Der Weg zu 0,015 US-Dollar/kWh Solarstrom und niedriger

Während wir weltweit gesehen haben, dass die Preise für Solarstromanlagen deutlich unter einen US-Dollar pro Watt fallen, wurden diese Preise erst vor relativ kurzer Zeit (Ende 2016, Anfang 2017) in den Vereinigten Staaten gesehen. Und mit den Auswirkungen der Zölle auf importierte Solarmodule gemäß Abschnitt 201 gibt es einige Projekte, die unter dieser Zahl gelegen haben könnten, die aber nicht zustande kommen werden – noch nicht.

GTM Research hat im Rahmen einer Präsentation von Research Manager Scott Moskowitz auf dem Solar Summit von GTM, Trends in Solar Technology and System Prices, nachgerechnet, die prognostiziert, dass Utility-Scale Fixed-Tilt-Systeme 70 U.US-Cent pro Watt bis 2022 erreichen könnten.

Anzumerken ist, dass der Section 201-Tarif Anfang 2022 ausläuft und dass man den 22% Solar Investment Tax Credit (das letzte Jahr, bevor er auf unbestimmte Zeit auf 10% sinkt) nur dann in Anspruch nehmen kann, wenn man 2021 den ersten Spatenstich macht und das Projekt vor Ende 2023 abschließt.

GTM Research geht von Einsparungen in verschiedenen Bereichen aus. Die größten Einsparungen kommen von den Solarmodulen – es wird erwartet, dass der Preis von heute 37¢ pro Watt (W) bis 2022 auf 24¢/W fallen wird, ein Rückgang von 35%. Ein Großteil dieser Preissenkung könnte allein durch Effizienzsteigerungen erreicht werden. Mitarbeiter des pv magazine gehen davon aus, dass der durchschnittliche Wirkungsgrad von Solarmodulen bis 2022 bei 20 % liegen könnte – eine Steigerung von 17 bis 25 % gegenüber den heutigen durchschnittlichen Wirkungsgraden von 16 bis 17 %.

GTM Research gibt zu bedenken, dass es schwieriger sein wird, die Kosten aus anderen Teilen des Systems herauszuholen. Zum Beispiel haben sie gezeigt, dass sich die Preise für Wechselrichter von den historischen 10-20% pro Jahr auf 5-10% Preisrückgang ab 2019 verlangsamen werden.

Allerdings haben sie eine sehr optimistische Folie eingeschoben – ein bifaziales Solarmodul, einachsiges Tracker-System, dessen Leistungsgewinn im Vergleich zu normalen Modulen, die auf einachsigen Trackern montiert sind, 13% beträgt. Dies deckt sich mit den Angaben des PV-Magazins, das Anfang des Jahres einen Zuwachs von 12,5 % verzeichnete.

Der Effekt der erhöhten Systemwirtschaftlichkeit durch höher effiziente – nicht bifaziale – Module wurde bereits gut dokumentiert, und einachsige Solarsysteme erreichen im Südwesten der USA bereits Kapazitätsfaktoren von über 30 %.

Der finanzielle Vorteil durch die erhöhte Effizienz bifazialer Solarmodule auf einachsigen Nachführsystemen schafft zusammengesetzte Vorteile in der gesamten Anlage. Wenn wir das bifaciale Panel auf einen einachsigen Tracker setzen, der für das Land unter ihm und den geografischen Standort optimiert ist, erhalten wir den bereits erwähnten Anstieg von 12,5 % auf einen Kapazitätsfaktor von fast 34 %. Das sind 20 % mehr Strom aus demselben Stück Boden im Vergleich zu einem Standard-Solarmodul, das auf einem feststehenden Gestell montiert ist.

Alle diese Faktoren zeichnen ein klares Bild. Der Preis für Strom im Versorgungsmaßstab wird sinken. Forschungen deuten auf weitreichende Auswirkungen auf das gesamte Energiesystem hin: Es wird erwartet, dass Solar- und Windenergie die Großhandelspreise bis Ende der 2020er Jahre um 50 % senken werden.

