公開:2025年3月13日 /更新:2025年3月13日 - 著者: Konrad Wolfenstein
未来のエネルギー技術:perowskitセルとの日本のブレークスルー
高度な太陽エネルギー:日本のエネルギー移行への道
日本は、国のエネルギー景観を根本的に変える可能性を秘めたペロブスキット太陽電池(PSC)の開発により、太陽エネルギー技術を大幅に進歩させています。この革新的な技術は、日本の野心的な気候目標をサポートするだけでなく、化石燃料と原子力への依存を減らすべきです。これらのスーパーソーラーセルは、柔軟で軽量で非常に効率的な特性を備えており、2040年までに発電能力を達成することができます。これは、20の原子炉に対応して、日本のエネルギー遷移に決定的な貢献をします。
革新的なペロブスキット技術
ペロースキット太陽電池は、従来の太陽電池と基本的に異なり、太陽エネルギーが使用される方法の革命を約束します。従来のシリコンベースのソーラーパネルとは対照的に、PSCは、その高い適応性、低重量、および生産における曲げと柔軟性によって特徴付けられます。これらの特性により、人口密度の高い日本の環境にとっては特に価値があります。この環境では、従来のソーラーパネルは、限られた面積のために非現実的です。
Peroskit太陽電池の汎用性は、まったく新しいアプリケーションを開きます。半透明で軽いデザインのおかげで、これらのエリアをエネルギー生成に使用できるように、建物の壁や窓、車の屋根、街路灯に設置できます。この柔軟性は、スペースが限られている都市で特に重要であり、エネルギー生成を最大化することは、追加のスペース要件がなければ非常に重要です。
Perovskit太陽電池は、効率の点で印象的な進歩を遂げています。その効率は現在、従来のシリコン結晶パネルのレベルで26.1%であり、シリコンテクノロジーは大部分が使い果たされているようです。この可能性は、シリコンパネルと組み合わせてPSCを使用することが特に有望です。つまり、現在、効率を35%以上に増やすことができます。さらに、PSCの柔軟性により、再生可能エネルギーの効率をさらに改善できる風力および太陽エネルギーシステムからのハイブリッドシステムの開発が可能になります。
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ヨウ素生産による日本の戦略的利点
ペロブスキット太陽電池の開発における日本の地位を強化する重要な側面は、世界で2番目に大きいヨウ素生産者としての役割です。ヨウ素は、ペロブスキット太陽電池の産生に必要な部分です。このリソースのポジションにより、日本は独立したサプライチェーンを設立することができ、国内産業に有望な開発機会を提供します。この天然資源を使用することにより、日本は、必要な膨大な量のペロブスキー太陽電池を生産するために、大部分が海外から独立した生産チェーンの大部分を作成することができます。
日本の野心的な太陽光計画
日本政府は、Perowskitテクノロジーを使用するという野心的な計画を提出しました。この国は、2040会計年度までに20ギガワットの太陽光発電容量を設置することを目指しています。これは、約20の原子炉の性能に対応しています。この能力により、日本は活動的な原子炉を閉鎖するだけでなく、化石燃料で発電所をオフにした場合の将来のエネルギー要件をカバーするために、新しい原子力発電所の建設を避けることもできました。
このイニシアチブは、より包括的なエネルギー計画の一部です。 2025年3月13日、日本政府は、上昇する電力要件をカバーするために、電力混合物の再生可能エネルギーの割合を2040年までに最大50%に増やすことを目的とする基本エネルギー政策の草案を完了しました。 2021年10月、日本はすでに彼のエネルギー計画を更新しており、再生可能エネルギーが主な勝者です。 6番目の「戦略的エネルギー計画」は、エネルギーミックスで36〜38%の計画的なシェアを、日本で最も重要なシェアを36〜38パーセントで、日本で最も重要なシェアを持つ、2030年からバイオマスだけでなく、太陽光、風力、水力発電を確立するという目標を初めて呼び出します。
Sekisui化学物質の運転の役割
同社のSekisui Chemicalは、日本の太陽戦略の実施における中心的なプレーヤーです。日本開発銀行(DBJ)の支援を受けて、Sekisuiは2025年初頭に、Sekisui化学物質の下でPerowskit太陽電池を開発、製造、販売する新しい会社を設立しました。プロジェクトの総費用は、3,000億円(19億7000万ドル)を超えると推定されており、州の補助金の半分が資金調達の半分です。
