3. Produksjon og marked

 
>> 3.1 Markedet for solceller
>> 3.2 Markedet for termisk solenergi

 

 

3.1 Markedet for solceller

3.1.1 Strømproduksjonskostnader og nettparitet

 

 

Det avgjørende for hvor mange solcelleanlegg som blir bygget er hvor mye det koster i forhold til andre strømkilder på det aktuelle stedet. For eksempel har vi i Norge vannkraft som er langt billigere å produsere enn solkraft. På landsbygda i Tanzania, hvor det vanligste alternativet er dieselaggregater, som er svært dyre i drift (høy dieselkostnad og transport av diesel) kan solceller være et langt billigere alternativ. For å gjøre solcelleanlegg konkurransedyktig handler det i stor grad om å redusere kostnadene, gjennom blant annet forskning, effektivisering av industri og utvikling av marked (leverandørkjeder, teknologiaksept hos investorer etc.). De viktigste kostnadsdriverne for solcelleanlegg er:

 

  • Mekanisk montasjemateriell (avhengig av anleggstype)
  • Batterier og laderegulator (hvis aktuelt)
  • Solcellemoduler
  • Vekselretter (inverter)
  • Prosjektering, installasjon og overtagelse
  • Elektrisk tilkobling til strømnett og eventuelt kontrollsystem

 

Noe som er spesielt interessant med solcelleanlegg og som skiller disse fra mange andre teknologier for kraftproduksjon er at de nesten ikke har drifts – og vedlikeholdskostnader. Et solcelleanlegg kan operere nærmest feilfritt i 25 år uten at det påløper store kostnader underveis. Noen driftskostnader kan likevel oppstå:

 

  • Overvåkning av drift og sikkerhet ved anlegg, samt rengjøring og generelt vedlikehold i tilknyttede fasiliteter (gjelder for store, kommersielle solkraftverk)
  • Bytte av batterier hvis nødvendig, for frittstående anlegg. Det finnes batterier med svært lang levetid, dersom de opereres riktig - disse er gjerne dyrere enn typen som må byttes oftere. Levetid for blybatterier kan variere fra typisk 4 år til 25 år.
  • Bytte av inverter (vekselretter). Typisk levetid for inverter kan være 10-15 år.

 

Metoden for å beregne energikostnad for sammenligning med andre teknologier går kort sagt ut på å dele totale levetidskostnader (investeringskostnad + 25 år med driftskostnader) for anlegget med total energiproduksjon gjennom hele anleggets levetid. For solcelleanlegg sier man som regel at levetiden på anlegget er 25 år i slike beregninger, men den kan i realiteten være vesentlig lengre, noe som reduserer den reelle energikostnaden. Dette kalles LCOE (Levelized Cost of Electricity) og gir beregnet energikostnad i kr/kWh:

 


Se kapittel 3.1.5 nedenfor for figur som viser LCOE for ulike solcelleanlegg i Norge.

 

Produksjonskostnaden for elektrisitet fra solceller er redusert betraktelig siden de første anleggene ble installert, noe som i hovedsak skyldes teknologiutvikling og mer effektivitet i prosesser og marked (les mer om lærekurver for teknologier i kapittelet ”Energipolitikk og støtteordninger”). Nettparitet (engelsk: ”grid parity”) er et uttrykk som ofte brukes når det er snakk om kostnadsutvikling for solceller. Nettparitet innebærer at man har nådd en produksjonskostnad som kan konkurrere med konvensjonelle kraftproduksjonsmetoder, uten støtteordninger. Nettparitet ble først oppnådd i flere områder med høy solinnstråling og høye strømpriser som f. eks. i California, Italia, Japan og Spania. Scatec Solar fikk allerede i 2009 en kontrakt på Hawaii, for levering av solkraft til en konkurransedyktig pris uten subsidier. Høye energipriser og god solinnstråling gjorde dette mulig. Dette bildet er dynamisk og i kontinuerlig utvikling.

