Denkt te gaan zonne-energie? De prijzen zijn het naderen van de kosten van elektriciteit van het net, maar slechts op sommige plaatsen - tot nu toe. joncallas / Flickr, CC BY-SA

Het National Renewable Energy Laboratory zei deze week dat zonnepanelen op het dak bijna de potentie hebben om te genereren 40 procent van de elektriciteit in de VS Maar hoe zit het met de kosten van zonne-energie?

Veel mensen vragen wanneer de kosten van het produceren van stroom uit fotovoltaïsche panelen (PV) gelijk zullen zijn aan of minder dan het kopen van het net - een punt genaamd "netpariteit" dat de acceptatie door de zon zou kunnen versnellen.

Maar in de vraag te stellen, vergelijken ze vaak appels met peren en vergeten dat het antwoord verschilt van plaats tot plaats en van het ene type installatie naar de andere.

Bijvoorbeeld, elektriciteit van zonnepanelen op ware grootte (meestal grote reeksen waarbij panelen langzaam kantelen en richting veranderen om de hele dag in de zon te staan) kost gewoonlijk minder dan elektriciteit die wordt opgewekt uit zonnepanelen die op iemands huis zijn bevestigd. Ook huishoudelijke elektriciteitstarieven gemiddeld ongeveer 12 cent per kilowattuur in in de VS, zijn veel hoger dan de groothandel elektrische tarieven - de prijs nutsbedrijven te betalen aan de macht generatoren - die meestal minder dan 4 cent per kilowattuur.

Tegelijkertijd hebben verschillende staten min of meer zon-zonne-energie in Florida, bijvoorbeeld, economischer dan in Alaska. Al deze factoren maken de vraag ingewikkelder dan mensen misschien verwachten.

Hoe kunnen we de kosten van zonnepanelen op het dak vergelijken met de kosten van koopkracht van het lokale elektriciteitsnet en daarbij vaststellen wanneer welke staten het punt van netpariteit zullen bereiken?

Een cijfer voor zonnekosten in rekening brengen

De genormaliseerde, of gemiddelde, kosten van elektriciteit uit een zonne-PV-array zijn afgeleid van al het geld dat is uitgegeven om het systeem te kopen, installeren, financieren en onderhouden, gedeeld door de totale hoeveelheid elektriciteit die naar verwachting over de levensduur van het systeem zal worden geproduceerd. We noemen deze waarde de Levelized Cost of Electricity (LCOE) en deze wordt uitgedrukt in dollars per kilowattuur ($ / kWh). Dezelfde waarde kan worden gebruikt om de kosten voor een kolen- of aardgasfabriek te bepalen. Planners vinden het leuk omdat het de kosten van een energiecentrale over een periode van vele tientallen jaren tot een enkel getal reduceert.

Ondanks de sterke punten van LCOE als een meeteenheid - het is gemakkelijk te begrijpen en op grote schaal gebruikt - heeft het ook enkele tekortkomingen. Het houdt namelijk geografische verschillen in, verandert met seizoenen en negeert meestal de kosten van milieueffecten, zoals de kosten van koolstofemissies. Deze meetwaarde is een beetje te simpel wanneer u variabele wind- en zonne-generatoren vergelijkt met energiecentrales die u naar believen kunt in- en uitschakelen, zoals voertuigen die worden gevoed door uranium, kolen en aardgas.

Vandaag is de gemiddelde kosten van energie uit zon-PV in de VS is naar verluidt 12.2 cent per kWh, wat ongeveer hetzelfde is als het gemiddelde retailtarief.

Degenen die de elektriciteitsprijzen nauwlettend in de gaten houden, denken misschien dat het vergelijkbaar is met wat ze thuis voor hun eigen elektriciteit betalen. Dit aantal kan echter misleidend zijn, omdat het de gemiddelde prijs van zonne-energie op grote schaal in de Verenigde Staten weergeeft, en niet noodzakelijkerwijs de kosten die worden gemaakt voor de productie van elektriciteit uit zonnepanelen bij ons thuis.

Dus hoe weten we hoe dicht bij residentiële zonne-energie pariteit is waar je woont? Uiteindelijk hangt dat af van twee dingen: hoeveel u betaalt voor de elektriciteit die u koopt van het lokale elektriciteitsnet en hoeveel u kunt krijgen voor de elektriciteit die u kunt produceren met PV. Laten we beide bekijken.

Hoeveel zon krijg je?

Het Energy Information Agency (EIA) heeft een kaart van de gemiddelde elektriciteitstarieven op postcode, Gemiddeld om het provinciaal niveau en opnieuw gemaakt door de auteur in de kaart hieronder. De dieprode (of donkerder) kleuren geven hogere gemiddelde residentiële elektriciteit tarieven.

Kaart van de gemiddelde tarieven elektriciteit in de VS EIAElectric variëren een groot deel in het hele land, en deze verschillen kunnen worden veroorzaakt door een aantal economische, historische of wettelijke redenen. Ook de kosten van zonne-energie en de beschikbaarheid van de zonne-resource (dat wil zeggen, hoe vaak en hoe sterk de zon schijnt) zijn ook niet homogeen in de VS Onderstaande figuur toont de LCOE van residentiële zonne-energie in alle provincies van het land.

