Aurinkosähkön tulevaisuudennäkymät ja kannattavuus Suomessa

Jero Ahola19.8.2015

Esityksen sisältö

I. Johdanto

II. Aurinkosähkö maailmalla ja Suomessa 2015

III. Aurinkosähköjärjestelmän kustannusrakenne

IV. Aurinkosähkön kannattavuus Suomessa

V. Simulointiesimerkkejä

VI. Yhteenveto

Aurinkosähkö maailmalla

Source: IEA, IEA PVPS Snapshot of Global PV Markets 2014

Pohjoismaihin asennettu kapasiteetti ja tuotanto 20141. Tanska 605 MWp, 1.5 %2. Ruotsi 80 MWp, 0.06 %3. Suomi ~10-20 MWp, 0.01-0.02 %4. Norja 12 MWp, 0.01 %

Valtava bisnes globaalisti – haluavatko suomalaiset olla mukana teknologiatoimittajina?

IEA Solar Photovoltaic Energy

Roadmap 20142014: 135 GWp

2030: 1721 GWp2050: 4674 GWp

2014-2030: + 1586 GWp @ 1 €/Wp =

1500 G€. > 50 % is something

else than panels

Aurinkopaneelien hinnan kehitys valmistetun kapasiteetin funktiona

Asennetun kapasiteetin tuplaus on laskenut

aurinkosähkö-paneelien hintaa 20 %:lla

Lähde: IEA Technology roadmap solar photovoltaic energy 2014.

PV-kapasiteetti Euroopassa/asukas 2013

Source: EPIA Global Market Outlook for Photovoltaics 2014-2018.

2 Wp/habitantIn Finland “Hilary Clinton targets

500 million US solar panels by 2020” Tarkoittaa:• 1.5 paneelia/asukas• 400 Wp/asukas

Auringon säteily ja aurinkosähköjärjestelmien energiatakaisinmaksuaika Suomessa

Source: Fraunhofer-ISE, Photovoltaics report, December, 2012.

* Multicrystalline solar cells

** Globally the best areas have yearly irradiation of 2500 kWh/m2

Aurinkosähkön tilanne Suomessa 2015• Merkittävimmät aurinkosähkön yleistymistä hidastavat tekijät:

1. Sähkön markkinahinta: 30-50 €/MWh, kokonaishinta: ~100-150 €/MWh) 2. Säteilysumma ~1000 kWh/m2/a3. Kansalliset tavoitteet kapasiteetille puuttuvat -> toimenpiteet puuttuvat

• Edistystä on kuitenkin tapahtunut 2012 jälkeen• Voimaloiden verkkoon liittäminen suoraviivaista (50 <kVA)• Jopa 20 energiayhtiötä osa mikrotuotettua sähköä

• Suurin osa kapasiteetista tulee > 50 kVA kokoluokkaan: yritykset julkiset, kiinteistöt, maatilat, jne

• Investointituet (~30-35 % kokonaiskustannuksista)• Itse tuotetun aurinkosähkön hyödyntäminen lähes täysin

• Asuintojen osalta tilanne ongelmallinen• Ei yhtenäisiä rakennussäännöksiä kuntatasolla• Tuntinetotus puuttuu edelleenkin (suunnitteilla)• Kulutus ja tuotanto eivät täysin kohtaa• Ei investointitukia• Taloyhtiöt potentiaalisia kohteita, mutta toteutus nykyisellään hankalaa• E-luvun laskenta: E-luku ymmärretään eristämiseksi ja ilmanvaihdon parantamiseksi,

intressiristiriidat!

Esimerkkejä suuremmista voimaloista

Fig. 1. Helsinki, Suvilahti, 340 kWp, Fig. 2. Salo, Astrum Keskus, 322 kWp

Fig. 3. Lappeenranta, LUT, 210 kWp

Fig. 3. LUT.

Fig 1. Suvilahti, source Helen Oy.Fig. 2 Astrum keskus. source Soleras.

