Наскільки подешевшає сонячна електрика?

1. Ціни - вниз
2. Головне джерело світової енергії
3. Все нижче, і нижче, і нижче
4. Частка в ціні
5. Ціна на кремній - не головне
6. Битва технологій
7. Що в Україні?
8. Вас может зацікавити:

С. Шовкопляс

Головний показник ціни фотовольтаїчному панелей - вартість за один кіловат установленої потужності. Це значення послідовно зменшується з року в рік. Наскільки подешевшало «сонячна електрика» і які перспективи застосування його в звичайних домогосподарствах?

Непомітно, без гучних заголовків в пресі, в усьому світі зараз відбувається «тиха революція», яка здатна змінити навколишнє середовище, багато галузей промисловості і енергетики, і навіть вплинути на спосіб життя сотень мільйонів, а то й мільярдів людей на планеті. Вона називається «PV-панель» і тісно пов'язана з поняттям «особиста енергонезалежність».

Ціни - вниз

«Силові» фотоелектричні панелі досить великої потужності, призначені для виробництва електроенергії для використання в побуті або в промисловості, прийнято називати фотовольтаїчні панелями або модулями (PV, Photo Voltaic). Вони виділені в окремий клас фотоелектричних перетворювачів енергії світла в електрику від інших пристроїв, застосовуваних у калькуляторах або в інших приладах.

Будь-яка ідея проходить три стадії - від тверджень, що це повна маячня, потім - що в цьому щось є і третя фраза: «Та хто ж про це не знає?». Розвиток технології PV-панелей зараз знаходиться саме в цьому, третьому, стані. Інтерес бізнесу до виробництва сонячних електростанцій модулів тільки посилюється. Це відбивається в жорсткій конкуренції. Пропозиція як і раніше змушує знижувати ціну на продукцію. За даними американського видання Pv-magazine ціни в серпні 2016 досягли мінімуму, а європейські і китайські виробники PV-панелей в зниженні цін «йдуть ніздря в ніздрю», конкуруючи між собою за споживача (рис. 1). Ціни вказані за так званий «піковий ват», або Вт-пік (Wp), тобто за максимально можливу генерується потужність. У таблиці показано порівняння усереднених цін за кремнієві панелі різних типів на європейському ринку за липень 2016 р

Мал. 1. Ціни на модулі з кремнію на оптовому ринку ЄС, серпень 2015 - серпень 2016 (на 10/08/2016) за походженням товару. Джерело - журнал Pv-magazine, США, за даними біржі pvXchange

«Класичні» PV-панелі збираються з кремнієвих осередків, зроблених з різних його видів - монокристалічного, полікристалічного, аморфного і т.д. Вони були першими на ринку промислового та побутового застосування, і історія їх вартості - це історія боротьби за кращу ціну, за досконалість технологій, за розширення масштабів виробництва.

Таблиця. Огляд цін PV-модулів в Європі за € / Вт-пік станом на липень 2016 (дані Bloomberg New Energy Finance, pvXchange, США)

Експерти з Інституту політики Землі (Earth Policy Institute, EPI) і дослідницького центру Bloomberg New Energy Finance (BNEF) підрахували ступінь впливу цін на кремнієві панелі і взаємозв'язок з ростом числа установок сонячної електрогенерації в світі. Діаграма на рис. 2 ілюструє, як змінилися ціни на PV-панелі з розрахунку за $ / Вт-пік встановленої потужності з 1975 по 2015 г. За цей час вартість електрогенерації знизилася в більш, ніж 150 разів (при тому, що ціна за Вт-пік встановленої потужності знизилася> 210 раз), а загальне число установок в світі, що перетворюють сонячне світло в електрику, зросла в 115 тисяч (!) разів.

Мал. 2. Історія світових цін на кремнієві PV-панелі всіх типів в 1975 - 2015. Взаємний вплив зниження вартості встановленої потужності, собівартості сонячної електрогенерації і зростання числа PV-установок в світі. За даними Earth Policy Institute (EPI) і Bloomberg New Energy Finance (BNEF)

На наведених на рис. 2а) і 2б) графіках дуже ємко і лаконічно показано, що відбувалося за останній час в галузі фотовольтаїки.

