esittäjän nimi esityksen nimi 20.11.2012 paikka laitoksen ...€¦ · 20% 2020 mennessä ja 35%...
TRANSCRIPT
Pohjanmaan Aurinko22.12.2016
EnergiatekniikkaLevón-instituutti
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
AURINKOENERGIAN
SAATAVUUS
JA HINTA .
● Aurinkosähkön hinta riippuu auringon säteilytehosta, paneelien ja muiden komponenttien hinnasta, asennuskustannuksista sekä pääomakustannuksista.
● Energiantuotannon LCOE-kustannuksella tarkoitetaan energiantuotannon yksikkökustannusten nykyarvoa sijoituksen koko elinaikana. Jos LCOE kustannus alittaa keskimääräisen energiakustannuksen, sijoitus on kannattava.
● Aurinkosähkön LCOE hinta-arviot vaihtelevat tällä hetkellä Euroopassa 105 - 160 € välillä [1], [2].
● Finsolar hankkeen mukaan aurinkosähkön hinta Suomessa on 33 - 53 €/MWh yksityisille ja yrityksille, ilman siirtomaksuja ja veroja [3]. Aurinkoenergian kannattavuutta voi laskea kannattavuuslaskurilla [4].
Aurinkosähkönhintasuhteessamuihinlähteisiin
Thelevelizedcostofelectricity(LCOE),alsoknownasLevelizedEnergyCost(LEC),isthenetpresentvalueoftheunit-costofelectricityoverthelifetimeofageneratingasset.Itisoftentakenasaproxyfortheaveragepricethatthegeneratingassetmustreceiveinamarkettobreakevenoveritslifetime.
-Wikipedia
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Aurinkosähkönhintasuhteessamuihinlähteisiin
Pöyrynarvio2015[2]
Tuotantomuoto
Hinta €/MWh
Biomassa -CHP
50
Maatuulivoima 65
Biomassa-lauhde
85
Aurinkosähkö 105
Merituulivoima 120
160€/MWh
Katoilla20%kalliimpaaAurinkosähkönhintalaskee25%vuosikymmenessä
Lähde:IRENA[1]
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
PohjanmaaPohjoismaidenparastaaluetta
Lähde:PVGIS[5]
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Aurinkokaukolämpö,
Helsinginleveysasteellasaavutetaanvuodestariippuennoin1100kWh/m,Jyväskylänleveydellänoin950kWh/m2jaSodankylässänoin850kWh/m2.
AurinkoenergiansaatavuuskuitenkinhuonoamuuhunEurooppaanverrattuna
Lähde:PVGIS[5]
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Aurinkopaneelienhintakehitys
Lähde:IRENA[15]
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Aurinkopaneelienkulurakenne
Lähde:IRENA[15]
Suurimmatsäästötsaadaanasennus-kuluissajaoheis-laitteissa!
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
IEA:narvioitaaurinkenergianhinnankehitykselle
Lähde:IEA[10]
Maaperustainenaurinkosähköonhalvinta.Isotyksiköthiemanhalvempiakuinpienet.Asennushuomattavastihalvempaapeltikatolle,kuintiilikatolle.
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Aurinkopaneelientehokkuus
Lähde:IEA[10]
Paneelientehokkuus<20%Laboratoriossajo40%.
Kehitystäodotettavissa!
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
AURINKOENERGIA
ESIMERKKIEN
VALOSSA .
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Paneelienasennuskulmanmerkityssähköntuotannolle[5]Vaikuttaasekätuotettuuntehoonettätehontuotannontasaisuuteen.
1kWppaneeliKulma:0astetta673kWh/a,78%
1kWppaneeliKulma:44astetta(Optimi)857kWh/a,100%
1kWppaneeliKulma:90astetta665kWh/a,77%
Punainenkäyrä:Yhdenakselinympäriaurinkoaseuraavapaneeli1200kWh/a,140%
1kWppaneeli,kokonaishyötysuhdenoin0.15,pinta-ala6.7m^2
133/16/17 Vaasan yliopisto | Yksikkö | Kalvosarjan nimi
Vaasankattopinta-ala[6]
12/22/16
Vaasan kattopinta-ala, 2.6 km2 200 Gwh/vuosi
Vaasan yliopisto | Yksikkö | Kalvosarjan nimi
Lähde:Sunenergia[6]
Tuotanto vs tarve
● Vaasan sähkön kokonaisenergiansiirto 938 GWh/a
● Vaasan kattojen aurinkoenergiapoten-tiaali noin 200 GWh/a
● Torkkolan tuulipuiston tuotanto 186 GWh/a
● Vaasan talotoimen energiankulutus 28 GWh/a
12/22/16 Vaasan yliopisto | Yksikkö | Kalvosarjan nimi
12/22/16 Vaasan yliopisto | Yksikkö | Kalvosarjan nimi
Katoilla voitaisiin tuottaa energia kiinteistöjen paikalliseen kulutukseen, mutta se ei riitä teollisuuskokoluokan tuotantoon.
