Betalen voor zonne-energie

De treinwagons die ooit ijzererts vervoerden rond de uitgestrekte fabriek van Republic Steel aan de rand van het centrum van Buffalo, New York, werden ondergeploegd toen het staalbedrijf de locatie in 1984 verliet. Ze werden onlangs ontdekt toen de opgravingen begonnen voor de zogenaamde gigafactory om worden beheerd door SolarCity, de grootste leverancier van zonnepanelen in het land. Nu begroeten de verroeste auto's en een verstrooiing van andere overblijfselen uit de dagen van Republic Steel de bezoekers van de bouwplaats, een herinnering aan de vroegere productiemacht van de stad en een bewijs van de droom dat de grootste zonnepaneelfabriek van Noord-Amerika kan helpen het te doen herleven .

Dingen beoordeeld

• SolarCity Gigafactory

  Buffalo, New York

• De toekomst van zonne-energie

  MIT Energie-initiatief, mei 2015

  
  
  

Buffalo probeert een economische comeback te maken, aangewakkerd door het Buffalo Billion-initiatief van de staat, een meerjarig herontwikkelingsplan onder leiding van gouverneur Andrew Cuomo. Inbegrepen in de financiering is steun voor een nieuw genomisch onderzoekscentrum en een informatietechnologiecentrum, maar de kern van de ambities van de stad is de zonnefabriek, die New York $ 750 miljoen uitgeeft om te bouwen en uit te rusten. SolarCity, gevestigd in Silicon Valley, zal het in wezen gratis leasen en heeft toegezegd de komende tien jaar $ 5 miljard te besteden aan zijn Buffalo-activiteiten. Voor Buffalo is het een poging om zijn toekomst rond zonne-energie opnieuw vorm te geven. Voor SolarCity zal het zijn positie als een van de meest agressieve en snelstgroeiende zonne-energiebedrijven van het land verstevigen.

Dit verhaal maakte deel uit van ons septembernummer 2015

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Het plan om de enorme productiefaciliteit te bouwen komt op een moment dat de vraag naar zonne-energie in de Verenigde Staten een hoge vlucht neemt. In 2008 had het land ongeveer 1,1 gigawatt aan fotovoltaïsche energie, het dominante type zonne-energie; tegen het einde van 2014 had het 18,3 gigawatt. Vorig jaar voegden huiseigenaren, bedrijven en energiebedrijven ongeveer 6,2 gigawatt toe en dit jaar zullen ze naar verwachting nog eens acht gigawatt installeren. Veel daarvan bevindt zich in Californië, maar zonne-energie wint ook terrein in andere staten, gestimuleerd door een mix van federale belastingverminderingen en staats- en lokale prikkels. Ongeveer een derde van de vorig jaar toegevoegde elektriciteitsopwekkingscapaciteit in de Verenigde Staten was zonne-energie, de tweede alleen voor aardgascentrales. (Toch levert zonne-energie nog steeds minder dan 1 procent van de elektriciteit van het land.)

SolarCity heeft een grote rol gespeeld in de snelle expansie. Door innovatieve financieringsregelingen aan te bieden, heeft het geleid tot een sterke vraag naar dakpanelen voor woningen, de snelst groeiende sector van de zonne-energiemarkt. In plaats van de dure zonnepanelen te kopen en de installatie ervan te betalen, kunnen huiseigenaren die deelnemen aan een van de aanbiedingen van SolarCity het systeem voor 20 jaar leasen tegen een maandelijkse vergoeding. Omdat SolarCity eigenaar is van de panelen, profiteert het van de royale 30 procent federale investeringsaftrek voor zonne-energie; de huiseigenaar wordt gecrediteerd tegen retail elektriciteitstarieven voor eventuele overtollige stroom die wordt teruggevoerd naar het net. SolarCity is nog steeds niet winstgevend, maar de omzet verdubbelde van 2012 tot 2014 omdat het leaseprogramma aantrekkelijk bleek voor huiseigenaren, vooral op locaties met hoge elektriciteitstarieven en veel zonneschijn, zoals Californië. Het bedrijf verwacht dit jaar voldoende panelen te plaatsen om een ​​gigawatt aan stroom te produceren.

