У безплідних землях округу Чаквал (північна частина центрального Пакистану) компанія Bestway Cement перетворює ділянки сухої землі та оливково-персикові гаї на «ліс» із сонячних панелей.
За заявою компанії, до кінця року її зусилля дозволять збільшити генераційні потужності на 6,34 МВт на додаток до вже встановлених фотоелектричних систем потужністю 26 МВт. Сонячна енергія забезпечує більше чверті потреб в електриці цементного заводу.
"Це єдиний спосіб залишатися конкурентоспроможними", — каже Абдул Вахід, генеральний директор підприємства у Чаквалі, що виробляє понад 3 мільйони тонн цементу на рік. "Наші конкуренти вже пішли цим шляхом".
Bestway та її конкуренти — лише одні з мільйонів підприємств та домогосподарств у всьому світі, які встановили сонячні панелі на дахах, у дворах, садах та інших ділянках, чому сприяла приплив дешевих компонентів з Китаю.
За даними Статистичного огляду світової енергетики (Statistical Review of World Energy), підготовленого Інститутом енергетики (Energy Institute), до кінця 2025 року сумарна потужність таких установок у світі досягла майже 1,2 теравата. Хоча через залежність від сонячного світла фактичне вироблення енергії становить лише частину теоретично можливого максимуму, цей показник приблизно втричі перевищує сумарну потужність всіх атомних електростанцій світу.
Сонячна революція, що стала можливою завдяки дешевим китайським фотоелектричним панелям — а також поширення малої, індивідуальної генерації, змінює енергетику як у країнах, що розвиваються, так і в промислово розвинених. Мільйони людей у бідних країнах отримали надійніший доступ до електроенергії, найчастіше завдяки власним зусиллям, а не внаслідок створення масштабної централізованої інфраструктури.
Споживачі у всьому світі переходять на чистішу енергію та скорочують витрати на оплату рахунків в умовах, коли вартість життя викликає постійне занепокоєння — багато в чому через війну США проти Ірану та вторгнення росії в Україну.
Однак настільки масштабний і неконтрольований приплив енергії пов'язаний і з ризиками: світова енергетична інфраструктура не була розрахована на системи автономної генерації сонячної енергії. Це може вплинути на інвестиції, моделі ціноутворення і навіть на надійність енергопостачання.
У деяких країнах зростання такої локальної генерації починає підривати економіку виробництва та розподілу електроенергії — і це відбувається якраз у той момент, коли енергокомпаніям необхідно вкладати значні кошти в модернізацію мереж, щоб забезпечити двосторонній потік енергії (як споживачам, так і від них). Великобританія та ряд штатів США схвалили продаж недорогих сонячних панелей типу "plug and play" (під'єднай та користуйся), які вже широко представлені в інших країнах Європи. Існують побоювання, що таке обладнання, що підключається безпосередньо до побутової електромережі, внесе додаткову непередбачуваність в і без того складне завдання прогнозування та управління загальним попитом на електроенергію.
Наочним прикладом цієї проблеми стало масштабне відключення електрики, що відбулося минулого року і торкнулося значної частини території Іспанії та Португалії. Професор Януш Бялек, експерт у галузі електроенергетичних систем з Імперського коледжу Лондона, у своїй нещодавній статті зазначив: хоча сонячна енергетика та інші відновлювані джерела енергії (ВДЕ) не стали безпосередньою причиною збою, Іспанія не зуміла достатньо адаптувати свою енергосистему до їх бурхливого зростання.
"Стрімке збільшення частки ВДЕ у багатьох енергосистемах призводить до кардинальних змін у їхньому функціонуванні, природа яких нам поки не до кінця зрозуміла", - пише він.
Жозефін Берг, керівник досліджень у галузі сонячної енергетики та систем накопичення енергії в компанії S&P Global, зазначає, що розвиток сонячної енергетики "повністю трансформує систему, перетворюючи її з централізованої структури на модель, де кожен може виробляти свою електроенергію".
"Розподільні мережі не завжди готові прийняти значний приплив електроенергії... і якщо кількість сонячних панелей та акумуляторів зростає, а обсяги закупівель електроенергії з мережі скорочуються, то хто оплачуватиме витрати на утримання самої мережі?" - додає вона.