Jos teollisuuskokoluokan aurinkovoimaa tarvitaan, joudutaan rakentamaan myös maaperustaisia aurinkovoimaloita.
Johtopäätös
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Simuloituisoaurinkovoima-aluePohjanmaalla
Tekniset tiedot
Asennettu kapasiteetti 25 GWp
Kokonaispaneelipinta-ala 166 km2
Puiston pinta-ala 300 km2
Vuosituotto 20 TWh
Osuus Suomen sähkön kulutuksesta
24%
Paneelien asennuskulma Vaakasuora
Paneelien hinta 12 Mrd€
Rakennuskustannukset 22 Mrd€
Muut laitteet 6 Mrd€
Yhteensä 40 Mrd€
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
SimuloidunvoimalantuotannonjasähkönkulutuksenyhteensopivuusSuomessakäyttäen24hvarastoa.
Lähteet:KulutusFinngrid,[7]FMI:Säteilyteho,Jyväskylä[8]
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
SimuloidunvoimalantuotantojakulutusElokuussa2016
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Kulutuksenjasimuloiduntuotannonkorrelaatio,vuonna2016
Kulutustietojenlähde:Finngrid[7]
Ideaalinen,r=1Todellisuus,r=-1
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
SähkönhintaNordpoolissa(dayahed)vsAurinkosähköntuotanto
Hintatietojenlähde:Nordpool[9]
Lieväpositiivinenkorrelaatio
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Pohjanmaa on Suomen parasta aurinkoenergia-aluetta, mutta silti auringonpaistetta on paljon vähemmän kuin Euroopan maissa yleensä
Aurinkoenergian saatavuus ei vastaa vuosisykleissä energian tarvetta, mutta vuorokauden sisällä energiaa saadaan eniten päivällä jolloin sitä myös tarvitaan eniten. Kokonaisuudessaan aurinkosähkön tuotanto korreloi heikosti (ei myöskään negatiivisesti) kulutuksen kanssa.
Tuotantopiikit vaikeuttavat sähköverkon tasapainottamista
Aurinkosähkön tuotannolla ei myöskään ole juuri korrelaatiota sähkön markkinahinnan kanssa, koska elspot hinta on pysynyt aika vakaana. Siksi sähkön tuotannon vaihtelevuus ei ole ongelma sähkön tuottajalle.
Paneelien kulmaa säätämällä voidaan saada optimaalinen teho, tai tasata vuosittaisten syklien vaihtelua, asentamalla kennot optimaalista 44 asteen kulmaa pystympään. Aurinkoa seuraavalla järjestelmällä saavutetaan vielä +40% lisähyöty optimaaliseen kiinteään kulmaan verrattuna.
Aurinkosähkön rakennuskustannuksista noin 30% koostuu paneelien hinnasta, 55% rakennuskustannuksista ja 15% muun laitteiston hinnasta.
.
Yhteenveto
12/22/16 Vaasan yliopisto | Yksikkö | Kalvosarjan nimi
AURINKOENERGIA SUOMESSA JA
MUUALLA
Eggbek
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Sähköntuotantoalueittainvuonna2050(suuriuusiutuvienosuus-skenaario)
Lähde:IEAaurinkoenergiatiekartta[10]
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
AurinkoenergianmerkitysEU:nenergiastrategiassa
Lähde: SET-Plan [11]
Euroopan strategisten energiateknologioiden suunnitelmassa (SET-plan), uusiutuvien energioiden integroiminen sähköverkkoon ja niiden kustannusten laskeminen ovat kaksi tärkeintä avaintoimenpidettä.
• Kaikki tulevaisuuden energiaskenaariot ennustavat aurinkosähkölle avainroolia.
• Aurinkosähkö on kehittynyt ennusteita nopeammin, nyt ennustetaan 15% osuutta EU:n energiantuotannosta vuonna 2030 , kun se tällä hetkellä on yli 5%
• EU haluaa pitää yllä aurinkopaneelituotantoa, jonka markkinaosuus on tällä hetkellä enää 5%
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
AurinkosähköEU:nenergiastrategiassa
Lähde: SET-Plan [11]
EU:n tavoitteena myös vähentää verkon tasapainon ylläpitävän tekniikan hintaa
Rakennusmateriaaleihin integroiduista aurinkopaneeleista ennustetaan suurta tulolähdettä eurooppalaiselle teollisuudelle, jota vie eteenpäin nolla- ja plusenergiatalojen kehittäminen.
