Efektywność ekonomiczna systemów fotowoltaicznych

Opublikowano: 28 września 2020 r. / Aktualizacja: 28 września 2020 r. – Autor: Konrad Wolfenstein

Od 2017 roku corocznie w przetargach przyznawane jest 600 MW mocy dla elektrowni o mocy powyżej 750 kW. Dodatkowe 4 GW zostanie przyznane w przetargach specjalnych w latach 2019–2021.

Efektywność ekonomiczna systemów fotowoltaicznych – Zdjęcie: @shutterstock|petrmalinak

Energia elektryczna z naziemnych systemów fotowoltaicznych jest dotowana na mocy ustawy o odnawialnych źródłach energii (EEG). Opłata za tego typu system jest niższa niż w przypadku systemów fotowoltaicznych montowanych na budynkach lub do nich przymocowanych.

W 2009 roku taryfa gwarantowana wynosiła 31,94 centa za kilowatogodzinę (kWh) energii elektrycznej wprowadzonej do sieci. W 2010 roku spadła do 28,43 centa dla nowych instalacji. Od stycznia 2013 roku wynosiła 11,78 centa, spadając o 2,5% miesięcznie. Nowelizacja ustawy o odnawialnych źródłach energii (EEG) z 2014 roku przewidywała, że ​​poziom wsparcia dla naziemnych systemów fotowoltaicznych będzie odtąd ustalany przez Federalną Agencję Sieciową w drodze aukcji, zamiast dotychczasowych, ustalonych prawnie taryf gwarantowanych. Zostało to wdrożone w rozporządzeniu w sprawie autoryzacji wsparcia finansowego dla naziemnych systemów fotowoltaicznych z dnia 6 lutego 2015 roku (Rozporządzenie w sprawie autoryzacji naziemnych systemów fotowoltaicznych). Wraz z nowelizacją EEG z 2017 roku aukcje te są regulowane prawnie. Mniejsze systemy fotowoltaiczne o mocy do 750 kWp otrzymują stałą taryfę gwarantowaną bez aukcji.

Pierwszy termin składania ofert upłynął 15 kwietnia 2015 r., a oferowana moc wyniosła 150 megawatów. Liczba ofert w przetargu była znacznie większa niż zakładana. Niemieckie Stowarzyszenie Energii Odnawialnej (BEE) wyraziło obawy, że spółdzielnie obywatelskie i elektrownie mogą zostać wyparte z rynku, ponieważ niższe rezerwy kapitałowe oznaczają, że mogą one dokonywać mniejszych inwestycji początkowych i ponosić mniejsze ryzyko.

Przetargi są krytykowane, ponieważ międzynarodowe doświadczenie i modele ekonomiczne sugerują, że są one sprzeczne z zamierzonymi celami, takimi jak efektywność kosztowa, cele ekspansji i różnorodność interesariuszy. Projekt pilotażowy dla naziemnych systemów fotowoltaicznych miał na celu przetestowanie praktycznego wpływu przetargów w sektorze energii odnawialnej.

Parki słoneczne bez dotacji : Parki słoneczne budowane bez dotacji rządowych stają się coraz powszechniejsze. Projekty te nie otrzymują żadnej dodatkowej premii rynkowej z tytułu dopłaty EEG. W 2018 roku firma Viessmann zbudowała park słoneczny o mocy 2 MW obok swojej siedziby w Allendorf (Eder), który jest refinansowany poprzez zużycie energii elektrycznej na miejscu. W 2019 roku EnBW Energie Baden-Württemberg (EnBW) ogłosiło serię dużych parków słonecznych, które mają być amortyzowane wyłącznie poprzez sprzedaż energii elektrycznej na rynku. Wśród nich park słoneczny Weesow-Willmersdorf, zajmujący powierzchnię 164 hektarów, ma stać się największym parkiem słonecznym w Niemczech do 2020 roku. Ostateczna decyzja inwestycyjna dotycząca parku słonecznego o mocy 180 MW została podjęta w październiku 2019 roku; EnBW twierdzi, że koszty wynoszą dziesiątki milionów euro. W Marlow, Energiekontor planuje budowę farmy fotowoltaicznej o mocy 80 MW na obszarze 120 hektarów. Wytworzona tam energia elektryczna jest kupowana przez EnBW w ramach długoterminowej umowy na dostawy. Na lotnisku w Barth, BayWa r.e. Renewable Energy buduje niesubsydiowaną elektrownię fotowoltaiczną o mocy 8,8 MW, wykorzystując infrastrukturę istniejącej farmy fotowoltaicznej.

Podobne projekty istnieją w regionach wydobycia węgla brunatnego w Nadrenii i we wschodnich Niemczech.

Efekt skali i synergia mogą obniżyć średni koszt energii elektrycznej (LCOE) w dużych parkach słonecznych do tego stopnia, że ​​taryfy gwarantowane nie będą już potrzebne. Przyczynił się do tego spadek cen modułów fotowoltaicznych.

Nadaje się do:

• Przełom: Parki słoneczne są opłacalne bez dotacji

Niemiecka ustawa o odnawialnych źródłach energii (EEG) przewiduje stosowanie stawek wynagrodzenia wyłącznie w odniesieniu do określonych terenów otwartych (§ 37, § 48 EEG 2017):

• Powierzchnie uszczelnione. Uszczelnienie następuje, gdy powierzchnia gruntu jest uszczelniona. W związku z tym energia elektryczna z instalacji zlokalizowanych na drogach, parkingach, składowiskach odpadów, nasypach, placach składowo-parkingowych i podobnych miejscach również podlega kompensacji.

