Profesor Harvarda: fotowoltaika da najtańszą energię na planecie
– W ciągu ostatnich kilku lat fotowoltaika stała się tania – wystarczająco tania, aby wpływać na niektóre rynki energii, wystarczająco tania, aby poprzez ciągły postęp, a nie przełomy, zmienić w ciągu dekady globalny rynek energii – pisze David Keith, profesor Uniwersytetu Harvarda, nagradzany za swój dorobek naukowy między innymi przez Massachusetts Institute of Technology czy tygodnik TIME.
Profesor David Keith, który od wielu lat zajmuje się badaniami m.in. z zakresu fizyki i energetyki słonecznej, przyznaje, że jeszcze kilka lat temu sceptycznie patrzył na możliwości rozwoju fotowoltaiki, a w takim poglądzie utwierdzały go wykonywane prognozy spadków kosztów energii z PV. Rozwój rynku fotowoltaicznego w kolejnych latach pokazał jednak, że profesor Uniwersytetu Harvarda w swoich osądach na temat fotowoltaiki bardzo się mylił.
David Keith pisze teraz na swoim blogu, że w poprzednich latach rynek fotowoltaiczny był napędzany głównie przez ulgi podatkowe i taryfy gwarantowane, co jednak jego zdaniem nie zapewniało wówczas dalszego rozwoju technologii i nie powinno się przyczynić do wygenerowania przez rynek PV technologicznych przełomów, które doprowadziłyby do taniej energii słonecznej, mogącej konkurować z innymi źródłami na rynku hurtowym.
Profesor Uniwersytetu Harvarda przyznaje teraz, że jego postrzeganie perspektyw fotowoltaiki sprzed kilku lat było błędne.
– Byłem w błędzie. Fakty się zmieniły. Jeszcze kilka lat temu koszty przemysłowych systemów były dwa razy wyższe niż dzisiaj. Seria „małych innowacji” obniżyła koszty. Moduły fotowoltaiczne kosztują obecnie około 0,5 USD/W. Koszt niesubsydiowanej energii z przemysłowych farm PV w najlepszych lokalizacjach spadły obecnie poniżej 40 USD/MWh i mogą z łatwością spaść do 20 USD/MWh do roku 2020. Porównując z innymi źródłami energii, to dawałoby najtańszą energię na planecie – komentuje na swoim blogu.
Jak profesor Uniwersytetu Harvarda dochodzi do wydającej się niewiarygodną ceny energii z fotowoltaiki na poziomie zaledwie 20 USD/MWh (ok. 76 PLN/MWh)?
Na wstępie warto zauważyć, że zdaniem profesora Harvard University, taka cena będzie możliwa w najlepszych, najlepiej nasłonecznionych lokalizacjach. Niemniej jednak, wynik analizy amerykańskiego profesora może być równie perspektywiczny dla fotowoltaiki w regionie np. Europy Środkowej.
David Keith przyjmuje, że koszt przemysłowej instalacji fotowoltaicznej (o mocy ponad 50 MW), zbudowanej na jednoosiowych trackerach, wynosi ok. 1500 USD/kW, natomiast taka sama instalacja bez systemu nadążnego może kosztować 1000 USD/kW. Dodatkowo współczynnik wykorzystania mocy, realny dla najlepszych lokalizacji w USA i dla instalacji na trackerach, profesor Uniwersytetu Harvarda przyjmuje na ok. 30 proc., a rzeczywistą sprawność instalacji PV określa na poziomie powyżej 20 proc.
Dodatkowo w analizie przyjęty jest relatywnie niski, ale jak zauważa David Keith – już realny w przypadku inwestycji fotowoltaicznych w stabilnych systemach gospodarczych – współczynnik CCF (Capital Change Factor) na poziomie 6 proc.
Biorąc pod uwagę powyższe dane David Keith ocenia, że koszt energii z przemysłowej instalacji fotowoltaicznej na trackerach, pracującej w najlepiej nasłonecznionych regionach USA, może wynosić już zaledwie 34 USD/MWh.
