Innovasjon - utfordringene innen fornybar energi
– sett fra solenergisynspunkt
Sven Røst, OREEC Årskonferanse – mars 2015
Visjon
Vi skaper verdier og gjør verden litt renere
Forretningside
Scatec utvikler og implementerer ny teknologi for å fremstille
klimanøytral energi og avanserte materialer
Portefølje av selskaper
Avanserte
materialer
Klimanøytral
energi
Utvikling
Pilot
Industrialisering
Full-skala
virksomhet
Solenergi – rivende utvikling
For noen år siden var solenergi som en tenåring…
Umoden
• Endeløse diskusjoner om hvilken teknologi som ville vinne
• Sett på som en marginal bidragsyter av kraftbransjen
Opplevde mange kriser
• Mangel på råmaterial – spesielt superrent silisium
• Raske endringer i produksjonskapasitet
• Ustabile markeder
Evnet ikke å dekke egne kostnader…
• Dyrt – sammenliknet med konvensjonelle kraftkilder
• Avhengig av subsidier fra nasjonale myndigheter
…men solkraft har modnet …
75 MW Dreunberg i Sør-Afrika
• 175 millioner kWt
årlig produksjon
7,2 MW kommeriselt takanlegg – Milano, Italia
1,4 kW privat taksystem – Monterey, California*
*Courtesy of REC Solar ASA
70 kWp «låve-anlegg» Campus Evenstad , Hedmark
Foto: FUSen
8. november 2013
Noen konkrete eksempler
• Danmark satte «verdensrekord i fornybar»
• 39 % av el-forbruket i 2014 ble dekket av
vindkraft
• Solkraft sto for 36 % av all ny
elektrisitetskapasitet i USA i 2014
• Hvert 2,5 minutt ble det ble installert ett
solkraftanlegg i USA i 2014 - 200 000
anlegg i alt
• Tyskland fikk for første gang mer
strøm fra fornybare kilder enn noen
annen kilde
Utvikling innen solenergi – priser og volum
GW
Global etterspørsel og modulpriser
$/W
6
50
5
40
4
30
3
20
2
10
1
0
0
2008
2009
2010
2011
Annual world PV installations, GW
2012
2013
2014
Module spot market prices, $/W
Fraunhofer instituttet – Agora Energiwende rapport 2015:
Solkraft er snart den billigste formen for energi
1. Solkraft (PV) er allerede i dag en lav-kost fornybar energi
• Kost for solkraft fra storskala anlegg i Tyskland falt fra € 0,40/kWt i 2005 til
€ 0,09 i 2014
2. Solkraft vil snart være den rimeligste formen for elektrisitet i mange regioner i
verden
•
Selv konservative scenarier viser at kostnadsreduksjonene vil fortsette
3. Det er de finansielle og regulatoriske miljøene som vil være nøkkelen til å
redusere kostnadene i framtiden
•
Manglende myndighetsregulering kan øke kostnadene
4. Det fleste scenariene undervurderer kraftig den rollen solenergi vil spille i
framtidige energisystemer
Målbildet - kost for strøm fra nye solkraft-anlegg i
sør- og sentral- Europa sammenliknet med gass og diesel
(EUR ct
/kWh)
Utjevnet totalkost for kraft, industriell skala, nye anlegg
40
Diesel
30
Sol PV
2015 - 2050
20
Gass CCGT
(base-last)
10
5
5 – 8 ct
2015
4 – 6 ct
2025
4 – 9 ct
3 – 5 ct
2 – 4 ct
2035
2050
Kilde: Fraunhofer / Agora Energiwende 2015
Gass CCGT
(topp-last)
14 – 22
ct/kWt
21 – 35
ct/kWt
2014
Kilde: Bernstein Research, Scatec Solar-analyser
* Real values in EUR 2014, bandwidth represents different scenarios of market, technology and cost development.
PV plant locations between south of Germany (1190 kWh/kWp/year and south of Spain (1680 kWh/kWp/y) US$/watt)
Solindustrien i Norge sprang ut fra miljøer med høy
silisiumkompetanse –
Norge var verdens største produsent av silisium
• Industriell produksjon av komponenter startet i 1997
• I en periode var norsk solindustri verdensledende
• Det er ikke lenger tilfelle …
Utfordringer når vi skal «gjenreise» norsk solindustri
• Mangler lokomotivet (REC…)
• Pådriver og bruker av innovasjoner
• Veldig lite hjemmemarked
• Norske fagmiljøer blir sub-kritiske
• Kapital - kompetanse i finansmiljøene?
