Die Kosten für Solarenergie sind seit Jahrzehnten gesunken. Dieser lange und bedeutende Trend hat bereits dazu geführt, dass Solarenergie die weltweit billigste Option für neuen Strom ist – in der Geschichte der Welt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es an jedem Standort und in jeder Situation am billigsten ist, und es bedeutet nicht, dass ein neues Solarkraftwerk billiger sein wird, als Strom aus einem vorhandenen Kraftwerk mit fossilen Brennstoffen zu beziehen. Es gibt also noch mehr zu tun!
Schauen wir uns zunächst diese schöne Grafik an, die die durchschnittlichen Kosten für Solarmodule in den USA von 2006 bis 2019 (Grafik rechts) und die Lieferungen von US-Solarmodulen von 2006 bis 2019 (Grafik links) zeigt:
Beeindruckend, nein? Dennoch gibt es noch Verbesserungspotenzial, und das US-Energieministerium (DOE) würde dies gerne tun.
Schießen für die Sonne (oder 2 ¢ / kWh)
Das DOE beabsichtigt, die Kosten für Solarkraftwerke im Versorgungsmaßstab bis 2030 um 60% zu senken. Dies geht aus einem neuen Kostensenkungsziel hervor, das die Agentur heute (26. März 2021) angekündigt hat.
Um den Trend zur Preissenkung voranzutreiben, stellt das DOE weitere 126 Millionen US-Dollar für weitreichende Wege zur Kostensenkung bereit.
„In vielen Teilen des Landes ist Solar bereits billiger als Kohle und andere fossile Brennstoffe, und mit mehr Innovation können wir die Kosten innerhalb des Jahrzehnts erneut um mehr als die Hälfte senken“, sagte Energieministerin Jennifer M. Granholm. “Dieser erste Finanzierungsschub wird uns helfen, noch günstigere saubere Energie ins Netz zu bringen, Arbeitsplätze für Gemeinden im ganzen Land zu schaffen und uns auf die Überholspur zu Präsident Bidens Ziel zu bringen, bis 2035 100% sauberen Strom zu liefern.”
Während das Ziel einer Kostensenkung von 60% für Solarkraftwerke im Versorgungsmaßstab gilt (das billigste pro kWh), werden einige der Maßnahmen sicherlich auch dazu beitragen, die Preise für Solarstrom auf dem Dach zu senken. Für einen detaillierten Blick auf diese empfehle ich ein Stück, das ich vor einigen Monaten nach einem Gespräch mit Elon Musk, CEO von Tesla, darüber geschrieben habe, wie Tesla rekordtiefe Preise für Solarenergie auf dem Dach anbieten kann – und das ist gerecht 1,49 USD / Watt nach Berücksichtigung der US-Bundessteuergutschrift im Vergleich zu einem Branchendurchschnitt von 2,19 $ / Watt (auch nach Berücksichtigung der US-Bundessteuergutschrift).
Die neuen Solarkostenziele im Versorgungsmaßstab sollen bis 2025 und 3 Cent pro Kilowattstunde (kWh) erreichen 2 Cent pro kWh bis 2030Beschleunigung dieser Kostenreduzierung um 5 Jahre gegenüber dem vorherigen Ziel. Die aktuellen durchschnittlichen Stromkosten eines neuen Solarkraftwerks im Versorgungsmaßstab betragen 4,6 Cent pro Kilowattstunde.
Wie will USE die Solarkosten senken?
Wie will das DOE dazu beitragen, die Kosten für Solarenergie bis 2030 so stark zu senken?
Zunächst sieht das US-amerikanische DOE-Büro für Solarenergietechnologien (SETO) zwei Materialien, die in Solarzellen verwendet werden, als entscheidend für diese bessere solare Zukunft an Perowskite und Cadmiumtellurid (CdTe).
Die Abteilung hat 63 Millionen US-Dollar zur Verfügung, um diese Innovationsziele für Solarzellen zu erreichen. In den eigenen Worten des DOE:
- 40 Millionen US-Dollar für Forschung und Entwicklung in Perowskit: Perowskite sind eine Familie aufstrebender Solarmaterialien, die das Potenzial haben, hocheffiziente Dünnschichtsolarzellen mit sehr geringen Produktionskosten herzustellen. DOE vergibt 40 Millionen US-Dollar für 22 Projekte Dies wird die Forschung und Entwicklung für Perowskit-PV-Geräte und die Herstellung sowie die Leistung durch die Bildung neuer 14 Millionen US-Dollar vorantreiben Testzentrum neutrale, unabhängige Validierung der Leistung neuer Perowskit-Geräte.
- 3 Millionen Dollar Perowskit-Startup-Preis:: Dieser neue Preiswettbewerb wird den Weg von Unternehmern zur Kommerzialisierung von Perowskit-Technologien beschleunigen, indem Startkapital für ihre neu gegründeten Unternehmen bereitgestellt wird.
- 20 Millionen US-Dollar für CdTe-Dünnfilme: Das Nationale Labor für erneuerbare Energien wird a Konsortium billigere CdTe-Dünnschichtsolartechnologien voranzutreiben, die in den USA entwickelt wurden und 20% der in diesem Land installierten Module ausmachen. Dieses Konsortium wird kostengünstige Herstellungstechniken und inländische Forschungskapazitäten vorantreiben und den US-amerikanischen Arbeitnehmern und Unternehmern die Möglichkeit bieten, einen größeren Teil des globalen Solarherstellungssektors in Höhe von 60 Milliarden US-Dollar zu erobern.
