Alt er bare større i Kina – og solcelleanlæg er ingen undtagelse. På en støvet slette i Ningxia-regionen i det centrale Kina er verdens største solcelleanlæg under opførelse. Anlægget får en samlet effekt på 2.000 MW – altså fire gange Anholt Havmøllepark – koster knap 16 mia. kroner og kan producere, hvad der svarer til 8 pct. af det danske elforbrug. Og så fylder det 46 kvadratkilometer, eller halvdelen af Ærø.
Netop Kina spiller en vigtig rolle i de voldsomme prisfald, vi har set inden for solcelleteknologien siden 2010, hvor den er gået fra en eksotisk og dyr fornøjelse til en masseproduceret VE-teknologi.
To tredjedele af alle solcellepaneler, der blev solgt i 2015, var fremstillet af kinesiske producenter, og hvert tredje solgte solcellepanel blev samme år installeret i Kina. Dermed overhalede Kina Tyskland som landet med flest solceller overhovedet.
Kineserne har derfor – sammen med lande som Japan og USA – en stor del af æren for, at der sidste år blev etableret næsten lige så meget ny solcellekapacitet som ny vindkapacitet, ifølge den nyeste opgørelse på verdensplan. I alt 50 GW sol og 63 GW vind.
Samtidig bidrog de store mængder ny solcellekapacitet til en helt særlig rekord inden for vedvarende energi i 2015. Det var nemlig det første år, hvor sol-, vind- og vandkraft tilsammen udgjorde over halvdelen af al nyetableret elkapacitet i verden.
Det kan man læse i rapporten ‘World Energy Outlook 2016’, der er en slags flagskib for Det internationale Energiagentur (IEA). Heri konstaterer IEA også, at installationsprisen for solcellepaneler foreløbig er faldet med hele 60 pct. siden 2010. Et prisfald, som er kommet langt hurtigere, end IEA og andre tidligere havde forestillet sig.
Europa startede bølgen
IEA’s adm. direktør, Fatih Birol, forklarer den voldsomme udvikling inden for vedvarende energi med, at de nationale støtteordninger har drevet markedet op i en vis størrelse og dermed givet skalafordele og basis for effektiviseringer.
»Støtteordninger i europæiske lande som Tyskland og Danmark har drevet udviklingen fra starten, men så tog Kina over, og nu udgør Kina det suverænt største marked både inden for vind, solceller og vandkraft – med ambitiøse mål for udbygningen fremover på alle tre fronter,« siger han.
Den accelererende udvikling betyder, at IEA har valgt at opskrive de vedvarende energikilders andel af den fremtidige kraftværkskapacitet med 20 pct. på bare ét år. Årsagen er blandt andet Kinas ambitiøse målsætninger for VE-udbygning, og at den amerikanske kongres har forlænget den særlig amerikanske skatterabat, PTC, med fem år – til og med 2019.
Den store efterspørgsel og de stadigt lavere priser på solceller er fortsat ufortrødent ind i 2016. Ikke mindst fordi det nu ikke blot er de rige lande, der opstiller dem, men også udviklingslandene, som desperat har brug for at kunne etablere en form for elforsyning til deres indbyggere.
Uhørt lave udbudspriser
I 2016 har flere udbud af solcellekapacitet i kraftværksstørrelse i Sydamerika og Mellemøsten trukket overskrifter, fordi vinderbuddet lå i omegnen af 30 øre pr. kWh og i enkelte tilfælde helt ned til 20 øre pr. kWh, hvilket er langt under elmarkedsprisen i for eksempel Danmark.
Priserne er her angivet pr. kWh – kaldet LCOE (Levelized Cost Of Energy) – hvilket er en mere sammenlignelig måde at prissætte en teknologi på frem for pris pr. installeret kW. Et solcelleanlæg (på dansk jord) producerer for eksempel i runde tal 1.000 kWh årligt pr. installeret kW, mens en ny landvindmølle opstillet i Vestdanmark ifølge Energinet.dk typisk producerer 3.100 kWh pr. installeret kW.
Økonomien i solcelleprojekterne påvirkes selvfølgelig også af, hvor i verden solcelleanlæggene opstilles.
I Danmark har vi en solindstråling på mellem 900 og 1.050 kWh pr. kvadratmeter om året, hvor man i Sahara er begunstiget med omkring 2.200 kWh pr. kvadratmeter. Derfor vil man på et tilsvarende solcelleanlæg kunne forvente at producere omkring det dobbelte pr. installeret kW i forhold til Danmark.
