Se așteaptă ca noile supercelule solare (perovskite) să accelereze tranziția energetică a Japoniei – Strategia solară a Japoniei cu Sekisui Chemical – Imagine: Xpert.Digital
Tehnologia energetică a viitorului: descoperirea Japoniei cu celule perovskite
Energie solară avansată: calea Japoniei către tranziția energetică
Japonia face progrese semnificative în tehnologia energiei solare prin dezvoltarea celulelor solare perovskite (PSC), care au potențialul de a transforma fundamental peisajul energetic al țării. Se așteaptă ca această tehnologie inovatoare nu numai să sprijine obiectivele climatice ambițioase ale Japoniei, ci și să reducă dependența acesteia de combustibilii fosili și energia nucleară. Datorită proprietăților lor flexibile, ușoare și extrem de eficiente, aceste supercelule solare ar putea atinge o capacitate de generare a energiei electrice echivalentă cu 20 de reactoare nucleare până în 2040, aducând astfel o contribuție crucială la tranziția energetică a Japoniei.
Tehnologia revoluționară a perovskitului
Celulele solare perovskite diferă fundamental de celulele solare convenționale și promit o revoluție în modul în care este valorificată energia solară. Spre deosebire de panourile solare tradiționale pe bază de siliciu, panourile PSC se caracterizează prin adaptabilitatea lor ridicată, greutatea redusă și flexibilitatea în fabricație. Aceste proprietăți le fac deosebit de valoroase pentru Japonia dens populată, unde panourile solare convenționale sunt adesea impracticabile din cauza spațiului limitat disponibil.
Versatilitatea celulelor solare perovskite deschide posibilități de aplicații complet noi. Datorită designului lor semitransparent și ușor, acestea pot fi instalate pe pereții și ferestrele clădirilor, pe acoperișurile mașinilor și pe iluminatul stradal, permițând utilizarea acestor suprafețe pentru generarea de energie. Această flexibilitate este deosebit de importantă în orașele cu spațiu limitat, unde maximizarea producției de energie fără a necesita teren suplimentar este crucială.
În ceea ce privește eficiența, celulele solare perovskite au înregistrat progrese impresionante. Cu o eficiență de 26,1%, acestea sunt acum la egalitate cu panourile monocristaline tradiționale din siliciu, iar această cifră continuă să crească, în timp ce tehnologia siliciului pare să-și fi atins limitele. Posibilitatea utilizării PSC-urilor în combinație cu panouri din siliciu este deosebit de promițătoare, deoarece permite în prezent o eficiență depășind 35%. În plus, flexibilitatea PSC-urilor permite dezvoltarea de sisteme hibride care combină energia eoliană și solară, ceea ce poate îmbunătăți și mai mult eficiența energiilor regenerabile.
Legat de asta:
Avantajul strategic al Japoniei prin producția de iod
Un factor cheie care consolidează poziția Japoniei în dezvoltarea celulelor solare perovskite este rolul său de al doilea mare producător de iod din lume. Iodul este o componentă necesară în producția de celule solare perovskite. Acest avantaj în materie de resurse permite Japoniei să stabilească un lanț de aprovizionare independent și oferă oportunități promițătoare de dezvoltare pentru industria sa internă. Prin utilizarea acestei resurse naturale, Japonia ar putea crea un lanț de producție în mare parte autosuficient pentru a fabrica cantitățile enorme de celule solare perovskite necesare.
Planul solar ambițios al Japoniei
Guvernul japonez a dezvăluit un plan ambițios pentru utilizarea tehnologiei perovskite. Țara își propune să instaleze o capacitate solară de 20 de gigawați până în anul fiscal 2040, echivalentul producției a aproximativ 20 de reactoare nucleare. Cu această capacitate, Japonia nu numai că ar putea dezafecta reactoarele nucleare active, dar ar putea evita și construirea de noi centrale nucleare pentru a satisface nevoile energetice viitoare, pe măsură ce centralele electrice pe bază de combustibili fosili sunt eliminate treptat.