De fabriek van SolarCity in Buffalo, hier en hierboven in mei te zien, moet volgend jaar worden voltooid.

Het is niet toevallig dat een gigawatt de capaciteit van de Buffalo-fabriek zal zijn wanneer deze volledig operationeel is, wat gepland staat voor begin 2017. Tot nu toe waren de activiteiten van het bedrijf gebouwd rond marketing, financiering en installatie van zonnesystemen. In plaats van zonnepanelen te produceren, koopt het ze in, meestal van Chinese fabrikanten. De Buffalo-fabriek brengt daar verandering in. Het is onze ambitie om in de loop van de tijd nog veel meer van deze fabrieken te bouwen, zegt Peter Rive, de chief technology officer, die SolarCity negen jaar geleden samen met zijn broer oprichtte (hun neef Elon Musk is de voorzitter van het bedrijf). En hoewel Rive zegt dat het bedrijf zijn ogen niet van de bal wil afhouden om de fabriek in Buffalo te bouwen en in bedrijf te stellen, voegt hij eraan toe dat we kort nadat dat is bereikt de grootste zonne-installatie ter wereld willen creëren, laat staan ​​de westerse Halfrond. SolarCity verklaarde eerder dat het van plan is om een ​​of meer aanzienlijk grotere fabrieken toe te voegen met een jaarlijkse productiecapaciteit die een orde van grootte groter is dan die van de Buffalo-faciliteit.

Het bedrijf gaat een nieuw type fotovoltaïsche technologie maken in Buffalo. De zonnecellen gebruiken kristallijn silicium - het materiaal dat in conventionele cellen wordt gebruikt - met een dunne film van een andere vorm van silicium en een laag halfgeleideroxide. Het hybride zonnecelontwerp, dat SolarCity kreeg toen het in 2014 een klein bedrijf genaamd Silevo kocht, is ontworpen om efficiënter te zijn dan standaard siliciumcellen bij het omzetten van zonlicht in elektriciteit, en relatief goedkoop om te maken. Maar terwijl SolarCity een fabriek van 32 megawatt exploiteert in Hangzhou, China, die Silevo heeft gebouwd om de zonnecellen te maken, zal het snel opschalen van die activiteiten naar de veel grotere fabriek in Buffalo een technisch hoogstandje zijn.

Zelfs als alles goed gaat, kan de gigafactory worden geconfronteerd met een dramatisch andere markt voor zonne-energie. De federale heffingskorting voor zonne-energie daalt eind 2016 van 30 procent naar 10 procent voor bedrijven en verdwijnt helemaal voor consumenten die zelf zonnepanelen kopen. Door residentiële zonne-energie minder betaalbaar te maken, kan de verandering verwoestend zijn voor de industrie. En het zal komen net als de Buffalo-fabriek zijn productiecapaciteit opvoert.

Echte kosten

De angst voor wat er zal gebeuren als de belastingvoordelen worden verlaagd, wordt gevoed door een ongelukkige realiteit: op de meeste locaties en onder de meeste omstandigheden is ongesubsidieerde zonne-energie nog steeds veel te duur om te concurreren met andere bronnen van elektriciteit. En zonne-energie op het dak is bijzonder duur. Subsidies en andere stimuleringsmaatregelen van de overheid zijn de reden waarom de markt voor zonne-energie boomt. Als technologieën puur werden gekozen op basis van wat het kost om stroom te produceren, is er geen markt voor residentiële zonne-energie, zegt Severin Borenstein, een professor aan de Haas School of Business van de University of California, Berkeley, en een expert op het gebied van elektriciteit economie. Zonder overheidsstimulansen voor schone energie zoals zonne-energie, zegt hij, veegt aardgas al het andere weg.

Haal het belastingkrediet weg en residentiële zonne-energie zal de komende jaren in alle staten ver boven de netpariteit blijven.