Diese Solartechnologien haben sich seit Jahren verbessert und viel Geld wurde in ihre Entwicklung gesteckt. Angesichts der Tatsache, dass ein Großteil der Arbeit des DOE in Forschung und Entwicklung liegt, ist es keineswegs überraschend, diesen Fokus zu sehen. Interessanter oder überraschender für mich war, dass die Agentur dazu beitragen möchte, die Lebensdauer von Solaranlagen auf Siliziumbasis von 30 auf 50 Jahre zu verlängern. Tatsächlich hat die Erfahrung gezeigt, dass einige Solar-PV-Systeme weit über 30 Jahre halten, und obwohl sie wild aussehen mögen, scheinen Systeme, die 50 Jahre halten, überhaupt nicht unerreichbar zu sein.
Das DOE setzt 7 Millionen Dollar In diesen Teil der Bemühungen fließt dieses Geld in den Versuch, die Lebensdauer von Solar-PV-Wechselrichtern, Steckverbindern, Kabeln, Racks und Trackern zu verlängern.
Selbst wenn Solar-PV-Anlagen eine Lebensdauer von 50 Jahren haben, würden Verträge und Finanzierungs- oder Investitionspläne in der Regel nicht annähernd so weit gehen – es ist einfach zu lang, als dass ein Unternehmen sie in die Planung einbeziehen könnte. Die größere Herausforderung bei der Verwendung von 50-Jahres-Durchschnittskosten pro kWh besteht möglicherweise eher in Geschäftsplänen und -normen als in der Lebensdauer des Systems. Dies ändert sich jedoch möglicherweise ein wenig, wenn die Lebensdauer verschiedener physikalischer Komponenten einer Solar-PV-Anlage verlängert wird.
Vergessen Sie die Konzentration von Solarenergie… oder nicht
Angesichts der Tatsache, dass Solar-PV-Strom so billig ist und immer billiger wird, kann es verlockend sein zu sagen, dass es an der Zeit ist, die Konzentration von Solarenergie (eine Form von Wärmekraft wie Kohle, Erdgas oder Atomkraft) aufzugeben. Die Kosten sind jedoch auch stetig gesunken, es bietet einige andere Vorteile, die die Solar-PV in einem hochmodernen Netz für erneuerbare Energien ergänzen könnten, und das DOE gibt dies nicht auf.
„Die heutige Ankündigung unterstützt auch mehrere Projekte zur Konzentration von Solarthermie (CSP)“, stellt die Abteilung fest. Hier sind Details aus dem DOE:
- 33 Millionen US-Dollar für CSP-Vorschüsse: Das neue Finanzierungsmöglichkeit umfasst auch die Finanzierung von Verbesserungen der Zuverlässigkeit und Leistung von CSP-Anlagen, die Solarenergie bei Bedarf versenden können; identifiziert neue Solaranwendungen für industrielle Prozesse, die 20% der US-Kohlendioxidemissionen ausmachen; und entwickelt langlebige Wärmeenergiespeicher. Eine langfristige Energiespeicherung ist für die Dekarbonisierung des Elektrizitätssektors von entscheidender Bedeutung und lässt sich gut mit CSP-Anlagen koppeln. Die Kosten müssen jedoch um den Faktor zwei sinken, um die Bereitstellung freizuschalten.
- 25 Millionen US-Dollar, um a zu demonstrieren CSP-Kraftwerk der nächsten Generation: Die Sandia National Laboratories erhalten Finanzmittel für den Bau einer Einrichtung, in der Forscher, Entwickler und Hersteller CSP-Komponenten und -Systeme der nächsten Generation testen und das Kostenziel von DOE für 2030 von 5 Cent / kWh für CSP-Anlagen erreichen können.
Erfahren Sie mehr und versuchen Sie sich bei DOE-Funded Solar Science & Engineering
Wenn Sie daran interessiert sind, Ihren Hut (oder Ihre Wissenschaft) zu einem dieser Solarthemen in den Ring zu stecken und möglicherweise dazu beitragen, die Solarkosten / -preise in den USA zu senken, können Sie “[l]mehr verdienen über SETO und seine Forschungsschwerpunkte in PV und CSPund nehmen Sie an bevorstehenden Webinaren zu den offenen Möglichkeiten teil:
Natürlich freuten sich einige demokratische Kongressmitglieder über die Freude an den Programmen für saubere Energie und hoben einige der zahlreichen Vorteile von kostengünstigerer Solarenergie und größerer praktischer wissenschaftlicher Entwicklung hervor. Im Folgenden finden Sie einige Top-Zitate zu diesen Themen.
„Um den Klimawandel zu bekämpfen, muss Amerika saubere Energie in die Reichweite jedes Haushalts bringen. Die heutigen Zuschüsse unterstützen Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die Solarmodule erschwinglicher und effektiver machen “, sagte US-Senator Ben Ray Luján. “Ich begrüße das Energieministerium für diese starke Investition in unsere Energiezukunft.”
„Als Vorsitzende des Ausschusses für Wissenschaft, Raumfahrt und Technologie des Hauses ist es aufregend zu sehen, dass meine Wähler ausgewählt wurden, um Technologien voranzutreiben, die eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung der Treibhausgasemissionen aus dem Elektrizitätssektor spielen werden. Diese Auszeichnungen werden nicht nur den Vereinigten Staaten helfen, die tiefgreifende Dekarbonisierung zu erreichen, die erforderlich ist, um die wachsenden Auswirkungen des Klimawandels zu mildern, sondern sie werden auch viele Amerikaner in meinem Distrikt und im ganzen Land dazu bringen, inmitten der COVID-19-Pandemie wieder zu arbeiten. “ sagte der US-Vertreter Eddie Bernice Johnson, Vorsitzende des House Science, Space and Technology Committee.
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