Як видно, коли ціна сонячних PV-панелей була близько $ 100 за 1 Вт-пік в 1975 р, то загальний обсяг установок в світі становив лише близько 2 МВт. Всього за два роки ціна впала до $ 76,67 за 1 Вт-пік. З тих пір пройшло, в общем-то, зовсім небагато часу, але тепер все змінилося. До початку 2016 року середньосвітова ціна за модуль з кремнію за Вт-пік встановленої потужності склав близько $ 0,61, а глобальне число установок PV-генерації зросла по експоненті.

Починаючи з 1975 року, вартість технології швидко падала. З 1976 до 2008 року ціна за 1 Вт-пік потужності модуля впала на 99%. А з 2008 до 2015-го - ще на 80%. І тільки між 2000 і 2005 рр., За оцінкою BNEF, стався справжній прорив в кількості PV-установок, коли ціна за ват досягла «критичної точки» для інвесторів, після чого глобальна встановлена ​​потужність швидко досягла рівня 65 ГВт в 2015 р

Зниження цін і збільшення обсягів продажів PV-модулів безпосередньо пов'язані між собою. За останні чотири десятиліття кожне падіння ціни сонячних панелей приблизно на 26% викликало подвоєння масштабів галузі світової сонячної енергетики. Зараз глобальні інвестиції в галузь тільки ростуть. І це не межа. Це буде тривати аж до 2030 - 2040 рр. «Інвестиційна втома», тобто коли прибутковість інвестицій в сонячну енергетику помітно знизиться, не загрожує ще пару десятиліть.

Головне джерело світової енергії

За прогнозами BNEF до 2040 р світ буде інвестувати не менше $ 3,4 трлн. в сонячну електрогенерацію. Це буде більше, ніж всі взяті разом очікувані сукупні інвестиції в генерацію первинної енергії з усіх видів викопного палива ($ 2,1 трлн.) І в ядерну енергетику ($ 1,1 трлн., Включаючи і нові її види). Експерти Bloomberg вважають, що в результаті цих інвестицій і подальшого розвитку сонячних і вітрових технологій «ці дві технології стануть найдешевшими способами виробництва електроенергії в багатьох країнах протягом 2020-х років, а в 2030-х роках - в більшості країн світу».

Мал. 3. До 2050 р сонячна електрогенерація стане найважливішим способом отримання енергії. Джерело: International Energy Agency (IEA), STE Technology Roadmap 2014

За даними «дорожньої карти» розвитку технології когенерації електрики і тепла сонячними установками (технологія STE), підготовленої в 2014 р Міжнародним енергетичним агентством (International Energy Agency, IEA), до 2050 р 16% всієї світової електроенергії будуть отримувати на PV-установках , а ще 11% глобальної електрогенерації буде здійснюватися на когенераційних геліотермоелектріческіх установках різної потужності, рис. 3.

На рис. 3 позначені прогнози виробництва, ТВт · год:

• Solar PV - фотовольтаїчні установка;
• Solar CSP - технологія концентрації сонячної енергіідля вироблення електричної та / або теплової енергії;
• Share of PV - частка PV-установок без когенерації;
• Share of PV + STE - частка фотовольтаїчному установок разом з геліотермоелектріческімі (когенерація електрики і тепла).

Середньостроковий прогноз розвитку PV-індустрії по регіонах планети виглядає, як показано на рис. 4. З нього видно, що Європа як і раніше залишиться прихильна сонячній енергетиці, однак країни Азіатсько-Тихоокеанського регіону, і перш за все Китай, швидко наздоганяють і навіть випереджають Європу як за встановленою потужністю PV-установок, так і за обсягом інвестицій в сонячну електрогенерацію .

Мал. 4. Показники встановленої потужності PV-установок, по регіонах, ГВт, і річний оборот PV-галузі, $ млрд. Джерело: Navigant Research.

