Opublikowano: 13 marca 2025 / Aktualizacja od: 13 marca 2025 r. - Autor: Konrad Wolfenstein
Nowe super słoneczne ogniwa (Perovskit) powinny przyspieszyć japońską strategię słoneczną Japonii z Japanem za pomocą Sekisui Chemical-Imagage: xpert.digital
Technologia energetyczna przyszłości: przełom Japonii z komórkami Perowskit
Zaawansowana energia słoneczna: Japonia droga do przejścia energii
Japonia robi znaczny postęp w technologii energii słonecznej wraz z rozwojem ogniw słonecznych Perovskit (PSC), które mogą zasadniczo zmienić krajobraz energetyczny kraju. Ta innowacyjna technologia powinna nie tylko wspierać ambitne cele klimatyczne Japonii, ale także zmniejszać zależność od paliw kopalnych i energii jądrowej. Dzięki elastycznym, lekkim i wysoce wydajnym właściwościom, te super słoneczne ogniwa mogą osiągnąć zdolność wytwarzania energii elektrycznej do 2040 r., Która odpowiada 20 reaktorom jądrowym, a tym samym wnoszą decydujący wkład w japońskie przejście energii.
Rewolucyjna technologia perowska
Perowskit ogniwa słoneczne zasadniczo różnią się od konwencjonalnych ogniw słonecznych i obiecują rewolucję w sposób stosowany energia słoneczna. W przeciwieństwie do tradycyjnych krzemowych paneli słonecznych, PSC charakteryzują się wysoką zdolnością adaptacyjną, niską wagą, a także zginaniem i elastycznością produkcji. Właściwości te sprawiają, że są one szczególnie cenne dla gęsto zaludnionego japońskiego otoczenia, w którym konwencjonalne panele słoneczne są często niepraktyczne ze względu na ograniczony obszar.
Wszechstronność ogniw słonecznych Perowskit otwiera całkowicie nowe aplikacje. Dzięki półprzezroczystej i lekkiej konstrukcji można zainstalować na ścianach i oknach budowlanych, na dachach samochodów i na lampach ulicznych, aby te obszary można było wykorzystać do wytwarzania energii. Ta elastyczność jest szczególnie ważna w miastach o ograniczonej przestrzeni, w których maksymalizacja wytwarzania energii ma kluczowe znaczenie bez dodatkowych wymagań przestrzennych.
Perovskit ogniwa słoneczne poczyniły imponujący postęp pod względem wydajności. Jego wydajność jest obecnie na poziomie tradycyjnych krzemowych paneli krystalicznych na poziomie 26,1 procent, z dalszą rosnącą tendencją, podczas gdy technologia krzemowa wydaje się w dużej mierze wyczerpana. Możliwość jest szczególnie obiecująca użycie PSC w połączeniu z paneli krzemowych, co oznacza, że wydajność można obecnie zwiększyć do ponad 35 procent. Ponadto elastyczność PSC umożliwia rozwój systemów hybrydowych z systemów energii wiatrowej i słonecznej, które mogą dodatkowo poprawić wydajność energii odnawialnych.
Nadaje się do:
Strategiczna przewaga Japonii poprzez produkcję jodu
Ważnym aspektem, który wzmacnia pozycję Japonii w rozwoju ogniw słonecznych Perovskit, jest jego rola drugiego co do wielkości producenta jodu na świecie. Jod jest niezbędną częścią produkcji ogniw słonecznych Perovskit. Ta pozycja zasobów umożliwia Japonię ustanowienie niezależnego łańcucha dostaw i oferuje obiecujące możliwości rozwoju dla przemysłu krajowego. Korzystając z tego zasobu naturalnego, Japonia może stworzyć dużą część łańcucha produkcyjnego, który jest w dużej mierze niezależny z zagranicy, w celu uzyskania ogromnej ilości wymaganych ogniw słonecznych Perovsky.
Ambitny plan słoneczny Japonii
Rząd japoński przedłożył ambitny plan wykorzystania technologii Perowskit. Kraj ma na celu zainstalowanie pojemności słonecznej 20 gigawatów do roku podatkowego 2040, co odpowiada wydajności około 20 reaktorów jądrowych. Dzięki tej pojemności Japonia mogła nie tylko zamknąć swoje aktywne reaktory jądrowe, ale także uniknąć budowy nowych elektrowni jądrowych w celu pokrycia przyszłych zapotrzebowania na energię, jeśli elektrownie są wyłączone za pomocą paliw kopalnych.