Następnie profesor Uniwersytetu Harvarda przyjmuje, że do roku 2020 koszt przemysłowych instalacji PV na trackerach (o mocy ponad 100 MW) spadnie do poziomu 1000 USD/kW, a współczynnik wykorzystania mocy wyniesie w najlepiej nasłonecznionych lokalizacjach 34 proc. W takiej sytuacji jego zdaniem osiągalny będzie koszt produkowanej energii na poziomie zaledwie 20 USD/MWh.
David Keith zaznacza, że trackery to istotny składnik CAPEX, jednak ocenia, że efekt skali może zapewnić spadek ich kosztów do 100 USD/kW.
Profesor Uniwersytetu Harvarda kreśląc optymistyczną wizję spadku kosztów energii z fotowoltaiki, nie pomija jednak wyzwań, które stoją przed sektorem PV.
– Tania energia słoneczna nie rozwiązuje jednak problemu niestabilności tej energii. (…) W dłuższej perspektywie potrzebujemy niskoemisyjnych, dyspozycyjnych źródeł energii w centrach popytu. To będzie wymagać wykorzystania gazu dla zapewnienia szczytowego zapotrzebowania, magazynowania energii, a także długodystansowego przesyłu. Znaczna część światowego popytu znajduje się w miejscach, gdzie nasłonecznienie jest przynajmniej o 40 proc. gorsze niż w najlepszych lokalizacjach, które znajdują się w Meksyku, Południowej Kalifornii, na Bliskim Wschodzie czy w Australii. Ale oznacza to, że teraz można budować systemy fotowoltaiczne w najlepiej nasłonecznionych lokalizacjach i produkować bardzo tanią energię słoneczną – komentuje David Keith.
Naukowiec z Uniwersytetu Harvarda ocenia, że w krótkim terminie problem zmienności generacji słonecznej można rozwiązać efektywnie dzięki zabezpieczeniu w postaci turbin gazowych, a – jak ocenia – taki mechanizm może działać, gdy emisje sektora energetycznego zostaną obniżone nawet do 1/3 obecnego poziomu.
Zdaniem prof. Keitha, w dłuższej perspektywie rozwiązanie tego problemu będzie wymagać systemów przesyłowych, które przetransportują tanią energię z najlepiej nasłonecznionych regionów do miejsc, w których występuje największy popyt.
Jakie konsekwencje może mieć taka sytuacja dla globalnego systemu energetycznego?
David Keith ocenia, że energia słoneczna zmieni kształt rynków energii w najlepiej nasłonecznionych regionach. Energia na takich rynkach może być najtańsza w środku dnia, co zauważalne jest już na rynku energetycznym w Kalifornii. Jego zdaniem, na znaczeniu na takich rynkach straci też energetyka wiatrowa, w przypadku której – jak ocenia Keith – koszty w ostatnich latach praktycznie nie uległy zmianie. Kolejny wniosek to negatywny wpływ rozwoju generacji solarnej w takich regionach na technologię jądrową i CCS, dla których bezkonkurencyjny może okazać się miks energii słonecznej i backupu w postaci generacji gazowej.
Drugą podstawową konsekwencją wzrostu konkurencyjności energetyki słonecznej – zdaniem profesora Uniwersytetu Harvarda – będzie możliwość częściowego przeniesienia popytu na energię elektryczną do regionów oferujących tanią energię.
– Jedną z opcji jest poszukanie produktów wymagających energochłonnych procesów produkcji, które można łatwo transportować, i budowa obok nich farm fotowoltaicznych, w miejscach charakteryzujących się wysokim nasłonecznieniem – zapewnia Keith. – Jeśli chcemy stabilnego klimatu, ludzkość musi obniżyć emisje CO2 do zera. I jeśli liczymy na dobrobyt i wystarczającą ilość energii, która podniesie poziom życia najbiedniejszych, popyt na nią podwoi się (…) Klimat to niejedyny problem. Systemy energetyczne mają inne społeczne i środowiskowe koszty.
gramwzielone.pl
