Instalacja fotowoltaiczna z magazynem energii

Poznaj orientacyjne koszty

Grunty w energetyce słonecznej. Ile powierzchni jest potrzebne do osiągnięcia zerowej emisji netto?

Grunty w energetyce słonecznej. Ile powierzchni jest potrzebne do osiągnięcia zerowej emisji netto?

Grunty to jeden z kluczowych, a jednocześnie ograniczonych zasobów w transformacji energetycznej. Wraz z dynamicznym wzrostem fotowoltaiki rośnie pytanie o to, ile powierzchni będzie potrzebne do realizacji celów zerowej emisji netto. Najnowsze badanie naukowców z Kanady, oparte na analizie setek projektów PV w USA z wykorzystaniem modeli AI, pokazuje, że skala potrzeb może być mniejsza, niż dotąd zakładano. 

925x200 6
Reklama

Naukowcy analizują wpływ rozwoju farm PV

W czasopiśmie naukowym Nature został opublikowany artykuł „Quantifying land-use metrics for solar photovoltaic projects in the western United States”, w którym badacze wskazują, że wzrasta konkurencja o przestrzeń z powodu obaw o wyczerpywalność tego zasobu w kontekście rozwoju energetyki słonecznej. Badania przeprowadzone przez Uniwersytet McGill w Montrealu wykorzystały modele AI oparte na uczeniu głębokim, wykorzystane do analizy obrazów satelitarnych instalacji słonecznych. Pozwoliło to na stworzenie dokładnych inwentarzy i ocenę wpływu energetyki na krajobraz w skali makro. 

W obrębie ich analizy znalazło się 719 projektów fotowoltaicznych o mocy ponad 13 GW zlokalizowanych w zachodniej części Stanów Zjednoczonych. Należały do nich farmy naziemne (średnia moc znamionowa 3,5 MW) oraz przemysłowe instalacje dachowe (średnia moc znamionowa 2,1 MW). Na tej podstawie obliczono, że średnie zapotrzebowanie na grunt wynosi 0,85 m² na każdą wyprodukowaną MWh w całym okresie funkcjonowania farmy. Warto jednak zaznaczyć, że wynik ten może być zarówno znacznie wyższy, jak i niższy. 

Czynniki optymalizujące zużycie gruntów

Zapotrzebowanie na grunty pod instalacje fotowoltaiczne nie jest wartością stałą, ponieważ zależy od szeregu czynników geograficznych, technicznych oraz projektowych. Kluczowymi parametrami są:

  • Lokalizacja i nasłonecznienie – tereny o wyższym nasłonecznieniu wykazują o 22% wyższą wydajność wykorzystania gruntów w porównaniu do regionów mniej słonecznych.
  • Konstrukcja i zwartość układu – projekty o wyższym tzw. „packing factor”, czyli stosunku powierzchni paneli do całkowitej powierzchni terenu, znacząco redukują ślad gruntowy.
  • Systemy montażowe pozwalające na obrót panelu w celu śledzenia pozornej wędrówki słońca po nieboskłonie.  

W przypadku ostatniego z wymienionych czynników, naukowcy zwracają uwagę na paradoks technologiczny – pomimo że systemy dwuosiowe (dual-axis tracking) są bardzo wydajne w przechwytywaniu światła, to ze względu na konieczność unikania zacienienia wzajemnego wymagają większych odstępów. Skutkuje to większym całkowitym zużyciem terenu w porównaniu do systemów o stałym kącie nachylenia lub jednoosiowych. 

Presja rozwoju nowych farm

Naukowcy zauważają, że w przeciwieństwie do elektrowni na paliwa kopalne, systemy fotowoltaiczne mogą zwiększać skumulowaną produkcję energii przez cały okres swojego życia (ok. 30 lat) bez konieczności zajmowania dodatkowych gruntów. Wydobycie paliw kopalnych wymaga natomiast ciągłego udostępniania nowych terenów pod eksploatację

Dzięki temu w dłuższej perspektywie czasowej fotowoltaika może okazać się mniej energochłonna gruntowo niż węgiel czy gaz, a jednocześnie aby zminimalizować presję na ekosystemy i rolnictwo, badacze wskazują na kilka rozwiązań:

  • Rozwój fotowoltaiki dachowej – ogromny potencjał oszczędzania gruntów, choć jej opłacalność ekonomiczna różni się regionalnie.
  • Rozwój agrofotowoltaiki – pozwala na podwójne wykorzystanie terenu i może być rozwiązaniem na obszarach o dużej konkurencji o ziemię uprawną.
  • Wykorzystanie nieużytków, terenów poprzemysłowych lub zurbanizowanych by uniknąć transformacji dziewiczych ekosystemów. 

Mimo rosnącej presji badanie wykazuje, że osiągnięcie celów zerowej emisji netto przy wysokim wzroście fotowoltaiki będzie wymagało zaledwie 0,1% do 0,2% całkowitej powierzchni lądów na świecie do 2050 roku. To około 298 000 km², czyli obszar wielkości Filipin, Włoch lub Polski. Można ją sobie wyobrazić jako kwadrat o długości boku 548 km. 

Zobacz też: Startupy i inwestycje 2026. Technologie zaplecza, które zdecydują o przyszłości OZE

Źródła: Nature, Joule, Techxplore

Fot. Canva (Quang Nguyen Vinh) 

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.