Kun taloissa on omaa energiantuotantoa, varastointia ja kulutuksen hallintaa, niistä tulee älysähköverkon pienin itsenäinen yksikkö.
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
EU:ssahyväksyttyjästrategisiapäämääriä
Lähde: SET-Plan [11]
Aurinkopaneelien tehokkuuden kasvattaminen 20% vuoteen 2020 mennessä ja 35% vuoteen 2030 mennessä
Aurinkosähköjärjestelmän kokonaiskustannuksien alentuu 20% 2020 mennessä ja 35% 2030 mennessä
Aurinkopaneelien elinikä nousee 30 vuoteen 2020 mennessä ja 35 vuoteen 2025 mennessä
Kehitetään rakennuselementtejä nolla- ja plusenergiataloja varten, joihin on valmiiksi integroitu aurinkopaneeleita, niin että niiden kustannukset laskevat 50% vuoteen 2o20 ja 75% vuoteen 2030 mennessä.
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Keskittäväaurinkovoima
Lähde: SET-Plan [11]
SET-suunnitelmassa on hahmoteltu, että Etelä-Euroopassa voitaisiin tuottaa sähköä keskittävällä aurinkovoimalla hintaan 100 €/Mwh, vuonna 2050, kun Auringon säteilyteho on luokkaa 2050 kWh/m2/vuosi.
Keskittävä Aurinkovoima ei siis näyttäisi Suomessa olevan kannattavaa, koska aurigon säteilyteho jää useimmilla alueilla alle 1100 kWh/m2/vuosi.
12/22/16 Vaasan yliopisto | Aurinkovoiman vaikutukset maakuntakaavoitukseen
Ei erityistä asemaa aurinkoenergialla
Vain muutama maininta lähinnä katolle asennetuista aurinkosähköjärjestelmistä
Suomenenergiajailmastostrategia
Uusiutuvanenergiantukijärjestelmä
●Aurinkosähkölähtenytkasvuunviimevuosina●Teoreettinenpotentiaalihyvinsuuri●Kattopinnoillavoitaisiintuottaa15TWhvuonna2030●Aurinkosähkönerittäinlaajamittainenhyödyntäminenedellyttäisisähkönvarastointiakesäajaltatalvelle●Sähköverovelvollisuudestavapautetuttoimivatpystyvättuottamaanmelkokannattavastiaurinkosähköäomaankäyttöönjonyt●Isoimmatyksittäisethankkeetvoivatollaluokkaa1-100MWp,joista2-20MWpovatyleisimpiä●Aurinkosähköhankkeetluvitukseltaankevyempiäjanopeampia(tarvitaanvainrakennus-taitoimenpidelupa)kuintuulivoimataibiomassahankkeet
Lähteet:[12]ja[13]
3012/22/16 Vaasan yliopisto | Yksikkö | Kalvosarjan nimi
Saksantilanne
Miksi isoja aurinkovoimalaitoksia, kuten Eggebek (https://en.wikipedia.org/wiki/Eggebek_Solar_Park)jaMeuro(https://en.wikipedia.org/wiki/Solarpark_Meuro)
Koska IEA:n raportin mukaan teollisuuskokoluokan aurinkovoimalaitokset ovat 20-25 % halvempia kuin kattovoimalat. LCOE ero noin 24 €/MWh
Koska Saksan energiatukijärjestelmän mukaan isojenkaan tuulipuistojen ei tarvinnut maksaa sähköveroa
Nykyään tukijärjestelmä muuttunut, ja isojen maaperustaisten aurinkopuistojen toteuttaminen vähentynee
12/22/16 Vaasan yliopisto | Yksikkö | Kalvosarjan nimi
Tuulivoiman ongelmaksi on noussut maailmanlaajuiset vastustusliikkeet.
Vastustamisen syitä ei tarkasti tiedetä, mutta melua, maisemavaikutuksia ja energian hintaa käytetään usein argumentteina.
Voiko aurinkoenergia kohdata samanlaista vastustusta?
Ainakin Floridassa on jo ollut tapaus, jossa kansalaisjärjestöksi naamioitunut organisaatio yritti torpata uutta lakia joka olisi helpottanut yksityisten aurinkovoiman käyttöä
Aurinkovoimanvastustus?
