Sebuah tim peneliti dari Universitas Peking telah menerbitkan kuantifikasi komprehensif pertama tentang bagaimana perubahan iklim akan mempengaruhi sistem PV Surya dalam skala global. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal energi bergengsi Joule dan menunjukkan bahwa peningkatan suhu akan dengan cepat menurunkan kualitas fisik sistem PV Surya, mengurangi masa manfaat yang diharapkan, dan secara signifikan meningkatkan biaya Listrik Tenaga Surya, sehingga menciptakan hambatan besar terhadap transisi ke energi ramah lingkungan di seluruh dunia.
Sebuah studi berjudul Perubahan iklim akan meningkatkan{0}}risiko suhu tinggi, degradasi, dan biaya fotovoltaik atap secara global dilakukan oleh tim dari Institut Manufaktur dan Robotika Lanjutan Universitas Peking, bersama dengan beberapa peneliti dari negara lain.
Titik Buta Kritis dalam Industri yang Sedang Berkembang
Teknologi fotovoltaik surya (PV) kemungkinan besar akan memainkan peran penting dalam upaya dekarbonisasi global. Saat ini sistem PV Atap menyumbang sekitar 50% dari total kapasitas terpasang PV di dunia dan menyediakan sekitar 50% dari seluruh permintaan PV pada tahun 2050. Sistem atap biasanya dirancang untuk-penggunaan jangka panjang, biasanya berlangsung antara 25-30 tahun.
Meskipun sistem atap menyediakan sumber energi terbarukan yang andal dan aman serta telah ditetapkan sebagai sistem yang 'hampir{0}}anti bom', sistem tersebut mungkin menjadi rentan terhadap faktor-faktor yang ingin dimitigasi yaitu Perubahan Iklim. Diketahui bahwa peningkatan suhu akan menyebabkan penurunan kinerja dalam jangka waktu terbatas, namun ada ancaman lain yang lebih parah terhadap-keandalan jangka panjang; kerusakan material yang cepat melalui (kelelahan termo-mekanis), 'hidrolisis', dan 'dekomposisi melalui sinar UV'. Sistem PV atap memiliki risiko percepatan degradasi termal yang lebih tinggi dibandingkan rata-rata karena jarak pemasangan yang terbatas sehingga mengakibatkan berkurangnya aliran udara untuk keperluan pendinginan.
Standar internasional untuk keandalan komponen PV, seperti standar dari IEC, menggunakan data iklim masa lalu untuk menentukan-area risiko suhu tinggi. Penelitian kami menunjukkan bahwa hal ini tidak cukup baik karena tidak mempertimbangkan pemanasan di masa depan, yang dapat membahayakan aset global bernilai triliunan dolar.
Metodologi Terobosan dan Temuan Utama
Untuk mengatasi kesenjangan ini, tim peneliti mengembangkan kerangka penilaian interdisipliner. Untuk mengetahui seberapa baik kinerja panel surya atap di tahun-tahun mendatang, tim kami mengumpulkan beberapa hal: model iklim yang telah diperbaiki, model yang menunjukkan bagaimana material panel surya terurai seiring berjalannya waktu, dan model yang memperhitungkan biaya yang diperlukan. Hal ini memungkinkan kita melakukan simulasi-kinerja jangka panjang tenaga surya atap dan mengetahui biaya listrik yang dihasilkannya dalam berbagai kondisi pemanasan di masa depan.
Perluasan Zona Risiko-Suhu Tinggi:Studi tersebut mendefinisikan HTR ketika suhu pengoperasian panel melebihi 70 derajat. Laporan ini menemukan bahwa jejak global HTR akan berkembang secara dramatis. Dibandingkan dengan periode historis, volume kapasitas PV atap yang terkena HTR diproyeksikan meningkat sebesar 29% pada skenario pemanasan 2 derajat dan sebesar 97% pada skenario pemanasan 4 derajat. Standar IEC yang ada saat ini hanya menunjukkan 74% dan 48% dari area risiko aktual di masa depan, sehingga menunjukkan perkiraan yang terlalu rendah.
