In 1956 produceerde een vroege demonstratie van fotovoltaïsche zonne-energie 1 watt energie tegen een bescheiden prijs van $ 1.865, gecorrigeerd voor inflatie. Met andere woorden, je moet meer dan een half miljoen dollar uitgeven om gelijkwaardig te zijn aan een modern zonnepaneel van 320 watt op het dak. Naast de prijs moet je natuurlijk ook ruimte vinden voor een schip zonnecellen sinds 1956 om dat gelijk te maken aan de opbrengst van één enkel onafhankelijk modern paneel.
In het laatste artikel over de dalende kosten van hernieuwbare energie schrijft Max Roser van 'World in Data' dat zonne-energie vanaf het begin betekenisloos was voor iedereen waar ook ter wereld.
Gelukkig is hier een zonnige plek, het elektriciteitsnet is onbereikbaar, de prijs is geen probleem, er is alleen maar ruimte. De zon vond een praktisch steunpunt in de vroege verkenning van de ruimte, en van daaruit begonnen dominostenen te vallen.
De lucht- en ruimtevaartindustrie bouwde zonnepanelen voor satellieten en leerde daarbij deze beter en betaalbaarder te maken. De prijs van zonnepanelen daalt beetje bij beetje totdat het werkelijkheid wordt om terug te keren naar de aarde in afgelegen gebieden ver van het elektriciteitsnet. Door nieuwe toepassingen is de opwekking van zonne-energie toegenomen en is de industrie opnieuw beter geworden in het verlagen van de kosten van de constructie en inzet van zonne-energie.
Met de verdere aanmoediging van subsidies heeft deze cyclus tientallen jaren geduurd en is een goed voorbeeld van een technologische trend die de wet van Wright wordt genoemd. De wet van Wright stelt dat elke keer dat de totale opbrengst van een nieuwe technologie verdubbelt (bijvoorbeeld van 100 megawatt aan zonne-energie naar 200 megawatt aan zonne-energie), de kosten ervan met een bepaald percentage zullen dalen.
Auteur, pleitbezorger voor hernieuwbare energie en investeerder Ramez Naam legde uit: 'Dit wordt bereikt door te leren door te doen. Dit is een innovatie die de technologie zelf verbetert en de arbeid, tijd, energie en energie die nodig is om de technologie te produceren, vermindert. Een innovatieve mix van grondstoffen Technologie.' Dit proces wordt de 'leercurve' genoemd.
Hoewel niet alle technologieën een sterke leercurve hebben, zijn er inderdaad veel technologieën die snel kunnen worden verworven uit een obscure wereld. (Zorg ervoor dat je Roser's bericht leest voor meer informatie over de wet van Wright.)
Naarmate we meer zonne-energie inzetten, zijn de kosten van deze technologie in een voorspelbaar tempo gedaald, wat wijst op een leercurve. Voor elke verdubbeling van het aantal zonne-installaties zal de prijs van zonnecelmodules met ongeveer 20% dalen.
Naarmate de totale geïnstalleerde capaciteit van zonne-energie tussen 1976 en 2019 toenam, stegen de zonnepanelen van 106 dollar per watt naar 0,38 dollar. Ondanks de dalende kosten is de prijs van zonne-energie echter gedurende het grootste deel van zijn geschiedenis veel hoger geweest dan die van reguliere elektriciteit, zoals steenkool en aardgas.
In relatief korte tijd zijn de kosten van zonne-energie op utiliteitsschaal (dat wil zeggen een gecentraliseerde elektriciteitscentrale die stroom levert aan het elektriciteitsnet) veranderd van onpraktisch in de goedkoopste. Om deze trend aan te tonen, heeft Rosser de mondiale gemiddelde energiekosten (LCOE) van het bouwen van nieuwe energiecentrales in kaart gebracht. Dit zijn de prijzen die door de leveranciers worden geschat. Ze moeten klanten in rekening brengen om de fabriek gedurende de hele levenscyclus van de nieuwe fabriek break-even te maken, ongeacht de energie, en ze bestrijken alles, van de bouw tot de brandstofprijzen en de exploitatie.
Van 2009 tot 2019 zijn de elektriciteitskosten van nieuwe zonne-energiecentrales met 89% gedaald, waarmee ze de goedkope energiebronnen zoals steenkool en een deel van het aardgas overtreffen. De kosten van nieuwe windenergie op land zijn met 70% verlaagd (dit is ook te danken aan de technologische leercurve). De cijfers zelf zijn adembenemend, maar er is geen vervanging voor goede visuele effecten. Gelukkig was het Roser's brood en boter. Kortom, dit zijn de afgelopen tien jaar. (Alle prijzen in deze tabel zijn niet gesubsidieerd.)