Ta inicjatywa jest częścią bardziej kompleksowego planu energetycznego. 13 marca 2025 r. Rząd japoński zakończył projekt podstawowej polityki energetycznej, która ma na celu zwiększenie odsetka energii odnawialnych w mieszance energii elektrycznej do 50 procent do 2040 r. W celu pokrycia rosnących zapotrzebowania na energię elektryczną. W październiku 2021 r. Japonia już odnowiła swój plan energetyczny, a energie odnawialne są głównymi zwycięzcami. Po raz pierwszy szósty „strategiczny plan energetyczny” nazywa cel ustanowienia słonecznego, wiatru i energii wodnej, a także biomasy z 2030 r. Jako najważniejsze źródła wytwarzania energii w Japonii, z planowanym udziałem od 36 do 38 procent w mieszance energii.
Rola napędzająca chemikalia Sekisui
Firma Sekisui Chemical jest centralnym graczem we wdrażaniu japońskiej strategii słonecznej. Przy wsparciu Banku Rozwoju Japonii (DBJ) Sekisui założył nową firmę na początku 2025 r., Która będzie się rozwijać, wyprodukować i sprzedawać ogniwa słoneczne Perowskit w Sekisui Chemicals. Całkowity koszt projektu jest szacowany na ponad 310 miliardów jenów (1,97 miliarda USD), przy czym połowa finansowania za pośrednictwem dotacji państwowych.
Sekisui planuje stopniową strategię inwestycyjną, zaczynając od 90 miliardów jenów w celu budowy 100-megawatowej linii produkcyjnej do 2027 r., A następnie linii produkcyjnej klasy Gigawatt do 2030 r. Firma kupi i użyje zakładów w ostrej fabryce w Sakai w zachodnich Japanach. Celem jest osiągnięcie zdolności do produkcji nowych komórek, takich jak ogniwa słoneczne Perovskit 1 gigawat rocznie, do roku podatkowego 2030.
Firma już zdefiniowała wyraźne obszary zastosowania dla swojej technologii: „Chcemy wykorzystać lekkie i elastyczne właściwości systemu do promowania jego zastosowania, szczególnie w sektorze publicznym, na przykład w salach sportowych, które służą jako centra ewakuacyjne w katastrofach”, mówi firma. W perspektywie długoterminowej Sekisui planuje rozszerzyć działalność poprzez zmniejszenie kosztów poprzez masową produkcję, a jednocześnie zwiększa popyt, ze szczególnym uwzględnieniem dachów i zewnętrznych ścian fabryk i magazynów w sektorze prywatnym.
Inwestycje i plany produkcyjne
Sekisui Chemical planuje budować zdolność produkcyjną 1 gigawat rocznie dla ogniw słonecznych Perovskit do 2030 r. Firma zainwestuje łącznie około 2 miliardów dolarów, a rząd japoński pokryje połowę kosztów.
Pierwszym krokiem jest zbudowanie linii produkcyjnej o pojemności 100 megawatów rocznie od 2025 do 2027 r. W tym celu Sekisui Chemicals inwestuje 90 miliardów jenów (około 570 milionów dolarów) i wykorzystuje części dawnego ostrego zakładu w Osace.
Wsparcie państwowe i partnerstwa
Rząd japoński aktywnie popiera projekt:
- Ministerstwo Spraw Gospodarczych przekazało Sekisui Chemical zawiadomienie o finansowaniu w ramach programu rozszerzenia łańcuchów dostaw dla zielonej transformacji.
- Z 14%, State Development Bank of Japan (DBJ) jest zaangażowany w nowo założoną firmę Sekisui Solar Film, która zbuduje produkcję.
Technologia i aplikacje
Sekisui Chemical specjalizuje się w procesie roli do rzutu w produkcji cienkich, elastycznych ogniw słonecznych Perovsky. Obecne właściwości komórek to:
- Wydajność: 15%
- Okres przydatności: 10 lat
- Szerokość roli: 30 centymetrów
Przyszłe cele stanowią wydajność 20% i trwałość 20 lat. Lekkie i elastyczne ogniwa słoneczne mają być instalowane na dachach budynków publicznych, takich jak gimnazja. Później planowane są zastosowania na dachach i ścianach fabryk i magazynów.