Asuinkiinteistökokoluokan toteutuksiaSource: Vesa-Matti Puro

Aurinkosähköjärjestelmän kustannusrakenne vuonna 2015

Paneelit38%

Invertteri13%

Telineet8%

Kaapelit ja liittimet1%

Muut tarvikkeet2%

Työ20%

Arvonlisävero19%

Aurinkosähköjärjestelmän kustannusrakenne (v.2015): 5 kWp hinta: 1.5 €/Wp (alv 0%), 1.85€/Wp (alv. 24%)

Paneelit

Invertteri

Telineet

Kaapelit ja liittimet

Muut tarvikkeet

Työ

Arvonlisävero

Alv 0% hintoja Suomessa:< 10 kWp: 1.5-1.8 €/Wp10-250 kWp: 1.25-1.5 €/wp>250 kWp: ~1.2 €/Wp

Kotimaisuusasteet:investointi 25-90%tuotettu energia: 100 %

Voimaloiden asentaminen työllistää 1-2 h/paneeli1 MWp -> 4 henkilötyövuotta1 GWp -> 4000 henkilötyövuotta

Aurinkosähkön tuotantokustannus Suomessa

Fig. Internal rate of return when self-produced electricity replaces bough electricity. The yearly maintenance cost of system is 1.5% of investment

Fig. Solar PV electricity production cost as a function of system price with different interest rates. The yearly cost maintenance cost of system is 1.5% of investment cost.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200.02.04.06.08.0

10.012.014.016.018.020.0

1.5 eur/W

1.3 eur/W

1 eur/W

Internal interest rate (%)

Ener

gy p

rice

(c/k

Wh)

0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20.02.04.06.08.0

10.012.014.016.018.020.0

Energy price for next 30 years (annual inflation rate 1.5%)

10.5%8.5%6.5%4.5%2.5%0%

System price (eur/W)En

ergy

pric

e (c

/kW

h)

*Location: Lappeenranta, panels facing south, inclination 15◦

Aurinkosähkön tuotantokustannus Suomessa

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

1.5 €/Wp (230 €/m2)1.3 eur/Wp (200 €/m2)1 €/Wp (155 €/m2)

Internal interest rate (%)

Who

lesa

le e

lect

ricity

pric

e (c

/kW

h) Parameter ValueSolar data NASA SSESlope (°) 90Azimuth from South (°) 0Location LappeenrantaInverter efficiency (%) 97Inverter cost (€/W) 0.2Annual production (kWh) 818Inverter replacement period (a) 15

Panel area (m2) 1.6Panel power (Wp) 250Calculation time (a) 30Inflation (%) 1.5

Used tool: HOMER

Miten aurinkosähköjärjestelmän tuotto Suomessa suhtautuu muihin matalariskisiin sijoituksiin

Solar PV in Finland (1 €/Wp)

Finnish pension comp. (Stocks, 1998-2014)

Finnish pension comp. (Property,1998-2014)

Solar PV in Finland (1.3 €/Wp)

Finnish pension comp.(Fixed-income,1998-2014)

Solar PV in Finland (1.5 €/Wp)

US Government Bond, 30 a

US Government Bond, 10 a

US Government Bond, 5 a

Obligation, State of Finland, 10 a

Bank account in Finland, 1 a

Obligation, State of Finland, 5 a

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Comparison of different investments

Rate of return (%)

Miten merkittävä määrä aurinkosähköä näkyisi Suomen voimajärjestelmässä heinäkuussa

Yhteenveto

• Aurinkosähkö on maailman nopeimmin kasvava sähköenergian tuotantomuoto, tällä hetkellä yli 200 GWp asennettu

• Suomessa vuoden 2015 aikana ala lähtenyt selvään nousuun• Suomessa julkiset rakennukset ja maatalous ovat tällä hetkellä

kannattavimpia kohteita aurinkosähköinvestoinneille• Kotitalouksien ja asunto-osakeyhtiöiden osalta tilanne vielä hankala• Kunnilla merkittävä toteuttajan rooli• Valtiolta tarvitaan määrätietoisia toimia alan edistämiseen, tällä

hetkellä olemme merkittävästi Tanskaa ja Ruotsia jäljessä• Kansalliset tavoitteet aurinkosähkön osalta puuttuvat edelleenkin