Все нижче, і нижче, і нижче

«Футуристичні» прогнози BNEF підтверджуються цифрами реальної статистики. У травні 2015 р були оприлюднені дослідження Національної лабораторії Лоуренса в Берклі (Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL, США). Аналіз оптових контрактів продажу сонячної електроенергії по гарантованої ціною (PPA) показав, що ще в січні 2015 року було укладено 18 таких контрактів на 1,1 ГВт · год за ціною $ 50 / МВт · год, тобто всього по 5 центів за 1 кВт · год, при тому, що звичайна середня ціна електроенергії в США за 1 кВт · год становить 12 центів.

Це ілюструє і падіння цін виробників сонячної електроенергії для великих комунальних споживачів. Причому ці «рекорди» швидко застарівають. Наприклад, компанія Austin Energy, США, повідомляла, що восени 2014 року вона «підписала рамкову угоду з First Solar Inc. і Hanwha Q-Cells Corp., США, на 288 МВт корисної споживаної потужності »електроенергії, отриманої від сонячних установок« при ціні нижче 4 центи за кВт · год ». Але вже в наприкінці 2015 р «міська влада м Пало-Альто уклали контракт на придбання електрики з сонячної енергії по $ 37 / МВт · год», а Bloomberg повідомив, що «енергокомпанія Berkshire Hathaway Inc. NV Energy погодилася заплатити 3,87 цента за кВт · год для потужності від 100 МВт »за проектом, який розвиває First Solar Inc., США.

Нові тендери в Еміратах виглядають просто приголомшливо. Адміністрація по електрики та води р Дубай (Dubai Electricity and Water Authority, DEWA) отримала пропозицію на 800 МВт на поставку фотоелектрічества по 2,99 центів за кВт · год. Це майже вдвічі нижче, ніж за укладеним в 2015 р 25-річного контракту на 1000 МВт споживаної потужності по 5,84 цента за кВт · год. Таким чином, Дубай отримав майже дворазове зниження цін на PV-енергію всього за 18 місяців, причому всі ці тендерні пропозиції були без субсидій і «зелених тарифів»! І ці ціни не є чимось унікальним. Як повідомив BNEF в квітні 2016 р комунальна компанія Enel Green Power підписала великий контракт в Мексиці по 3,6 за кВт · год. Сонячна енергетика впевнено рухається до економічної конкурентоспроможності з традиційними видами електрогенерації.

Частка в ціні

Виконавчий директор найбільшої в США вертикально інтегрованої компанії в області сонячної енергетики First Solar Inc. Джим Хьюз, виступаючи в Edison Electric Institute (EEI), США, з ентузіазмом заявив, що до 2017 р «ми доб'ємося повної ціни за 1 кВт встановленої потужності менше $ 1!». І друга новина - «в 2017 році в порівнянні з ціною 2015 р ціна сонячних установок впаде ще на 40%» - прозвучала на Всесвітній конференції щодо майбутнього енергетики World Energy Future Conference в Абу-Дабі теж в 2015 р Чи немає тут суперечності з графіками цін на рис.1 �� 2?

Справа в тому, що слід розрізняти повну ціну встановленої потужності всієї сонячної установки і ціну за встановлену потужність кремнієвої PV-осередки або PV-панелі. У структурі собівартості енергетичної установки не вічко, ні навіть панель в зборі з елементами кріплення НЕ складають найбільшу статтю витрат (рис. 5).

Мал. 5. Структура собівартості PV-установки для приватного будинку в США. Джерело: Deutsche Bank

Аналітики Deutsche Bank показали, звідки візьмуться ці 40% падіння ціни за сонячну електричну установку в 2017 р на прикладі аналізу складових собівартості домашньої PV-установки для приватного будинку в США.

