Solar PV Capex kan falla till $192kW år 2050

Kapaciteten för solceller förväntas variera mellan 166 € (192 USD)/kW och 720 €/kW år 2050, enligt en ny studie från Finlands LUT-universitet.

Forskarna noterade att värdet 166 € följer standardkonventionen som används i dokument för att ange nominella värden i 2019 års valuta, medan 720 € följer 2017 års värden. "Kort sagt, alla kostnadsvärden före 2022 är nu justerade med 20% för att ta hänsyn till inflationen", säger Christian Breyer, professor i solenergi vid LUT University, till tidningen pv.

"Antaganden om solceller är ofta pessimistiska", säger medförfattaren Dennis Bredemeier, och tillägger att resultaten av modellering av energisystem kan påverkas avsevärt av otillräcklig rumslig eller tidsmässig upplösning.

Forskarna genomförde en systematisk litteraturgenomgång som undersökte rollen av solceller i energiomvandlingsscenarier. De fokuserade särskilt på hur Capex-antaganden påverkar projicerade PV-andelar i den globala energimixen, såväl som hur modelleringsval som tidsupplösning, rumslig granularitet och teknikrepresentation kan forma dessa resultat. De undersökte också sambandet mellan PV full-lasttimmar och lands-specifika utbyggnadsnivåer, och bedömde hur tillgången på ström-till-X-vägar skulle kunna förbättra utvecklingen och det övergripande systemvärdet av solcells-PV i förnybara-baserade energisystem.

Akademikerna arbetade på en datauppsättning som filtrerades för att endast inkludera studier som uppnådde minst 95 % förnybar el till 2050, exklusive kärnkraft. Ytterligare urval fokuserade på övergångsvägar och optimerings-baserade studier som återspeglar realistisk systemutveckling och kostnadseffektivitet. Analysen begränsades till studier som täcker kraft-, värme- och transportsektorerna för att fånga sektorkopplingseffekter. Studier med begränsad geografisk räckvidd eller otillräckliga data exkluderades för att säkerställa konsekvens och jämförbarhet. Prognostiserade sol- och vindandelar i elproduktionen till 2050 övervägdes också, med användning av elandel snarare än total efterfrågan på primärenergi för konsekvens. PV fulla-timmar uppskattades med hjälp av datauppsättningar av globala solresurser.

Litteraturöversikten identifierade slutligen 60 studier som uppfyllde urvalskriterierna, vilket gav en omfattande datauppsättning av scenarier för mycket förnybar energiomställning. Dessa studier varierar avsevärt i sina tekniska-ekonomiska antaganden, rapporterade andelar av solenergi och vind samt modelleringsmetoder. Trots dessa skillnader konvergerar de flesta studier på ett gemensamt resultat: år 2050 försörjer solceller och vindkraft tillsammans mellan 80 % och 100 % av elproduktionen. Lägre sammanlagda andelar förklaras vanligtvis av förekomsten av andra förnybara resurser, såsom vattenkraft eller geotermisk energi, eller av energiimport.

Analysen visade också att Capex-antaganden för solceller starkt påverkar dess prognostiserade andel, med lägre kostnader som generellt leder till högre utbyggnad. Geografiska faktorer formar resultaten ytterligare, med länder som är rika på vattenkraft eller geotermisk energi som visar lägre solenergiandelar, medan regioner med starka solresurser tenderar att förlita sig mer på solenergi.

"Antaganden om solenergi är ofta alltför konservativa, både när det gäller kostnad och teknikrepresentation," sa Breyer. "Många studier förlitar sig på Capex-prognoser som överstiger nuvarande marknadsnivåer, med cirka 2050 uppskattningar till och med högre än kostnaderna som redan uppnåtts i dag. Samtidigt modelleras PV ofta som en generisk teknik, som förbiser mångfalden av tillgängliga lösningar som flytande, bifacial, agrovoltaisk, fordons-integrerade, byggande, byggnader och förenkling av markanvändningssystem för att förenkla markanvändning. låsa upp ytterligare distributionspotential. Dessutom kan modelleringsval-särskilt låg rumslig eller tidsmässig upplösning- ytterligare förvränga den uppskattade rollen för solcellsenergi i framtida energisystem."

"Nuvarande och framtida PV-kostnader beror starkt på stabiliteten i globala leveranskedjor, medan ökande geopolitiska risker ökar kostnadsprognoserna osäkerhet", fortsatte han med att säga. "Men tidigare erfarenheter visar att värdekedjor för solcellstillverkning snabbt kan etableras i olika regioner med endast måttliga kostnadsökningar. Detta tyder på att även om kortsiktiga-risker inte är försumbara, är riskerna på medellång-} sikt sannolikt hanterbara. Dessutom är oro över kritiska råvaror begränsade, eftersom viktiga begränsningar för användning av silver i cellsubstitution förväntas lösas med metallisering, t.ex. teknik som kommer fram från omkring 2026 för att ta bort denna potentiella flaskhals."

Studien "Prospects for solar photovoltaics in very renewable energy transition scenarios to a dominant future energy source" publicerades i Renewable and Sustainable Energy Reviews.