Această inițiativă face parte dintr-un plan energetic mai amplu. La 13 martie 2025, guvernul japonez a finalizat un proiect de politică energetică fundamentală care vizează creșterea ponderii energiei regenerabile în mixul energetic până la 50% până în 2040, pentru a satisface cererea tot mai mare de energie electrică. Japonia își actualizase deja planul energetic în octombrie 2021, energia regenerabilă apărând ca principal beneficiar. Cel de-al șaselea „Plan energetic strategic” stabilește pentru prima dată obiectivul de a stabili energia solară, eoliană și hidroelectrică, precum și biomasa, ca principale surse de generare a energiei în Japonia începând cu 2030, cu o pondere planificată de 36 până la 38% din mixul energetic.
Rolul principal al Sekisui Chemical
Un actor cheie în implementarea strategiei solare a Japoniei este Sekisui Chemical. Cu sprijinul Băncii de Dezvoltare a Japoniei (DBJ), Sekisui a înființat o nouă companie la începutul anului 2025 pentru a dezvolta, produce și vinde celule solare perovskite sub licența Sekisui Chemical. Costul total al proiectului este estimat la peste 310 miliarde de yeni (1,97 miliarde de dolari), jumătate din finanțare fiind asigurată din granturi guvernamentale.
Sekisui planifică o strategie de investiții etapizată, începând cu 90 de miliarde de yeni pentru construirea unei linii de producție de 100 de megawați până în 2027, urmată de o linie de producție de clasa gigawaților până în 2030. Pentru acest proiect, compania va achiziționa și utiliza echipamente de la fabrica Sharp din Sakai, vestul Japoniei. Obiectivul este de a atinge o capacitate de producție de 1 gigawatt pe an pentru celule noi, în principal celule solare perovskite, până în anul fiscal 2030.
Compania a definit deja domenii clare de aplicare pentru tehnologia sa: „Dorim să valorificăm proprietățile ușoare și flexibile ale sistemului pentru a promova utilizarea acestuia, în special în sectorul public, de exemplu, în sălile de sport care servesc drept centre de evacuare în caz de dezastre”, a declarat compania. Pe termen lung, Sekisui intenționează să își extindă afacerea prin reducerea costurilor prin producția de masă, stimulând în același timp cererea, concentrându-se pe acoperișuri și pereți exteriori ai fabricilor și depozitelor din sectorul privat.
Investiții și planuri de producție
Sekisui Chemical intenționează să stabilească o capacitate de producție de 1 gigawatt pe an pentru celule solare perovskite până în 2030. Compania va investi în total aproximativ 2 miliarde de dolari americani în acest proiect, guvernul japonez acoperind jumătate din costuri.
Primul pas este construirea unei linii de producție cu o capacitate de 100 de megawați pe an, între 2025 și 2027. Pentru aceasta, Sekisui Chemical investește 90 de miliarde de yeni (aproximativ 570 de milioane de dolari americani) și folosește părți dintr-o fostă fabrică Sharp din Osaka.
Sprijin guvernamental și parteneriate
Guvernul japonez sprijină activ proiectul:
- Ministerul Afacerilor Economice a acordat companiei Sekisui Chemical o subvenție în cadrul programului de extindere a lanțurilor de aprovizionare pentru transformarea verde.
- Banca de Dezvoltare a Japoniei (DBJ), deținută de stat, deține o participație de 14% în noua companie Sekisui Solar Film, care va înființa unitatea de producție.
Tehnologie și aplicații
Sekisui Chemical este specializată în fabricarea roll-to-roll a celulelor solare perovskite subțiri și flexibile. Proprietățile actuale ale celulelor sunt:
- Eficiență: 15%
- Termen de valabilitate: 10 ani
- Lățimea rolei: 30 de centimetri
Obiectivele viitoare includ o eficiență de 20% și o durată de viață de 20 de ani. Celulele solare ușoare și flexibile vor fi instalate inițial pe acoperișurile clădirilor publice, cum ar fi sălile de sport. Ulterior, sunt planificate aplicații pe acoperișurile și pereții fabricilor și depozitelor.