Percepatan Degradasi dan Meningkatnya Biaya:Percepatan penuaan secara langsung memperpendek masa pakai modul PV, sehingga mengurangi total keluaran energi dari waktu ke waktu dan meningkatkan LCOE. Dalam skenario pemanasan global sebesar 2,5 derajat, rata-rata LCOE untuk PV atap di kota-kota yang terkena dampak secara global diproyeksikan meningkat sebesar 4,8%, dengan peningkatan di wilayah yang paling-sensitif terhadap iklim mencapai hingga 20%. Studi ini mencatat bahwa dampak ekonomi dari degradasi termal ini kemungkinan jauh melebihi dampak faktor iklim lainnya seperti perubahan radiasi matahari.
Memburuknya Ketimpangan Global:Penelitian ini menyoroti “ketidaksetaraan iklim” yang mendalam dalam distribusi risiko ini. Wilayah di Dunia Selatan-termasuk Asia Selatan, Afrika, dan Amerika Selatan-yang penting untuk ekspansi PV di masa depan dan tentu saja lebih panas, akan menghadapi paparan HTR tertinggi dan kenaikan biaya paling parah. Sebaliknya, negara-negara maju yang berada di garis lintang lebih tinggi tidak akan terlalu terpengaruh. Hal ini berarti daerah-daerah berkembang, yang seringkali kurang memiliki ketahanan finansial, akan menghadapi “premi iklim” yang lebih tinggi untuk transisi energinya, sehingga berpotensi memperlebar kesenjangan global dalam akses terhadap energi bersih yang terjangkau.
Tabel di bawah ini merangkum proyeksi dampak dalam berbagai skenario pemanasan:
| Skenario Pemanasan Global | Proyeksi Peningkatan Kapasitas PV yang Terkena-Risiko Suhu Tinggi (HTR) | Perkiraan Kenaikan Rata-Rata Levelized Cost of Electricity (LCOE) | Catatan tentang Kesenjangan Standar |
|---|---|---|---|
| +2 derajat | +29% (vs. periode historis) | Data dimodelkan untuk skenario +2.5 derajat | Standar yang ada saat ini hanya mencakup74%area risiko di masa depan |
| +2.5 derajat | -- | +4.8%(dengan peningkatan regional hingga 20%) | -- |
| +4 derajat | +97% (vs. periode historis) | -- | Standar yang ada saat ini hanya mencakup48%area risiko di masa depan |
Seruan untuk Bertindak: Standar yang Diperbarui dan Inovasi Terfokus
Menanggapi temuan ini, para peneliti mengeluarkan seruan yang jelas untuk bertindak bagi para pembuat kebijakan, badan-penyusun standar, dan industri.
Penulis artikel tersebut merekomendasikan organisasi internasional seperti IEC untuk memprioritaskan pembaruan standar pengujian keandalan produk dengan menciptakan skenario iklim masa depan daripada mengandalkan data iklim masa lalu.
Selain itu, penulis menyerukan pengembangan teknologi energi terbarukan baru, termasuk pengembangan-bahan generasi berikutnya untuk PV, yaitu pengembangan bahan baru yang memiliki stabilitas termal lebih baik, termasuk bahan perovskit yang lebih canggih, serta memodifikasi desain instalasi dan-tingkat pendinginan sistem untuk mengelola tekanan panas pada sistem PV.
Terakhir, ditetapkan bahwa kerangka “transisi yang adil” perlu diterapkan. Sistem tata kelola iklim dan energi global harus mengakui dan mengatasi kesenjangan regional yang ada dengan memberikan dukungan yang lebih besar dalam bentuk peningkatan transfer teknis, peningkatan pendanaan iklim, dan peningkatan kapasitas negara-negara berkembang untuk membantu mengelola biaya dan risiko tambahan yang terkait dengan transisi energi ini bagi negara-negara tersebut.
Kesimpulan
Studi penting dari Universitas Peking ini memberikan peringatan penting bagi sektor energi global. Hal ini menunjukkan bahwa perubahan iklim bukan hanya tantangan yang harus diselesaikan dengan energi terbarukan namun juga ancaman langsung terhadap kelangsungan ekonomi dan-kinerja jangka panjangnya. Memastikan transisi energi bersih yang kuat dan adil kini memerlukan adaptasi infrastruktur tenaga surya dunia secara proaktif terhadap dunia yang lebih panas yang ingin diciptakannya.
