Aurinkosähkön tulevaisuudennäkymät

ja kannattavuus SuomessaJero Ahola

19.8.2015

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 2014

1. 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 – haluavatkosuomalaiset olla mukana teknologiatoimittajina?

IEA Solar

Photovoltaic Energy

Roadmap 2014

2014: 135 GWp

2030: 1721 GWp

2050: 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/habitant

In 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 hidastava t 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 kokoluokkaa n: 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

Paneelit

38 %

Invertteri

13 %Telineet

7 %

Kaapelit ja liittimet

1 %

Muut tarvikkeet

2 %

Työ

20 %

Arvonlisävero

19 %

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 €/Wp

10-250 kWp: 1.25-1.5 €/wp

>250 kWp: ~1.2 €/Wp

Kotimaisuusasteet:

investointi 25-90%

tuotettu energia: 100 %

Voimaloiden asentaminen työllistää 1-2 h/paneeli

1 MWp -> 4 henkilötyövuotta

1 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.

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ene

rgy

pric

e (c

/kW

h)

Internal interest rate (%)

1.5 eur/W

1.3 eur/W

1 eur/W

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

Ene

rgy

pric

e(c

/kW

h)System price (eur/W)

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

10.5%

8.5%

6.5%

4.5%

2.5%

0%

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

Aurinkosähkön tuotantokustannus Suomessa

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Wh

ole

sale

ele

ctri

city

pri

ce (

c/kW

h)

Internal interest rate (%)

1.5 €/Wp (230 €/m2)

1.3 eur/Wp (200 €/m2)

1 €/Wp (155 €/m2)

Parameter Value

Solar data NASA SSE

Slope (°) 90

Azimuth from South (°) 0

Location Lappeenranta

Inverter efficiency (%) 97

Inverter cost (€/W) 0.2

Annual production (kWh) 818

Inverter replacement period

(a)15

Panel area (m2) 1.6

Panel power (Wp) 250

Calculation time (a) 30

Inflation (%) 1.5

Used tool: HOMER

Miten aurinkosähköjärjestelmän tuotto Suomessa suhtautuu muihin matalariskisiin sijoituksiin

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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

Rate of return (%)

Comparison of different investments

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

0

50

100

150

200

250

300

350

kW

h/m

2/a

Specific energy consumption

Total Electricity

Electricity

48 %

Gas

29 %

Oil

15 %

DH&CHP

6 %

Solid fuels

1 %

RES

1 %

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% kulutuksestaKey facts:

• Public educational building

• Yearly consumption 7235 MWh

• Peak load at day time

Electricity 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

-100000

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

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

Ele

ctri

city

(k

Wh

/mo

nth

)

Month

Grid Sell Self-consumption

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Po

we

r (k

W)

Consumption

Production

Kuva Kulutus ja tuotanto 212 kW:n aurinkovoimalla kesäkuussa.

Case 2: Jäähalli, PV 20% kulutuksestaKey facts

• Public educational building

• Yearly consumption 1149 MWh

• Highest electricity consumption between 6–23

Electricity 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

Po

we

r (k

W)

Consumption

Production

-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

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

Ele

ctri

city

(k

Wh

/mo

nth

)

Month

Grid Sell Self-consumption

Case 3: Kylmävarasto, PV 20% Key facts

• Yearly electricity consumption 4039 MWh

• No significant load profile changes

• Peak loads when freezing in done

Electricity 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

Po

we

r (k

W)

Consumption

Production

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

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

Ele

ctri

city

(k

Wh

/mo

nth

)

Month

Grid Sell Self-consumption

Case 4: Maitotila, PV 20%Key Facts

• Yearly electricity consumption 41.9 MWh

• Peak consumption at morning and evening

• Consumption profile constant on yearly basis

Electricity 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

Po

we

r (k

W)

Consumption

Production

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

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

Ele

ctri

city

(k

Wh

/mo

nth

)

Month

Grid Sell Self-consumption

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 peaks

Electricity 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

Po

we

r (k

W)

Consumption

Production

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

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

Ele

ctri

city

(k

Wh

/mo

nth

)

Month

Grid Sell Self-consumption