De zon achterna gaan

Dit is het tweede van twee artikelen van David Rotman over technologie en het federale stimuleringspakket. De eerste: kan technologie de economie redden? , verscheen in het nummer van mei/juni 2009 en onderzocht de economische gevolgen van de plannen van de Amerikaanse regering om $ 100 miljard aan technologie te besteden.

Het verlaten industrieterrein aan de uiterste rand van Chicago's South Side is een onwaarschijnlijke locatie voor een grote zonne-energiecentrale. Om te beginnen is Chicago geen erg zonnige stad. En het land zelf, ooit een centrum van naoorlogse productie, staat al 35 jaar leeg en is nu begroeid met bomen en struiken, omringd door een grauwe buurt met verouderde huizen. Maar Exelon, een van de grootste elektriciteitsbedrijven van het land, zegt dat het tegen het einde van het jaar hoopt een perceel van 39 hectare om te bouwen tot de grootste stedelijke zonnecentrale van het land. Als het lukt, zullen rij na rij van bijna 33.000 siliciumzonnepanelen, gebouwd en geïnstalleerd door SunPower, een fotovoltaïsche fabrikant gevestigd in San Jose, CA, het perceel dekken om 10 megawatt aan stroom te produceren - genoeg voor ongeveer 1.200 tot 1.500 huizen.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van juli 2009

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Maar er is een grote als in dit scenario van stedelijke transformatie. Het zal alleen gebeuren als Exelon de genereuze leninggaranties ontvangt voor projecten op het gebied van hernieuwbare energie die zijn beloofd in de federale stimuleringswet van dit jaar - fondsen die in dit geval 80 procent van de projectkosten zouden dekken. Nauwelijks levensvatbaar met de leninggaranties en een handvol andere federale en staatssubsidies, zou de $ 60 miljoen zonnecentrale niet mogelijk zijn zonder dergelijke overheidssteun. Thomas O'Neill, senior vice-president voor nieuwe bedrijfsontwikkeling van het nutsbedrijf, spreekt vanuit de kantoren op de 48e verdieping van Exelon, bijna 20 mijl verderop in het centrum van Chicago, rond de economie van de zonne-energiecentrale. Als we de leninggarantie niet kunnen krijgen, kunnen we niet doorgaan met het project, zegt hij.

Zelfs met de federale subsidies, zegt O'Neill, zal de zonnecentrale niet het dubbelcijferige rendement bieden dat normaal gesproken wordt vereist door investeerders in grote energieprojecten. Het zou $ 6 per watt kosten om te bouwen, terwijl wind- en aardgascentrales respectievelijk ongeveer $ 2 per watt en $ 1 per watt kosten. En zijn 10 megawatt zal een onbeduidende hoeveelheid elektriciteit bijdragen aan Exelons enorme opwekkingscapaciteit van 36.000 megawatt. Maar, zegt O'Neill, het project is op maat gemaakt voor enkele van de doelen van president Obama in het stimuleringspakket. Het zou banen opleveren (er zijn 250 mensen nodig om het te bouwen) en het zou aantonen dat zonne-energie naar het middenwesten en de binnenstad kan worden gebracht.

De voorgestelde fabriek in Chicago is slechts een van de vele projecten voor hernieuwbare energie die gebouwd zouden kunnen worden vanwege de federale stimuleringswet die medio februari werd aangenomen (zie Kan technologie de economie redden? mei/juni 2009). Het Amerikaanse ministerie van Energie is nog bezig met het kiezen van de projecten die leningen zullen ontvangen en om te beslissen hoe andere nieuw beschikbare subsidies zullen worden besteed. Maar de potentiële meevaller is nu al vliegende plannen voor windparken in het middenwesten, enorme zonnecentrales in de woestijnen van het zuidwesten van Nevada en het zuidoosten van Californië, en geothermische energiecentrales in het noordwesten. Volgens een recente analyse door de Energy Information Administration, een onafhankelijk agentschap binnen de DOE, zal de stimuleringswet de hoeveelheid opwekkingscapaciteit uit hernieuwbare bronnen verhogen tot 156 gigawatt in 2015, tegen 114 gigawatt vandaag; zonder de wetgeving zou de hernieuwbare capaciteit slechts toenemen tot 118 gigawatt.