• Vi må tenke bredere, finne nisjer..
Solenergi - verdikjede
Solkraftverk - verdikjede
Prosjektutvikling
Design og
engineering
Finansiering
Innkjøp og
bygging
Tilknyttede
tjenesters
Balance-of-system (BOS)
Solmoduler
Silisium
Kraftproduksjon
Ingot + wafer
Celler +Moduler
Stativ
Elektriske
komponenter
Styresystemer
Teknologiutvikling
Poly-silisium
Ingot/wafer
Solceller
Moduler
• Wafer 35 – 40 % av modulkost
• ½ av materialet går tapt som sag-spon
• Waferne kunne vært vesentlig tynnere
• Effektivitet kun 15-20 %
• Systemkost er i økende grad arealavhengig → høyere effektivitet gir enda
større effekt
• Wafer-kutting uten spontap
• Direkte wafer-krystallisering fra
TCS til wafer / celle
• Mono → Super-mono
• Mer sofistikert celle-design;
silisium-basert «multi-junction»
• «Smart cells»
Bygningsintegrert
• Få gode løsninger
• Arkitektene må på banen
• Reell integrasjon
Solpaneler som også
erstatter deler av
bygningsmaterialene
Fornybar-revolusjon
• Prisene er blitt konkurransedyktige
• Integrering er neste utfordring
Utfordring: Integrasjon
Tyskland: Fra å erstatte topp-last til å ta base-last
«I dag»
PV erstatter
gass-kraft som
topplast
Solrik ukedag
Solrik weekend
Kilde: Citigroup Global Perspectives Report, October 2013
Utfordring: Integrasjon
Tyskland: Fra å erstatte topp-last til å ta base-last
«I dag»
PV erstatter
gass-kraft som
topplast
Solrik ukedag
Solrik weekend
«I morgen»
PV spiser seg inn i
baselasten
Kilde: Citigroup Global Perspectives Report, October 2013
Måter å håndtere variable energikilder – sol og vind
Fleksible
produksjonsanlegg
• Fleksible kraftverk
(eks. open-cycle
gass-turbiner,
magasinert vannkraft,
diesel-kraftverk)
• Regulere og «strype»
solkraftverk
• Hybrid-solkraftverk
Etterspørselshåndtering
• Regulere brukersiden
(typisk
industrivirksomhet)
• Smart grid
Strømnett
• Store og svært
sammenlenkede/
integrerte nett for å
sikre umiddelbar
ekstra kraft for å
unngå overbelastning
Lagring
• Lagring på
solkraftverk-nivå
• Lagring på ulike nivå i
nettet (industriell
skala)
• Lagring på
sluttbrukernivå
Teknologiutvikling
Solkraft hele døgnet forutsetter rimelig lagringskapasitet
• Flere ulike batteriteknologier er i ferd med å bli
industrielle - Li-ion «leder» som følge av el-bilbølgen
• Store «megawatt-per-time»-batterier bidrar til
lagring og enklere operasjon av el-nettet
• I dag ca. $ 400 per kWt, ned til $ 200 i 2020 når
Teslas «gigawatt-fabrikk» er ferdig
• Rimelige batterer vil
• Gjøre husholdninger med solkraft på taket
selvforsynt med strøm til konkurransedyktige
priser
• Gjøre solkraft dominerende der strømnettet
er mangelfullt
EnerVaults «Turlock Project», California
Produksjon av solkraft – to sentrale behov
1. Delvis skyet dag
• Batterier med kort
lagringstid – opp til 30
minutter
• Gir mer jevn
kraftforsyning til nettet /
forbruker
• Enklere å styre nettet
Produksjon av solkraft – to sentrale behov
2. Strålende dag – skyfritt
Time
• Batterier med
kapasitet opp til 4
timer
• Gjør det mulig å
levere strøm til
forbrukstoppen på
kveldstid
• Reduserer behovet
for alternativ
kraftforsyning
Konklusjon
• Strøm er fremtidens energibærer
– sol-, vind- og vannkraft er fremtidens
energikilder
• Lagring og integrasjon («demand side
management») vil være avgjørende
• Omleggingen skjer nå – med stadig
større hastighet
• Norge har fortsatt mulighet til å hevde
seg innen solindustrien
• Innsatsfaktorene er
• Kunnskap og kompetanse
• Kapital og garantikapasitet