太陽光発電やその他のクリーン エネルギー技術を向上させるには、ハードウェアの枠を超えて目を向けましょう

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MITの研究者らによると、太陽エネルギーやその他のクリーンエネルギー技術のコストを削減し続けるために、科学者や技術者は少なくとも部分的にはハードウェアに基づかない技術機能の改善に注力する必要があるだろうという。 彼らはこの発見とその背後にあるメカニズムを今日の Nature Energy で説明しています。

太陽エネルギー システムの設置コストは 1980 年以来 99 パーセント以上低下しましたが、この新しい分析は、成文化された許可慣行、サプライ チェーン管理技術、導入に必要なシステム設計プロセスなどの「ソフト テクノロジー」の特徴を示しています。太陽エネルギープラントは、総コスト削減の 10 ～ 15 パーセントにしか貢献しませんでした。 ハードウェア機能の改善が大きなシェアを占めました。

しかし、ソフトテクノロジーが太陽エネルギーシステム設置の総コストをますます支配しているため、この傾向は将来のコスト削減を遅らせ、クリーンエネルギーへの世界的な移行を妨げる恐れがあると、研究の主著者であるマサチューセッツ工科大学データ研究所のジェシカ・トランシック教授は述べている。システムと社会 (IDSS)。

Trancik の共著者には、筆頭著者の Magdalena M. Klemun が含まれます。彼は元 IDSS 大学院生で博士研究員であり、現在は香港科技大学の助教授です。 Goksin Kavlak 氏は元 IDSS 大学院生で博士研究員で、現在は Brattle Group の社員です。 元IDSS博士研究員で現在はハーバード大学ケネディスクールの上級研究員であるJames McNerney氏。

研究チームは、ハードウェア技術の特徴とソフト技術の特徴の両方の寄与を捉える、太陽エネルギーシステムのコストの推移を分析するための定量的モデルを作成しました。

このフレームワークは、ソフト テクノロジーが時間の経過とともにあまり改善されていないこと、そしてソフト テクノロジーの機能が全体のコスト削減に寄与したのは以前の推定よりもさらに小さいことを示しています。

彼らの調査結果は、この傾向を逆転させてコスト低下を加速するために、技術者は最初から太陽エネルギーシステムのソフトテクノロジーへの依存度を下げることを検討するか、非効率な導入プロセスを改善することで問題に直接取り組むことができることを示しています。

「クリーン エネルギーへの移行をサポートするには、効率と非効率がどこにあるのか、そしてそれらの非効率にどう対処するかを真に理解することが重要です。 私たちはこれに巨額の公的資金を投資していますが、これらの資金を有効なものにするためにはソフトテクノロジーが絶対に不可欠になります」とトランシック氏は言います。

「しかし、」とクレムン氏は付け加えます。「私たちはソフトテクノロジーの設計について、ハードウェアの場合ほど体系的に考えていませんでした。 それを変える必要がある。」

ソフトコストに関する厳然たる真実

研究者らは、太陽光発電所の建設にかかるいわゆる「ソフトコスト」、つまり発電所の設計と設置にかかる費用が、総コストに占める割合をはるかに大きくしていることを観察している。 実際、現在、ソフトコストの割合は通常 35 ～ 64 パーセントの範囲にあります。

「私たちは、これらのソフトコストがどこから来ているのか、そしてなぜ時間の経過とともにハードウェアコストほど早く下がらないのかを詳しく調べたいと思いました」とトランシック氏は言います。

これまで科学者は、総コストを追加要素 (ハードウェア コンポーネントと非ハードウェア コンポーネント) に分割し、これらの要素が時間の経過とともにどのように変化したかを追跡することで、太陽エネルギーのコストの変化をモデル化してきました。

「しかし、これらの変化率がどこから来ているのかを本当に理解したい場合は、もう 1 レベル深く進んでテクノロジーの機能を調べる必要があります。 その後、物事は違った方向に分かれました」とトランシックは言います。