Het MER-rapport wijst echter ook op een verontrustende realiteit: dit toegenomen gebruik van hernieuwbare energie zal op de lange termijn slechts een klein effect hebben op de uitstoot van kooldioxide (zie Powering Up). Zelfs 156 gigawatt zou slechts een klein deel van de Amerikaanse energiebehoefte dekken. En zoals minister van Energie Steven Chu vaak heeft betoogd, kunnen bestaande technologieën voor hernieuwbare energie niet de grote hoeveelheden kostenconcurrerende energie leveren die nodig zijn om de afhankelijkheid van het land van fossiele brandstoffen die broeikasgassen uitstoten aanzienlijk te verminderen.

Onder leiding van Chu is de DOE begonnen met een massale infusie van financiering voor onderzoek naar nieuwe hernieuwbare technologieën. Dit voorjaar kondigde de afdeling $ 777 miljoen aan over een periode van vijf jaar om 46 nieuwe energieonderzoekscentra te ondersteunen, nog eens $ 280 miljoen voor acht energie-innovatiehubs en $ 400 miljoen om het Advanced Research Projects Agency-Energy te lanceren en te financieren, een programma gebaseerd op het 1960-tijdperk ARPA-programma dat onder meer leidde tot internet.

Zowel de onderzoeksfinanciering als de subsidies voor bestaande technologieën kunnen van bijzonder belang zijn voor de zonne-energie-industrie. Een aantal natuurkundigen en scheikundigen stellen dat het vinden van efficiëntere manieren om de energie van de zon te gebruiken de enige haalbare langetermijnoptie is om fossiele brandstoffen te vervangen en de productie van broeikasgassen aanzienlijk te verminderen. We baden in deze kwantumdeeltjes die vanaf de zon op ons neerregenen, elk met ongeveer twee elektronvolt energie, zegt Paul Alivisatos, interim-directeur van het Lawrence Berkeley Laboratory en hoofd van het zonne-onderzoekscentrum. Daar zit de energie. Maar zonne-energie is nu goed voor een fractie van 1 procent van de totale Amerikaanse elektriciteitscapaciteit van 1.000 gigawatt. De belangrijkste reden is de kostprijs.

Siliciumcellen zoals Exelon zou gebruiken, die zijn gemaakt van het type hoogwaardig silicium dat wordt gebruikt in computerchips, vertegenwoordigen de overgrote meerderheid van de geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit, maar zijn nog steeds ongeveer vijf keer te duur om te concurreren met conventionele elektriciteitsbronnen. Nieuwere typen zonnecellen die monokristallijn silicium vervangen door dunne films van halfgeleidende materialen zijn mogelijk goedkoper te maken, maar zijn minder efficiënt. Geconcentreerde thermische zonne-energie, waarbij grote reeksen spiegels worden gebruikt om zonlicht te verzamelen en stoom te creëren die turbines aandrijft, zou qua kosten dichter bij fossiele brandstoffen kunnen komen, maar de faciliteiten zijn duur om te bouwen en vereisen grote stukken land op extreem zonnige plekken. Geen enkele bestaande zonnetechnologie is momenteel concurrerend zonder hulp van overheidssubsidies. Dat betekent dat het lot van zonne-energie bijzonder kwetsbaar is voor de grillen van het overheidsbeleid en de keuzes van degenen die het maken.

De Zonnekoning
Arnold Goldman weet hoe diepgaande staats- en federale energiebeslissingen de zonne-energiesector beïnvloeden. Begin jaren tachtig bouwde zijn bedrijf, Luz International, negen grote thermische zonne-energiecentrales, met een gecombineerd vermogen van 354 megawatt, midden in de Mojave-woestijn in Californië. Destijds leverden de Luz-faciliteiten 90 procent van 's werelds door zonne-energie opgewekte elektriciteit. De technologie die ze gebruikten was gebaseerd op een ingenieus ontwerp waarin honderdduizenden spiegels, verspreid over de grond, het zonlicht concentreren op een netwerk van bovenleidingen met daarin een synthetische olie; de hete olie verwarmt water om stoom te creëren die vervolgens turbines aandrijft om elektriciteit op te wekken.

De zonne-installaties, waarvan de eerste in 1984 online kwam, waren economisch mogelijk dankzij genereuze stimulansen van zowel de federale als de deelstaatregeringen. In 1979 had president Carter zich tot doel gesteld dat in 2000 20 procent van de Amerikaanse elektriciteit uit hernieuwbare energie zou moeten komen (tegenwoordig is dat nog steeds slechts ongeveer 2 procent). Carter en het Congres keurden forse belastingverminderingen goed voor investeerders in projecten voor hernieuwbare energie, en een federale wet genaamd de Public Utility Regulatory Policies Act, aangenomen in 1978, bood verdere stimulansen aan producenten van alternatieve energie.

