Raport „Czysta energia”: Panele, które kiedyś ledwie wystarczały na podgrzanie wody, dziś są najtańszym źródłem prądu
Czterdzieści siedem lat temu prezydent USA Jimmy Carter stał z uśmiechem przed zestawem 32 dużych, masywnych paneli słonecznych. Był rok 1979, a kryzys naftowy sprawił, że ceny paliw wystrzeliły. Carter postanowił uczynić Biały Dom przykładem oszczędzania energii i wykorzystywania jej alternatywnych źródeł. „Energia słoneczna nie będzie zanieczyszczać naszego powietrza ani wody – mówił. – Nie zabraknie nam jej. Nikt nigdy nie będzie mógł zaanektować Słońca ani przerwać dostaw pochodzącej z niego energii”.
Panele były drogie i prymitywne według dzisiejszych standardów. Kosztowały około 160–500 dolarów w przeliczeniu na dzisiejsze ceny, a do tego nawet nie wytwarzały prądu; jedyną rzeczą, jaką robiły, było podgrzewanie wody m.in. na potrzeby kuchni. Jednak argument Cartera jest wciąż aktualny: w zglobalizowanej gospodarce, w której pojedynczy konflikt może z dnia na dzień wstrzymać dostawy milionów baryłek paliw kopalnych, atrakcyjność Słońca jako źródła energii jest niepodważalna. A jeśli chodzi o koszt energii, lepszej oferty obecnie nie znajdziemy. „Energetyka słoneczna dostarcza dziś najtańszy prąd” – mówi Walajabad S. Sampath, dyrektor ośrodka Center for Next Generation Photovoltaics na Colorado State University.
Jeszcze zanim konflikt USA z Iranem doprowadził do zamknięcia cieśniny Ormuz na wiele miesięcy, co poskutkowało gwałtownym wzrostem cen paliw kopalnych, energetyka słoneczna rozwijała się w zawrotnym tempie. W ubiegłym roku świat zwiększył produkcję energii elektrycznej z fotowoltaiki o 600 terawatogodzin – taka ilość wystarczyłaby na zasilenie Kanady przez cały rok. Po raz pierwszy w historii odnawialne źródło energii znalazło się na pierwszym miejscu pod względem wzrostu podaży energii na świecie. Z danych Międzynarodowej Agencji Energetycznej (International Energy Agency, IEA) wynika, że był to również największy w ciągu jednego roku przyrost produkcji energii elektrycznej wśród wszystkich technologii jej wytwarzania. W kwietniu think tank energetyczny Ember zwrócił uwagę, że obecna globalna produkcja słonecznego prądu odpowiada całkowitemu zapotrzebowaniu Unii Europejskiej na energię elektryczną. I choć wciąż pozostaje ona w tyle za gazem ziemnym i węglem, jej udział w produkcji energii wzrósł w latach 2014–2025 niemal 19 razy.
Administracja Trumpa była niechętna energetyce słonecznej, ograniczając o miliardy dolarów finansowanie przystępnych cenowo projektów i odmawiając, za pośrednictwem Departamentu Spraw Wewnętrznych, wydawania nowych pozwoleń. Jednak między innymi dzięki ulgom podatkowym oraz inwestycjom, które rozpoczęły się jeszcze przed zmianą lokatora w Białym Domu, energetyka słoneczna w USA nadal ma rozpęd, a jej bilans ekonomiczny pozostaje atrakcyjny. W maju tego roku udział Słońca w produkcji energii elektrycznej w USA po raz pierwszy w historii przewyższył udział węgla. Przyjrzymy się, w jaki sposób źródło energii, które niegdyś było niszowe, stało się globalną potęgą.
Energetyka słoneczna dostarcza najtańszej energii w historii
Kiedy sampath na początku lat 90. zaczynał pracę w tej branży, uważano powszechnie, że żaden panel słoneczny nigdy nie będzie w stanie uzyskać wystarczającej ilości słonecznej energii, by zrekompensować energię zużytą do jego wytworzenia. Dziś standardowa instalacja słoneczna odzyskuje energię wykorzystaną do jej produkcji w ciągu roku lub dwóch, a domowy system fotowoltaiczny kosztuje około 25 tys. dolarów, co czyni go znacznie bardziej praktycznym rozwiązaniem niż instalacja, którą Carter zamontował w Białym Domu.