 

Land som har oppnådd grid parity (IEA, 2012). Det blir stadig flere, takket være lavere komponentpriser og større kompetanse. 

 

3.1.2 Solcelleindustrien

 

 

Stadig flere solceller produseres i Asia. Mens kineserne hadde 10 % av solcellemarkedet i 2005, er situasjonen i dag at ca. 70 % av solcellemoduler lages i Kina og Taiwan.. Også norske aktører i solcelleindustrien har etablert produksjonsanlegg i Asia.

  

Solcelleindustrien i Norge
Norge er blitt en viktig aktør i solcelleindustrien. Denne posisjonen er bygget på en industriell fortid innenfor produksjon av silisium til andre formål og annen metallurgisk industri. Lærdommene som ble høstet fra denne industrien har trolig vært avgjørende for fremgangen innen solcellesilisium. Konsolideringen i markedet som følge av finanskrise og kinesisk oppbygning av produksjonskapasitet har også rammet norske bedrifter som Innotech Solar som oppgradering av kasserte solceller og Metallkraft’ virksomhet for gjenvinning av slam fra produksjonsprosesser. REC Solar som produserer moduler i Singapore er kjøpt opp av Elkem Solar som produserer solcelle-silisium basert på en egenutviklet teknologi i Kristiansand. Norsun produserer monokrystallinske silisiumblokker og wafere i Årdal, og Norwegian Crystals produserer monokrystallinsks silisiumblokker i Glomfjord.

 

Se også kapittelet om produksjon av solceller. Norske bedrifter er også involvert i andre deler av solcellemarkedet, og har utvklet teknologier for blant annet oppgradering av kasserte solceller (Innotech Solar) og en patentert prosess for gjenvinning av slam fra produksjonsprosessen (Metallkraft AS). Se prosjekteksempler for mer info.

 

 

3.1.3 Markedet globalt

 

 

Solceller er i mange tilfeller konkurransedyktige for kraftforsyning i frittstående systemer som ikke er tilknyttet elnettet. Denne delen av markedet er derfor ikke avhengig av subsidier.

Hoveddelen av dagens marked har imidlertid frem til nylig vært drevet av subsidier som har hatt til formål å stimulere til utvikling av industrien og solcellemarkedet har utviklet seg i de landene der man finner de gunstigste støtteordningene. Innføring, endringer og avslutning av slike støtteordninger har store konsekvenser for markedsutviklingen. Støtteordningene har vært avgjørende for den raske utviklingen av solcellemarkedet, og den sterke veksten har ført til kostnadsreduksjoner i produksjon og installasjon, men også til knapphet på råvare, og dette har i en periode ”spist opp” kostnadsreduksjonene, men de senere år har prisfallet kommet tilbake til læringskurven som er vist ovenfor.

 

I 2014 var totalt akkumulert produksjonskapasitet i verden nådd 177 GWp, og det ble installert ca 40 GWp i løpet av 2014.  Solceller dekket over 1% av verdens elektrisitetsbehov i 2014. De tre største markedene i 2014 og tilhørende akkumulert installert effektkapasitet er: Kina (10,6 GWp, Japan (9,7 GWp) og USA (6,2 GWp).  Det europeiske markedet falt fra 22 GWp i 2011 til 7 GWp i 2014. Mer detaljert informasjon om utviklingen i ulike regioner og land finnes i siste publikasjoner fra IEA PVPS Task 1 som finnes her.

 

Det er de nettilknyttede systemene som utgjør hoveddelen av markedet. Frittstående systemer viser også en jevn vekst, men det er ikke her de store volumene har kommet. Frem til 1997 var installert effekt for frittstående anlegg større enn for nettilknytede, men siden har dette bildet endret seg. I 2002 ble kun 10 % av ny solcellekapasitet installert i forbindelse med frittstående systemer, og i 2012 var andelen sunket til under 1%. [IEA].

