Ratkaiseeko aurinko sähköntarpeemme tulevaisuudessa?

Eero-Vartiainen_60x60Posted by: Eero Vartiainen
16.5.2018

 Aurinkosähkön esiinmarssi on jatkunut viime vuodet vahvana. Aurinkosähkön hinta on laskenut rajusti ja tuotantokapasiteetti kasvanut nopeasti.

Vuonna 2017 aurinkosähkökapasiteettia asennettiin koko maailmassa lisää noin 100 gigawattia, mikä vastaa Suomen vuotuista sähkönkulutusta. Maailmanlaajuisesti aurinkosähkön kapasiteetti nousi viime vuoden lopussa yhteensä noin 400 gigawattiin. Intiassa tämä määrä riittäisi kattamaan yli puolet maan sähkönkulutuksesta.

Seuraan itse näköalapaikalla aurinkosähkön kehittymistä osallistumalla Euroopan aurinkosähköteknologiakomitean (ETIP PV) työhön. Komitean tehtävänä on tuottaa ajankohtaista tietoa alalta ja avustaa päättäjiä aurinkosähköön liittyvissä tutkimus- ja teollisuuspolitiikan kysymyksissä. Komitean viimeisimpien arvioiden mukaan vuonna 2030 aurinkosähköä on asennettuna noin 3 000 gigawattia. Vuonna 2050 luku olisi 10 000 gigawattia, jolloin aurinkosähkö kattaisi jo vähintään kolmanneksen maailman sähkönkulutuksesta.

Aurinkopaneeleiden hintasyöksy

Kymmenen vuoden aikana aurinkopaneelien markkinahinta on laskenut yli 90 prosenttia. Aurinkopaneelien hinta on noudattanut ns. oppimiskäyrää, jonka mukaan paneelien hinta laskee aina 25 prosenttia, kun maailman tuotantokapasiteetti tuplaantuu.

Suurin syy aurinkopaneelien hinnan romahtamiseen on aurinkosähkön tuotantokapasiteetin valtava kasvu.

Viimeisen vuosikymmenen aikana kapasiteetti on kasvanut 50-kertaiseksi. Kasvun myötä on opittu kehittämään valmistusmenetelmiä, käyttämään vähemmän raaka-aineita ja nostamaan paneelien hyötysuhdetta.

Aurinkosähköstä tulossa halvin tuotantomuoto lähes kaikkialla

Aurinkosähkön hinnanlasku on ollut niin voimakasta, että Etelä-Euroopassa ja lähempänä päiväntasaajaa aurinkosähkö on jo halvin sähköntuotantomuoto.

Viimeisen puolen vuoden aikana on tehty useita ennätyksiä aurinkosähkön toimitussopimusten (PPA) hinnoissa. Aurinkosähkön hinta on jo 20 €/MWh tai alle muun muassa Meksikossa, Chilessä ja Saudi-Arabiassa. Tämän mahdollistaa investointien alhainen korkokanta, joka johtuu aurinkosähkön matalasta teknologia- ja ympäristöriskistä. Intiassa PPA-toimitussopimusten hinta ilman tukia on tällä hetkellä alhaisimmillaan 32 €/MWh ja Saksassa 43 €/MWh.

Arvioimme ETIP PV:n tuoreessa raportissa(linkki), että aurinkosähkön hinta laskee edelleen vähintään 40 prosenttia vuoteen 2030 ja 60 prosenttia vuoteen 2050 mennessä.

Aurinkosähkön varastointiin tarvitaan ratkaisuja

Tuotannon ja kulutuksen tasapainoa edellyttävän sähköjärjestelmän näkövinkkelistä aurinkosähkön haaste on sama kuin tuulivoimalla: tuotanto vaihtelee paljon vuorokauden ja vuodenajan mukaan. Ja mitä enemmän vaihtelevaa tuotantoa järjestelmässä on, sitä enemmän tarvitaan joustoa. Sitä saadaan muun muassa energian varastoinnin ja kysyntäjoustojen kautta.

Pohjoismaissa kausivaihtelu on niin suurta, että sähköjärjestelmää ei ole järkevää rakentaa pelkästään aurinko- tai tuulisähkön varaan. Suuressa osassa maailmaa aurinko kuitenkin paistaa melko tasaisesti ympäri vuoden, jolloin järjestelmään tarvitaan vain pieni määrä lyhytaikaista energian varastointia yöaikaan. Pohjoismaissa lyhytaikainen varastointi ei riitä, vaan täällä tarvitaan myös kausivarastointia.

Sähkön varastoinnin, erityisesti akkujen hinta jatkaa myös laskuaan valmistusmenetelmien ja akkumateriaalien kehittyessä. Sähkön kausivarastoinnissa tulevaisuuden ratkaisuja ovat myös sähkön muuttaminen kaasuksi ja joksikin muuksi polttoaineeksi elektrolyysin avulla. Lisäksi Pohjoismaissa on jo olemassa laajat kausivarastot vesialtaiden muodossa. Pohjoismaiden etuna onkin runsas määrä uusiutuvaa vesivoimaa ja biomassaa. Suomessa Lappeenrannan teknillisen yliopiston tutkimus arvioi hiljattain, että täysin uusiutuviin energialähteisiin perustuva järjestelmä olisi meillä mahdollinen ja jopa halvin ratkaisu vuoteen 2050 mennessä.