Сайєд Мухаммад Таха, генеральний директор компанії K-Electric, чудово знайомий із цією проблемою. Для енергокомпанії, яка обслуговує 20 мільйонів жителів пакистанського прибережного мегаполіса Карачі, сонячні панелі – це одночасно "і благословення, і прокляття", каже він.
Бетонні вілли в престижному районі Карачі — Defence Housing Authority, розташованому прямо під вікнами його офісу, — покриті фотоелектричними панелями. "Це мої найкращі клієнти, — нарікає він, — але вони роблять вибір на користь сонячної енергії."
На рубежі тисячоліть вартість сонячних панелей становила 5–6 доларів за ват встановленої потужності. Сьогодні вони продаються приблизно по 12 центів за ват – рівень, який Дейв Джонс, співзасновник аналітичного центру Ember, назвав "обурливо низьким".
Таке значне зниження цін стало прямим наслідком вибухового зростання виробничих потужностей у Китаї: за даними дослідницької компанії Wood Mackenzie, вони досягають приблизно 1,36 теравата, навіть попри спроби Пекіна обмежити обсяги випуску продукції для боротьби з дефляцією цін.
Здешевлення панелей сприяло їх масовому впровадженню в самому Китаї й допомогло сонячній енергетиці перетворитися з субсидованої технології, що використовується переважно на ринках, націлених на декарбонізацію, на найважливіше джерело електроенергії там, де вона в дефіциті, коштує дорого або подається з перебоями. Цей процес розпочався в таких країнах, як Пакистан, Бразилія та ПАР, а тепер поширився на інші регіони Африки та Філіппіни.
На основі аналізу митних даних організація Ember прогнозує, що в поточному році в Африці буде введено в експлуатацію нові сонячні енергоустановки загальною потужністю близько 17 гігаватів. За оцінками експертів, більшу частину цього обсягу становитимуть невеликі системи, встановлені на заводах та інших комерційних підприємствах. "Якщо ви власник бізнесу і споживаєте електроенергію в денний час, використання сонячної енергії для вас - природне і вигідне рішення", - зазначає Джонс.
Однак сонячна енергетика приносить користь і домогосподарствам. "Замість того, щоб користуватися двома-трьома гасовими лампами, сім'я отримує освітлення, яке у 20–40 разів яскравіше і доступніше щодня", — каже Аніш Таккар, співзасновник кенійської компанії Sun King, яка надає сім'ям кошти в кредит на купівлю сонячних панелей та акумуляторів.
За оцінками Ember, на Філіппінах за 12 місяців (по квітень включно) потужність сонячних установок на дахах будівель майже подвоїлася; розрахунки показують, що побутові сонячні панелі тепер можуть окупитися лише за три з лишком роки. Компанія Meralco, що займається розподілом електроенергії в країні, повідомила, що за перші шість місяців року сонячні установки на дахах виробили 372 гігават-годин електроенергії.
Національна програма субсидування встановлення сонячних панелей на дахах житлових будинків, запущена урядом Індії у лютому 2024 року з бюджетом майже 8 мільярдів доларів (за поточним курсом), вже забезпечила встановлення панелей більш ніж у 5 мільйонах будинків; За словами Правіра Сінхі, генерального директора Tata Power, щомісяця до програми приєднуються ще близько 500 тисяч домогосподарств. "Це демократизація використання електроенергії", - говорить він.
Наслідки конфлікту між США та Іраном підігріли інтерес до встановлення сонячних панелей на дахах будинків у Великій Британії. З кінця серпня британські домогосподарства можуть придбати в супермаркетах або будівельних магазинах панелі потужністю 800 Вт, які легко підключаються до домашньої мережі; на думку уряду, це дозволить людям трохи "полегшити тягар" витрат на електроенергію.
Ряд штатів США також спрощує населенню можливість використання таких систем. Так, губернатор Нью-Джерсі Мікі Шеррілл заявила, що "цілком зосереджена на зниженні витрат на енергію", і звільнила подібні пристрої від вимог щодо встановлення спеціальних лічильників. Панелі, готові до негайного підключення (за принципом plug-and-play), мають популярність в США, попри загальне негативне ставлення президента трампа до відновлюваних джерел енергії та його рішення скасувати податкові пільги для власників домашніх сонячних установок.
Санджів Рагхубір, керівник напрямку сталого розвитку в Shoprite — найбільшій мережі супермаркетів Африки, — зазначає, що компанія могла б "забезпечити енергією ціле передмістя" з панелей, які з 2015 року встановлюються на дахах магазинів та на вантажних автомобілях компанії у ПАР та Намібії.