Markedet for solceller har i de to siste årene opplevd dramatiske endringer i økt produksjonskapasitet og reduserte priser på verdensbasis. Årsakene til dette er hovedsakelig en anstrengt økonomisk situasjon og reduserte incentiver i de viktigste markedene globalt, i tillegg til stor etablering av kinesiske aktører. Dette har videre ført til aksjekursfall, overproduksjon, redusert lønnsomhet for produsentene og nedleggelser av fabrikker.

 

Frem til 2008/9 opplevde solcelleaktørene gode tider. I følge Bloomberg New Energy Finance hadde de 16 største selskapene driftsmarginer på 15-16 % i sine regnskaper. Utsiktene for lønnsom produksjon og markedsvekst, kanskje særlig blant kinesiske aktører, ledet til investeringer i nye solcellefabrikker. Etter at Spania strammet inn på sine rammevilkår i september 2008 ble overkapasiteten i markedet synlig, og fallet i priser tok til, rundt regnet 50 % mellom 2008 og 2009. Mange aktører hadde allerede gjort tiltak som gjorde det mulig å leve videre, men med langt dårligere lønnsomhet.

 

Fallet i priser kom imidlertid til å vedvare. Mens prisen i 2008 lå på 4 USD/Wp, falt de til 2 USD/Wp i 2009, og i 2012 falt de videre til 1 USD/Wp. Konkurransen fra kinesiske aktører forklarer mye av det som har skjedd. Mens kineserne hadde 10 % av solcellemarkedet i 2005, er situasjonen i dag (2014) at ca. 7 av 10 solcellemoduler er produsert i Kina.

 

Nettstedet www.solarserver.de presenterer prisoversikter (grossistpriser) på solceller på månedsbasis. De deler produktene inn i krystallinske celler levert fra produsenter i Europa, Kina eller Japan og to kategorier med tynnfilmsolceller. Som vist i figuren nedenfor har modulprisen falt med omtrent 70 % fra 2010 til 2015.

 


  

I tillegg til solcellemodulene, kommer kostnader til øvrige komponenter. Kostnader for komplette solcellesystemer avhenger av mange faktorer, som størrelse, geografisk plassering, bruksområde, nett-tilknytning, tekniske spesifikasjoner med mer. IEAs Photovoltaic Power Systems Programme utarbeider hvert år en trendrapport som blant annet omhandler produksjonskostnader for solcellesystemer. Tallene er basert på rapporter fra programmets medlemsland.

 

 

3.1.4 Markedet i Norge

  

Fram til 2014  fantes det ingen rettighetsbaserte subsidier til installasjon av solcelleanlegg, og hele det norske markedet (hovedsakelig fritidsmarkedet) var derfor rent kommersielt drevet. I 2015 innførte Enova en rettighetsbasert støtteording som også omfatter støtte til solcelleanlegg til husholdninger, og Oslo Kommune støtter installasjon av solcelleanlegg.

Det er også mulig å søke om elsertifikater ved produksjon av kraft fra solceller, men på grunn av høy registreringsavgift er dette mest aktuelt for kommersielle kraftverk. Les om elsertifikater i Kapitel om Energipolitikk

Dette markedet har naturligvis også fordel av prisfallet som har skjedd som en følge av andre lands satsinger. Det antas at det er om lag 100 000 - 150 000 solcelleinstallasjoner i Norge, hovedsakelig i hytter/fritidseiendommer, som ikke er tilkoblet nettet. Ved utgangen av 2011 var total kapasitet estimert til 9,1 MW. Dette har økt til nærmere 13 MW ved utgangen av 2014, mye takket være at en rekke større, nettilknyttede anlegg er blitt bygget. Per i dag har de ti største PV-anleggene i Norge en samlet kapasitet på omtrent 1,5 MW.