Auf den Cent pro Kilowattstunde kommend

Mit Hilfe des LCOE-Rechners (Levelized Cost of Energy Calculator) der National Renewable Energy Labs (NREL) erhalten wir einen Einblick in den Preis, zu dem die größten Solarentwickler der Welt Strom produzieren werden.

Wir setzen den Zeitraum auf 25 Jahre fest, da dies gut mit der aktuellen Garantie für Solarmodule übereinstimmt. Und bis zum Jahr 2022 könnte sie noch weiter gesetzt werden, da die Entwickler zukünftiges Repowering von Solarfarmen und längerlebige Solarmodule monetarisieren.

Für diese Analyse hat sich das pv magazine entschieden, die obigen Systemkosten auf 75¢/W zu erhöhen, um die einachsige Nachführung zu berücksichtigen. Wir sind der Meinung, dass dieser Preis in Anbetracht der Effizienzgewinne tatsächlich ein oder zwei zusätzliche Cent bringt.

Für den Kapazitätsfaktor haben wir mit den 30,2 % begonnen, die wir in Kalifornien für einachsige Tracker im letzten und vorletzten Jahr erhalten haben, und wir haben 12,5 % für den bifacialen Panelgewinn hinzugefügt. Das brachte uns auf einen Kapazitätsfaktor von 34%.

Als nächstes brachten wir den Kapazitätsfaktor auf 38%, eine Steigerung von etwa 11,8%. Wir taten dies, weil 20% bifaziale Solarmodule eine Erhöhung des Modulwirkungsgrads von 17-25% gegenüber dem heutigen Produkt bedeuten und 38% konservativ erscheinen.**

Als Nächstes haben wir die O&M-Kosten auf 7,50 $/kW angepasst, um auch hier die erwarteten Steigerungen zu berücksichtigen. Derzeit gibt es Verträge, die sich bei $8-10/W herausschleichen – einige beeinflusst durch die Steuergutschrift, einige durch superdichte Installationsgebiete.

Solarkraftwerke haben keine variablen O&M-Kosten (PDF).

Das lässt uns mit einem einfachen, nivellierten Preis für erneuerbare Energie von 1,5¢/kWh. In diesem Preis sind die Gewinne für die Entwickler von Energieversorgungsanlagen enthalten.

Und wenn der Entwickler von Solarenergie eine Partnerschaft mit einem strategischen Steuerinvestor eingeht, der die Steuergutschrift und die Abschreibung um 25 % reduziert – und damit die effektiven Kapitalkosten auf 52¢/W für die Installation senkt, erhalten wir einen Preis von 1,1¢/kWh. Der billigste Strom auf dem Planeten, genau hier in den Vereinigten Staaten.

Diese Zahlen sehen zwar fantastisch aus – sind aber nicht so weit von den Angeboten entfernt, die wir bereits in einigen globalen Geboten herumschwimmen sehen. In Saudi-Arabien wurde ein Angebot von 1,78¢/kWh abgelehnt, möglicherweise wegen der Verwendung von bifacialen Solarzellen. Mexiko hat unter Berücksichtigung der Zertifikate für saubere Energie ein Angebot von 1,97¢/kWh erhalten. Chile erhielt ein Gebot von 2,15¢/kWh.

Eine Abrechnung steht bevor.

**Es wurde festgestellt, dass eine Erhöhung des Wirkungsgrads von Solarmodulen zwar die allgemeinen systembezogenen Kosten senkt, aber nicht den Kapazitätsfaktor des Kraftwerks erhöht, da die Nennkapazität des Kraftwerks mit der Effizienzsteigerung steigt. Um diese Vorteile zu erzielen, müsste die kWh-Produktion bei gleicher Systemgröße gesteigert werden – zum Beispiel durch bifaciale Paneele (wenn die Steigerungen nicht in der DC-Leistung berücksichtigt werden) oder einachsige Tracker.

Eine Änderung der LCOE-Berechnung würde einen Wert von 1,7¢/kWh bei 750 $/kW und 1,3¢/kWh bei 520 $/kW bedeuten.