Opłacalność energetyki słonecznej jest częściowo zasługą postępu technicznego, który zwiększył sprawność paneli. Najnowocześniejszy panel IBM z 1977 roku, wykorzystywany do badań laboratoryjnych, osiągał sprawność 22% – dziś taką wartość można uzyskać w najlepszych zestawach domowych. Standardowe systemy osiągają około 20%.
Jednym z najważniejszych przełomów, który nastąpił pod koniec lat 80., było opracowanie rodzaju ogniwa słonecznego określanego skrótem PERC (passivated emitter and rear cell, ogniwo z pasywacją emitera i spodniej strony ogniwa). Zastosowano w nim dodatkową warstwę odbijającą z tyłu ogniwa, która pozwalała wychwytywać więcej światła, by przekształcać je w energię elektryczną, a jednocześnie blokowała fale o większej długości powodujące niepotrzebne dodatkowe nagrzewanie się ogniwa, prowadzące do zmniejszenia jego wydajności, a nawet degradacji. Od 2024 roku PERC ustępuje miejsca innej technologii – ogniwom typu TOPCon (tunnel oxide passivated contact, z pasywnym kontaktem wykorzystującym zjawisko tunelowania przez cienką warstwę tlenku). Wyprzedziły one ogniwa PERC dzięki większej sprawności i łatwości zwiększenia produkcji. „Wyższa sprawność oznacza stosunkowo mniejszy panel, mniej zajętego miejsca, mniej okablowania i mniej elementów konstrukcyjnych, na których montuje się panele – mówi Sampath. – Wszystkie te potrzeby maleją wraz ze wzrostem sprawności”.
Na gwałtowny spadek cen w ciągu ostatniej dekady wpłynął również postęp po stronie produkcji: materiały są czystsze, a procesy wytwarzania precyzyjniejsze. Znaczenie miała także skala produkcji. Chiński przemysł fotowoltaiczny jest obecnie silnie zintegrowany i wydajny, a większe fabryki mogą produkować panele z niższym kosztem jednostkowym niż w czasach, gdy energetyka słoneczna była niszową gałęzią przemysłu z małymi liniami produkcyjnymi. Świat – na czele z Chinami – jest dziś w stanie w ciągu jednego roku wyprodukować moduły fotowoltaiczne o łącznej mocy 1405 GW.
Wszystko to przekłada się na tanią energię elektryczną. W ubiegłym roku firma doradcza Lazard opublikowała raport, który wykazywał, że uśredniony koszt energii – czyli koszt instalacji podzielony przez ilość energii, jaką ma ona wyprodukować w ciągu całego okresu eksploatacji – wynosi dziś od 38 do 78 dolarów za megawatogodzinę (MWh) w przypadku nowych wielkoskalowych elektrowni słonecznych. Dla porównania, dla nowych elektrowni gazowych wartość ta waha się w przedziale 48–109 dolarów za MWh. IEA już w 2020 roku uznała, że energia z wielu instalacji fotowoltaicznych jest najtańszą formą energii w historii ludzkości. „Nawet tam, gdzie wsparcie rządowe jest słabe lub zostało ograniczone, jak w USA, energia słoneczna pozostanie konkurencyjna cenowo” – mówi Christopher Namovicz, analityk z U.S. Energy Information Administration. Energia słoneczna na dobre dołączyła więc do węgla i gazu ziemnego jako tani gracz na rynku energii.
Dwa kraje, choć niezamierzenie, doprowadziły do przełomu
Choć technologia stojąca za energetyką słoneczną istnieje od lat 50., jej rozwój w ostatnich dekadach można częściowo przypisać wydarzeniom, które rozegrały się w dwóch krajach na początku XXI wieku: Niemczech i Chinach. W tamtym czasie niemiecka Partia Zielonych wykorzystała układ sił w rządzie do wprowadzenia systemu subsydiów dla dachowych instalacji fotowoltaicznych, mówi Bill McKibben, działacz środowiskowy i pisarz zajmujący się kwestiami klimatycznymi. Równocześnie Chiny zwiększały na masową skalę swoje moce produkcyjne. Niemieckie subsydia pomogły stworzyć europejski rynek dla modułów i komponentów fotowoltaicznych, a chińskie firmy budowały fabryki, aby zaspokoić ten popyt.
