Wann wird Rooftop Solar billiger sein als das Gitter? Hier ist eine Karte

Denken gehen solar? Die Preise nähern sich die Kosten für den Netzstrom, sondern nur an einigen Stellen - so weit. joncallas / flickr, CC BY-SADenken gehen solar? Die Preise nähern sich die Kosten für den Netzstrom, sondern nur an einigen Stellen - so weit. joncallas / flickr, CC BY-SA

Das National Renewable Energy Laboratory sagte diese Woche, dass Dachsolarpaneele das Potenzial haben, fast zu erzeugen 40 Prozent des Strom in den USA Aber was ist mit den Kosten für Solar?

Viele Leute fragen, wann die Kosten für die Erzeugung von Strom aus PV-Modulen gleich oder geringer sein werden als beim Kauf aus dem Netz - ein Punkt namens "Netzparität", der die Einführung von Solarstrom beschleunigen könnte.

Aber die Frage stellen, oft sie vergleichen Äpfel mit Orangen und vergessen, dass die Antwort von Ort zu einem anderen zu Ort und von einer Art der Installation variiert.

Zum Beispiel kostet Strom aus solarthermischen Anlagen (typischerweise große Anlagen, bei denen die Panels die Neigung und Ausrichtung der Sonne den ganzen Tag lang ändern) in der Regel weniger als Strom, der aus Sonnenkollektoren erzeugt wird, die an einem Haus befestigt sind. Auch elektrische Stromentgelte im Durchschnitt ungefähr 12 Cent pro Kilowattstunde in in den USA, sind viel höher als elektrische Großhandelspreisen - die Preis Dienstprogramme zahlen an Stromerzeuger - die in der Regel weniger als 4 Cent pro Kilowattstunde.

Gleichzeitig haben verschiedene Staaten mehr oder weniger Sonne - Solarstrom ist in Florida typischerweise wirtschaftlicher als beispielsweise in Alaska. All diese Faktoren machen die Frage komplizierter, als die Leute erwarten.

Wie können wir also die Kosten für die Aufdachsolaranlage mit den Kosten für den Kauf von Strom aus dem lokalen Stromnetz vergleichen und so herausfinden, wann welche Staaten den Punkt der Netzparität erreichen werden?

Eine Zahl auf Solarkosten setzen

Die durchschnittlichen oder durchschnittlichen Stromkosten eines Solar-PV-Generators ergeben sich aus dem gesamten Geld, das für den Kauf, die Installation, die Finanzierung und die Wartung des Systems aufgewendet wird, dividiert durch die Gesamtstrommenge, die das System während seiner Lebensdauer erzeugen soll. Wir nennen diesen Wert die Stromgestehungskosten (LCOE) und werden in Dollar pro Kilowattstunde ($ / kWh) ausgedrückt. Die gleiche Metrik kann verwendet werden, um die Kosten für eine Kohle- oder Erdgasanlage zu bestimmen. Planer mögen es, weil es die Kosten eines Kraftwerks über eine Zeitspanne von vielen Jahrzehnten zu einer einzigen Zahl reduziert.


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Trotz der Stärken von LCOE als Metrik - es ist leicht zu verstehen und weit verbreitet - hat es auch einige Mängel. Sie lässt nämlich die geografische Variabilität außen vor, ändert sich mit den Jahreszeiten und ignoriert normalerweise die Kosten von Umweltauswirkungen wie die Kosten von CO2-Emissionen. Diese Kennzahl ist beim Vergleich variabler Wind- und Solargeneratoren mit Kraftwerken, die Sie beliebig ein- und ausschalten können, wie sie Uran, Kohle und Erdgas mit sich führen, etwas zu einfach.

Heute sind die durchschnittlichen Kosten von Energie aus Solar-PV in US gemeldet werden 12.2 Cent pro kWhDas entspricht in etwa dem durchschnittlichen Verkaufspreis.

Diejenigen, die die Strompreise genau im Auge behalten, denken vielleicht, dass sie auf Augenhöhe mit dem sind, was sie für ihren eigenen Strom zu Hause bezahlen. Diese Zahl kann jedoch irreführend sein, da sie den Durchschnittspreis von solarthermischen Solaranlagen in den USA darstellt, nicht unbedingt die Kosten, die für die Stromerzeugung aus Sonnenkollektoren in unseren Häusern anfallen.

Woher wissen wir also, wie dicht die Sonnenenergie an der Netzparität ist, in der Sie leben? Letztendlich hängt das von zwei Dingen ab: Wie viel bezahlen Sie für den Strom, den Sie aus dem lokalen Netz beziehen, und wie viel können Sie für den Strom bezahlen, den Sie von PV produzieren können? Werfen wir einen Blick auf beide.

Wie viel Sonne hast du?

Die Energieinformationsagentur (EIA) hat ein Karte der durchschnittlichen Strompreise nach Postleitzahl, Gemittelt auf die Kreisebene und vom Autor in der Karte unten neu gemacht. Die tiefroten (oder dunkler) Farben zeigen höheren durchschnittlichen Haushaltsstrompreisen.

Karte der durchschnittlichen Strompreise in den USA EIAKarte der durchschnittlichen Strompreise in den USA EIAElektrische Preise schwanken sehr viel über das Land, und diese Unterschiede könnten durch eine Reihe von ökonomischen, historischen oder regulatorischen Gründen verursacht werden. Ebenso sind auch die Kosten für die Solar- und die Verfügbarkeit der Solar Ressource (dh, wie oft und wie stark die Sonne scheint) sind ebenfalls nicht homogen in den USA Die folgende Abbildung zeigt die LCOE von Wohn-Solar in allen bundesweiten Landkreisen.