Велика частина PV-ринку буде зосереджена саме на розвитку малих домашніх систем. Більшість країн світу, де очікується світовий приріст застосування сонячної електрики, поки не володіють потужною мережевою структурою, яка дозволить ефективно перерозподіляти енергію між населеними пунктами або регіонами. Це стосується навіть США. У Німеччині ситуація з інфраструктурою краще. Повна вартість домашніх систем там менше, а загальна вартість установок за 3 останні роки знизилася приблизно на 40%. Витрати в Німеччині сьогодні значно нижче, ніж в США і на інших менш розвинених «сонячних» ринках. Німецький приклад показує, що зниження загальних витрат на PV-систему ще не досягло дна навіть на порівняно зрілих ринках.

Основний ринок PV-установок на найближчі роки - це панелі на дахах приватних будинків. Домашні системи в більшості випадків не зможуть ефективно скидати надлишок PV-електрики в загальну електромережу, а в інший час компенсувати з неї недолік (в темний час доби, в похмуру погоду або при нерегулярному піковому споживанні). Т.зв. «Мережевий паритет», тобто коли ціна за вироблену у себе в домогосподарстві електроенергію зрівняється тарифом за покупне електрику з мережі, в більшості випадків виявиться вельми умовним показником.

Показник BoS (рис. 5) означає додаткові частини фотоелектричної системи, за винятком самої сонячної батареї, тобто компоненти, необхідні для перетворення вихідної потужності PV-панелі в корисну електричну енергію. Тому в США в BoS зазвичай включаються і акумулятори. Проте, розвиток ринку дозволить знизити всі складові кінцевої ціни за ват, включаючи другий за величиною слідом за ціною модуля показник - ціну за монтаж.

Ціна на кремній - не головне

За розрахунками Deutsche Bank вартість сонячних модулів знизилася з 1,31 $ / ват в 2011 р до 0,50 $ / ват в 2014 р за рахунок зниження витрат на обробку, падіння витрат на полікристалічний кремній і поліпшення ККД PV-перетворення. Ціна на модулі тоді впала майже на 60% за три роки. Deutsche Bank вважає, що загальні витрати можуть знизитися ще на 30 - 40% протягом кількох наступних років, але в основному за рахунок зниження операційних витрат через розвиток самого ринку, особливо для житлового сектора.

Зниження ціни кремнію в сонячної панелі тепер позначається незначно. У загальній ціні модуля сам кремній «важить» не більше 10 - 11 центів за ват, і навіть дворазове зниження його ціни, яке можна досягти величезними технологічними і фінансовими зусиллями, чи не позначиться «революційним» чином на загальну собівартість PV-панелей. Хоча протягом наступних 12 кварталів Deutsche Bank все ж очікує падіння ціни PV-модулів до рівноважної ціни попиту-пропозиції на рівні $ 0,40 - $ 0,50 за ват. Якщо панелі будуть продаватися з 10 центами валового прибутку при ціні $ 0,50 за ват, то це означає, що виробники отримають мінімум 20% валового прибутку - значно вище, ніж недавні історичні середні значення. Крім того, повинні знизитися витрати на митні збори і транспортування.

Ціни на інвертори, як правило, знижуються на 10-15% в рік. У Deutsche Bank очікують, що ця тенденція збережеться і в майбутньому. Великі «сонячні провайдери» вже досягли при великих поставках рівня $ 0,25 за 1 Вт або ще нижче. Є передумови очікувати, що додаткова економія буде знайдена протягом наступних кількох років. Зниження витрат на компоненти, зменшення витрат виробництва і підвищення к.к.д. панелей наступного покоління, будуть стимулювати економію при збереженні конкурентоспроможної рентабельності навіть при зниженні цієї статті витрат до 0,17 $ / Вт.

Ще один з ключових питань - поліпшення в області зберігання енергії. Акумуляторні батареї, здатні накопичувати у вигляді електрики сонячну енергію, отриману протягом дня, і віддавати її в нічний час, швидко дешевшають. У цій області відбулися дуже значні зміни. За останні 4 роки ціна знизилася вдвічі, а до 2020 року очікується падіння ціни на ще 50%, рис. 6.