Sekisuiは、2027年まで100メガワットの生産ラインの建設のために900億円から始まり、2030年までギガワットクラスの生産ラインが続く段階的な投資戦略を計画しています。このプロジェクトでは、西ジャパンの坂地の鋭い植物で植物を購入して使用します。目的は、2030年度までに年間1ギガワットのペロブスキット太陽電池など、新しい細胞の生産能力を達成することです。
同社は、技術の適用の明確な領域を既に定義しています。「システムの光と柔軟なプロパティを使用して、特に公共部門でのアプリケーションを促進したいと考えています。たとえば、災害の避難センターとして機能するスポーツホールでは」長期的には、Sekisuiは大量生産を通じてコストを削減することでビジネスを拡大することを計画しています。
投資と生産計画
Sekisui Chemicalは、2030年までにPerovskit太陽電池に年間1ギガワットの製造能力を構築する予定です。同社は合計で約20億ドルを投資し、日本政府は費用の半分をカバーしています。
最初のステップは、2025年から2027年まで年間100メガワットの生産ラインを構築することです。この目的のために、Sekisui Chemicalsは900億円(約5億7000万ドル)を投資し、大阪の旧シャーププラントの一部を使用します。
州のサポートとパートナーシップ
日本政府はプロジェクトを積極的に支援しています:
- 経済省は、グリーン変換のためのサプライチェーンの拡大のためのプログラムの一環として、Sekisui Chemicalに資金調達通知を与えました。
- 14%で、日本国家開発銀行(DBJ)は、新しく設立された会社Sekisuiソーラー映画に関与しており、生産を構築します。
テクノロジーとアプリケーション
Sekisui Chemicalは、薄く柔軟なペロブスキー太陽電池の生産のためのロールツーロールプロセスを専門としています。セルの現在の特性は次のとおりです。
- 効率:15%
- 保存期間:10年
- 役割幅:30センチ
将来の目標は、20%の効率と20年の耐久性です。軽くて柔軟な太陽電池は、体育館などの公共の建物の屋根に設置されます。その後、アプリケーションは工場と倉庫の屋根と壁に計画されています。
長期的な目標
日本政府は、2040年までに発電に貢献しようと努力しており、出力は約20ギガワットです。 Sekisui Chemicalは、2030年までにギガワット制作を確立するという政府の目標を達成する上で中心的な役割を果たすことを計画しています。
ペロブスキット太陽電池のブレークスルー:これまで以上に安価で耐久性
大きな可能性にもかかわらず、ペロブスキット太陽電池はまだいくつかの障害に直面しています。シリコンと比較して非常に限られている貯蔵寿命であり、初期コストが高いことは、PSCの最大の課題の2つです。ただし、テクノロジーは改善され、研究者はパッシベーション技術の改善やより安定した材料の組み合わせなどのソリューションに取り組みます。
2024年に中国のメーカーが初めて市販のペロースキットセルを提示したときに顕著な進歩が遂げられました。 25年間、パフォーマンスの低下は突然ではなく直線的に、予測可能性が向上するはずです。
肯定的な発展もコストで明らかです。予測では、現在の20円(約12ユーロセント)からの日本のコストは、2040年までに1ワットあたり10円(約6ユーロセント)に減少すると想定しています。このコストの削減により、テクノロジーの競争力がさらに向上し、その幅広いアプリケーションが促進されます。
ドイツでは、物理学者のフェリックス・ラングは、ペローキット・ハーブルズの驚くべき特性を発見しました。彼らの自己修復力。この発見は、ペロブスキット太陽電池の寿命を大幅に拡張し、地球および宇宙に用途がある太陽電池とX線装置の改善に貢献する可能性があります。
日本の太陽ルネッサンス
日本はかつて太陽光モジュールの生産において世界市場のリーダーでしたが、中国のメーカーの競争により、市場シェアは1%未満に減少しました。 PSCテクノロジーにより、日本は再びグローバル市場でより強力な地位を獲得したいと考えています。これは、日本の公共部門と民間部門が再生可能エネルギーの研究開発に協力してきた1973年の石油危機後の時代を連想させ、ソーラーパネルの世界市場シェアは、中国企業が低価格でオーバーホールする前に一時的に追い越されました。