LCOE van residentiële zonne-energie in de VS.De gegevens over de residentiële zonne-energiekosten zijn samengebracht uit een grootschalig campusbrede onderzoeksproject aan het Energy Institute van de Universiteit van Texas in Austin. De belangrijkste aannames achter de gegevens zijn de totale kosten van US $ 3.50 / Watt voor de zonne-PV-installatie voor een vaste array die naar het zuiden wijst met een helling van 25 graden. Gegevens over zonne-energieproductie zijn gebaseerd op een 2013 National Renewable Energy Laboratory studies.

Die zuidelijke oriëntatie en kanteling vormen een vuistregel en zijn misschien niet de optimale plaatsing van zonne-energie in elke omgeving.

Het Amerikaanse Department of Energy SunShot Initiative heeft als doelstelling om residentiële zonne-PV-installaties te verlagen tot $ 1.50 / Watt. Goedkope PV-panelen uit China hebben de hardwarekosten omlaag gebracht tot het punt dat de prijs van een totaal PV-systeem nu wordt gedomineerd door "zachte kosten" - namelijk klantverwerving, installatie, toeleveringsketen, vergunning, enz. Nog steeds totaal geïnstalleerd systeem de kosten blijven dalen.

Terwijl die kostenbesparingen zijn indrukwekkend, de belangrijkste bestuurder in de kosten van de geproduceerde energie is de hoeveelheid zonnestraling die de zonnepanelen stakingen. Uiteraard sommige locaties zijn zonniger dan andere zodat een zonnepaneel in Arizona meer energie zal produceren dan een in de staat Washington, zodat het systeem economisch voor de huiseigenaar.

En de heersende elektriciteitskosten variëren landelijk. Sommige gebieden met de laagste kosten voor netstroom (bijv. Washington) hebben een aantal van de hoogste zonnekosten vanwege de lage hoeveelheid zonneschijn. Het zal moeilijk zijn om pariteit op zonne-energie te bereiken op die locaties.

Aan de andere kant zijn er andere locaties waar de prijs van elektriciteit uit netwerken hoog is en de LCOE op zonne-energie relatief laag is, inclusief New Mexico, Californië en Hawaï; deze plaatsen zijn toplocaties voor zonne-energie om eerder gelijk te zijn.

Bewegend doel

Om dit punt te illustreren, nemen we dezelfde informatie die ten grondslag ligt aan de zonnekostenkaart en verlagen we de totale geïnstalleerde kosten van geïnstalleerde zonne-energie in stappen van $ 0.50 / Watt - van $ 3.50 / Watt naar $ 1.50 / Watt (het SunShot-doel). We kunnen dan het elektriciteitstarief aftrekken van de zonne-energie LCOE in elke provincie. Als dit verschil nul of negatief is (elektriciteitstarieven> LCOE), kunnen we schatten wanneer dat land de netpariteit zal hebben voor residentiële zon-PV.

Hieronder vindt u een GIF die de schatting van het punt van pariteit toont als de prijs van geïnstalleerde zonne-energie daalt. Merk op dat de totale geïnstalleerde kosten de federale belastingvermindering voor investeringen en eventuele lokale kortingen en belastingvoordelen omvatten.

GIF met de locaties waar residentiële zonne-LCOE pariteit bereikt met lokaal gemiddelde stroomtarieven bij verschillende kosten voor zonne-energie geïnstalleerd.Deze berekeningen en schattingen worden geleverd met verschillende kanttekeningen. Ten eerste veronderstelt de bovenstaande berekening dat eigenaars van zonnepanelen voor hun opwekking worden betaald tegen standaard elektrische tarieven in hun gebied. Deze opstelling is meestal bekend als netmeting.

Maar er is een breed scala aan manieren waarop nutsbedrijven samenwerken met klanten die zon-PV hebben geïnstalleerd. Sommige nutsbedrijven kunnen de groothandelsprijzen van huiseigenaren betalen voor de overtollige elektriciteit die ze via hun panelen in het net invoeren, die meestal aanzienlijk lager zijn dan de retailtarieven. Als nutsbedrijven huiseigenaren betalen op basis van het groothandelspercentage, in plaats van het retailtarief, is zonne-energie minder economisch.

Maar dat is niet alles. Men zou kunnen toevoegen in de kosten en baten van het verminderen van CO2 emissies en andere verontreinigende stoffen. Aan de andere kant zijn er kosten verbonden aan "versteviging" zonnestroom als het nacht of bewolkt.

Met het oog op deze factoren is het antwoord op de vraag: "Is het economisch gezien verstandig om zonne-energie te installeren?": Het hangt ervan af. Zoals de kaart aantoont, is het cruciale om te kijken, afgezien van eventuele veranderingen in elektriciteitskosten, hoe snel de totale kosten van zonne-energie dalen.

Over de auteur

Joshua D. Rhodes, postdoctoraal onderzoeker van Energie, Universiteit van Texas in Austin. Zijn huidige onderzoek gaat na het gebied van woon-smart grid toepassingen, waaronder system-level toepassingen van energie-efficiëntie en decentrale opwekking. Hij is ook geïnteresseerd in het beleid en de gevolgen die goed beleid op de efficiëntie van de lokale economie, in het bijzonder het beleid dat de marktwerking worden ingezet om de efficiëntie van het woongebouw voorraad te vergroten kan hebben.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op The Conversation

Verwante Boek:

at InnerSelf Market en Amazon