Cele długoterminowe
Rząd japoński stara się przyczynić do wytwarzania energii elektrycznej do 2040 r., Przy wyniku około 20 gigawatów. Sekisui Chemical planuje odgrywać kluczową rolę w osiągnięciu rządowego celu ustanowienia produkcji Gigawat do 2030 r.
Przełom w ogniwach słonecznych Perovskit: tańszy i trwały niż kiedykolwiek
Pomimo ogromnego potencjału, ogniwa słoneczne Perovskit nadal napotykają pewne przeszkody. Okres trwałości, który jest bardzo ograniczony w porównaniu z krzemionem, a wysokie koszty początkowe są dwoma największymi wyzwaniami dla PSC. Jednak technologia poprawia, a naukowcy pracują nad rozwiązaniami, takimi jak ulepszona technologia pasywacji i bardziej stabilne kombinacje materiałów.
Niezwykłe postępy poczyniono w 2024 r., Kiedy chiński producent po raz pierwszy zaprezentował komercyjne komórki Perowskit, które powinny działać przez 12 lat bez porzucenia, z producentem co najmniej dziesięcioletniej gwarancji. Przez okres 25 lat spadek wydajności nie powinien nagle, ale liniowo, co poprawia przewidywalność.
Pozytywny rozwój jest również widoczny w kosztach. Prognozy zakładają, że koszty w Japonii z obecnie 20 jenów (około 12 eurocentów) spadną do 10 jenów (około sześciu eurocentów) na wat do 2040 r. To zmniejszenie kosztów jeszcze bardziej zwiększy konkurencyjność technologii i promuje jej szerokie zastosowanie.
W Niemczech fizyk Felix Lang odkrył niezwykłą własność Perowskit-Halbles: ich moce samoleczenia. Odkrycie to może znacznie wydłużyć żywotność ogniw słonecznych Perovskit i przyczynić się do poprawy ogniw słonecznych i urządzeń rentgenowskich, z zastosowaniami na Ziemi i w przestrzeni.
Japoński renesans słoneczny
Japonia była kiedyś liderem rynku światowego w produkcji modułów słonecznych, ale udział w rynku spadł do mniej niż jednego procent z powodu konkurencji chińskich producentów. Dzięki technologii PSC Japonia chce ponownie zająć silniejszą pozycję na rynku globalnym. Przypomina to czas po kryzysie ropy naftowej w 1973 r., Kiedy japoński sektor publiczny i prywatny pracował razem nad badaniami i rozwojem energii odnawialnych, a udział w rynku na świecie paneli słonecznych został tymczasowo wyprzedzony, zanim zostały przeglądane przez chińskie firmy po niższych cenach.
Od czasu katastrofy nuklearnej w Japonii w marcu 2011 r. Krajowa scena energii słonecznej szybko się rozwinęła. Obecnie wytwarzanie energii słonecznej przyczynia się prawie 10 procent do całkowitej produkcji energii w porównaniu z udziałem zaledwie 1,9 procent w 2014 r. Obecny plan energetyczny zapewnia ten udział do 36 do 38 procent do 2030 r., Które technologia PSC powinna odgrywać centralną rolę w celu przekroczenia tych danych do 2040 r.
Nadaje się do:
Dywersyfikacja energii odnawialnych w Japonii
Podczas gdy ogniwa słoneczne Perowskit są przedmiotem japońskiej strategii energetycznej, kraj ten inwestuje również w inne odnawialne źródła energii w celu dywersyfikacji jego mieszanki energii i zwiększenia bezpieczeństwa energii. Japonia stara się zostać społeczeństwem wodoru i od 2017 r. Realizuje strategię wodorową, która również wspiera cel dekarbonizacji do 2050 r. Rząd japoński planuje zainwestować w łańcuch wartości wodoru około 15 bilionów jenów (około 107 miliardów dolarów) w ciągu 15 lat.