De meget lave priser i de nævnte solcellebud skal dog tages med et gran salt, siger en veteran i branchen, adm. direktør i det danske datterselskab af tyske BayWa Solar Energy Systems, Henrik Borreby:
»De prisfald, vi har set hen over sommeren, skyldes en global overkapacitet af solcellepaneler. Den er opstået af en kombination af meget store investeringer i et nyt produktionsapparat og et kinesisk marked, der ikke voksede helt så meget som forventet,« siger han.
For få år siden var lige omvendt, forklarer Henrik Borreby. Da steg priserne, fordi efterspørgslen var større end udbuddet. Han håber, at variationerne vil mindskes, efterhånden som solcellemarkedet bliver mere modent.
Storproduktion presser prisen ned
Når solcellerne er blevet så billige, skyldes det ikke, at man har fået udviklet nye og mere omkostningseffektive teknologier som for eksempel tyndfilm-solceller eller organiske solceller, som danske forskere arbejder med. Det er stadig de blå og sorte krystallinske silicium-solceller, der dominerer markedet – tyndfilm-solcellerne udgjorde blot 8 pct. af produktionen i 2015.
Derimod skyldes prisfaldene en opskalering af markedet, som har skabt basis for kraftige effektiviseringer og automatiseringer af produktionen og af hele fødekæden fra indvinding af silicium over produktion af wafers (silicium-skiver), der bygges ind i selve solcellen, og til solcellerne til sidst bliver bygget sammen i moduler.
De krystallinske solceller har i dag en gennemsnitlig effektivitet på moderne paneler på 16-17 pct., mens de allerbedste paneler i markedet hævdes at kunne udnytte helt op til 23 pct. af solindstrålingen.
Ifølge Henrik Borreby er fordelen ved silicium-cellerne netop en høj ydelse samt en velkendt og velafprøvet teknologi:
»Sandheden er, at der i dag kun eksisterer ganske få producenter af tyndfilm-solceller – simpelthen fordi prisen er så lav på silicium-modulerne,« siger han.
Konkurrencedygtig med fossil energi
Det helt store spørgsmål er så, om solcelleteknologien nu er kommet så langt ned i pris, at den er konkurrencedygtig med konventionelle kraftværker, der fyrer med fossile brændsler. Henrik Borreby mener ja, mens Fatih Birol fra IEA er mere forbeholden.
I rapporten fra november har Birol og hans medarbejdere netop set på økonomi og konkurrencedygtighed for de vedvarende energikilder kontra de fossile teknologier. De peger på, at de førnævnte meget lave budpriser fra 2016 ikke giver det fulde billede, fordi projekterne får støtte og dermed er mere sikre for investorerne, der derfor er klar til at acceptere en lavere forrentning af deres investering i solceller.
IEA erkender dog, at der er en klar indikation på, at der er yderligere og kraftige prisreduktioner i vente. Konkret anslår man, at installationsomkostningerne vil falde med yderligere 40 og 70 pct. frem mod 2040.
»I sidste ende er det dog stadig landenes energipolitik og støtteordninger, der sætter tempoet for udviklingen fremadrettet, og som dermed spiller en stor rolle, når vi prøver at fastlægge den fremtidige pris på teknologien,« påpegede Fatih Birol, da han præsenterede rapporten i København i november.
Ifølge IEA er det Indien, der bliver det første, større område med konkurrencedygtig vindkraft og solcellestrøm, fordi omkostningerne her er lave og elprisen høj. Det vil dog først ske i 2020.
Omkring 2030 vil sol og landvind være konkurrencedygtig i Kina, Mexico, Australien, Sydafrika og lande i Sydøstasien og Mellemøsten, mens EU og USA først vil komme med senere.
Denne artikel stammer fra Ingeniørens magasin Året Rundt 2016. KLIK HER for at læse hele magasinet. Som et nyt tilbud kan du i år også høre artiklerne fra magasinet som podcast. Ved at føje følgende xml-feed til din foretrukne podcast-app abonnerer du på Ingeniørens podcast https://www.ing.dk/cast/podcast.xml HER KAN DU LÆSE en mere udførlig vejledning.Læs resten af magasinet
Først i 2040 vil 40 pct. af den producerede solcellestrøm – og vindmøllestrøm – kunne klare sig uden støtte, vurderer IEA.