Kystverket er den største norske enkeltbruker av frittstående solcellesystemer til drift av navigasjonslykter langs kysten. Kystverket har i drift om lag 2890 anlegg, med en samlet kapasitet på 315 kWp. Selv nord for 70 grader nord drives fyrlykter med solceller. I slike anlegg benyttes en Ni-Cd batteribank som sikrer drift i vintermånedene, typisk opp til 120 dager uten opplading fra solcellene.

 

De minste anleggene består av enkeltmoduler på 36 Wp, de største inkluderer 88 moduler med samlet effekt på 4,4 kWp. Et stort antall anlegg består av 3-4 moduler, hver på 60 Wp. Overgang til LED-teknologi vil kunne bidra til å redusere anleggsstørrelsene.

 

 

3.1.5 PV-anlegg og priser i Norge

I 2014 ble 2,2 MWp (megawatt-peak) solceller installert. Dette er tre ganger så mye som året før, og kan karakteriseres som et vendepunkt for solceller her til lands. Den vesentlige andelen av denne veksten skyldes installasjon av nett-tilknyttede systemer som i 2014 var 1,4 MWp. 

 

 

Markedet for solceller kan deles inn i følgende markedssegmenter:

Store nett-tilknyttede anlegg (100 kWp -)

Solcellesystemer som installeres for strømforsyning av store bygg og bakkemonterte kraftverk.

Nett-tilknyttede anlegg på næringsbygg (10 -100 kWp)

Solcellesystemer som installeres for strømforsyning av større private eller offentlige næringsbygg.

Små nett-tilknyttede anlegg (0 - 10 kWp)

Solcellesystemer som installeres for strømforsyning av mindre private eller offentlige bygg. Typisk anlegg for boliger.

Frittstående små anlegg (0 - 50 kWp)

Solcellesystemer som installeres for frittstående strømforsyning av mindre bygg og installasjoner uten tilgang til strømnett. Typisk anlegg for turisthytter, fyrlykter og telekommunikasjonsanlegg.

 

 

Samlet akkumulert effektkapasitet er over 12,8 MWp og domineres av solceller på hytter og fyrlykter. Akkumulert effektkapasitet for nettilknyttede anlegg er 1,7 MWp, som gir en stipulert strømproduksjon på ca 1,4 GWh pr år. 

 

 

Til tross for vesentlig potensiale, er kostnadene for å bygge solcelleanlegg fortsatt noe høy i Norge (i forhold til for eksempel Tyskland). Dette skyldes blant annet få leverandører av slike anlegg og et umodent marked. Den trege utviklingen i Norge skyldes delvis at vi har svært billig strøm her til lands, grunnet våre store vannkraftressurser. Likevel har prisene på solcelleanlegg i Norge blitt betydelig lavere de siste årene, og en studie utført av Multiconsult for Enova i 2013, undersøkte energikostnad (kr per kilowatt-time) for ulike typer PV-anlegg i ved ulike geografiske steder i Norge (se figur).

       

Energikostnad (LCOE) for ulike solcelleanlegg ved ulike steder i Norge. (Kilde: Kostnadsstudie, Multiconsult 2013)

 


Kostnadene for solcellemoduler og tilhørende systemkomponenter har sunket ytterligere i takt med prisutviklingen internasjonalt. Systempris består av alle inngående komponenter og nødvendig installasjonsarbeid. Systemprisene (2014) varierer betydelig, men har for små nett-tilknyttede boliganlegg sunket 5% i gjennomsnitt i forhold til 2013.

 

 

 

Systemprisene for store nett-tilknyttede store anlegg til næringsbygg viser større variasjon enn tidligere som følge av større datatilgang. I gjennomsnitt har systemprisen innen dette segmentet vært uforandret i forhold til 2013, mens laveste og høyeste pris har endret seg henholdsvis -15% og +15% fra 2013. 


