Nova znanstvena študija na področju fotovoltaike je pokazala, da bo cilj evropskega sektorja za obnovljive vire energije, t.j. proizvodnja 25% električne energije pridobljene iz sončne energije do leta 2040, težko dosegljiv. Glavni izziv ali težava bo predvsem zagotavljanje zadostnih količin materialov, redkih kovin, za proizvodnjo fotovoltaičnih elementov. Dobava materialov bi se morala v prihodnje bistveno povečati.
 |
Izračuni študije kažejo, da je z ustreznim umeščanjem fotovoltaike v prostor, predvidenim globalnim sevanjem, pretvorbo le tega v elektriko ter nadaljnjim razvojem tehnologije, tehnično sicer možno izpolniti plane in potrebe po električni energiji do leta 2040. Po drugi strani pa postaja jasno, da nekatere tehnologije potrebujejo redke kovine za katere bo težko zagovotiti zadostne količine. Nova študija se tako osredotoča predvsem na možnost zagotavljanja zadostnih količin redkih kovin, ki bodo potrebne pri vse večji proizvodnji fotovoltaičnih modulov, da bi lahko dosegli ambiciozne cilje do leta 2040, ki jih postavlja Evropski svet za obnovljive vire energije (ang. European Renewable Energy Council – EREC). Znanstveniki so se osredotočili na štiri glavne fotovoltaične tehnologije: kristalni silicij (c-Si), amorfni silicij (a-Si), kadmijev telurid (CdTe), bakrov indijev galijev diselenid (CIGS). Vsaka od štirih tehnologij bo do leta 2040 imela približno enak tržni delež, t.j. 25%. Trenutno ima največji tržni delež c-Si z 81%, vendar se trend že vidno spreminja v korist drugih tehnologij in vse tanjših plasti fotovoltaičnega materiala.
Ob zmernem razvoju tehnologije in zmernem povečevanju izkoristka modulov prihodnji scenariji pokažejo, da bo potreba po galiju in indiju 7.3 in 2.8 krat večja kot je trenutno možna proizvodnja oz. dobava tega materiala. Tudi v najbolj optimističnem scenariju, ki predvideva bistven napredek tehnologije in večanje izkoristka, bo potreba po galiju in indiju še vedno 3.9 in 1.5 krat presegala trenutno proizvodnjo. Na drugi strani je iz scenarijev razvidno, da proizvodnja kadmija in bakra ne bo predstavljala ovire za nadaljnji razvoj fotovoltaike. Zanimiv pa je podatek, da bo potreba po teluridu 30-180 krat večja, kot je trenutno današnja proizvodna zmogljivost. Posebno poglavje je silicij, ki je sicer drugi najbolj množičen element v zemljini skorji, vendar pa za proizvodnjo fotovoltaičnih modulov izkoriščamo le silicij visoke čistoče. Glede na prihodnje scenarije bi se morala proizvodnja kristalnega silicija povečati tudi do 15 krat ali vsaj za 10 krat v najbolj optimističnem scenariju. Konkurenco na tem področju predstavlja tudi elektronska industrija, ki ravno tako zahteva čist silicij. Po drugi strani pa predstavlja tehnologija amorfnega silicija edino realno možnost za množično proizvodnjo električne energije v prihodnje, saj se predvideva, da bo potreba po amorfnem siliciju do leta 2040 dosegala le 20% možne proizvodnje tega materiala.
 |
Raziskava na področju zagotavljanja redkih kovin za fotovoltaiko torej pokaže, da doseganje ciljev po solarni energiji do leta 2040 ne bo nujno omejeno le s t.i. »globalnimi rezervami« teh kovin, ampak bo omejitev predstavljala predvsem proizvodnja oz. dobava teh materialov. V prihodnje bo zato potrebno boljše »čiščenje« materialov, večje izkoriščanje najdišč materialov, izboljšanje procesov pridobivanja materialov ter strateško načrtovanje nadaljnjega razvoja omenjenih fotovoltaičnih tehnologij. Pomemben faktor, ki se ga moramo zavedati, pa je trenutno manjša rast novih fotovoltaičnih instalacij. V primeru negativnega trenda novo nameščenih sončnih elektrarn bo proizvodnja modulov morda izpolnjevala potrebe trga, zagotavljanje novih materialov bo manj problematično, veliko materiala bi lahko dobili tudi iz naslova recikliranja, cena modulov bo padala. Ta zadnji scenarij pa po vsej verjetnosti tudi pomeni, da ob negativnem trendu ciljev po proizvodnji električne energije iz sonca do leta 2040 ne bomo dosegli.