Er is veel geschreven over het feit dat zonne-energie de netpariteit nadert - het punt waarop het net zo goedkoop is als elektriciteit uit aardgas of steenkool. Onlangs heeft een rapport van Deutsche Bank berekend dat zonne-energie al op netpariteit staat in 14 Amerikaanse staten en dat bijna alle andere er volgend jaar zullen zijn. Maar dat betekent niet dat het produceren van zonne-energie net zo goedkoop is als het opwekken van elektriciteit met aardgas. Het rapport van Deutsche Bank vergelijkt de huidige kosten van zonne-energie met de verkoopprijs van elektriciteit, die verschillende kosten omvat, waaronder vergoedingen voor het upgraden en onderhouden van het net. Dat is een verstandige vergelijking voor consumenten die beslissen of ze zonne-energie willen installeren. Maar het is geen echte vergelijking van de kosten om daadwerkelijk elektriciteit te produceren. En Dat is de vergelijking die ertoe doet bij het bepalen van de meest kosteneffectieve manier om meer schone stroom te introduceren en onze CO2-uitstoot te verlagen.

De kosten van de fotovoltaïsche module - het stuk silicium of andere halfgeleiders dat zonlicht omzet in elektriciteit - is in de loop der jaren indrukwekkend gedaald. Een siliciumzonnemodule werd in 2008 verkocht voor $ 4 per watt; in 2014 was dat 65 cent per watt. Maar het was moeilijker om de andere uitgaven te verminderen - de zogenaamde Balance of System (BOS)-kosten, waaronder hardware zoals de omvormers die nodig zijn om de panelen op het net aan te sluiten en, belangrijker nog, de arbeid om de apparatuur. Vooral het plaatsen van zware zonnepanelen op de daken van huizen is kostbaar. In dergelijke installaties maken de BOS-kosten ongeveer 85 procent uit van de totale kosten van het systeem, volgens een lang MIT-rapport genaamd De toekomst van zonne-energie, in mei uitgebracht. Of zoals Robert C. Armstrong, directeur van het MIT Energy Initiative en een van de auteurs van het rapport het stelt: Zelfs als je de [fotovoltaïsche] materialen gratis weggeeft, kun je nog steeds niet zo goedkoop elektriciteit produceren als met steenkool of aardgas.

Economen geven de voorkeur aan een meting genaamd levelized cost of energy om verschillende bronnen van elektriciteit te vergelijken. De berekening schat de kosten voor het installeren van een systeem en de gemiddelde kosten voor het produceren van elektriciteit gedurende de levensduur ervan. Wanneer de kosten op deze manier worden berekend, zijn grote zonneparken die rechtstreeks elektriciteit leveren aan nutsbedrijven de meest kosteneffectieve vorm van zonne-energie. Volgens het MIT-rapport zouden zonne-energiecentrales in Zuid-Californië en Massachusetts de kosten hebben verlaagd van respectievelijk 10,5 cent en 15,8 cent per kilowattuur (Californië krijgt veel meer zon, wat een grotere output oplevert). Ondertussen kan een nieuwe aardgascentrale stroom opwekken tegen 6,6 cent per kilowattuur. De vergelijking voor residentiële zonne-energie is nog ontmoedigender: een huis in Massachusetts genereert zonne-energie tegen 28,7 cent per kilowattuur, en een in Zuid-Californië produceert het tegen 19,2 cent, zegt het MIT-rapport.

Dat is zonder overheidssubsidies. Met de huidige prikkels, waaronder het belastingkrediet, worden de cijfers veel gunstiger voor zonne-energie, ook al is het over het algemeen nog steeds duurder dan het produceren van stroom met gasgestookte centrales.

Stefan Reichelstein, een professor aan de business school van Stanford University en directeur van het Steyer-Taylor Center for Energy Policy and Finance, en zijn collega's hebben gekeken hoe het veranderen van het belastingkrediet in het bijzonder de zonne-economie zal beïnvloeden. Ze ontdekten dat zelfs zonder het belastingkrediet grote zonneparken tegen 2025 concurrerend zouden kunnen zijn met aardgascentrales in staten als Californië. Maar het verhaal is heel anders voor residentiële stroom. Met een krediet van 30 procent produceert een residentiële zonne-installatie stroom tegen minder dan de prijs van kleinhandelsstroom in Californië (de elektriciteitstarieven van de staat zijn veel hoger dan het nationale gemiddelde). Hetzelfde geldt in andere zonnige staten zoals Colorado en North Carolina, maar niet in een staat als New Jersey. Maar laat het krediet zakken tot 10 procent en geen enkele staat heeft netpariteit. Haal het belastingvoordeel volledig weg en - zelfs als we aannemen dat de kosten van zonnecellen en installatie blijven dalen - blijft zonne-energie voor woningen in alle staten nog vele jaren ver boven de netpariteit.