2011年3月の日本の原子力災害以来、この国の太陽エネルギーシーンは急速に発展しました。今日、太陽光発電は、2014年のわずか1.9%のシェアと比較して、総エネルギー生産のほぼ10%を占めています。現在のエネルギー計画は、2030年までにこのシェアを36〜38%に増やすことを規定しており、PSCテクノロジーは2040年までにこれらの数値を超えるために中心的な役割を果たす必要があります。
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日本における再生可能エネルギーの多様化
Perowskit太陽電池は日本のエネルギー戦略の焦点ですが、国はエネルギーミックスを多様化し、エネルギーの安全性を高めるために、他の再生可能エネルギー源にも投資しています。日本は水素社会になるよう努めており、2050年までに脱炭素化の目標をサポートする2017年以来、水素戦略を追求しています。日本政府は、15年間にわたって約15兆円(約1,070億ドル)の水素バリューチェーンに投資する予定です。
さらに、環境大臣の小野ジロ大臣は、省が地熱エネルギーの発達を加速するために主導権を握ると発表しました。行政改革大臣の川丸は、2030年までに日本の地熱システムを2倍にするという目標を発表しました。安価な飼料 - 関税と再生可能エネルギーの促進は、より多くの地熱プロジェクトにつながるはずです。
さらに、日本は融合エネルギーを長期エネルギー源として研究しています。国はEUと米国と協力して、融合エネルギーの発展を加速し、民間投資と協力が重要な役割を果たしています。 2024年3月末、21社は、テクノロジーと基準を一緒に促進する目的で、日本フュージョンエネルギー評議会-J融合を設立しました。
グローバルエネルギー移行への影響
ペロブスキット太陽電池への日本の大規模な投資は、世界的なエネルギー環境に広範囲に及ぶ影響を与える可能性があります。技術が産業規模で使用されている場合、特に伝統的なソーラーパークのためのスペースが限られている人口密度の高い国のモデルとして機能する可能性があります。
日本政府は、その投資がペロースキット太陽電池に成功すると確信しています。自国を供給した後、日本はこの革新的な技術を他の国に輸出する予定であり、それは世界のエネルギー移行に貢献し、テクノロジーリーダーとしての日本の地位を強化することができます。
Perovskit太陽電池の開発は、さまざまな分野での技術的リーダーシップを取り戻すための日本のより広い戦略の一部でもあります。再生可能エネルギーに加えて、日本は、2030年までに世界市場で30%のシェアに達することを目的として、ソフトウェア定義車両(SDV)などの他の将来の技術にも多額の投資をしています。
日本のエネルギッシュな未来のためのソーラーのさらなる開発
日本のperowskit太陽電池への投資は、そのエネルギー景観の変換における決定的なステップを示しています。 20の原子炉に対応する2040年までに容量を設置するという野心的な計画は、この革新的な技術とエネルギー移行への貢献に対する国の信頼を示しています。
柔軟性、軽さ、効率を備えたPerowskitテクノロジーは、特に日本のような人口密度の高い国にとって、ユニークな利点を提供します。耐久性とコストに関する課題はまだありますが、研究開発の継続的な進歩は、これらのハードルを克服できることを示しています。 2030年までにギガワット制作を目的とした漸進的な実装戦略は、野心的な長期目標の基礎を築きました。
ペロブスキット太陽電池の幅広い導入は、日本が気候の目標を達成し、化石燃料と原子力への依存を減らすのに役立つだけでなく、太陽技術の主要なプロバイダーとしての地位を回復することもできました。国内のヨウ素生産の戦略的使用と広範な州投資は、この将来の技術で成功するという日本の決定を強調しています。
技術革新と経済戦略の両方を含むこの広範なアプローチにより、日本は世界的なエネルギー移行の先駆者としての地位を確立し、未来の持続可能なエネルギー生成への有望な道を示しています。この計画の成功は、日本にとって非常に重要であるだけでなく、持続可能なエネルギーに影響を与えるための世界的な努力にとっても重要です。
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