פורסם ב: 13 במרץ, 2025 / עדכון מ: 13 במרץ, 2025 - מחבר: קונרד וולפנשטיין
תאים סולאריים סופר-סולאריים חדשים (perovskit) צריכים להאיץ את אסטרטגיית הסולארית של מעבר אנרגיה-יפן של יפן עם Sekisui כימיקלים-דימוי: xpert.digital
טכנולוגיית אנרגיה של העתיד: פריצת הדרך של יפן עם תאי פרובסקיט
אנרגיה סולארית מתקדמת: דרכה של יפן למעבר האנרגיה
יפן מתקדמת משמעותית בטכנולוגיית אנרגיה סולארית עם פיתוח תאים סולאריים של Perovskit (PSCs) שיש להם פוטנציאל לשנות באופן מהותי את נוף האנרגיה של המדינה. טכנולוגיה חדשנית זו צריכה לא רק לתמוך ביעדי האקלים השאפתניים של יפן, אלא גם להפחית את התלות בדלקים מאובנים ובכוח גרעיני. עם תכונות גמישות, קלות ויעילות ביותר, תאים סולאריים סופר -סולאריים אלה עשויים להשיג יכולת ייצור חשמל עד שנת 2040, התואמת 20 כורים גרעיניים ובכך תורמים תרומה מכרעת למעבר האנרגיה היפנית.
הטכנולוגיה המהפכנית של Perovskit
תאים סולאריים של Perowskit שונים באופן מהותי מתאים סולאריים קונבנציונליים ומבטיחים מהפכה באופן בו משתמשים באנרגיה סולארית. בניגוד לפאנלים סולאריים מסורתיים מבוססי סיליקון, PSCs מאופיינים ביכולות ההסתגלות הגבוהות שלה, במשקל נמוך כמו גם בכיפוף ובגמישותו בייצור. נכסים אלה הופכים אותם ליקרי ערך במיוחד עבור הסביבה היפנית הצפופה, כאשר לרוב פאנלים סולאריים קונבנציונליים אינם מעשיים בגלל השטח המוגבל.
הרבגוניות של תאים סולאריים של Perowskit פותחת יישומים חדשים לחלוטין. בזכות העיצוב החצי -שקוף והעיצוב הקל שלך, אתה יכול להתקין על קירות וחלונות בנייה, על גגות רכב ועל מנורות רחוב כך שניתן להשתמש באזורים אלה לייצור אנרגיה. גמישות זו חשובה במיוחד בערים עם מרחב מוגבל, כאשר מקסום ייצור האנרגיה הוא בעל חשיבות מכרעת ללא דרישות שטח נוספות.
תאים סולאריים של Perovskit התקדמו מרשימים מבחינת היעילות. יעילותו נמצאת כעת ברמה של לוחות גבישים סיליקון מסורתיים ב -26.1 אחוזים, עם נטייה הולכת וגוברת, בעוד שנראה כי טכנולוגיית הסיליקון מותשת ברובה. האפשרות מבטיחה במיוחד להשתמש ב- PSCs בשילוב עם לוחות סיליקון, מה שאומר שניתן כעת להגדיל את היעילות ליותר מ -35 אחוזים. בנוסף, הגמישות של PSCs מאפשרת פיתוח מערכות היברידיות ממערכות רוח ואנרגיה סולארית שיכולות לשפר עוד יותר את היעילות של אנרגיות מתחדשות.
מתאים לכך:
היתרון האסטרטגי של יפן באמצעות ייצור יוד
היבט חשוב שמחזק את עמדתה של יפן בהתפתחות תאים סולאריים של Perovskit הוא תפקידה כמפיק יוד השני בגודלו בעולם. יוד הוא חלק הכרחי בייצור תאים סולאריים של perovskit. עמדת משאבים זו מאפשרת ליפן להקים שרשרת אספקה עצמאית ומציעה הזדמנויות פיתוח מבטיחות לתעשייה המקומית. על ידי שימוש במשאב טבע זה, יפן יכולה ליצור חלק גדול משרשרת ייצור, שהיא ברובה עצמאית מחו"ל, על מנת לייצר את הכמות האדירה של תאים סולאריים פרובסקי הנדרשים.
תוכנית השמש השאפתנית של יפן
ממשלת יפן הגישה תוכנית שאפתנית להשתמש בטכנולוגיית Perowskit. המדינה שואפת להתקין קיבולת סולארית של 20 ג'יגה וואט עד שנת הכספים 2040, התואמת את הביצועים של כ -20 כורים גרעיניים. עם יכולת זו, יפן לא יכול היה לא רק לסגור את כוריו הגרעיניים הפעילים, אלא גם להימנע מבניית תחנות כוח גרעיניות חדשות על מנת לכסות את דרישת האנרגיה העתידית אם יכבו תחנות כוח עם דלקים מאובנים.
