जलवायु संकट के कारण छत पर सौर ऊर्जा का जीवनकाल 20% कम हो गया: पेकिंग अध्ययन ने विकासशील क्षेत्रों में लागत वृद्धि की चेतावनी दी

पेकिंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने वैश्विक स्तर पर सौर पीवी प्रणालियों को जलवायु परिवर्तन कैसे प्रभावित करेगा, इसका पहला व्यापक परिमाणीकरण प्रकाशित किया है। परिणाम प्रतिष्ठित ऊर्जा पत्रिका जूल में प्रकाशित हुए हैं और संकेत दिया है कि बढ़ता तापमान तेजी से सौर पीवी प्रणालियों को भौतिक रूप से ख़राब कर देगा, उनके अपेक्षित उपयोगी जीवन को कम कर देगा, और सौर ऊर्जा की लागत में काफी वृद्धि करेगा, जिससे दुनिया भर में स्वच्छ ऊर्जा में संक्रमण के लिए एक गंभीर बाधा पैदा होगी।

पेकिंग यूनिवर्सिटी के एडवांस्ड मैन्युफैक्चरिंग एंड रोबोटिक्स इंस्टीट्यूट की एक टीम ने अन्य देशों के कुछ शोधकर्ताओं के साथ मिलकर जलवायु परिवर्तन से वैश्विक स्तर पर छत के फोटोवोल्टेइक के उच्च तापमान जोखिम, गिरावट और लागत में वृद्धि होगी नामक एक अध्ययन किया था।

एक उभरते उद्योग में एक गंभीर अंधकारमय स्थान

सौर फोटोवोल्टिक (पीवी) तकनीक संभवतः डीकार्बोनाइजिंग के वैश्विक प्रयास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी। वर्तमान में रूफटॉप पीवी सिस्टम दुनिया की कुल स्थापित पीवी क्षमता का लगभग 50% है और 2050 तक सभी पीवी मांग का लगभग 50% प्रदान करता है। रूफटॉप सिस्टम आमतौर पर दीर्घकालिक उपयोग के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, जो आमतौर पर 25-30 वर्षों के बीच चलते हैं।

जबकि रूफटॉप सिस्टम नवीकरणीय ऊर्जा का एक विश्वसनीय और सुरक्षित स्रोत प्रदान करते हैं और 'वस्तुतः बम प्रतिरोधी' होने के लिए निर्धारित किए गए हैं, वे उन कारकों के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं जिन्हें वे कम करना चाहते हैं - जलवायु परिवर्तन। यह ज्ञात है कि ऊंचा तापमान सीमित समय के लिए प्रदर्शन में कमी का कारण बनेगा, हालांकि दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए एक और अधिक गंभीर खतरा है; (थर्मो-यांत्रिक थकान), 'हाइड्रोलिसिस', और 'यूवी प्रकाश के माध्यम से अपघटन' के माध्यम से सामग्रियों का तेजी से खराब होना। छत पर पीवी प्रणालियों में स्थापना के बीच सीमित दूरी के कारण त्वरित थर्मल गिरावट का जोखिम औसत से अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप शीतलन उद्देश्यों के लिए वायु प्रवाह कम हो जाता है।

पीवी घटक विश्वसनीयता के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानक, जैसे कि आईईसी, उच्च तापमान जोखिम वाले क्षेत्रों को निर्धारित करने के लिए पिछले जलवायु डेटा का उपयोग करते हैं। हमारे शोध से पता चलता है कि यह काफी अच्छा नहीं है क्योंकि यह भविष्य में होने वाली वार्मिंग पर विचार नहीं करता है, जिससे खरबों डॉलर की वैश्विक संपत्ति खतरे में पड़ सकती है।

अभूतपूर्व कार्यप्रणाली और प्रमुख निष्कर्ष
इस अंतर को दूर करने के लिए, अनुसंधान टीम ने एक अंतःविषय मूल्यांकन ढांचा विकसित किया। यह पता लगाने के लिए कि आने वाले वर्षों में छत पर सौर पैनल कितनी अच्छी तरह काम करेंगे, हमारी टीम ने कुछ चीजें एक साथ रखीं: सही जलवायु मॉडल, एक मॉडल जो दिखाता है कि समय के साथ सौर पैनल सामग्री कैसे टूट जाती है, और एक मॉडल जो इसमें शामिल लागतों को देखता है। इससे हम रूफटॉप सोलर के दीर्घकालिक प्रदर्शन का अनुकरण कर सकते हैं और भविष्य की विभिन्न वार्मिंग स्थितियों के तहत इससे बनने वाली बिजली की लागत का पता लगा सकते हैं।

उच्च तापमान वाले जोखिम क्षेत्रों का विस्तार:अध्ययन एचटीआर को तब परिभाषित करता है जब किसी पैनल का ऑपरेटिंग तापमान 70 डिग्री से अधिक हो जाता है। इसमें पाया गया है कि एचटीआर के वैश्विक पदचिह्न में नाटकीय रूप से विस्तार होगा। ऐतिहासिक अवधि की तुलना में, एचटीआर के संपर्क में आने वाली छत पीवी क्षमता की मात्रा 2 डिग्री वार्मिंग परिदृश्य के तहत 29% और 4 डिग्री वार्मिंग परिदृश्य के तहत 97% तक बढ़ने का अनुमान है। वर्तमान आईईसी मानकों को इन संबंधित वायदा के तहत वास्तविक जोखिम क्षेत्रों के केवल 74% और 48% पर कब्जा करने के लिए दिखाया गया है, जो एक गंभीर कम अनुमान का संकेत देता है।