Het is u misschien opgevallen dat de steenkoolprijzen niet fluctueerden. Dat komt omdat steenkool en aardgas zich nog niet in de leercurve bevinden, zoals zonne- en windenergie. Ondanks de daling van de aardgasprijzen is Roser van mening dat dit vooral te wijten is aan de daling van de brandstofprijzen als gevolg van hydrofracturering en de hausse aan schaliegas.
Het is vermeldenswaard dat de brandstofkosten (uiteraard nul voor wind- en zonne-energie) een groot deel uitmaken van de prijs van elektriciteit die wordt geleverd door fossiele brandstoffen. Het zal fluctueren, maar het zal nooit nul zijn.
Roser schreef: 'Dit betekent dat voor alle niet-hernieuwbare energiecentrales die deze brandstofkosten hebben, de hoeveelheid elektriciteitskosten die kan worden verlaagd een moeilijke ondergrens is.'
Gegeven het feit dat de huidige elektriciteitscentrales op hernieuwbare energie gemiddeld goedkoper zijn dan elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen, zou je denken dat elektriciteitsleveranciers steeds vaker voor hernieuwbare energiebronnen zullen kiezen in plaats van steenkool of aardgas. Dit is inderdaad het geval. Volgens Roser was hernieuwbare energie in 2019 goed voor 72% van de mondiale capaciteit voor de opwekking van nieuwe energie. Ondanks de pandemie wordt geschat dat hernieuwbare energie in 2020 ongeveer 90% van de mondiale capaciteit voor de opwekking van nieuwe energie zal uitmaken.
Fossiele brandstoffen vertegenwoordigen nog steeds het grootste deel van de elektriciteitsproductie, en momenteel zijn de kosten voor het bouwen van een nieuwe hernieuwbare energiecentrale niet minder dan de kosten voor het exploiteren van een bestaande centrale voor fossiele brandstoffen. Bovendien variëren de kosten van zonne-energie per klimaat en land/regio, met regelgeving en de kosten van kapitaal, grond en arbeid.
Nahm zei dat als de zon aan de andere kant van de aarde staat, we betere batterijen (die blijkbaar in gebruik lijken te zijn) en opslagapparaten nodig hebben om het sap te laten stromen. Hetzelfde uitdagende feit is dat zonne-energie piekt in de zomer, terwijl de vraag naar elektriciteit piekt in de winter.
Naam schrijft: 'In Duitsland bijvoorbeeld, ook al is de vraag naar elektriciteit in de winter hoger dan in de zomer, bedraagt de opwekking van zonne-energie in december slechts 1/5 van de opwekking van zonne-energie in juni.'
Eerder dit jaar deed Naam een voorspelling waarbij werd uitgegaan van een ‘conservatief’ leerpercentage van 30% voor de prijzen van zonne-energiecentrales – onthoud dat de eerste 20% het leerpercentage van zonnepanelen volgde – en gebruikte het door het IEA geschatte geïnstalleerde zonnevermogen. De jaarlijkse capaciteitsgroei bedraagt 16%. Hij verdeelde de voorspellingen tussen posities met ultralage, lage, gemiddelde en hoge kosten.
Deze voorspellingen geven aan dat tegen 2030 of 2035, op de zonnigste plekken, met andere woorden, 'het bouwen van nieuwe zonne-energie doorgaans goedkoper is dan het exploiteren van bestaande centrales op fossiele brandstoffen.' Tegelijkertijd kan tegen het einde van de jaren 2030 hetzelfde gelden. naar relatief dure plaatsen zoals Noord-Europa (althans in de zomer).
Natuurlijk is de voorspelling alleen maar: voorspelling. Ze zijn afhankelijk van hoe lang het waargenomen leer- en inzetpercentage daadwerkelijk duurt. Naam zei dat de prijzen naar het laagste punt kunnen dalen omdat ze met meer onwrikbare kosten te maken krijgen, zoals de kosten van grond en andere hulpbronnen.
Daarom zei Naam dat hoewel zonne-energie een steeds krachtiger speler wordt, het geen wondermiddel is. Gezien de complexiteit van de echte wereld is diversificatie zinvol. De koolstofarme toekomst kan tot een verscheidenheid aan energiebronnen behoren, waaronder windenergie, kernenergie en waterkracht. Maar wat er ook gebeurt, het lijkt erop dat de manier waarop we het moderne leven elektrificeren snel verandert.
Singularity University, Singularity Center, Singularity Summit, SU Lab, Singularity Lab, Index Medicine, Index Finance en alle gerelateerde logo's en ontwerpelementen zijn handelsmerken en/of dienstmerken van Singularity Education Group.