Geen sneeuwdagen

We zullen waarschijnlijk enorme hoeveelheden zonne-energie nodig hebben als we de ernstiger gevolgen van klimaatverandering willen vermijden. Armstrong van MIT berekent bijvoorbeeld dat tegen 2050 ongeveer 50 procent van de elektriciteit in de wereld uit zonne-energie moet komen, waarvoor ongeveer 12,5 terawatt aan fotovoltaïsche capaciteit nodig is. We zijn nog maar net begonnen aan de moeilijke en dure transformatie. Uiteindelijk zullen er sterk verbeterde materialen voor zonne-energie en betere opslagopties zoals batterijen nodig zijn, evenals een realistische prijs voor koolstofemissies. Maar ondertussen hebben we beleid nodig dat effectiever is om zonne-energie een belangrijke bijdrage te laten leveren aan onze elektriciteitsvoorziening. Zoals Armstrong zegt: Geld is niet oneindig. We moeten zoveel mogelijk zonne-energie krijgen voor het geld.

De realiteit dat de hausse in zonne-energie afhankelijk was van overheidssubsidies, betekent niet dat dergelijke prikkels moeten stoppen. Integendeel, het maakt duidelijk hoe belangrijk ze zijn voor het bereiken van het doel waar de samenleving om geeft: een algehele vermindering van de uitstoot van kooldioxide tegen de laagst mogelijke kosten. Maar ze moeten zorgvuldig worden ontworpen om zo eerlijk mogelijk te zijn. Dit betekent, zegt Borenstein, dat subsidies niet de voorkeur mogen geven aan inefficiënte versies van schone-energietechnologieën, zoals zonne-energie op het dak boven grootschalige installaties. We moeten onze duim van de weegschaal halen, zegt hij.

Een breder gevaar is dat prikkels voor zonne-energie in het algemeen steeds meer als oneerlijk of te duur worden ervaren.

Neem de praktijk van netmeting, het beleid in de meeste staten dat inwoners in staat stelt om zonne-energie terug te verkopen aan het net tegen de kleinhandelsprijzen voor elektriciteit. Bijna alle huizen met zonne-energie op het dak zijn aangesloten op het elektriciteitsnet, een noodzaak gezien het intermitterende karakter van zonne-energie. Deze huiseigenaren gebruiken het elektriciteitsnet in wezen voor energieopslag en back-up, en ze plukken een kleine meevaller van de hoge verkoopprijs van elektriciteit in veel staten, waaronder Californië en New York. Voorstanders van zonne-energie stellen dat deze installaties stroom aan het net toevoegen, de vraag overdag helpen compenseren en andere voordelen bieden die het net stabiliseren. Maar toch, zegt Borenstein, is netmeting duidelijk een subsidie ​​die gunstig is voor mensen met residentiële zonne-energie en die kosten toevoegt aan de exploitatie van het net - kosten die door andere gebruikers worden betaald.

Het resultaat was een controversieel debat in veel gemeenschappen en staten over het stellen van limieten voor de hoeveelheid zonne-energie die in aanmerking komt voor nettometing. Een breder gevaar is dat prikkels voor zonne-energie in het algemeen steeds meer als oneerlijk of te duur worden ervaren in een tijd waarin het duidelijk nog niet klaar is om zonder subsidies te concurreren. Zelfs degenen die kritiek hebben op de mengelmoes van bestaande staats- en federale prikkels voor zonne-energie, zoals Borenstein en Armstrong, willen niet graag zien dat het belastingkrediet volgend jaar plotseling verandert. Het abrupt uitschakelen van het krediet kan de [zonne-]industrie schaden, zegt Armstrong. En dat zou jammer zijn.