• Tereny przekształcone to tereny wcześniej wykorzystywane do celów gospodarczych, transportowych, mieszkaniowych lub wojskowych. Przykładami terenów przekształconych są hałdy, dawne tereny górnictwa odkrywkowego, poligony wojskowe i składy amunicji.

• Tereny wzdłuż autostrad lub linii kolejowych w odległości do 110 metrów.

• Grunty orne i użytki zielone, pod warunkiem że znajdują się na obszarze o niekorzystnych warunkach gospodarowania zgodnie z dyrektywą 86/465/EWG i zostały udostępnione do użytku fotowoltaicznego przez kraje związkowe.

Podbudowa elektrowni słonecznych zazwyczaj uszczelnia jedynie ułamek naturalnego terenu, często mniej niż 0,05% rzeczywistej powierzchni gruntu. Przestrzeń między poszczególnymi rzędami, niezbędna do przeciwdziałania zacienianiu poszczególnych rzędów modułów w godzinach niskiego słońca, przyczynia się do poprawy jakości środowiska.

Przed rozpoczęciem budowy, otwarte elektrownie słoneczne zazwyczaj przechodzą proces zatwierdzania na poziomie gminy. Aby wykorzystać dany teren, musi on zostać przekształcony w planie zagospodarowania przestrzennego jako „specjalna strefa słoneczna”. Wymagany jest również plan zagospodarowania przestrzennego, który ustanawia prawa budowlane dla wyznaczonego obszaru. Gmina jest odpowiedzialna za proces planowania. Ocenia ona wpływ projektu na przestrzeń i jego zgodność z wymogami środowiskowymi, a w procesie tym oczekuje się zaangażowania wszystkich mieszkańców i interesariuszy publicznych. Oprócz wielkości elektrowni, przeznaczenia terenu i technologii, plan zagospodarowania przestrzennego dewelopera jest kluczowym czynnikiem w procesie decyzyjnym. Plan ten opisuje sposób, w jaki planowana otwarta elektrownia słoneczna zostanie zintegrowana z krajobrazem i jak wpłynie to na poprawę ekologii. Po konsultacjach ze wszystkimi zaangażowanymi stronami gmina przyjmuje plan zagospodarowania przestrzennego. Następnie wydawane jest pozwolenie na budowę.

Nadaje się do:

• Parki słoneczne – korzyści dla bioróżnorodności

Tereny otwarte i ochrona środowiska : W 2005 roku Niemieckie Stowarzyszenie Przemysłu Energetyki Słonecznej (UVS), wraz z organizacją ochrony przyrody NABU, opublikowało zestaw kryteriów dotyczących ekologicznej budowy naziemnych elektrowni słonecznych. Zgodnie z tymi kryteriami, obszary o istniejącym oddziaływaniu na środowisko i niskim znaczeniu ekologicznym powinny być preferowane, a eksponowane lokalizacje na dobrze widocznych szczytach wzgórz powinny być unikane. System montażu powinien być zaprojektowany w taki sposób, aby umożliwić intensywne użytkowanie i pielęgnację roślinności, np. poprzez wypas owiec. Należy unikać stosowania pestycydów i gnojowicy. Stowarzyszenia ochrony przyrody powinny być zaangażowane w proces planowania na wczesnym etapie; w razie potrzeby – np. na obszarach o znaczeniu ornitologicznym (IBA) – należy przeprowadzić ocenę oddziaływania na środowisko. Monitoring dokumentuje rozwój środowiska naturalnego poprzez coroczne wizyty na miejscu budowy. Sformułowane tu kryteria ekologiczne wykraczają poza minimalne standardy wymagane prawem. Deweloperzy i operatorzy projektów powinni uwzględnić to zobowiązanie przy wyborze lokalizacji i eksploatacji dużych, naziemnych elektrowni słonecznych.

Badania z 2013 roku pokazują, że elektrownie słoneczne wnoszą znaczący wkład w regionalną bioróżnorodność, a instalacja parku słonecznego może prowadzić do znacznej poprawy ekologicznej gruntów w porównaniu z uprawą roli lub intensywnym użytkowaniem użytków zielonych. Oprócz wieku roślin, bliskość siedlisk zasilających, najlepiej poniżej 500 metrów, jest czynnikiem decydującym o kolonizacji i bioróżnorodności rośliny. Najstarsza roślina o największej różnorodności siedlisk w okolicy okazała się najlepsza pod względem bioróżnorodności w badaniu. Nawet po krótkim czasie ograniczenie praktyk rolniczych doprowadziło do napływu motyli i wzrostu różnorodności roślin. Co więcej, specyficzne użytkowanie parku słonecznego ma bardzo duże znaczenie dla różnorodności ekologicznej: nadmierny wypas ma negatywny wpływ. W szczególności niektóre gatunki zwierząt mobilnych, takie jak motyle, ponownie zasiedliły te obszary w krótkim czasie. W czterech z pięciu badanych parków słonecznych różnorodność gatunków zwierząt znacznie wzrosła w porównaniu z wcześniejszymi intensywnymi praktykami rolnictwa rolnego.