2050年屋顶光伏将供应全球25-49%电力需求

由于开发能力提升、成本下降，屋顶太阳能光伏技术(例如用于家庭、商业和工业建筑的屋顶太阳能电池组件)成为目前开发速度最快的发电技术。根据一份新报告，预计至2050年，光伏技术可满足全球25-49%的电力需求。

尽管有这些预期，但对这一技术的发电潜力和相关成本的全球评估仍然是一项挑战，新报告试图完成这一挑战。

包括主要作者Siddharth Joshi在内的研究团队与University College Cork (UCC)大学的同事Brian Ó Gallachóir教授、Paul Holloway博士以及伦敦帝国学院、哥伦比亚大学和艾哈迈达巴德大学的同事一起，评估了全球屋顶太阳能光伏发电的潜力和相关成本。

作者绘制了1.3亿平方公里的全球地表面积，利用一种新的机器学习算法确定了20万平方公里的屋顶面积，然后对这些屋顶面积进行分析，用于量化屋顶太阳能光伏发电的全球发电潜力。

作者发现，每兆瓦时40-280美元的成本就可以实现每年27PWh的全球潜力。亚洲、北美和欧洲的发电潜力最大。其中，印度以每兆瓦时66美元和中国以每兆瓦时68美元实现电力潜能的成本最低，而英国和美国是成本最高的国家之一。

作者认为，屋顶太阳能电池组件的发电潜力在2018年超过了全球每年的电力消费总量。然而，其未来潜力将取决于电力存储解决方案的开发与成本。

UCC研究员Siddharth Joshi表示："我们第一次结合大数据、机器学习和地理信息系统，以更高的精度分析全球屋顶光伏的空间和时间特征。这项研究有助于提升屋顶太阳能光伏在全球能源系统中的代表性。”

作者总结称，他们的发现将对可持续发展和减缓气候变化的努力产生重要影响。在全球范围内，2018年有近8亿人没有电，其中大多数人生活在农村地区。

合著者Brian Ó Gallachóir教授表示："屋顶太阳能的潜力达到27PWh，这极为重要。相比之下，2019年，全球所有家庭的总用电量为6PWh。下个月，英国将举行全球气候变化大会，这些结果非常及时。屋顶太阳能光伏发电不仅有助于减少排放，还能让房主直接参与能源转型。"

资深作者James Glynn博士评论称："这项研究生成的公开数据有助于量化、定位和优先考虑对零碳电力系统的投资。通过绘制高分辨率的全球太阳能光伏屋顶潜力图，发展中国家的开发银行和能源机构可以更好了解这种技术在推动气候行动、获得可负担的清洁能源等可持续发展领域的作用。"

伦敦帝国学院Grantham研究所能源和综合评估模型研究助理Shivika Mittal博士表示，“在过去十年里，太阳能屋顶组件发电成本已经大幅下降。我们的新数据将帮助政府、组织、企业确定太阳能电力‘热点’，它们可以为这些热点调动新投资，这会有助于加快太阳能电力应用。"

这些来自UCC大学SFI能源、气候和海洋研究中心MaREI机构的研究人员与国际研究伙伴合作，在《自然通讯》杂志上发表了他们的研究成果。