Gdy po kryzysie gospodarczym w 2009 roku popyt na panele słoneczne spadł, chiński rząd wkroczył do akcji i wynegocjował z Unią Europejską minimalne ceny importowe, aby podtrzymać eksport, a także ustanowił krajowe cele rozwoju energetyki słonecznej, żeby pobudzić popyt wewnętrzny. „Chiny rozwinęły podaż, ale same miały niewielki rynek wewnętrzny, a ponieważ problem zanieczyszczeń atmosferycznych narastał, rozwój energetyki słonecznej pozwalał realizować kilka priorytetów jednocześnie” – mówi Lauri Myllyvirta, współzałożyciel organizacji Center for Research on Energy and Clean Air (CREA). Później Pekin zmusił firmy do konsolidacji, zapobiegając konkurencji, która mogłaby doprowadzić do upadku ich wszystkich. W efekcie powstał silnie zintegrowany i bardzo wydajny przemysł – mówi Michael Davidson, profesor polityki i inżynierii na University of California w San Diego. Chiński rząd zaczął również inwestować miliardy dolarów w badania i rozwój czystej energii.
Chiński przemysł fotowoltaiczny przyczynił się również do innowacji w produkcji, dzięki czemu przetwarzanie surowców stało się znacznie bardziej jednolite. W efekcie krzem wykorzystywany dziś w komercyjnych panelach ma czystość 99,9999999% – ocenia Sampath. Fakt, że Chiny wytwarzają dziś zdecydowaną większość instalacji fotowoltaicznych, daje im znaczną przewagę nad innymi krajami, ponieważ produkcja na tak olbrzymią skalę pozwala znacznie obniżyć koszty. „Skupili się na tym celu, konsekwentnie wprowadzali kolejne ulepszenia” – mówi Sampath. Dziś Chiny są nie tylko największym producentem, lecz także największym rynkiem.
W 2024 roku Chiny odpowiadały za ponad 93%. światowej produkcji krzemu polikrystalicznego, prawie 97% produkcji płytek krzemowych, około 92% produkcji ogniw fotowoltaicznych i około 86% produkcji modułów fotowoltaicznych, wynika z danych China Photovoltaic Industry Association. Obecnie fotowoltaika dostarcza 10% energii elektrycznej w Chinach, mówi Myllyvirta.
W 2025 roku odnawialne źródła energii pokryły cały wzrost zapotrzebowania Chin na energię elektryczną, co pozwoliło na ustabilizowanie emisji gazów cieplarnianych mimo wzrostu zapotrzebowania na prąd. Kraj produkuje dziś tak dużo urządzeń fotowoltaicznych, że pojawiły się trudności ze znalezieniem wystarczającej liczby nabywców, choć wojna w Iranie zwiększyła popyt. W marcu tego roku eksport chińskiego sektora solarnego osiągnął rekordowy poziom porównywalny z całkowitą mocą instalacji fotowoltaicznych w Hiszpanii.
Chiny intensywnie inwestują również w rozwój ogniw nowej generacji, mówi Davidson. Według niego kraj ten niemal na pewno jako pierwszy skomercjalizuje ogniwa tandemowe o wyższej sprawności, które często łączą krzem z perowskitami. Innymi słowy, chiński przemysł fotowoltaiczny zapewne jeszcze długo będzie dominował na świecie, przewiduje Davidson. „Chińskie firmy wciąż są o wiele bardziej zaawansowane i konkurencyjne aniżeli firmy z innych krajów” – mówi.
Energetyka słoneczna pozwala krajom na całkowite uniezależnienie się od paliw kopalnych
W ugandyjskiej wiosce kijumba, w pobliżu której przebiegają dwa rurociągi naftowe, mieszkańcy od lat palili trawę lub drewno, aby oświetlić domy. Około połowa Ugandyjczyków wciąż nie ma dostępu do elektryczności. Jednak w niektórych domach w Kijumbie pojawiło się już elektryczne światło. To efekt kampanii o nazwie REPower Afrika, w ramach której miejscowe kobiety uczą się samodzielnie instalować systemy solarne.