יוזמה זו היא חלק מתכנית אנרגיה מקיפה יותר. ב- 13 במרץ, 2025, ממשלת יפן השלימה את טיוטת מדיניות האנרגיה הבסיסית שמטרתה להגדיל את שיעור האנרגיות המתחדשות בתערובת החשמל לעד 50 אחוז עד 2040 על מנת לכסות את דרישות החשמל הגוברות. באוקטובר 2021, יפן כבר חידשה את תוכנית האנרגיה שלו, כאשר אנרגיות מתחדשות היו המנצחים העיקריים. לראשונה, "תוכנית האנרגיה האסטרטגית" השישית מכנה את המטרה להקים סולארי, רוח וכוח מים כמו גם ביומסה משנת 2030 כמקורות החשובים ביותר לייצור אנרגיה ביפן, עם נתח מתוכנן של 36 עד 38 אחוז בתמהיל האנרגיה.
התפקיד המניע של Sekisui Chemical
החברה Sekisui Chemical היא שחקן מרכזי ביישום אסטרטגיית השמש של יפן. בתמיכת בנק הפיתוח של יפן (DBJ), הקים Sekisui חברה חדשה בתחילת 2025 שתפתח, ייצור וימכור תאים סולאריים של Perowskit תחת כימיקלים של Sekisui. העלות הכוללת של הפרויקט מוערכת ביותר מ -310 מיליארד ין (1.97 מיליארד דולר), עם מחצית המימון באמצעות סובסידיות מדינה.
Sekisui מתכננת אסטרטגיית השקעה הדרגתית, החל מ -90 מיליארד ין לבניית קו ייצור של 100 מגה-וואט עד 2027, ואחריו קו ייצור של Gigawatt עד 2030. לפרויקט זה, החברה תרכוש ותשתמש במפעלים במפעל החריף בסאקאי במערב ג'פנים. המטרה היא להשיג יכולת לייצור תאים חדשים, כמו תאים סולאריים של Perovskit של 1 ג'יגוואט בשנה, עד שנת הכספים 2030.
החברה כבר הגדירה תחומי יישום ברורים לטכנולוגיה שלה: "אנו רוצים להשתמש בתכונות הקלות והגמישות של המערכת כדי לקדם את היישום שלה, במיוחד במגזר הציבורי, למשל באולמות ספורט המשמשים כמרכזי פינוי באסונות", אומרת החברה. בטווח הארוך, Sekisui מתכנן להרחיב את העסק על ידי הפחתת העלויות באמצעות ייצור המוני ובאותה עת הביקוש מגביר, תוך התמקדות בגגות ובקירות חיצוניים של מפעלים ומחסנים במגזר הפרטי.
השקעות ותוכניות ייצור
Sekisui כימיקלים מתכננים לבנות יכולת ייצור של 1 ג'יגה וואט לשנה עבור תאים סולאריים של פרובסקיט עד שנת 2030. החברה תשקיע בסך הכל כ -2 מיליארד דולר, כאשר ממשלת יפן תכסה מחצית מהעלויות.
השלב הראשון הוא לבנות קו ייצור עם קיבולת של 100 מגה וואט בשנה משנת 2025 עד 2027. למטרה זו, Sekisui Chemicals משקיעה 90 מיליארד ין (כ 570 מיליון דולר) ומשתמשת בחלקים ממפעל חד לשעבר באוסאקה.
תמיכה ושותפויות ממלכתיות
ממשלת יפן תומכת באופן פעיל בפרויקט:
- משרד העניינים הכלכליים העניק לסקיסוי כימיקלים הודעת מימון כחלק מהתכנית להרחבת שרשראות האספקה לשינוי ירוק.
- עם 14%, בנק הפיתוח הממלכתי של יפן (DBJ) מעורב בחברה שהוקמה לאחרונה Sekisui Solar Film, שתבנה את ההפקה.
טכנולוגיה ויישומים
Sekisui Chemical מתמחה בתהליך התפקיד-רול לייצור תאים סולאריים פרובסקי דקים וגמישים. המאפיינים הנוכחיים של התאים הם:
- יעילות: 15%
- חיי מדף: 10 שנים
- רוחב תפקידים: 30 סנטימטרים
יעדים עתידיים הם יעילות של 20% ועמידות של 20 שנה. יש להתקין את התאים הסולאריים הקלים והגמישים על גגות מבני ציבור כמו אולם התעמלות. בהמשך, יישומים מתוכננים על גגות וקירות מפעלים ומחסנים.