Suomalaiset yritykset aurinkoliiketoimmin arvoketjussa
Aurinkovoimanarvoketju:Komponenttienvalmistus→Järjestelmienasennus→Käyttöjahuoltopalvelut,kuuluviayrityksiäovat:
● Valmistus:Okmetic,Beneq,Savosolar,Valoe,NapsSolarsystems,Abb,Vacon,Switch,Luvata,Suntrica,Ecosimply,
● Asennusjahuolto:Finnwind,Helen,ArevaSolar,Valoe,Solartukku,Solarvoima,PlaygreenFinland,Sundial,NapsSolarsystems,Savo-Solar,Salololar,Solareon
● Sähköntuotantojamyynti:Helen,Turkuenergia,Lammaistenenergia,Keravanenergia,ENESolarSystems
● Konsultointi:AurinkoaOy,ErikksonArkkitehditOy,FCGSuunnittelujatekniikka,GranlundOy
● Tuotekehitys:ValoeOy,NAPSSolarSystemsOy,FinnwindOy,Luvata
● Tutkimus:ValoeOy,VTT,Aalto-yliopisto,Lappeenrannanteknillinenyliopisto,Tampereenteknillinenyliopisto,Vaasanyliopisto,Metropoliaammattikorkeakoulu,Jyväskylänyliopisto
Lähde:Valtioneuvostonkanslia[14]
Lähteet
[1] “PowerGenerationSummaryCharts.”2017.AccessedMarch15.http://costing.irena.org/charts/power-generation-summary-charts.aspx.
[2] “UUSIUTUVANENERGIANTUKIJÄRJESTELMÄT-875-Tukivaihtoehdot_raportti_final.pdf.”2017.AccessedMarch15.http://www.tuulivoimayhdistys.fi/filebank/875-Tukivaihtoehdot_raportti_final.pdf.
[3] “AurinkoenergiainvestointienKannattavuudenHaasteet.”2016.FinSolar.January31.http://www.finsolar.net/aurinkoenergian-hankintaohjeita/aurinkoenergian-tuotantohintoja/.
[4] “Kannattavuuslaskurit.”2015.FinSolar.September6.http://www.finsolar.net/aurinkoenergian-hankintaohjeita/kannattavuuslaskurit/.
[5] “JRC’sDirectorateC:Energy,TransportandClimate-PVGIS-EuropeanCommission.”2017.AccessedMarch15.http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/.
[6] “SunEnergia-KotisiAurinkoenergialaskuri.”2017.AccessedMarch15.http://map.sunenergia.com/start.
[7] “Fingrid-SähkönKulutusJaTuotanto.”2017.Www.fingrid.fi.AccessedMarch15.http://www.fingrid.fi/fi/sahkomarkkinat/kulutus-ja-tuotanto/Sivut/default.aspx.
[8] “OpenDataManual-FinnishMeteorologicalInstitute.”2017.AccessedMarch15.http://en.ilmatieteenlaitos.fi/open-data-manual.
[9] “ElspotDayAheadMarketData.”2017.AccessedMarch15.http://www.nordpoolspot.com/Market-data1/Elspot/Area-Prices/ALL1/Hourly/.]
[10] “TechnologyRoadmapSolarPhotovoltaicEnergy-2014Edition-TechnologyRoadmapSolarPhotovoltaicEnergy_2014edition.pdf.”2017.AccessedMarch15.https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/TechnologyRoadmapSolarPhotovoltaicEnergy_2014edition.pdf.
[11] “EUROPA-SETIS|StrategicEnergyTechnologiesInformationSystem-EuropeanCommission.”2017.AccessedMarch15.https://setis.ec.europa.eu/.
[12] “Energia-JaIlmastostrategia2016.”2017.Työ-JaElinkeinoministeriö.AccessedMarch15.http://tem.fi/strategia2016.
[13] kehittämistyöryhmä,Uusiutuvanenergiantukijärjestelmien.2016.Uusiutuvanenergiantukijärjestelmienkehittämistyöryhmänloppuraportti.Työ-jaelinkeinoministeriö.http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/handle/10024/74933.
[14] “EU:n2030Ilmasto-JaEnergiapolitiikanLinjaustenToteutusvaihtoehdotJaSuomenOmienEnergia-JaIlmastotavoitteidenToteutuminen-Selvitys-JaTutkimustoiminta.”2017.AccessedMarch15.http://tietokayttoon.fi/julkaisu?pubid=12101.
[15] “ThePowertoChange:SolarandWindCostReductionPotentialto2025-IRENA_Power_to_Change_2016.pdf.”2017.AccessedMarch16.http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/IRENA_Power_to_Change_2016.pdf.
3/16/17 Vaasan yliopisto | Yksikkö | Kalvosarjan nimi 35