Однак те, що вигідно для Shoprite (яка має нині пікову потужність близько 43 МВт і розглядає можливість впровадження систем накопичення енергії), створює проблеми для державної енергетичної компанії Eskom.
За оцінками Eskom, сонячні панелі та акумулятори — встановлені переважно підприємствами та заможними споживачами у відповідь на багаторічні віялові відключення електрики — стали причиною приблизно 7% загального скорочення обсягу продажів електроенергії (11,7 терават-години) за рік, що завершився в березні. Це посилило різке зниження попиту з боку промисловості, викликане високими тарифами.
Зниження виторгу відбувається в той момент, коли компанії Eskom необхідно фінансувати обслуговування електромережі (дозволяє домогосподарствам віддавати надлишки енергії в мережу в денний час) і електростанцій, що заповнюють дефіцит генерації в темний або похмурий час, а також коли запасів енергії в акумуляторах не вистачає для задоволення попиту.
"Всі власники сонячних панелей на дахах у будь-якому великому місті, як і раніше, підключені до загальної енергомережі", — каже генеральний директор компанії Ден Марокане. "Три тижні тому... всій країні довелося протягом трьох днів покладатися виключно на генерацію Eskom", — додає він, пояснюючи, що через похмуру погоду вироблення енергії сонячними панелями на дахах різко впало.
Компанія переглядає тарифну політику, щоб розділити витрати на мережну інфраструктуру та вартість самої електроенергії; аналітики сподіваються, що це підвищить ефективність ціноутворення та допоможе ринку адаптуватися до змін у структурі енергопостачання. Однак головне завдання компанії — не допустити так званої "спіралі смерті" комунального сектора, яку можна спостерігати в Пакистані, де основний тягар витрат на енергетичну інфраструктуру лягає на плечі малозабезпечених верств населення.
Споживачі, які не використовують сонячні панелі в районі Defence Housing Authority (Карачі), з більшою ймовірністю проживають у найбідніших частинах міста — наприклад, у густонаселеному районі Лярі. Рівень неплатежів там настільки високий, що енергокомпанія KE втрачає від 30 до 40 рупій на кожні 100 рупій, що витрачаються на енергопостачання цього району.
Такі споживачі, як механік Азем Балоч із Лярі, стикаються зі зростанням рахунків за електрику, оскільки енергокомпанії по всій країні намагаються відшкодувати витрати на раніше непродумане розширення потужностей централізованої генерації. Балоч з сім'єю орендує квартиру в старому багатоквартирному будинку, де встановити сонячні панелі на даху практично неможливо. "Я витрачаю на електрику понад половину свого доходу", - говорить він.
Сінха з компанії Tata Power визнає: "Якщо платоспроможні споживачі йдуть, а залишаються тільки ті, хто не платить, це стає проблемою". Однак він зазначає, що Індія знизила цей ризик, зосередивши заходи підтримки на домогосподарствах з низьким рівнем доходу, тоді як компанія отримує додатковий прибуток від встановлення сонячних панелей.
Поширення сонячних панелей на дахах в Африці порушує ширші питання щодо ролі енергокомпаній та мереж у майбутній енергетичній інфраструктурі континенту. "Як має виглядати енергомережа через п'ять чи десять років, якщо очікувати, що все більша частина попиту задовольнятиметься коштом систем, розташованих безпосередньо у споживача (так званих рішень 'за лічильником')?" — запитує Берг із S&P. "Всі говорять про величезну потребу в електромережах", – зазначає Джонс з організації Ember. "Але у світі розподіленої енергетики їх знадобилося б менше."
Проблеми, пов'язані з сонячною енергетикою, мають як фінансовий, так і суто практичний характер. В Австралії оператори високовольтних мереж зіткнулися з проблемою недостатнього попиту, оскільки споживачі одержують електроенергію від власних сонячних панелей, встановлених на дахах, а не із загальної мережі.
Надзвичайно низький попит може ускладнити експлуатацію певних електростанцій, необхідних для підтримки стабільності всієї енергосистеми. Попит та пропозиція електроенергії повинні бути постійно збалансовані, і в деяких штатах енергетичним компаніям доводиться буквально безплатно віддавати надлишки енергії, що виробляється у середині дня.
