Исследователи из Великобритании проанализировали глобальную инфраструктуру солнечной энергетики и пришли к выводу, что атмосферные аэрозоли существенно ограничивают выработку солнечных электростанций. Основным источником этих аэрозолей остаётся сжигание угля.

Исследователи объединили существующие каталоги электростанций с анализом спутниковых снимков, а также с краудсорсинговыми данными о расположении объектов. Затем по спутниковым изображениям были рассчитаны размеры станций, а погодные данные позволили оценить их потенциальную и фактическую генерацию.

После этого команда смоделировала, сколько энергии могли бы производить панели при отсутствии облаков и аэрозольного рассеяния солнечного света. Результаты оказались значительными: в 2023 году более четверти потенциальной солнечной генерации было потеряно. Около 20% пришлось на облачность и ещё 6% — непосредственно на аэрозоли.

В абсолютных значениях речь идёт более чем о 500 ТВт·ч недополученной электроэнергии — примерно столько ежегодно производят 84 угольные электростанции мощностью по 1 ГВт каждая.

Иллюстрация: Nano Banana

Авторы отдельно подчёркивают, что аэрозоли не только напрямую рассеивают солнечный свет, но и участвуют в формировании облаков, дополнительно снижая эффективность солнечной генерации. Однако вклад облаков значительно сложнее оценить количественно, поэтому основное внимание исследование сосредоточило именно на аэрозольном загрязнении.

Крупнейшим источником таких частиц оказались выбросы диоксида серы, возникающие преимущественно при сжигании угля. По оценке авторов, на них приходится почти половина всех аэрозолей, учтённых в анализе. Ещё около 18% составляют углеродсодержащие частицы, также связанные с ископаемым топливом.

Наиболее заметный эффект зафиксирован в Китае. Там аэрозоли снижают солнечную генерацию примерно на 7,7% и компенсируют от трети до половины ежегодного прироста солнечной энергетики. Пространственное распределение потерь практически совпадает с расположением угольных электростанций. Дополнительный анализ загрязнения показал, что около 30% аэрозольных потерь в Китае напрямую связаны с угольной генерацией.

В США эффект оказался слабее — около 3%. Исследователи связывают это с географией: солнечные станции в основном сосредоточены на юге и западе страны, тогда как угольная генерация исторически размещена преимущественно на востоке и северо-востоке.

Авторы отмечают, что ситуация в Китае постепенно улучшается благодаря выводу из эксплуатации наиболее загрязняющих угольных станций и переходу на более эффективные мощности. Данные показывают, что вместе со снижением загрязнения уменьшается и влияние аэрозолей на солнечную генерацию.