Toen, eind 1990 en begin 1991, stortte alles in, herinnert Goldman zich. De belastingkredieten die door de regering-Carter waren ingesteld, waren verslechterd tijdens het presidentschap van Ronald Reagan, zegt hij. Maar de genadeslag kwam van een schijnbaar esoterische verandering in de Californische belastingwet. De staat had installaties voor hernieuwbare energie vrijgesteld van het betalen van onroerendgoedbelasting, en omdat de grootste installaties van Luz een waarde hadden van meer dan $ 1 miljard per stuk, was die vrijstelling maar liefst $ 20 miljoen tot $ 30 miljoen per fabriek waard. Tegen het einde van 1990 sprak de gouverneur van Californië zijn veto uit over een verlenging van de vrijstelling van onroerendgoedbelasting. Maar in januari trad een nieuwe gouverneur aan en Luz, die $ 20 miljoen per maand uitgaf om zijn 10e fabriek te bouwen, gokte erop dat hij de actie snel zou terugdraaien. Toen de nieuwe gouverneur de belastingvrijstelling niet onmiddellijk herstelde, verloor Luz zijn weddenschap. We hebben ons misrekend, zegt Goldman. We hadden geen geld meer en hebben onze activiteiten stopgezet.

Nu de Californische en federale regeringen opnieuw forse stimulansen bieden voor hernieuwbare energie, is Goldman terug, deze keer met nog grotere ambities. In 2006 richtte hij Brightsource Energy op in Oakland, CA; na 160 miljoen dollar aan durfkapitaal en bedrijfsinvesteringen te hebben opgehaald, is het nu van plan een reeks energiecentrales te bouwen met een gecombineerd vermogen van meer dan vier gigawatt. Het zal een nieuwere versie van de Luz-technologie gebruiken die veel hogere temperaturen bereikt; en in plaats van een netwerk van met olie gevulde buizen te verwarmen, gebruikt het tienduizenden spiegels om het zonlicht te concentreren op een centrale ketel die op een toren staat, ongeveer 100 meter erboven. Brightsource verwacht dat zijn eerste commerciële faciliteit - met 400 megawatt, een van de grootste zonne-energiecentrales ter wereld - eind 2011 in Ivanpah, CA zal draaien.

Maar net als bij de zonnecentrale in Chicago, zal het stimuleringsgeld van cruciaal belang zijn voor de levensvatbaarheid van het project, dat ongeveer $ 2 miljard zal kosten om te bouwen. Het federale leningprogramma, dat voorziet in directe leningen van de Amerikaanse schatkist, zou 60 procent van de kosten kunnen dekken. Dat zou betekenen dat het bedrijf slechts $ 800 miljoen hoeft op te halen bij investeerders, die dan in aanmerking komen voor $ 600 miljoen in de vorm van terugbetaalbare belastingkredieten. (De investeringsaftrek voor hernieuwbare energie bestond al voordat het stimuleringspakket werd aangenomen, maar de wetgeving heeft een belangrijke wijziging aangebracht: het geeft investeerders nu de mogelijkheid om een ​​directe subsidie ​​te ontvangen gelijk aan 30 procent van hun investering, terwijl ze voorheen het krediet moesten toepassen voor eventuele belastingverplichtingen die ze zouden kunnen hebben.)

Jack Jenkins-Stark, CFO van Brightsource, is verantwoordelijk voor het laten werken van de cijfers. Het draait allemaal om kapitaal, zegt hij. De exploitatiekosten van de fabriek zullen minimaal zijn - misschien $ 20 miljoen per jaar. Maar het vinden van een lening van $ 2 miljard om de bouwkosten te dekken werd bijna onmogelijk nadat de commerciële kredietverlening en de schuldenmarkten afgelopen herfst instortten. De enige praktische manier om dergelijke financiering tegenwoordig te vinden, zegt hij, is door de federale lening te combineren met financiering van investeerders die worden aangemoedigd door de overheidsstimulansen.

Maar het federale geld, zoals Jenkins-Stark snel opmerkt, brengt veel risico's met zich mee. De lening moet natuurlijk worden terugbetaald. En hoewel het veel gemakkelijker is om investeerders te vinden die honderden miljoenen dollars willen riskeren om een ​​gigantische zonne-energiecentrale te bouwen met behulp van nieuwe technologie, is het veel gemakkelijker met federale prikkels, zegt hij, maar het is nog steeds erg moeilijk.