Надходження електроенергії з місцевих розподільчих мереж до магістральних мереж може призводити до підвищення напруги, що обмежує обсяг енергії, яку домогосподарства можуть передавати до загальної мережі.
Прогнозування вироблення енергії тисячами сонячних панелей, встановлених на дахах по всій величезній країні, — завдання вкрай складне, а ризики помилкових прогнозів зростають зі збільшенням кількості таких установок.
"Наприклад, у Перті дахи будинків масово вкриті сонячними панелями", — каже П'єрлуїджі Манкарелла, професор та завідувач кафедри електроенергетичних систем Мельбурнського університету. "Якщо над містом проходить великий грозовий фронт, вироблення електроенергії такими системами може впасти настільки різко, що це можна порівняти зі втратою потужності цілої атомної електростанції."
За його словами, в Австралії створено складну базу даних, що дозволяє зіставляти прогнози погоди з іншими системними показниками. Однак він сумнівається в доцільності додавання до цієї й без того громіздкої системи простих в установці панелей типу plug-and-play (під'єднай і користуйся). "Це не найкраща ідея", - стверджує він, вказуючи на сукупний ефект ситуації, коли, скажімо, мільйон споживачів встановлює панелі потужністю один кіловат кожна. Оператор енергосистеми практично не має уявлення про сумарну генерувальну потужність (порядок гігавата), що виникає в результаті таких дій, зазначає експерт. У більшості юрисдикцій такі сонячні панелі підлягають обов'язковій реєстрації, проте дослідження, проведені в Німеччині, показали, що багато установ залишаються незареєстрованими.
Зниження цін на побутові акумуляторні системи, що дозволяють накопичувати частину енергії, що виробляється "даховими" панелями, замість того, щоб віддавати її в загальну мережу, також допоможе пом'якшити цю проблему.
Вирішенню завдання сприяло б і покращення контролю за обсягами енергопостачання; багато компаній та державні органи вже звертаються для цього до технологій штучного інтелекту. Люсі Ю, представник уряду Великобританії з питань впровадження ШІ у сфері чистої енергетики, в опублікованому минулого тижня звіті зазначила, що штучний інтелект здатний вивчити "внутрішню структуру енергомережі" та прискорити розрахунки співвідношення попиту та пропозиції. Компанія UK Power Networks нещодавно завершила дослідження вартістю 389 тисяч фунтів стерлінгів, метою якого була розробка моделей машинного навчання для більш точної оцінки потужності сонячної генерації, підключеної до мережі.
Джон Екер, генеральний директор європейського підрозділу компанії Amperon (що займається прогнозуванням вироблення сонячної енергії), розповідає, що моделі машинного навчання, що використовуються, перенавчаються щогодини, аналізуючи зміни в енергомережі для отримання максимально точних прогнозів. "Система 'розуміє', що навесні при аналізі даних потрібно надавати більшого значення показникам за останню годину, ніж статистиці за минулий рік", - пояснює він.
Нова технологія, розроблена в Австралії, дає змогу збільшити обсяг електроенергії, яку енергомережі можуть приймати від домогосподарств. "Інженери дуже оперативно реагують на зміни, що відбуваються. Але головний урок такий: не варто чекати останнього моменту — адже про майбутні зміни відомо заздалегідь", — робить висновок Манкарелла. У Пакистані енергетичні компанії планують будівництво великих сонячних та вітряних електростанцій у комплексі із системами накопичення енергії (акумуляторами), щоб знизити високі витрати на використання нафти та інших видів викопного палива для вироблення електроенергії в нічний час. Крім того, країна суттєво скоротила тарифи, за якими мережеві оператори викуповують у населення надлишки електроенергії, виробленої сонячними установками.
Глава компанії Eskom Марокане розраховує, що великі споживачі електроенергії — такі як дата-центри та майнери біткойнів — допоможуть зламати тенденцію до зниження обсягів продажу електрики, тоді як нова цінова політика буде орієнтована на підтримку домогосподарств та підприємств із низьким та середнім рівнем доходу. Однак він попереджає, що витрати на модернізацію енергомережі для інтеграції відновлюваних джерел енергії "врешті-решт будуть включені у вартість електроенергії".
Тим часом Eskom скасувала реєстраційні збори для нових сонячних установок — частково для того, щоб отримати повніше уявлення про їх кількість та розташування. "Думаю, ми побачимо зростання популярності сонячної енергетики", – зазначає Марокане. "Цей процес уже не зупинити."
