Czyhające zagrożenie dla rozwoju energetyki słonecznej

Farma słoneczna w Dolinie Śmierci w Kalifornii. Getty

Kilku samotnych naukowców ostrzegałem przez lata że energia słoneczna stoi przed fundamentalnym wyzwaniem, które może powstrzymać karkołomny rozwój branży. Po prostu: więcej energii słonecznej dodajesz do sieci, tym mniej wartościowy się staje.

Problem polega na tym, że panele słoneczne wytwarzają dużo energii elektrycznej w środku słonecznych dni, często więcej niż jest to wymagane, obniżając ceny – czasami nawet do poziomu ujemnego.

W przeciwieństwie do elektrowni na gaz ziemny operatorzy elektrowni słonecznych nie mogą łatwo zwiększać i zmniejszać energii elektrycznej w razie potrzeby ani wytwarzać przestrzeni w dzień, noc i ciemną zimę. Jest dostępny, gdy jest dostępny, czyli wtedy, gdy świeci słońce. I wtedy wszystkie inne elektrownie słoneczne również produkują energię elektryczną na maksymalnym poziomie.

DO nowy raport stwierdza, że ​​Kalifornia, która produkuje jedną z największych ilości energii słonecznej na świecie, już dotkliwie doświadcza tego zjawiska, znanego jako deflacja wartości energii słonecznej.

Według analizy Breakthrough Institute, która zostanie opublikowana 14 lipca, średnie hurtowe ceny energii słonecznej w stanie spadły o 37% w stosunku do średnich cen energii elektrycznej dla innych źródeł od 2014 roku. ogólnie źródła, ze względu na ich zmienne wzorce generowania.

Ceny hurtowe to w zasadzie kwota, jaką przedsiębiorstwa użyteczności publicznej płacą elektrowniom za energię elektryczną, którą dostarczają do gospodarstw domowych i przedsiębiorstw. Zmieniają się w ciągu dnia i roku, wspierając operatorów fotowoltaicznych rano, po południu i w innych okresach, gdy nie ma nadwyżki podaży. Jednak w miarę uruchamiania coraz większej liczby elektrowni słonecznych okresy nadmiernej podaży, które obniżają te koszty, staną się częstsze i bardziej wyraźne.

Niższe ceny mogą brzmieć świetnie dla konsumentów. Ale przedstawia niepokojące implikacje dla nadziei świata na szybki wzrost mocy słonecznej i osiągnięcie celów klimatycznych.

Przekonanie deweloperów i inwestorów do dalszego budowania coraz większej liczby elektrowni słonecznych może być trudne, jeśli zarobią mniej pieniędzy lub nawet je stracą. W rzeczywistości konstrukcja w Kalifornii jest płaska już od 2018 r., zauważa badanie. Ale państwo będzie potrzebowało przemysłu, aby znacznie przyspieszyć rozwój, jeśli ma nadzieję zrealizować swoje ambitne cele w zakresie czystej energii.

Powiązana historia

Dlaczego tańsza fotowoltaika jest kluczem do przeciwdziałania zmianom klimatu

Szybko spadająca cena energii słonecznej zmieniła sposób myślenia o czystej energii. Ale nadal musi być dużo tańszy.

To może wkrótce stać się również szerszym problemem.

Kalifornia to mały podgląd tego, co czeka reszta świata, gdy dramatycznie zwiększamy ilość energii słonecznej, mówi Zeke Hausfather, dyrektor ds. Klimatu i energii w Breakthrough Institute oraz autor raportu.

Dzieje się tak, ponieważ podczas gdy energia słoneczna stanowi około 19% energii elektrycznej wytwarzanej w Kalifornii, inne regiony również szybko instalują panele fotowoltaiczne. Na przykład w Nevadzie i na Hawajach udział energii słonecznej w 2019 roku wyniósł około 13%, jak wynika z badań. Poziomy we Włoszech, Grecji i Niemczech wynosiły odpowiednio 8,6%, 7,9% i 7,8%.