Ponadto minister środowiska Shinjiro Koizumi ogłosił, że Ministerstwo przejmie przyspieszenie rozwoju energii geotermalnej. Minister reformy administracyjnej Taro Kono ogłosił cel podwójnego japońskich systemów geotermalnych do 2030 r. Tanie taryfy paszowe i promocja energii odnawialnej powinny prowadzić do rosnącej liczby projektów geotermalnych.
Ponadto Japonia bada również energię fuzyjną jako długoterminowe źródło energii. Kraj współpracuje z UE i USA w celu przyspieszenia rozwoju energii fusion, a prywatne inwestycje i współpraca odgrywają ważną rolę. Pod koniec marca 2024 r. 21 firm założyło Japan Fusion Energy Council-J-Fusion w celu krótkiego promowania technologii i standardów.
Implikacje dla globalnego przejścia energetycznego
Ogromne inwestycje Japonii w Perovskit Solar Process mogłyby mieć dalekosiężny wpływ na globalny krajobraz energetyczny. Jeśli technologia zostanie z powodzeniem stosowana na skalę przemysłową, może służyć jako model dla innych krajów, szczególnie dla gęsto zaludnionych narodów o ograniczonej przestrzeni dla tradycyjnych parków słonecznych.
Rząd japoński jest przekonany, że jego inwestycje odniosą sukces w ogniwach słonecznych Perowskit. Po dostarczeniu własnego kraju Japonia planuje eksportować tę innowacyjną technologię do innych krajów, co może przyczynić się do globalnego przejścia energetycznego i wzmocnić pozycję Japonii jako lidera technologii.
Rozwój ogniw słonecznych Perovskit jest również częścią szerszej strategii Japonii w celu odzyskania przywództwa technologicznego w różnych sektorach. Oprócz energii odnawialnych, Japonia inwestuje również w inne przyszłe technologie, takie jak pojazdy zdefiniowane przez oprogramowanie (SDV), w celu osiągnięcia udziału w wysokości 30 procent na rynku światowym do 2030 r.
Słoneczny dalszy rozwój energetycznej przyszłości Japonii
Inwestycja Japonii w ogniwa słoneczne Perowskit oznacza decydujący krok w transformacji krajobrazu energetycznego. Ambitne plany zainstalowania pojemności do 2040 r., Które odpowiadają 20 reaktorom jądrowym, pokazują zaufanie kraju w tej innowacyjnej technologii i ich wkład w przejście energii.
Dzięki elastyczności, lekkości i wydajności technologia Perowskit oferuje wyjątkowe zalety, szczególnie dla gęsto zaludnionego kraju, takiego jak Japonia. Chociaż nadal istnieją wyzwania dotyczące trwałości i kosztów, ciągły postęp w badaniach i rozwoju pokazuje, że przeszkody te można pokonać. Stopniowa strategia wdrażania w celu produkcji Gigawat do 2030 r. Położyła fundament dla ambitnych długoterminowych celów.
Szerokie wprowadzenie ogniw słonecznych Perovskit może nie tylko pomóc Japonii w osiągnięciu jego celów klimatycznych i zmniejszeniu zależności od paliw kopalnych i energii jądrowej, ale także w celu przywrócenia pozycji wiodącego dostawcy technologii słonecznej. Strategiczne wykorzystanie krajowej produkcji jodu i obszerne inwestycje państwowe podkreślają determinację Japonii odniesienia sukcesu w tej przyszłej technologii.
Dzięki temu szerokim podejściu, które obejmuje zarówno innowacje technologiczne, jak i strategię gospodarczą, Japonia pozycjonuje się jako pionier w globalnym przejściu energii i pokazuje obiecującą ścieżkę do zrównoważonego wytwarzania energii w przyszłości. Sukces tego planu może mieć nie tylko ogromne znaczenie dla Japonii, ale dla globalnych wysiłków na rzecz wpływu na zrównoważoną energię.
Nadaje się do:
Twój globalny partner w zakresie marketingu i rozwoju biznesu
☑️Naszym językiem biznesowym jest angielski lub niemiecki
☑️ NOWOŚĆ: Korespondencja w Twoim języku narodowym!
Konrada Wolfensteina
Chętnie będę służyć Tobie i mojemu zespołowi jako osobisty doradca.
Możesz się ze mną skontaktować wypełniając formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 89 89 674 804 (Monachium) . Mój adres e-mail to: wolfenstein ∂ xpert.digital
Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.