Діаграма на рис. 6, складена за даними компаній Tesla, Umicore і UBS Group AG - найбільшого швейцарського фінансового конгломерату, який надає різні фінансові послуги по всьому світу, демонструє До 2020 р падіння ціни літій-іонних акумуляторів для домашніх PV-установок практично вдвічі - з нинішньої ціни майже 380 € / кВт · год до менш 200 € / кВт · год.

Мал. 6. Прогноз ціни літій-іонних акумуляторів для домашніх PV-установок. Джерело: Tesla, Umicore, UBS Group AG

Крім «технічних» шляхів зниження ціни, все більшу роль відіграють програми спеціального кредитування, субсидування і інші форми фінансової підтримки клієнтів.

Битва технологій

Хочеться це визнавати чи ні, але тонкоплівкові фотовольтаїчні рішення зараз дуже серйозно «підтискають» традиційні кремнієві технології, незважаючи на очевидно більш високий ККД «жорстких» панелей. «Тонкі» PV-модулі почали розвиватися значно пізніше, але при цьому швидко досягли показників «рядових» кремнієвих виробів 10 - 15 річної давності. І у них є потенціал розвитку.

Перш за все, вони обіцяють технологічний прорив по продуктивності виготовлення, а значить по зниженню собівартості виробництва. Для тонкоплівкових фотоперетворювачів застосовують методи рулонного друку, подібно рольовим поліграфічних машин для газет з великим тиражем.

Типові тонкоплівкові сонячні елементи належать до одного з чотирьох типів, в залежності від використовуваного матеріалу: аморфного кремнію (а-Si) і тонкопленочного кремнію (TF-Si); телуриду кадмію (CdTe); селеніду міді-індію-галію (CIGS); селеніду міді-індію (CIS); сенсибілізовані барвником сонячні батареї (осередок Гретцеля, dye-sensitized solar cell, DSC, DSSC) плюс інші органічні матеріали.

На початку 2000-х років в дуже багатьох країнах були проінвестовані значні суми в технології з використанням телуру та індію (CdTe і CIGS-технології). Але під впливом потреби в промисловості, що виробляє РК-монітори різного призначення (особливо - для «плоских» телевізорів), попит на індій, зокрема, виріс на порядок. Наприклад, ціни на індій різко зросли з 85 $ / кг на початку 2003 р до 830 $ / кг до кінця 2004, потім відкоригувати, а потім знову піднялася вище 750 $ / кг в 2011 р Ціна на телур в 2005 р несподівано підскочила в 6,5 раз, майже до 230 $ / кг з приблизно 35 $ / кг у 2004 р, через збільшення попиту з боку Китаю. Ціна телуру в кінці 2011 р досягла середньої ціни близько 300 $ / кг.

Щоб зменшити залежність від цих дефіцитних рідкоземельних елементів, почалися активні розробки тонкоплівкових виробів з більш поширеними металами. Наприклад, були знайдені рішення, де індій і галій замінені легкодоступними цинком і оловом.

Потенціал органічних фотоелектричних технологій ще не оцінено в повній мірі, і чекає своєї реалізації.

Тонкоплівкові решение, незважаючі на менший ККД, компенсують різніцю в ефектівності з кремнієвімі панелями менше ціною и економією на других складових повної собівартості. Наприклад, на вартості і зручності монтажу, простоті транспортування та інше (рис. 7). І зараз вони демонструють ціни за ват навіть менше, ніж у кремнієвих модулів.

Мал. 7. Тонкоплівкові «рулонні» PV-осередки з комбінації міді, індію, галію і селену на гнучкій фользі. Монтаж на даху в Сан-Хосе, Каліфорнія, США

За однією з технологій «тонкі плівки» просто розгортаються на дахах з самоклеючих рулонів. Їх можна різати в потрібний розмір прямо на даху, а потім кріпити до них електропроводи обтискними кліпсами, рис. 7. «Битва» за першість між гнучкими дешевими плівками і жорсткими, але крихкими і дорогими кристалічними пластинами, триває.

Що в Україні?