  

 

 3.2 Markedet for termisk solenergi

 

 

3.2.1 Markedet for solfangere globalt

 

 

Kina er det desidert største markedet for solfangere i følge IEA sin siste rapport (2012). I Europa er Tyskland 

For full oversikt over utviklingen i det globale solfangermarkedet vises det til IEA (International Energy Agency) sin omfattende årlige rapport. Den finner du her.

 

  

 

3.2.2 Markedet for solfangere i Norge

 

 

Antall solfangere i Norge fikk seg en real oppsving i 2012, som vist i figuren nedenfor. Likevel er vi i verdenssammenheng veldig små innen solfangere, og langt etter våre naboer Sverige og Danmark, som begge har installert kapasitet solfangere i størrelsesorden 500 MW.

 

 

 

Utvikling i installert solfangerkapasitet i Norge 2002 - 2012 [Kilde: IEA] 

 

 For å lese mer om solfangermarkedet i Norge - se hele den årlige IEA-rapporten her.

 

3.2.3 Kostnader for solfangere i Norge

Et solvarmeanlegg er kapitalintensivt, men har små driftskostnader. Dette innebærer at kjøperen i praksis forskuddsbetaler den energi som solvarmeanlegget skal levere gjennom anleggets levetid. Energikostnaden (kr/kWh) avhenger av hvor i verden systemet skal brukes ettersom energiforbruk, solinnstråling og kostnadsstruktur er ulike.

En økonomisk riktig dimensjonering av et solenergisystem avhenger av faktorer som:

  • Energipris
  • Geografisk plassering av bygningen
  • Kapitalkostnadene for solenergisystemet
  • Prosjektspesifikke forhold, for eksempel hvor godt solenergisystemet kan integreres i bygningen

I Norge vil det ofte være riktig å dimensjonere et tappevannsystem slik at det dekker 40 til 60 prosent av energibehovet. Tilsvarende tall for kombinerte systemer, som dekker både tappevann og varme, er 35 til 50 %. Jo bedre sammenfallet mellom energibehov og tilgangen på solenergi er, dess bedre økonomi får ofte solenergianvendelsen. 

I henhold til IEA-rapporten ”Renewables for Heating and Cooling” (2012) var gjennomsnittkostnaden for energi fra solvarmeanlegg på 60 øre/kWh. Energikostnaden avhenger sterkt av solfangertype, konsept, bruksområde og klima. 

Solfangere konkurrerer med andre fornybare løsninger, som bioenergi og varmepumper. 

 

 

3.2.4 Markedet for termiske solkraftverk

 

 

På 1980-tallet ble det bygd ni termisk solkraftverk i California med en samlet effekt på 354 MW, men utbyggingen stoppet opp på grunn av endrede økonomiske rammebetingelser. Interessen for å bygge termiske solkraftverk har imidlertid tatt seg opp, og Spania utgjør i dag det største markedet for nye anlegg.

Markedet har vært i sterk vekst siden 2006, og installert kapasitet nærmer seg 1 GW. Prosjekter under planlegging og bygging utgjør 15 GW. Hele 90 % av anleggene som er i drift per 2009 ligger i USA og Spania. [Renewable Energy Essentials: Concentrating Solar Thermal Power, IEA 2009].

Den europeiske interesseorganisasjonen for termiske solkraftverk, ESTELA, venter at samlet installert effekt i Europa når 30 GW innen 2020. Dette vil i så fall dekke ca 2 % av Europas elektrisitetsbehov.

Flere aktører utreder muligheten for å etablere termiske solkraftverk i Nord-Afrika, og transportere elektrisiteten til Sør-Europa.

En stor utfordring for denne teknologien er imidlertid konkurranseevnen i forhold til solceller som allerede i dag kan ligge på 55-60 øre/kWh.

 

Markedet i Norge

 

Norge har ikke tilstrekkelig med direkte solinnstråling for lønnsom drift av termiske solkraftverk.