Het is een uitdaging die Arnold Goldman bijvoorbeeld graag aangaat. Niet afgeschrikt door het faillissement van zijn vroegere zonne-imperium, stelt Goldman zich nu enorme thermische zonnecentrales voor over een groot deel van Nevada, Californië, New Mexico en Arizona. Deze keer zou Goldman echter deel kunnen uitmaken van iets nog groters. Alleen al in Californië is bijna zes gigawatt aan nieuwe thermische zonnecapaciteit gepland. Maar, zegt Goldman, we hebben een voorspelbare beleidsomgeving nodig.

Wat roggen vangen
Rond dezelfde tijd in het midden van de jaren tachtig dat Arnold Goldman de Mojave met spiegels vulde, richtte Richard Swanson, toen een professor in elektrotechniek aan de Stanford University, zijn bedrijf SunPower op. Beide mannen hadden visioenen van grote zonnecentrales verspreid over de woestijn. Maar terwijl Goldman van plan was elektriciteit te maken door de energie van de zon in stoom om te zetten, stelde Swanson - een expert op het gebied van halfgeleiders en micro-elektronica - zich het gebruik van fotovoltaïsche cellen voor die zijn gemaakt van nauwkeurig vervaardigde siliciumwafels.

In een stoffig veld achter het hoofdkantoor van SunPower in San Jose, pronkt Swanson met de technologie die, als alles goed gaat, Exelon in Chicago zal installeren. Een rij grote zonnepanelen, gemonteerd op een volgapparaat, kantelt om de paar minuten onmerkbaar zodat de panelen de zon kunnen volgen; elk paneel bevat tientallen hoogrenderende zonnecellen van het type dat Swanson in Stanford ontwikkelde. Een motor op zonne-energie piept een beetje bij elke beweging van de panelen. 'S Nachts zal de motor de panelen naar het oosten zwaaien, wachtend op de opkomende zon van de volgende dag.

De cellen van Swanson behoren tot de meest efficiënte commercieel beschikbare vormen van fotovoltaïsche technologie; ze zetten ongeveer 22 procent van het zonlicht om in elektriciteit. (De zonnepanelen in Chicago zullen ongeveer tweederde zoveel stroom produceren als op een zonniger locatie.) Maar de panelen en piepende motor zijn ook een grimmige herinnering aan hoe moeilijk het is geweest om silicium fotovoltaïsche cellen goedkoop genoeg te maken om te concurreren met meer conventionele bronnen van elektriciteit.

Op dit moment, met de 30 procent investeringsaftrek, zijn de kosten van energie van een fotovoltaïsche installatie in een zonnige regio concurrerend met elektriciteit die wordt geproduceerd door fossiele brandstoffen tijdens piekuren, zegt Swanson. Maar dat is het beste scenario voor zonne-energie. In minder zonnige regio's en op andere tijden dan midden op de dag, wanneer de elektriciteitsprijzen hoog zijn en zonnecellen het meest efficiënt zijn, is de stroom die door fotovoltaïsche cellen wordt geproduceerd nog steeds veel te duur.

Tientallen startups hebben zich de afgelopen jaren gevormd om technologieën na te streven waarvan de oprichters hopen dat ze kosteneffectiever zullen zijn. Volgens Swanson is de aandacht die aan deze inspanningen wordt besteed echter misplaatst. De kosten van elektriciteit uit silicium fotovoltaïsche cellen dalen met 5 tot 8 procent per jaar, aangezien de industrie in een snel tempo groeit, zegt hij; binnen vijf jaar, als de bestaande technologie verbetert en fabrikanten schaalvoordelen realiseren, zal het concurrerend zijn zonder federale prikkels.

We hebben geen doorbraak nodig, zegt Swanson. Wachten op de volgende grote doorbraak [in fotovoltaïsche energie] zal niets anders doen dan ervoor zorgen dat je mos onder je voeten laat groeien. Hij voegt eraan toe: We hebben een wegenkaart waarop we heel duidelijk kunnen zien hoe we de kosten kunnen halveren ten opzichte van waar we nu zijn. En dat is voldoende om explosieve groei in de sector te stimuleren.

De hoek omdraaien
De zonne-energie-industrie heeft misschien geen doorbraak nodig om gezonde groeipercentages voort te zetten. Maar veel wetenschappers zeggen dat zonne-energie zonder dramatische vooruitgang nooit de enorme hoeveelheid energie zal leveren die nodig is om uiteindelijk fossiele brandstoffen te verdringen.