Наша країна за останні 3 роки активно включилася в процес переходу на відновлювану енергію. За даними експертної ради 8-го Міжнародного форуму стійкої енергетики SEF 2016 KYIV (який відбувся 11-12 жовтня 2016 року в Києві), в першому півріччі 2016 року в Україні побудовано 14 об'єктів відновлюваної енергетики потужністю 39 МВт. Це зажадало майже € 42 млн. Інвестицій. В основному це сонячні електростанції з PV-панелей. У січні - червні цього року було побудовано 12 нових фотовольтаїчному електростанцій загальною потужністю 37 МВт.

Станом на 1 липня 2016 року загальна встановлена ​​потужність українських сонячних електростанцій (без втрачених потужностей в Криму) склала 453 МВт. До кінця року, за даними звіту експертної ради SEF 2016 KYIV, в восьми областях України планується побудувати 34 нових сонячних електростанції загальною потужністю понад 120 МВт.

Довідка: SEF 2016 KYIV 11-12 жовтня 2016 року в Києві відбувся 8-й Міжнародний форум і виставка стійкої енергетики SEF 2016 KYIV (8th International Forum and Exhibition on Sustainable Energy in Ukraine ), мета якого - сприяння розвитку сталої енергетики і енергонезалежності України за рахунок отримання енергії з поновлюваних джерел. Генеральним медіа-партнером форуму виступив Bloomberg New Energy Finance (BNEF). Партнерами форуму SEF KYIV стали: AEG Power Solutions (генеральний спонсор), RECOM (офіційний спонсор), Jinko Solar, Helios Strategia, US Solar (спонсори), Photomate, Подільський Енергоконсалтинг, Fronius International, DТEК, ЕкоОптіма, Unisolar, IBC Solar і Рентехно (спонсори сесій).

На 8-му Міжнародному форумі та виставці сталої енергетики (SEF 2016 KYIV, 8th International Forum and Exhibition on Sustainable Energy in Ukraine) вперше був представлений інвестиційний проект «Chornobyl Solar» будівництва парку сонячної енергетики в зоні відчуження ЧАЕС, який отримав схвалення і активну підтримку .

Голова Державного агентства України з управління зоною відчуження Віталій Петрук назвав переваги будівництва парку сонячної енергетики в зоні відчуження, зокрема: зручність підключення до мережі, спеціальний режим охорони, наявність великих земельних ділянок, які можуть бути використані для будівництва першої черги сонячних станцій, спрощені дозвільні процедури, доступ до технічної підтримки. За рішенням Президента України в зоні відчуження (2600 км2) буде створений радіаційно-екологічний біосферний заповідник, де можна ефективно використовувати землю для установки систем виробництва відновлюваної енергії різних видів.

На форумі SEF 2016 KYIV представники ЄБРР та НЕК «Укренерго» заявили про технічну та фінансову спроможність проекту «Chornobyl Solar» і про підтримку його реалізації.

За даними ЄС, Україна має набагато більшим потенціалом для виробництва електроенергії з сонячного світла (рис. 8), ніж, наприклад, Німеччина. Ізолінії позначають райони з економічно виправданим рівнем застосування сонячних панелей для отримання електроенергії. Це майже вся територія країни. Але поки поширеність PV-панелей в Україні, особливо в житловому секторі, незрівнянно нижче, ніж в тій же Німеччині, та й в цілому по Європі. Ціни за 1 кВт встановленої потужності теж істотно вище. Недостатньо поки і компаній, які професійно займаються комплексною установкою, монтажем та сервісом PV-систем - від власне панелей до установки інверторів, автоматики і її узгодження з іншим інженерним обладнанням для будинку.

Мал. 8. Карта потенціалу сонячної енергетики України, складена спільним дослідницьким центром при Єврокомісії ЄС «фотовольтаїчні геоінформаційна система» (Photovoltaic Geographical Information System, PVGIS)

Україна ще чекає свій «сонячний бум».

Більше важлівіх статей и новин в Telegram-каналі AW-Therm . Підпісуйтесь!

Вас может зацікавити:

Вам такоже может сподобатися

Замовлення Було Відправлено, з Вами зв'яжеться наш менеджер.