At solcellerne for alvor har vundet fodfæste i 2016 viser også det faktum, at branchefolk fra den anden store VE-teknologi, vindkraft, i tiltagende grad begynder at tale om solcellerne som en konkurrerende teknologi. I flere af de udbud, der er afholdt i 2016 rundt om i verden, har solceller og vindmøller kunnet byde ind på den samme kapacitet, og her har solcellerne i en del af tilfældene vundet med den laveste pris.
Fortsat plads til masser af vindkraft
Hos Vestas ser man på lidt længere sigt afgjort solcelleanlæg som den stærkeste konkurrent blandt teknologierne til elproduktion:
»Men endnu behøver vind- og solenergi ikke at konkurrere face to face på de større markeder, sådan som støttepolitikken er indrettet i dag,« siger Vestas’ pressechef, Michael Zarin.
Han tilføjer, at det er en god ting, at omkostningerne til vind- og solenergi er på vej ned, fordi verden har brug for så meget billig ren energi som muligt. Men også fordi langt hovedparten af elproduktionen stadig sker ved afbrænding af kul og gas. De fossile brændsler vil da også i den nærmeste fremtid være Vestas’ vigtigste konkurrent.
»Det er værd at bemærke, at vindenergi i 2015 tegnede sig for omkring 25 procent af den nyinstallerede kapacitet, mens den kun udgør omkring 4 procent af den totale kraftværkskapacitet, så der er masser af plads til fortsat vækst for vindkraften,« konstaterer Michael Zarin.
Hybridanlæg med sol og vind
Visse steder er energiselskaber og vindmølleproducenter – for eksempel svenske Vattenfall og indiske Suzlon – ligefrem begyndt at etablere solceller mellem vindmøllerne i en vindmøllepark for at få endnu mere energi ud af investeringen i landareal og nettilslutning.
Det er en tendens, som vindkraft-analytiker Steen Broust fra konsulentfirmaet Make mener, at vi vil se mere til:
»Adgang til landområder kan på visse markeder – for eksempel i Indien – blive en afgørende faktor for udbygningen. Så jeg tror, at vi vil se mange af den slags hybridanlæg i fremtiden,« siger han.
Steen Broust mener ikke, at vindmøllebranchen skal se solcellerne som en alvorlig trussel, nærmere som en mulighed, man skal holde øje med:
»Nogle steder bliver det almindeligt med teknologineutrale auktioner, hvor sol og vind vil komme til at konkurrere på pris. Andre steder vil sol og vind stadig have hver deres markeder, hvor de er stærke; det afgøres først og fremmest af vind- og solressourcerne,« siger han.
Steen Broust gør dog opmærksom på, at der er også markeder i for eksempel Afrika med rigtig gode solressourcer, hvor vind alligevel vil være mest konkurrencedygtigt, eftersom den største del af elforbruget sker i hjemmene og dermed om aftenen. Ghana er et eksempel på den slags marked.
De to vedvarende energiteknologier deler dog det vilkår, at deres varierende elproduktion skal kunne aftages og integreres i det eksisterende energisystem. En udfordring, som vokser, i takt med at de vedvarende energikilder udgør en stadigt større andel af det globale energimiks og som også IEA og Fatih Birol efterlyser opmærksomhed omkring.
Sol og vind skal hjælpes ad
Et andet stort problem, som IEA peger på, er curtailment, der bedst kan oversættes med indskrænkning af VE-elproduktionen, fordi strømmen ikke kan afsættes.
»Curtailment har potentiale til at blive en showstopper for den vedvarende energi, fordi det kan øge omkostningerne og true forsyningssikkerheden. Når andelen af vedvarende energi når op over 30 procent, skal landene derfor begynde at arbejde med integration af de vedvarende energikilder – for eksempel med energilagring, fleksibelt forbrug og med samarbejde med nabolandene,« siger Fatih Birol.
Henrik Borreby fra BayWa Solar Energy Systems mener derimod, at den rette kombination af sol og vind er afgørende for, at Danmark – eller et hvilket som helst andet land – vil få optimal økonomisk og miljømæssigt gavn af de vedvarende energikilder:
»Energiforsker Gorm B. Andresen fra Aarhus Universitet har tidligere påvist, at den bedste fordeling af vindkraft og solceller i det danske elnet er 80 pct. vind og 20 pct. solstrøm. Derfor bør man i stedet se vind- og solcellestrøm som noget, der supplerer hinanden i stedet for at konkurrere,« påpeger han.
Læs også: Dansk solcellemarked er dybfrosset
