Уголь считают главным врагом возобновляемой энергии и первым ископаемым топливом, которое хотят прекратить использовать, поскольку солнечная и ветровая генерации стали дешевле. Но это еще не все. Согласно новому исследованию, загрязнение воздуха из-за угля в Китае значительно снижает выработку энергии солнечными панелями.
Китай первый в мире по количеству новых солнечных конструкций, например, на его долю пришлась половина всей выработанной в 2017 году мировой солнечной энергии. В период между 2010 и 2017 годами Китай перешел от солнечной мощности менее 1 гигаватта к 130 гигаваттам, а к 2030 году страна будет иметь мощность около 400 гигаватт. Однако страна имеет сильное загрязнение воздуха.
Недавние исследования показали количество солнечной радиации в Китае, начиная с конца 1950-х годов. Анализ показал тенденцию к снижению солнечной радиации примерно до 2005 года, когда ее количество стало возвращаться вверх. Это показывает растущее загрязнение воздуха частицами из-за электростанций на угле, а также сжигания биомассы.
Команда во главе с Бартом Свертсом из Швейцарской высшей технической школы Цюриха учла эти данные и включила их в модели генерации для солнечных установок в Китае, чтобы подсчитать, сколько энергии было потеряно и сколько можно получить, очистив воздух.
Исследователи обнаружили, что за весь период с 1960 по 2015 годы среднее потенциальное солнечное излучение уменьшилось примерно на 13%. Выражается в терминах коэффициента емкости — доли максимальной мощности солнечной панели, которая фактически производится в среднем, — падение от начала до самой низкой точки в 2008 году составило от 0,162 до 0,142.
Однако изменения не везде были одинаковыми, поскольку загрязнение воздуха и местные условия менялись. В пяти худших провинциях фактически наблюдалось снижение потенциальной выработки на 20–28%. К ним относятся промышленные центры на востоке, а также некоторые более высокогорные районы на западе, где небольшое загрязнение воздуха может оказать большое влияние.
Если бы Китай смог вернуться к качеству воздуха 1950-х годов, его существующие солнечные установки в 2016 году произвели бы дополнительно 14 тераватт-часов электроэнергии. Чем больше солнечных панелей будет построено, тем больше будет только их количество. К 2030 году более чистый воздух может приносить дополнительно 70 тераватт-часов электроэнергии в год — около 1% от общего прогнозируемого производства электроэнергии на тот момент.
Чтобы обрисовать эти данные, исследователи использовали текущий вводный тариф в размере 0,14 долл. США за киловатт-час и прогнозируемое снижение до 0,09 долл. США за киловатт-час в 2030 году. В 2016 году это означало бы, что более чистый воздух принес бы 1,9 млрд. долл. США. В 2030 году дополнительные 13% солнечного потенциала могут стоить более 6 миллиардов долларов в год .
Для другого сравнения, повышение эффективности солнечных батарей увеличило бы производство примерно на 10% в период между 2005 и 2017 годами, помогая сделать их более конкурентоспособными по стоимости. А при качестве воздуха 50-х годов, этот показатель в Китае был бы еще выше.