יעדים לטווח הארוך
ממשלת יפן שואפת לתרום לייצור החשמל עד שנת 2040 עם תפוקה של כ -20 ג'יגה וואט. Sekisui כימיקלים מתכננים למלא תפקיד מרכזי בהשגת המטרה הממשלתית של הקמת ייצור ג'יגוואט עד שנת 2030.
פריצת דרך בתאים סולאריים של perovskit: זול ועמיד מתמיד
למרות הפוטנציאל העצום, תאים סולאריים של Perovskit עדיין עומדים בפני כמה מכשולים. חיי המדף, המוגבלים מאוד בהשוואה לסיליקון, והעלויות הראשוניות הגבוהות הן שניים מהאתגרים הגדולים ביותר עבור PSCs. עם זאת, הטכנולוגיה משפרת וחוקרים עובדים על פתרונות כמו שיפור טכנולוגיית הפסיבציה ושילובי חומרים יציבים יותר.
התקדמות מדהימה התקיימה בשנת 2024 כאשר יצרן סיני הציג לראשונה תאי פרובסקיט מסחריים, שאמורים לעבוד במשך 12 שנים ללא נשירה, כאשר היצרן לפחות ערבות של עשר שנים. במשך תקופה של 25 שנה, הירידה בביצועים לא צריכה לפתע, אלא באופן לינארי, מה שמשפר את החיזוי.
פיתוח חיובי ניכר גם בעלויות. התחזיות מניחות כי העלויות ביפן מכעת 20 ין (כ- 12 אירו -צנט) יירדו ל -10 ין (בערך שישה יורוצנט) לכל וואט עד 2040. הפחתה על העלויות זה תגדיל עוד יותר את התחרותיות של הטכנולוגיה ותקדם את היישום הרחב שלה.
בגרמניה גילה הפיזיקאי פליקס לנג נכס מדהים של חציות פרובסקיט: כוחות הריפוי העצמי שלהם. תגלית זו עשויה להרחיב משמעותית את אורך החיים של תאי סולאריים של Perovskit ולתרום לשיפור תאים סולאריים ומכשירי רנטגן, עם יישומים על כדור הארץ ובחלל.
הרנסנס הסולארי של יפן
יפן הייתה בעבר המובילה בשוק העולמי בייצור מודולים סולאריים, אך נתח השוק נפל פחות מאחוז אחד בגלל התחרות של היצרנים הסיניים. עם טכנולוגיית PSC, יפן רוצה לנקוט עמדה חזקה יותר בשוק העולמי. זה מזכיר את הזמן לאחר משבר הנפט ב -1973, כאשר המגזר הציבורי והפרטי של יפן עבד יחד על מחקר ופיתוח של אנרגיות מתחדשות, ונתח השוק העולמי לפאנלים סולאריים עקף באופן זמני לפני שעבר שיפוץ על ידי חברות סיניות במחירים נמוכים יותר.
מאז האסון הגרעיני ביפן במארס 2011, סצנת האנרגיה הסולארית במדינה התפתחה במהירות. כיום, ייצור חשמל סולארי תורם כמעט 10 אחוזים לסך ייצור האנרגיה בהשוואה לניהול של 1.9 אחוזים בלבד בשנת 2014. תוכנית האנרגיה הנוכחית מספקת להגדיל את נתח זה ל -36 עד 38 אחוזים עד 2030, לפיה טכנולוגיית PSC צריכה למלא תפקיד מרכזי על מנת לחרוג מהנתונים הללו עד 2040.
מתאים לכך:
גיוון אנרגיות מתחדשות ביפן
בעוד שתאים סולאריים של Perowskit הם מוקד של אסטרטגיית האנרגיה היפנית, המדינה משקיעה גם במקורות אנרגיה מתחדשים אחרים על מנת לגוון את תערובת האנרגיה שלה ולהגביר את בטיחות האנרגיה. יפן שואפת להפוך לחברת מימן ומנהלת אסטרטגיית מימן מאז 2017 התומכת גם ביעד הפחמימות עד שנת 2050. ממשלת יפן מתכננת להשקיע בשרשרת הערך של מימן של כ- 15 טריליון ין (כ -107 מיליארד דולר) במשך 15 שנה.
בנוסף, שר הסביבה שינג'ירו קואיזומי הודיע כי המשרד יביא את ההובלה להאיץ את פיתוח האנרגיה הגיאו -תרמית. השר לרפורמה מינהלית טארו קונו הודיע על המטרה להכפיל את המערכות הגיאותרמיות של יפן עד שנת 2030. הזנה זולה -בתעריפים וקידום אנרגיות מתחדשות אמורים להוביל למספר הולך וגדל של פרויקטים גיאותרמיים.