REPower ruszyła w 2024 roku, aby dostarczać energię słoneczną do wiosek, których mieszkańcy zostali przesiedleni w związku z budową rurociągu do transportu paliwa kopalnego. „Energię słoneczną można bardzo łatwo zdecentralizować” – podkreśla Rukiya Khamis, która w organizacji 350.org zajmującej się sprawiedliwością klimatyczną kieruje programem dla Afryki Wschodniej. „Każdy może z niej korzystać. Można umieścić panele na dachu i gotowe. Włączasz i od razu działa” – zauważa.
W 2025 roku w różnych krajach Afryki zainstalowano w energetyce słonecznej łącznie 4,5 GW nowej mocy – o 54% więcej niż w 2024 roku. To największy do tej pory wzrost mocy solarnych na kontynencie w jednym roku. „Rewolucja słoneczna w Afryce już się rozpoczęła” – mówi Sonia Dunlop, dyrektor generalna Global Solar Council (GSC), organizacji reprezentującej sektor energii słonecznej. Z danych GSC wynika, że w ostatnich czterech latach udział scentralizowanych, wielkoskalowych projektów w imporcie paneli słonecznych wynosił średnio tylko 15%. Oznacza to, że za ekspansję energetyki słonecznej odpowiadają przede wszystkim małe instalacje umieszczane na dachach domów.
Tego rodzaju niezależność jest atrakcyjna nie tylko z perspektywy bezpieczeństwa energetycznego, ale też sprawiedliwości społecznej, mówi Khamis. Małoskalowe instalacje nie powodują większych szkód środowiskowych i nie prowadzą do wysiedlania ludzi, a prąd zaczyna płynąć od razu. „Jeśli ktoś mieszka w odległej wiosce w Afryce, może czekać ponad dekadę na podciągnięcie do niej linii energetycznej. Ale może kupić panel słoneczny i mieć prąd za miesiąc” – mówi Daan Walter, główny naukowiec w Ember.
Cena jest także kluczowym czynnikiem w przypadku większych projektów realizowanych w rozwijających się krajach, mówi Walter. Energia słoneczna przez długi czas wiązała się z wysokim kosztem początkowym, na który większości ludzi i przedsiębiorstw nie było stać, szczególnie w gospodarkach wschodzących, w których koszt kredytu może wynosić nawet ponad 20%. Aby projekt taki, jak mała fabryka zasilana energią słoneczną, był opłacalny, kredytobiorcy muszą odzyskać poniesione koszty w ciągu dwóch–trzech lat, mówi Walter. Kiedy nowe elektrownie węglowe i gazowe były tańsze od nowych instalacji fotowoltaicznych, inwestycja w energię słoneczną zwracała się zbyt długo, a paliwa kopalne pozostawały najtańszą opcją. Jednak niedrogie systemy produkowane w Chinach są dziś konkurencyjne cenowo w stosunku do nowych elektrowni węglowych i gazowych. „Konsumenci nie są już zmuszeni do wyboru paliw kopalnych tylko dlatego, że jest to jedyna opcja, na którą mogą sobie pozwolić w krótkim terminie. Teraz mogą wybrać także energetykę słoneczną” – mówi Walter.
Wzrost kosztów życia spowodowany zamknięciem cieśniny Ormuz sprawia, że panele słoneczne – a także elektryczne taksówki motocyklowe boda boda kursujące po ulicach miast Afryki Wschodniej – stają się jeszcze atrakcyjniejsze dla zwykłych ludzi. (Chociaż, jak zauważa Khamis, wzrost cen energii skłania niektóre afrykańskie rządy do rozwijania własnych zasobów paliw kopalnych, aby zmniejszyć zależność od importu.)
„Wyzwaniem jest zapewnienie finansowania i wsparcia ze strony władz, aby energia słoneczna trafiła do jeszcze większej liczby domów – mówi Edwin Mumbere, dyrektor Center for Citizens Conserving Environment and Management w Ugandzie. – Zwykli ludzie coraz częściej uświadamiają sobie, że energia odnawialna przynosi realne korzyści rozwojowe już teraz, a plany oparte na wielkoskalowych projektach paliw kopalnych wiążą się tylko z obietnicami”.