Aurinkosähköllä suuri rooli matkalla kohti vähäpäästöisyyttä

Kansainvälisen energiajärjestön IEA:n mukaan viime vuonna maailman energiankulutuksesta vielä 85 prosenttia perustui fossiilisiin polttoaineisiin. Luvussa on mukana myös liikenteen energiankulutus. Vaikka aurinkosähkön osuus on kasvanut vauhdilla, se kattaa tällä hetkellä vain noin 2 prosenttia maailman sähkönkulutuksesta.

Aurinkosähkön kasvun tiellä riittää vielä haasteita ratkaistavaksi muun muassa kausiluontoisen tuotannon vuoksi. Ja nyt on kuitenkin selvää, että maailmanlaajuisesti aurinkosähkö tulee näyttelemään suurta roolia siirryttäessä fossiilisista polttoaineista päästöttömiin energialähteisiin.

Linkki ETIP PV:n uusimpaan LCOE-raporttiin:

http://www.etip-pv.eu/fileadmin/Documents/ETIP_PV_Publications_2017-2018/Fact_Sheet_-_LCOE_update_April_2018.pdf

Eero Vartiainen

Kirjoittaja on Fortumin aurinkoteknologiapäällikkö, joka edustaa Fortumia ja Suomea Euroopan aurinkosähköteknologiakomiteassa (European Technology and Innovation Platform Photovoltaics, ETIP PV). Komitea on Euroopan komission asettama asiantuntijaryhmä, joka tuottaa säännöllisesti raportteja aurinkosähkön alalta. Esimerkiksi nyt ilmestynyt PV LCOE factsheet julkaistaan kerran vuodessa.

 

Fakta: Mistä aurinkosähkön tuotantokustannus muodostuu?

Energian tuotantokustannus (LCOE) lasketaan yleensä jakamalla kaikki elinkaarikustannukset järjestelmän elinaikana tuottamalla energiamäärällä. Aurinkosähkön LCOE ottaa huomioon esimerkiksi pääoma- (CAPEX) ja käyttökustannukset (OPEX) mukaan lukien rahoitus-, suunnittelu-, valmistus-, asennus-, verkkoon liittymis- ja käyttökulut sekä hintamarginaalit.

Aurinkosähköjärjestelmän pääomakustannus voidaan jakaa kahteen osaan: aurinkopaneeleihin ja järjestelmäkustannukseen (BoS). Järjestelmäkustannus kattaa kaiken muun kuin paneelit eli mm. invertterit, kaapelit, asennusrakenteet sekä asennus- ja suunnittelutyön. Aurinkosähkökapasiteetin kasvun myötä on opittu kehittämään valmistusmenetelmiä, käyttämään vähemmän materiaaleja (raaka-aineita) ja nostamaan paneelien hyötysuhdetta. Parempi hyötysuhde laskee automaattisesti myös järjestelmäkustannusten hintaa, sillä hyötysuhteen kasvaessa tarvittava pinta-ala ja materiaalien määrä pienenee.

Uusimman ETIP PV:n raportin mukaan aurinkosähkön hinta laskee edelleen vähintään 40 prosenttia vuoteen 2030 ja 60 prosenttia vuoteen 2050 mennessä. Koska aurinkosähkön kustannus on hyvin pääomavaltainen, käytetyllä korkokannalla on suuri merkitys tuotantokustannuksen laskennassa.

Esimerkiksi käytettäessä vieraan ja oman pääoman suhdetta 70/30 ja 10 prosentin korkoa omalle ja 3 prosentin korkoa vieraalle pääomalle saataisiin pääomakustannuksen painotetuksi nimelliseksi keskikoroksi (WACC) noin 5 prosenttia. Tällä korolla ja 2 prosentin keskimääräisellä vuosi-inflaatiolla suuren kokoluokan aurinkosähkön tuotantokustannus olisi tällä hetkellä 28 €/MWh Etelä-Espanjassa ja Etelä-Suomessa 49 €/MWh. ETIP PV:n mukaan kustannus samalla korolla vuonna 2050 on enää 12 €/MWh Espanjassa ja noin 20 €/MWh Suomessa. Vertailun vuoksi sähkön keskimääräinen markkinahinta viime vuonna oli Espanjassa 52 €/MWh ja Suomessa 33 €/MWh. Sähkön kuluttajahinta Euroopassa vaihtelee paljon: Norjassa se on noin 100 €/MWh ja Italiassa 300 €/MWh, kun otetaan huomioon sekä energia- ja siirtokustannukset että verot.

One thought on “Ratkaiseeko aurinko sähköntarpeemme tulevaisuudessa?”

Leave a comment

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s