Призывая через десять лет полностью перевести электроснабжение США на использование экологически чистых источников, бывший вице-президент страны Эл Гор посоветовал обратить особое внимание на развитие технологических отраслей, и особенно на стремительный рост возможностей компьютерных систем, которые он назвал ярким примером положительного влияния новаторского подхода.
«Задумайтесь о том, что произошло в результате компьютерной революции, — заявил Гор, выступая недавно в эфире телекомпании NBC. — На протяжении вот уже нескольких десятилетий мы наблюдаем, как кремниевые компьютерные чипы дешевеют в два раза через каждые полтора года. Сегодня та же самая тенденция быстрого снижения цен наблюдается в условиях роста спроса на солнечные элементы — для производства подобных элементов создаются новые, более эффективные технологии».
Что касается солнечных элементов, здесь Гор, выступивший с инициативой создания экологического объединения The Alliance for Climate Protection, предлагает достаточно вольную трактовку закона Мура, который объясняет причины стремительного роста производительности вычислительной техники. Напомним, что в 1965 году один из основателей корпорации Intel, Гордон Мур, опубликовал статью, в которой утверждал, что число транзисторов на микросхеме будет увеличиваться экспоненциально. (Современная трактовка закона гласит, что число транзисторов на микросхеме удваивается каждые 18 месяцев. — Прим. ред.)
Но применим ли закон Мура к солнечной энергетике? Если давать краткий ответ, то нет. Показатели стоимости и производительности фотогальванических солнечных элементов, как и в случае с микропроцессорными технологиями, улучшаются. И здесь Гор может сослаться на то, что недвусмысленная динамика цен на солнечные элементы подтверждает его заявление. Однако эффективность солнечных элементов — их способность преобразовывать солнечный свет в электрическую энергию — растет не такими быстрыми темпами.
В 1980 году стоимость солнечного элемента составляла примерно 18 долл. в пересчете на ватт. Сегодня она варьируется в интервале от 3 до 4 долл. на ватт, а некоторые производители утверждают даже, что готовы предложить гораздо более низкие цены. К примеру, представители компании XsunX заявляют, что при использовании их технологии стоимость производства 1 Вт электроэнергии составит 1,58 долл. Причем планируются улучшения, которые позволят опустить цену ниже 1 долл. за ватт.
Однако стоимость солнечных элементов — лишь одна из составляющих затрат на переработку солнечной энергии. Солнечные модули, то есть панели, объединяющие солнечные элементы, необходимо интегрировать с другим оборудованием — с инверторами, преобразующими постоянный ток в переменный, с батареями и другими компонентами, в которых используются непрерывно дорожающие металлы, в частности медь. С учетом этих обстоятельств стоимость производства электроэнергии в некоторых случаях удваивается. И это одна из причин того, что развертывание подобных комплексов финансируется в том числе и из государственных источников.
В солнечных элементах, как и в микропроцессорах, используется кремний. Но если производители микропроцессоров для повышения эффективности и производительности чипов могут применять усовершенствованные конструкции и производственные технологии, то улучшения солнечных элементов можно добиться только за счет замены материалов.
«Производство солнечных элементов опирается на науку о материалах, — пояснил старший инженер-исследователь Центра солнечной энергии во Флориде Билл Джонсон. — А переход на новые материалы — объективно очень сложная задача».
Хотя стоимость производства таких элементов снижается, их возможности по преобразованию солнечной энергии в электрическую по-прежнему остаются не слишком высокими. Солнечный свет приносит нам примерно 1 кВт энергии на квадратный метр, и только 10% этого объема преобразуется в электрическую энергию. (Правда, некоторые лаборатории говорят о значительно более высокой эффективности.)
«Гор наполовину прав, когда заявляет о снижении стоимости производства, — отметил аналитик исследовательской компании Energy Insights Николас Ленссен. — Однако аналогичный рост эффективности солнечных элементов сдерживается недостаточным КПД преобразования солнечной энергии в электрическую. Темпы роста эффективности по-прежнему оставляют желать лучшего».
Впрочем, даже и в этих условиях стоимость производства в пересчете на ватт, особенно на крупных предприятиях, может стать вполне достойной и конкурентоспособной альтернативой производству электроэнергии на основе полезных ископаемых.
Решением задачи по снижению себестоимости производства электроэнергии из энергии солнца занимается сегодня множество компаний, в том числе и представители сектора ИТ. К примеру, в мае представители корпорации IBM объявили о разработке технологии охлаждения солнечных элементов — использование тонкого слоя жидкого металла помогло снизить температуру, достигавшую 1600 °С. Благодаря применению данной технологии появляется возможность сконцентрировать в солнечном элементе больше световой энергии и повысить таким образом его эффективность.
В солнечную энергетику начали приходить деньги частных инвесторов. К примеру, акции компании First Solar, всего лишь два года назад котировавшиеся на уровне 25 долл., взлетели подобно акциям Google. Сегодня их рыночная стоимость составляет уже 260 долл. за акцию.
Профессор Университета города Толедо (шт. Огайо) Эл Компаан отметил, что призыв Гора должен стать «хорошим стимулом для того, чтобы задуматься о возобновляемых источниках энергии. Возможно, улучшения в области преобразования солнечной энергии в электрическую происходят и не так быстро, как говорит об этом Гор, но тем не менее данная отрасль обладает огромным потенциалом».