienergiat pikaajalise energiaallikana. Riik teeb koostööd ELi ja USA-ga termotuumasünteesienergia arendamise kiirendamiseks, kusjuures võtmerolli mängivad erasektori investeeringud ja koostöö. 2024. aasta märtsi lõpus asutasid 21 ettevõtet Jaapani Termotuumasünteesienergia Nõukogu – lühidalt J-Fusion – eesmärgiga ühiselt edendada tehnoloogiat ja standardeid.
Mõju globaalsele energiasiirdele
Jaapani ulatuslikud investeeringud perovskiidist päikesepatareidesse võivad avaldada kaugeleulatuvat mõju ülemaailmsele energiamaastikule. Kui tehnoloogiat õnnestub edukalt tööstuslikus mastaabis kasutusele võtta, võiks see olla eeskujuks teistele riikidele, eriti tihedalt asustatud riikidele, kus traditsiooniliste päikeseparkide jaoks on piiratud ruum.
Jaapani valitsus on kindel, et investeeringud perovskiidist päikesepatareidesse on edukad. Pärast oma siseturu varustamist plaanib Jaapan eksportida seda uuenduslikku tehnoloogiat teistesse riikidesse, mis võiks aidata kaasa ülemaailmsele energiasiirdele ja tugevdada Jaapani positsiooni tehnoloogialiidrina.
Perovskiidist päikesepatareide väljatöötamine on samuti osa laiemast Jaapani strateegiast, mille eesmärk on taastada oma tehnoloogiline juhtpositsioon erinevates sektorites. Lisaks taastuvenergiale investeerib Jaapan suuresti ka teistesse tulevikutehnoloogiatesse, näiteks tarkvarapõhistesse sõidukitesse (SDV), eesmärgiga saavutada 2030. aastaks 30-protsendiline turuosa maailmaturul.
Päikeseenergia edasiminek Jaapani energia tuleviku jaoks
Jaapani investeering perovskiidist päikesepatareidesse tähistab olulist sammu riigi energiamaastiku ümberkujundamisel. Ambitsioonikas plaan paigaldada 2040. aastaks 20 tuumareaktorile vastav võimsus näitab riigi usaldust selle uuendusliku tehnoloogia ja selle panuse vastu energiasiirdesse.
Perovskiidi tehnoloogia pakub ainulaadseid eeliseid tänu oma paindlikkusele, kergusele ja tõhususele, eriti tihedalt asustatud riigile nagu Jaapan. Kuigi vastupidavuse ja maksumusega seotud väljakutsed püsivad, näitab pidev teadus- ja arendustegevuse areng, et need takistused on ületatavad. Järkjärguline rakendusstrateegia, mille eesmärk on gigavatise tootmise saavutamine aastaks 2030, loob aluse ambitsioonikatele pikaajalistele eesmärkidele.
Perovskiidist päikesepatareide laialdane kasutuselevõtt aitaks Jaapanil mitte ainult saavutada oma kliimaeesmärke ja vähendada sõltuvust fossiilkütustest ja tuumaenergiast, vaid taastada ka oma positsiooni päikeseenergia tehnoloogia juhtiva pakkujana. Kodumaise joodi tootmise strateegiline kasutamine ja märkimisväärsed valitsuse investeeringud rõhutavad Jaapani otsustavust selles tulevikku suunatud tehnoloogias edu saavutada.
Selle tervikliku lähenemisviisiga, mis hõlmab nii tehnoloogilist innovatsiooni kui ka majandusstrateegiat, positsioneerib Jaapan end ülemaailmse energiaülemineku teerajajana ja näitab paljulubavat teed säästva energia tootmise suunas tulevikuks. Selle plaani edu võib olla väga oluline mitte ainult Jaapani, vaid ka ülemaailmsete jõupingutuste jaoks säästva energia tuleviku saavutamiseks.
Sobib selleks:
Teie ülemaailmne turundus- ja äriarenduspartner
☑️ Meie ärikeel on inglise või sakslane
☑️ Uus: kirjavahetus teie riigikeeles!
Konrad Wolfenstein
Mul on hea meel, et olete teile ja minu meeskonnale isikliku konsultandina kättesaadav.
Võite minuga ühendust võtta, täites siin kontaktvormi või helistage mulle lihtsalt telefonil +49 89 674 804 (München) . Minu e -posti aadress on: Wolfenstein ∂ xpert.digital
Ootan meie ühist projekti.