De verandering in het belastingbeleid zal inderdaad een kritische test zijn van hoe afhankelijk de zonne-energie-industrie is van subsidies. Rive van SolarCity denkt dat de markt hierdoor een aantal jaar zal stagneren. Hij erkent dat SolarCity niet langer zal kunnen concurreren in verschillende staten met lage elektriciteitstarieven. Maar hij voorspelt dat zijn bedrijf het goed zal doen gezien de relatief goedkope producten. En hij suggereert dat de Buffalo-gigafabriek een sterk concurrentievoordeel zou kunnen bieden.

SolarCity verwacht dat de zonnepanelen die in de fabriek worden gebouwd in staat zijn om 22 tot 23 procent van het zonlicht dat erop valt om te zetten in elektriciteit, vergeleken met ongeveer 15 tot 16 procent voor conventionele siliciumtechnologie. Dat betekent dat huiseigenaren minder panelen kunnen installeren om dezelfde hoeveelheid stroom te produceren, of dat ze hetzelfde aantal panelen kunnen installeren en meer stroom kunnen produceren. Hoe dan ook, het kan helpen om het bedrijf concurrerend te houden.

De nieuwe technologie kan ook heel belangrijk zijn voor Buffalo. In totaal zal de gigafabriek naar verwachting 3.000 banen opleveren in de stad, de helft in de fabriek en nog eens 1.500 bij aannemers en leveranciers. SolarCity heeft zich er ook toe verbonden om de komende vijf jaar 2000 werknemers in de staat tewerk te stellen voor de verkoop en installatie van zijn zonnepanelen. Het is niet precies het opnieuw creëren van de banen van de staalindustrie die ooit het gebied domineerden, maar het is een begin. (Toen Republic Steel in 1984 werd gesloten, had het 2500 werknemers, hoewel Bethlehem Steel, een paar kilometer verderop in Lackawanna, er veel meer had.)

Als een van de meest bewolkte steden in de Verenigde Staten is Buffalo geen bijzonder aantrekkelijk gebied voor zonne-energie. In plaats daarvan maakt SolarCity daar zijn productiedebuut vanwege de genereuze stimulansen van de staat en de industriële infrastructuur en ervaring van de stad. Ironisch genoeg biedt Buffalo nog een ander enorm voordeel: het elektriciteitstarief voor fabrikanten is gemiddeld slechts 4,79 cent per kilowattuur, wat mogelijk is dankzij goedkope waterkracht die wordt opgewekt uit de Niagara-watervallen. Als het bedrijf de overstap wil maken van in wezen een zonneservicebedrijf naar een fabrikant die een belangrijke rol speelt in de economie van het land, dan is Buffalo een goede plek om te zijn.

Eerder deze zomer pakten honderden mensen uit het lokale bedrijfsleven een hotel in de binnenstad in om SolarCity haar plannen te horen beschrijven en meer te weten te komen over de mogelijkheden om diensten aan de gigafactory te leveren. Het was de eerste formele ontmoeting tussen executives van SolarCity, met hun enthousiasme en grenzeloze ambitie in Silicon Valley, en veel van de bedrijfsleiders in een fabrieksstad die tientallen jaren van economische teleurstellingen heeft geleden. SolarCity zal 10.000 panelen per dag in de fabriek produceren, vertelde een van zijn leidinggevenden aan het publiek, en het neerhalen vanwege het weer is geen optie. (Ongetwijfeld deed de bewering velen zich herinneren dat zeven maanden eerder zeven meter sneeuw was gevallen in een paar dagen, waardoor de stad verlamd was.)

Buffalo, ooit de achtste grootste stad van de Verenigde Staten, is trots op een recente economische renaissance. De binnenstad en een gerenoveerde waterkant bruist van de bedrijvigheid en bezaaid met bouwprojecten. Maar deze vernieuwing wordt sterk ondersteund door de investeringen van de staat. En het succes van SolarCity, zelf een enorme ontvanger van overheidsfinanciering, zou van cruciaal belang kunnen zijn bij het bepalen van de economische toekomst van de stad. Het zal ook een bepalende test zijn voor de rol die overheidsstimulansen zullen spelen bij het verder stimuleren van de uitbreiding van zonne-energie.

zich verstoppen