Obiective pe termen lung
Guvernul japonez își propune ca noile tipuri de celule solare să contribuie la generarea de energie cu aproximativ 20 de gigawați până în 2040. Sekisui Chemical intenționează să joace un rol cheie în atingerea acestui obiectiv guvernamental de a stabili o producție la scară de gigawați până în 2030.
Descoperire în domeniul celulelor solare perovskite: Mai ieftine și mai durabile ca niciodată
În ciuda potențialului lor enorm, celulele solare perovskite se confruntă încă cu mai multe obstacole. Durata lor de viață semnificativ limitată în comparație cu cea a siliciului și costurile inițiale ridicate reprezintă două dintre cele mai mari provocări pentru celulele solare perovskite. Cu toate acestea, tehnologia este în continuă îmbunătățire, iar cercetătorii lucrează la soluții precum tehnologia îmbunătățită de pasivare și combinații de materiale mai stabile.
O descoperire remarcabilă a fost realizată în 2024, când un producător chinez a prezentat primele celule comerciale de perovskit concepute să funcționeze timp de 12 ani fără nicio pierdere de performanță, producătorul oferind o garanție de zece ani. Pe o perioadă de 25 de ani, se așteaptă ca degradarea performanței să fie liniară, mai degrabă decât bruscă, îmbunătățind astfel predictibilitatea.
Se observă o tendință pozitivă și în ceea ce privește costurile. Previziunile prevăd că în Japonia costurile vor scădea de la 20 de yeni (aproximativ 12 cenți de euro) în prezent la 10 yeni (aproximativ șase cenți de euro) pe watt până în 2040. Această reducere a costurilor va crește și mai mult competitivitatea tehnologiei și va promova adoptarea sa pe scară largă.
În Germania, fizicianul Felix Lang a descoperit o proprietate remarcabilă a semiconductorilor perovskiți: capacitățile lor de auto-reparare. Această descoperire ar putea prelungi semnificativ durata de viață a celulelor solare perovskite și ar putea contribui la îmbunătățirea celulelor solare și a echipamentelor cu raze X, cu aplicații atât pe Pământ, cât și în spațiu.
Renașterea solară a Japoniei
Japonia a fost cândva liderul mondial în producția de panouri solare, dar cota sa de piață a scăzut sub un procent din cauza concurenței producătorilor chinezi. Cu tehnologia PSC, Japonia își propune să recâștige o poziție mai puternică pe piața globală. Acest lucru amintește de perioada de după criza petrolului din 1973, când sectoarele public și privat din Japonia au colaborat la cercetarea și dezvoltarea energiei regenerabile, iar cota sa de piață globală pentru panouri solare a depășit temporar 50% înainte de a fi depășită de companiile chineze cu prețuri mai mici.
De la dezastrul nuclear din Japonia din martie 2011, sectorul energiei solare al țării s-a dezvoltat rapid. Astăzi, generarea de energie solară contribuie cu aproape 10% la producția totală de energie, comparativ cu doar 1,9% în 2014. Planul energetic actual își propune să crească această pondere la între 36 și 38% până în 2030, tehnologia lanțului de aprovizionare cu energie electrică (PSC) jucând un rol cheie în depășirea acestor cifre până în 2040.
Legat de asta:
Diversificarea energiilor regenerabile în Japonia
Deși celulele solare perovskite sunt un punct central al strategiei energetice a Japoniei, țara investește și în alte surse de energie regenerabilă pentru a-și diversifica mixul energetic și a crește securitatea energetică. Japonia își propune să devină o societate a hidrogenului și a urmărit o strategie a hidrogenului din 2017, care susține, de asemenea, obiectivul său de decarbonizare până în 2050. Guvernul japonez intenționează să investească aproximativ 15 trilioane de yeni (aproximativ 107 miliarde de dolari americani) în lanțul valoric al hidrogenului pe o perioadă de 15 ani.