Wyścig

Jak dotąd duże dotacje na energię słoneczną i gwałtownie spadające koszty energii słonecznej zrównoważyły ​​spadającą wartość energii słonecznej w Kalifornii. Dopóki budowa i eksploatacja elektrowni słonecznych staje się coraz tańsza, deflacja wartości nie stanowi już problemu.

Ale prawdopodobnie będzie coraz trudniej wykonać tę sztuczkę, ponieważ udział stanu wytwarzania energii słonecznej nadal rośnie. Raport stwierdza, że ​​jeśli koszty budowy i instalacji paneli słonecznych spadną, kalifornijska deflacja słoneczna może przyspieszyć wyścig ze spadającymi kosztami już w 2022 roku i stamtąd wspinać się w górę. W tym momencie ceny hurtowe byłyby niższe od dotowanych kosztów energii słonecznej w Kalifornii, podważając czysto ekonomiczne uzasadnienie budowy większej liczby elektrowni, zauważa Hausfather.

Stany SB 100 uchwalona w 2018 r. ustawa wymaga, aby do 2045 r. cała energia elektryczna w Kalifornii pochodziła ze źródeł odnawialnych i bezemisyjnych. Do tego czasu około 60% energii elektrycznej stanu może pochodzić ze słońca, opierając się na Model Kalifornijskiej Komisji Energetycznej .

Badanie Breakthrough szacuje, że wartość energii słonecznej – lub średnia cena hurtowa w stosunku do innych źródeł – spadnie w tym momencie o 85%, dziesiątkując ekonomię farm fotowoltaicznych, przynajmniej tak jak obecnie istnieje sieć kalifornijska.

Jak to naprawimy?

Istnieje wiele sposobów na złagodzenie tego efektu, ale żaden z nich nie jest prawdopodobnie panaceum.

Sektor fotowoltaiczny może nadal próbować znaleźć sposoby na obniżenie kosztów energii słonecznej, ale niektórzy badacze spierali się może wymagać przejścia na nowe materiały i technologie, aby osiągnąć tańszy poziom, który jest niezbędny do pokonania deflacji wartości.

Operatorzy sieci i projektanci elektrowni słonecznych mogą zwiększyć ilość magazynowania energii — i coraz częściej są.

Naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory zwrócili uwagę na podobnie spadające wartości słoneczne w Kalifornii w szersze badanie opublikowany w Joule w zeszłym miesiącu. Zauważyli jednak również, że liczne badania modelowe wykazały, że dodanie tanich opcji magazynowania, w tym tak zwanych elektrowni hybrydowych w połączeniu z bateriami litowo-jonowymi, łagodzi deflację wartości i umożliwia ekonomiczne działanie większego udziału odnawialnych źródeł energii w sieci.

Prawdopodobnie istnieją jednak ograniczenia, ponieważ badanie po badanie stwierdza, że ​​koszty magazynowania i systemu gwałtownie rosną, gdy odnawialne źródła energii dostarczają zdecydowaną większość energii elektrycznej do sieci.

Państwa lub narody mogą również zwiększyć dotacje na energię słoneczną; dodać więcej długodystansowych linii przesyłowych, aby umożliwić regionom wymianę czystej energii elektrycznej w razie potrzeby; lub zachęcać klientów do przenoszenia zużycia energii na pory dnia, które lepiej pasują do okresów wysokiej generacji.

Dobrą wiadomością jest to, że każdy z nich pomoże ułatwić przejście na czyste źródła energii elektrycznej również w inny sposób, ale wszystkie będą wymagały dużo czasu i pieniędzy, aby rozpocząć.

Kalifornijski rynek energii słonecznej przypomina, że ​​zegar klimatyczny tyka.

Ta historia została zaktualizowana, aby dodać szczegóły z badania Joule.

ukryć