Energian käyttö julkisissa rakennuksissa

Hospita

ls

Hotels & re

staurants

Wholesale & re

tail

Offices

Educa

tional

Sport

faciliti

es0

50100150200250300350

Specific energy consumption

Total Electricity

kWh/

m2/

a

Elec-tricity 48%

Gas29%

Oil15%

DH&CHP6%

Solid fuels1%

RES1%

End-use energy mix

Source: Europe’s buildings under microscope – Country by country review of the energy performance of the buildings, Buildings Performance Institute Europe (BPIE), 2011.

• Vastaavat 40 % energian kulutuksesta EU:ssa• Keskimääräinen ominaiskulutus 280 kWh/m2/a, 40 % suurempi kuin asunnoissa• Viimeisen 20 vuoden aikana sähköenergian kulutus kasvanut 74%

Case 1: Yliopisto, PV 20% kulutuksesta Key facts:• Public educational building• Yearly consumption 7235 MWh• Peak load at day timeElectricity production (20% of consumed energy) -> PV plant size 1574 kWp• Simulated yearly generation 1330 MWh• ca 6.9 % of yearly electricity production to be sold

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-100000

0100000200000300000400000500000600000700000

Grid Sell Self-consumption

Month

Elec

trici

ty (k

Wh/

mon

th)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

ConsumptionProduction

Pow

er (k

W)

Kuva Kulutus ja tuotanto 212 kW:n aurinkovoimalla kesäkuussa.

Case 2: Jäähalli, PV 20% kulutuksesta Key facts• Public educational building• Yearly consumption 1149 MWh• Highest electricity consumption between 6–23Electricity production (20% of consumed energy) -> PV plant size 275 kWp• Simulated yearly generation 230 MWh• ca 5.2 % of yearly electricity production to be sold

Photo source: wikipedia

0

50

100

150

200

250

300

ConsumptionProduction

Pow

er (k

W)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

Grid Sell Self-consumption

Month

Elec

trici

ty (k

Wh/

mon

th)

Case 3: Kylmävarasto, PV 20% Key facts• Yearly electricity consumption 4039 MWh• No significant load profile changes• Peak loads when freezing in doneElectricity production (20% of consumed energy) -> PV plant size 965 kWp• Simulated yearly generation 808 MWh• ca 7.3 % of yearly electricity production to be sold

Photo source: quick-freeze.net

0

100

200

300

400

500

600

700

800

ConsumptionProduction

Pow

er (k

W)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-50000

050000

100000150000200000250000300000350000400000

Grid Sell Self-consumption

Month

Elec

trici

ty (k

Wh/

mon

th)

Case 4: Maitotila, PV 20% Key Facts• Yearly electricity consumption 41.9 MWh• Peak consumption at morning and evening• Consumption profile constant on yearly basisElectricity production (20% of consumed energy) -> PV plant size 10.2 kWp• Simulated yearly generation 8.4 MWh• ca 18.0 % of yearly electricity production to be sold

Photo source: wikipedia

0

2

4

6

8

10

12

14

16

ConsumptionProduction

Pow

er (k

W)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

Grid Sell Self-consumption

Month

Elec

trici

ty (k

Wh/

mon

th)

Case 4: 50 asunnon kerrostalo, PV 20%Key facts • Yearly electricity consumption 229 MWh• Similar consumption profile around the year• Electric sauna contributes to consumption peaksElectricity production (20% of consumed energy) -> PV plant size 54.8 kWp• Simulated yearly generation 45.9 MWh• ca 16.8 % of yearly elect. production to be sold

0

20

40

60

80

100

120

140

ConsumptionProduction

Pow

er (k

W)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Grid Sell Self-consumption

Month

Elec

trici

ty (k

Wh/

mon

th)