Paliw kopalnych może zabraknąć, światła słonecznego – nie
Pięć lat temu dachy domów w lahore miały niemal zawsze brązowy kolor. Dziś na zdjęciach lotniczych niektórych dzielnic tego miasta, drugiego co do wielkości w Pakistanie, widać morze czerni. To panele instalowane dom po domu.
Ta zmiana nastąpiła w wyniku reakcji mieszkańców Pakistanu na kryzys: rosyjską inwazję na Ukrainę w 2022 roku, która doprowadziła do nałożenia przez USA i Europę sankcji na rosyjską ropę.
W latach 2022–2025 część Pakistańczyków zainwestowała w domowe instalacje fotowoltaiczne, korzystając z zachęt finansowych. W rezultacie kraj zwiększył roczną produkcję prądu ze Słońca z 7,7 TWh do 36,6 TWh. W ubiegłym roku energetyka słoneczna dostarczyła ponad 20% energii elektrycznej w Pakistanie, wskazują dane zgromadzone przez Ember. W niedalekim Bangladeszu udział ten wynosi mniej niż 2%.
Analiza CREA z 2026 roku wykazała, że od 2018 roku pakistańska rewolucja słoneczna pozwoliła uniknąć wydania 12 mld dolarów na import ropy i gazu. Tylko w obecnym roku Pakistan może zaoszczędzić ponad połowę tej kwoty, unikając wysokich kosztów paliw kopalnych spowodowanych przez konflikt USA z Iranem. „Światło słoneczne pokonuje 150 mln km w drodze do Ziemi, ale żaden z tych kilometrów nie znajduje się w cieśninie Ormuz” – mówi McKibben. Na przejściu na energetykę słoneczną i inne odnawialne źródła skorzystała również Hiszpania. Ambitne inwestycje z ostatnich lat uchroniły ten kraj przed wzrostem cen energii wynikającym z konfliktu z Iranem – pokazał czerwcowy raport Ember. W marcu tego roku ceny prądu w Hiszpanii były średnio trzykrotnie niższe niż we Włoszech, gdzie paliwa kopalne mają znacznie większy udział w miksie energetycznym.
Podobna do tej w Pakistanie rewolucja słoneczna napędzana kryzysem trwa na Kubie. Amerykańskie embargo na ropę sprawia, że mieszkańcy wyspy gotują na drewnie i zmagają się z powtarzającymi się przerwami w dostawach prądu. Dlatego kraj ten zwrócił się ku Chinom. W ubiegłym roku Kuba sprowadziła z Chin tyle paneli i ogniw słonecznych, że ich łączna moc wynosiła 1308,8 MW, w porównaniu z 19,4 MW w 2023 roku – wynika z danych Ember. Może to być jedna z najszybszych transformacji energetycznych w historii. Dla kraju wyspiarskiego, takiego jak Kuba, zdecentralizowana energetyka słoneczna może być również jedyną opcją zapewnienia dostaw prądu po przejściu silnego huraganu. Gdy w 2025 roku huragan Melissa zalał intensywnymi deszczami Kubę, wiele osób było przez długie tygodnie całkowicie lub przejściowo odciętych od prądu.
Energetyka słoneczna nie jest jednak całkowicie odporna na wstrząsy geopolityczne. Chiny produkują zdecydowaną większość ogniw fotowoltaicznych i akumulatorów i w razie konfliktu mogłyby odmówić eksportu tych produktów do niektórych krajów. Wiele państw chce również ograniczyć zależność od Chin nawet w sytuacji braku konfliktu. Indie i niektóre kraje Azji Południowo-Wschodniej produkują coraz więcej własnych paneli, choć to Chiny wciąż kontrolują dostawy takich surowców, jak krzem polikrystaliczny.
Gdyby jednak Chiny ograniczyły eksport, z tego powodu ucierpiałby jedynie dalszy przyrost mocy – uważa Walter. „Kiedy zainstalujesz panele, nikt nie będzie ci mógł powiedzieć, że nie masz prawa do pozyskiwania energii przenoszonej przez promienie słoneczne padające na twój dach” – mówi.