LCOE von Wohn-Solar in den USALCOE von Wohn-Solar in den USADie Daten zu den solaren Wohnkosten wurden aus einem laufenden groß angelegten campusweiten Forschungsprojekt am Energy Institute der University of Texas in Austin zusammengestellt. Die Hauptannahmen hinter den Daten sind Gesamtkosten von US $ 3.50 / Watt für die Solar-PV-Anlage für ein festes Array, das nach Süden mit einer Neigung von 25 Grad zeigt. Die solaren Produktionsdaten basieren auf einem 2013 National Renewable Energy Laboratory Studien.

Diese südliche Ausrichtung und Neigung stellen eine Faustregel dar und sind möglicherweise nicht die optimale Solarplatzierung an jedem Ort.

Das US Department of Energy SunShot Initiative hat das erklärte Ziel, Installationen von Solaranlagen für Privathaushalte auf $ 1.50 / Watt zu senken. Billige PV-Module aus China haben die Hardwarekosten bis zu dem Punkt gesenkt, an dem der Preis einer gesamten PV-Anlage jetzt von "weichen Kosten" dominiert wird - nämlich Kundenakquise, Installation, Lieferkette, Genehmigung usw. Immer noch das installierte System die Kosten sinken weiter.

Während die Kostensenkungen beeindruckend sind, produziert der wichtigste Treiber der Kosten für Energie ist die Menge der Sonnenstrahlung, die die Solarzellen trifft. Offensichtlich sind einige Standorte sonnigeren als andere so eine Solaranlage in Arizona wird mehr Energie als ein im Staat Washington erzeugen, so dass das System wirtschaftlicher für die Hausbesitzer.

Und die vorherrschenden Stromkosten variieren landesweit. Einige der Gebiete mit den niedrigsten Kosten für den Netzstrom (z. B. Washington) haben aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung die höchsten Solarkosten. Es wird schwierig sein, die Solarenergie an diesen Orten zu erreichen.

Auf der anderen Seite gibt es andere Standorte, an denen der Preis für Netzstrom hoch ist und die LCOE der Solaranlage relativ niedrig ist, einschließlich New Mexico, Kalifornien und Hawaii; Diese Orte sind erstklassige Standorte, an denen die Sonne früher paritätisch ist.

Bewegliches Ziel

Um diesen Punkt zu veranschaulichen, nehmen wir die gleichen Informationen, die die Solar-Kosten Karte zugrunde liegt und reduzieren die Gesamtinstallationskosten der installierten Solar in $ 0.50 / Watt-Schritten - von $ 3.50 / Watt bis $ 1.50 / Watt (das SunShot Ziel). Wir können dann den Stromtarif von den Stromgestehungskosten in jedem Land abziehen. Wenn diese Differenz null oder negativ ist (Stromkosten> Stromgestehungskosten), können wir abschätzen, wann diese Region die Netzparität für Solar-PV-Anlagen erreichen wird.

Unten ist ein GIF, der die Schätzung des Paritätspunktes zeigt, wenn der Preis des installierten Solar fällt. Beachten Sie, dass die gesamten installierten Kosten den Bundessteuerabzug für Investitionen und etwaige lokale Rabatte und Steueranreize enthalten.

GIF zeigt die Standorte an, an denen die LCOE-Werte für Solarstrom für Wohngebäude mit den durchschnittlichen elektrischen Durchschnittsraten bei verschiedenen installierten Solaranlagen übereinstimmen.GIF zeigt die Standorte an, an denen die LCOE-Werte für Solarstrom für Wohngebäude mit den durchschnittlichen elektrischen Durchschnittsraten bei verschiedenen installierten Solaranlagen übereinstimmen.Diese Berechnungen und Schätzungen haben mehrere Nachteile. Erstens wird bei der obigen Berechnung davon ausgegangen, dass PV-Besitzer für ihre Erzeugung zu normalen Stromtarifen in ihrem Gebiet bezahlt werden. Diese Anordnung ist typischerweise als Nettomessung bekannt.

Es gibt jedoch eine Vielzahl von Möglichkeiten, wie Versorgungsunternehmen mit Kunden interagieren, die Solar-PV installiert haben. Einige Versorgungsunternehmen können den Großhandelsmarktpreisen für Eigenheimbesitzer für den überschüssigen Strom bezahlen, den sie von ihren Verkleidungen in das Netz einspeisen, die dazu neigen, erheblich niedriger zu sein als die Endverbraucherpreise. Wenn Versorger Wohneigentümer auf der Grundlage des Großhandelspreises statt des Verkaufspreises bezahlen, ist Solar weniger wirtschaftlich.

Aber das ist nicht alles. Man könnte in den Kostenvorteilen der Verringerung CO2 Emissionen und anderen Schadstoffen hinzufügen. Auf der anderen Seite gibt es Kosten im Zusammenhang mit "Straffung" der Solarenergie, wenn es Nacht oder bewölkt ist.

Unter Berücksichtigung dieser Faktoren lautet die Antwort auf die Frage "Ist es wirtschaftlich sinnvoll, Solar zu installieren?": Es kommt darauf an. Wie die Karte zeigt, ist es wichtig zu beobachten, wie schnell die Gesamtkosten für Solarenergie sinken, abgesehen von Änderungen der Stromkosten.

Über den Autor

Rhodes JoshuaJoshua D. Rhodes, Postdoctoral Researcher of Energy, University of Texas in Austin. Seine aktuelle Forschung untersucht den Bereich Wohn Smart-Grid-Anwendungen, einschließlich System-Level-Anwendungen Energieeffizienz und dezentrale Erzeugung. Er interessiert sich auch für Politik und die Auswirkungen, die eine gute Politik auf die Effizienz der lokalen Wirtschaft haben kann, vor allem Politik, die Marktkräfte nutzt die Effizienz des Wohngebäudebestands zu erhöhen.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch

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