בנוסף, יפן חוקרת גם את אנרגיית פיוז'ן כמקור אנרגיה ארוך טווח. המדינה משתפת פעולה עם האיחוד האירופי וארה"ב כדי להאיץ את פיתוח אנרגיית היתוך, כאשר השקעות פרטיות ושיתוף פעולה ממלאות תפקיד חשוב. בסוף מרץ 2024, 21 חברות הקימו את מועצת אנרגיה פיוז'ן יפן-ג'יי-פיוז'ן בקיצור המטרה לקדם את הטכנולוגיה ואת הסטנדרטים יחד.
השלכות על מעבר האנרגיה הגלובלי
ההשקעה המסיבית של יפן בתאים סולאריים של Perovskit עשויה להשפיע מרחיקת לכת על נוף האנרגיה העולמי. אם הטכנולוגיה משמשת בהצלחה בקנה מידה תעשייתי, היא יכולה לשמש מודל למדינות אחרות, במיוחד עבור מדינות מאוכלסות בצפיפות עם מרחב מוגבל לפארקים סולאריים מסורתיים.
ממשלת יפן בטוחה כי השקעותיה יצליחו בתאים סולאריים של פרובסקיט. לאחר סיפקה של מדינתו שלו, יפן מתכננת לייצא טכנולוגיה חדשנית זו למדינות אחרות, מה שיכול לתרום למעבר האנרגיה העולמי ולחזק את עמדתה של יפן כמובילה טכנולוגית.
פיתוח תאים סולאריים של Perovskit הוא גם חלק מאסטרטגיה רחבה יותר של יפן להחזיר את מנהיגותה הטכנולוגית במגזרים שונים. בנוסף לאנרגיות מתחדשות, יפן גם משקיעה רבות בטכנולוגיות עתידיות אחרות כמו כלי רכב מוגדרים על ידי תוכנה (SDV), במטרה להגיע לחלק של 30 אחוזים בשוק העולמי עד 2030.
פיתוח סולארי נוסף לעתיד האנרגטי של יפן
ההשקעה של יפן בתאים סולאריים של פרובסקיט מסמנת צעד מכריע בטרנספורמציה של נוף האנרגיה שלה. התוכניות השאפתניות להתקין קיבולת עד 2040 התואמת 20 כורים גרעיניים מראים את אמון המדינה בטכנולוגיה חדשנית זו ותרומתם למעבר האנרגיה.
עם הגמישות, הקלילות והיעילות שלה, טכנולוגיית Perowskit מציעה יתרונות ייחודיים, במיוחד עבור מדינה מאוכלסת בצפיפות כמו יפן. למרות שעדיין ישנם אתגרים ביחס לעמידות ועלויות, ההתקדמות המתמשכת במחקר ופיתוח מראה כי ניתן להתגבר על מכשולים אלה. אסטרטגיית היישום ההדרגית במטרה של ייצור ג'יגוואט עד שנת 2030 הניחה את הבסיס למטרות שאפתניות לטווח הארוך.
ההקדמה הרחבה של תאים סולאריים של Perovskit לא יכלה רק לעזור ליפן להשיג את יעדי האקלים שלו ולהפחית את התלות בדלקים מאובנים וכוח גרעיני, אלא גם להחזיר את מעמדה כספק מוביל של טכנולוגיה סולארית. השימוש האסטרטגי בייצור יוד מקומי והשקעות המדינה הנרחבות מדגישות את הקביעה של יפן להצליח בטכנולוגיה מכוונת עתיד זו.
בגישה נרחבת זו, הכוללת גם חדשנות טכנולוגית וגם אסטרטגיה כלכלית, יפן ממקמת את עצמו כחלוץ במעבר האנרגיה העולמי ומראה דרך מבטיחה לייצור האנרגיה בת -קיימא של העתיד. ההצלחה של תוכנית זו יכולה לא רק להיות חשיבות רבה עבור יפן, אלא למאמצים העולמיים להשפיע על אנרגיה בת קיימא.
מתאים לכך:
השותף הגלובלי שלך לשיווק ופיתוח עסקי
☑️ השפה העסקית שלנו היא אנגלית או גרמנית
☑️ חדש: התכתבויות בשפה הלאומית שלך!
קונרד וולפנשטיין
אני שמח להיות זמין לך ולצוות שלי כיועץ אישי.
אתה יכול ליצור איתי קשר על ידי מילוי טופס יצירת הקשר או פשוט להתקשר אליי בטלפון +49 89 674 804 (מינכן) . כתובת הדוא"ל שלי היא: וולפנשטיין ∂ xpert.digital
אני מצפה לפרויקט המשותף שלנו.