त्वरित गिरावट और बढ़ती लागत:त्वरित उम्र बढ़ने से पीवी मॉड्यूल की उपयोगी सेवा जीवन सीधे कम हो जाता है, समय के साथ उनका कुल ऊर्जा उत्पादन कम हो जाता है और एलसीओई बढ़ जाता है। 2.5 डिग्री ग्लोबल वार्मिंग परिदृश्य के तहत, विश्व स्तर पर प्रभावित शहरों में छत पीवी के लिए औसत एलसीओई 4.8% तक बढ़ने का अनुमान है, सबसे अधिक जलवायु संवेदनशील क्षेत्रों में 20% तक वृद्धि के साथ। अध्ययन में कहा गया है कि इस थर्मल गिरावट का आर्थिक प्रभाव सौर विकिरण में परिवर्तन जैसे अन्य जलवायु कारकों से कहीं अधिक होने की संभावना है।

वैश्विक असमानता का बढ़ना:शोध इस जोखिम के वितरण में गहरी "जलवायु असमानता" पर प्रकाश डालता है। दक्षिण एशिया, अफ्रीका और दक्षिण अमेरिका सहित वैश्विक दक्षिण के क्षेत्र {{1}जो भविष्य में पीवी विस्तार के लिए महत्वपूर्ण हैं और स्वाभाविक रूप से अधिक गर्म हैं, उन्हें एचटीआर के सबसे अधिक जोखिम और सबसे गंभीर लागत वृद्धि का सामना करना पड़ेगा। इसके विपरीत, उच्चतर अक्षांश वाले विकसित देश कम प्रभावित होंगे। इसका मतलब यह है कि विकासशील क्षेत्र, जिनमें अक्सर कम वित्तीय लचीलापन होता है, को अपने ऊर्जा परिवर्तन के लिए उच्च "जलवायु प्रीमियम" का सामना करना पड़ेगा, जिससे संभावित रूप से सस्ती स्वच्छ ऊर्जा तक पहुंच में वैश्विक असमानताएं बढ़ेंगी।

नीचे दी गई तालिका विभिन्न वार्मिंग परिदृश्यों के तहत अनुमानित प्रभावों का सारांश प्रस्तुत करती है:

कार्रवाई के लिए आह्वान: अद्यतन मानक और केंद्रित नवाचार
इन निष्कर्षों के जवाब में, शोधकर्ताओं ने नीति निर्माताओं, मानक निर्धारण निकायों और उद्योग के लिए कार्रवाई का स्पष्ट आह्वान जारी किया।

लेख के लेखक आईईसी जैसे अंतर्राष्ट्रीय संगठनों को पिछले जलवायु डेटा पर भरोसा करने के बजाय भविष्य के जलवायु परिदृश्य बनाकर उत्पाद विश्वसनीयता परीक्षण मानकों को अद्यतन करने को प्राथमिकता देने की सलाह देते हैं।

इसके अतिरिक्त, लेखक नई नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के विकास का आह्वान करते हैं, जिसमें पीवी के लिए अगली पीढ़ी की सामग्रियों का विकास भी शामिल है, यानी बेहतर थर्मल स्थिरता वाली नई सामग्रियों का विकास करना, जिसमें अधिक उन्नत पेरोव्स्काइट सामग्री शामिल है, साथ ही पीवी सिस्टम पर गर्मी के तनाव को प्रबंधित करने के लिए इंस्टॉलेशन और सिस्टम लेवल कूलिंग के डिजाइन को संशोधित करना शामिल है।

अंत में, यह स्थापित हो गया है कि एक "न्यायसंगत परिवर्तन" ढांचे को लागू करने की आवश्यकता है। वैश्विक जलवायु और ऊर्जा शासन प्रणाली को उन्नत तकनीकी हस्तांतरण, उन्नत जलवायु वित्तपोषण के रूप में अधिक समर्थन प्रदान करके और विकासशील देशों की इस ऊर्जा संक्रमण से जुड़ी अतिरिक्त लागत और जोखिमों को प्रबंधित करने में मदद करने की क्षमता का निर्माण करके मौजूद क्षेत्रीय असमानताओं को स्वीकार और संबोधित करना चाहिए।

निष्कर्ष
पेकिंग विश्वविद्यालय का यह ऐतिहासिक अध्ययन वैश्विक ऊर्जा क्षेत्र के लिए एक महत्वपूर्ण चेतावनी है। यह दर्शाता है कि जलवायु परिवर्तन न केवल नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा हल की जाने वाली एक चुनौती है, बल्कि उनकी आर्थिक व्यवहार्यता और दीर्घकालिक प्रदर्शन के लिए भी एक सीधा खतरा है। एक मजबूत और न्यायसंगत स्वच्छ ऊर्जा परिवर्तन सुनिश्चित करने के लिए अब सक्रिय रूप से दुनिया के सौर बुनियादी ढांचे को उस गर्म दुनिया के अनुकूल बनाने की आवश्यकता है जिसे बनाने में यह मदद कर रहा है।