În plus, ministrul Mediului, Shinjiro Koizumi, a anunțat că ministerul va prelua conducerea în accelerarea dezvoltării energiei geotermale. Ministrul Reformei Administrative, Taro Kono, a anunțat obiectivul de dublare a centralelor geotermale din Japonia până în 2030. Se așteaptă ca tarifele de alimentare favorabile și promovarea energiei regenerabile să ducă la un număr tot mai mare de proiecte geotermale.
În plus, Japonia explorează energia de fuziune ca sursă de energie pe termen lung. Țara cooperează cu UE și SUA pentru a accelera dezvoltarea energiei de fuziune, investițiile private și colaborarea jucând un rol cheie. La sfârșitul lunii martie 2024, 21 de companii au fondat Consiliul Japonez pentru Energie de Fuziune – pe scurt J-Fusion – cu scopul de a promova împreună tehnologia și standardele.
Implicații pentru tranziția energetică globală
Investițiile masive ale Japoniei în celulele solare perovskite ar putea avea implicații de amploare pentru peisajul energetic global. Dacă tehnologia este implementată cu succes la scară industrială, ar putea servi drept model pentru alte țări, în special pentru națiunile dens populate, cu spațiu limitat pentru fermele solare tradiționale.
Guvernul japonez este încrezător că investițiile sale în celule solare perovskite vor avea succes. După ce își va aproviziona propria piață internă, Japonia intenționează să exporte această tehnologie inovatoare în alte țări, ceea ce ar putea contribui la tranziția energetică globală și ar putea consolida poziția Japoniei ca lider tehnologic.
Dezvoltarea celulelor solare perovskite face parte, de asemenea, dintr-o strategie japoneză mai amplă de a-și recâștiga poziția de lider tehnologic în diverse sectoare. Pe lângă energiile regenerabile, Japonia investește masiv și în alte tehnologii viitoare, cum ar fi vehiculele definite de software (SDV), cu obiectivul de a atinge o cotă de 30% din piața globală până în 2030.
Un progres solar pentru viitorul energetic al Japoniei
Investiția Japoniei în celule solare perovskite marchează un pas crucial în transformarea peisajului său energetic. Planurile ambițioase de a instala o capacitate echivalentă cu 20 de reactoare nucleare până în 2040 demonstrează încrederea țării în această tehnologie inovatoare și contribuția sa la tranziția energetică.
Tehnologia perovskitului oferă avantaje unice datorită flexibilității, ușurinței și eficienței sale, în special pentru o țară dens populată precum Japonia. Deși provocările legate de durabilitate și costuri rămân, progresul continuu în cercetare și dezvoltare demonstrează că aceste obstacole sunt depășibile. Strategia de implementare etapizată, care vizează producția de gigawați până în 2030, pune bazele unor obiective ambițioase pe termen lung.
Adoptarea pe scară largă a celulelor solare perovskite nu numai că ar putea ajuta Japonia să își atingă obiectivele climatice și să își reducă dependența de combustibilii fosili și energia nucleară, dar și să își restabilească poziția de furnizor de top de tehnologie solară. Utilizarea strategică a producției interne de iod și investițiile guvernamentale substanțiale subliniază hotărârea Japoniei de a reuși în această tehnologie orientată spre viitor.
Cu această abordare cuprinzătoare, care cuprinde atât inovația tehnologică, cât și strategia economică, Japonia se poziționează ca un pionier în tranziția energetică globală și demonstrează o cale promițătoare către producția de energie durabilă pentru viitor. Succesul acestui plan ar putea avea o mare importanță nu numai pentru Japonia, ci și pentru efortul global de a realiza un viitor energetic durabil.
Legat de asta:
Partenerul dumneavoastră global de marketing și dezvoltare a afacerilor
☑️ Limba noastră de afaceri este engleza sau germana
☑️ NOU: Corespondență în limba ta maternă!
Konrad Wolfenstein
Eu și echipa mea suntem bucuroși să vă fim la dispoziție în calitate de consilier personal.
Mă puteți contacta completând formularul de contact de aici sau pur și simplu sunându-mă la +49 89 89 674 804 ( München) . Adresa mea de e-mail este: wolfenstein@xpert.digital
Aștept cu nerăbdare proiectul nostru comun.