Van de 46 onderzoekscentra voor nieuwe energie die eind april door de minister van Energie zijn aangekondigd, doen er 24 werk met betrekking tot zonne-energie, en elk ontvangt de komende vijf jaar jaarlijks $ 2 miljoen tot $ 5 miljoen. Evenzo zullen twee van de acht nieuwe DOE-innovatiehubs zich richten op zonnetechnologieën: een op elektriciteit en de andere op technieken om de energie uit zonlicht op te slaan in de vorm van brandstoffen. En het voorgestelde DOE-budget voor 2010, dat (slechts een paar maanden na de stimuleringswet) relatief bescheiden verhogingen bevatte voor de meeste nieuwe energietechnologieën, verdubbelde bijna het onderzoeksbudget voor zonne-energie.

Veel van het onderzoek is gericht op het overwinnen van het fundamentele dilemma van fotovoltaïsche technologie: de afweging tussen kosten en efficiëntie. Conventionele zonnecellen zijn efficiënt omdat het silicium waaruit ze zijn gemaakt als een enkel kristal wordt gekweekt, wat een perfect geordende moleculaire structuur oplevert; wanneer de halfgeleider zonlicht absorbeert, wekt de energie van het licht elektronen op die ongehinderd door deze kristalstructuur kunnen reizen en ontsnappen om een ​​elektrische stroom te creëren. Maar apparaten maken van monokristallijn silicium is relatief moeilijk en duur. Nieuwere fotovoltaïsche technologieën gebruiken materialen met een minder geordende structuur en kunnen worden afgezet als dunne films; ze zijn potentieel gemakkelijker en goedkoper te maken, maar ze zijn ook minder efficiënt.

Met fotovoltaïsche energie heb je ofwel een hoog rendement ofwel lage kosten, maar wat we dringend nodig hebben, zijn [fotovoltaïsche energie] met beide eigenschappen, zegt Harry Atwater, een professor in natuurkunde en materiaalkunde aan Caltech. Een van de uitdagingen van zonne-energie is hoe je honderden gigawatt op een kosteneffectieve manier tot een terawatt aan stroom kunt krijgen. Om dat te bereiken, zegt hij, kan technologie heel anders zijn dan wat we tegenwoordig gebruiken.

Atwater zal leiding geven aan een door DOE gefinancierd energieonderzoekscentrum in Caltech, waar wetenschappers zullen werken aan de ontwikkeling van materialen waarmee dunne-film fotovoltaïsche cellen zonlicht efficiënter kunnen absorberen. Deze materialen, waarvan de microstructuur is ontworpen om op nieuwe manieren met licht te interageren, kunnen worden gemaakt met behulp van verschillende soorten halfgeleiders. Licht dat van daaruit gemaakte zonnecellen valt, zegt Atwater, kan worden gedwongen een hoek om te draaien en evenwijdig aan het oppervlak van de dunne film te reizen. Hierdoor heeft de cel de kans om veel meer licht te absorberen dan wanneer het licht loodrecht op het oppervlak zou passeren.

Onderzoekers elders hopen de uitdagingen te overwinnen die inherent zijn aan het gebruik van ongeordende materialen voor fotovoltaïsche cellen. Wanneer licht de wirwar van moleculen in dergelijke materialen treft, vormen de geëxciteerde elektronen en de elektronengaten die achterblijven wanneer ze worden geslagen, deeltjesachtige paren die excitonen worden genoemd. Excitaties spelen een rol in het proces dat planten gebruiken om energie op te vangen door middel van fotosynthese, zegt Marc Baldo, een professor in elektrotechniek aan het MIT; daarnaast gebruiken organische light-emitting diodes ze om licht te genereren. En, zegt hij, is het misschien mogelijk om deze excitonen op nanoschaal te manipuleren om de fotovoltaïsche eigenschappen van ongeordende materialen te verbeteren. Baldo leidt een door DOE gefinancierd energieonderzoekscentrum voor excitonics, waartoe ook onderzoekers van MIT, Harvard University en Brookhaven National Laboratory behoren.

Uiteindelijk zal het gebruik van zonlicht om elektriciteit op te wekken echter nooit voldoende energie leveren die we nodig hebben: bestaande zonnetechnologieën produceren immers alleen overdag stroom en elektriciteit kan niet gemakkelijk worden opgeslagen. In plaats daarvan moeten we een manier vinden om zonlicht te gebruiken om brandstoffen zoals waterstof te maken, die gemakkelijk en goedkoop kunnen worden opgeslagen totdat ze nodig zijn.

Leren hoe je zulke brandstoffen efficiënt rechtstreeks uit de zon kunt maken - een proces dat kunstmatige fotosynthese wordt genoemd, omdat het de bedoeling is om in wezen het natuurlijke proces van groene planten na te bootsen - is nog 20 tot 30 jaar onderweg, zegt Harry Gray, een chemicus bij Caltech en directeur van een zonne-onderzoekssamenwerking met wetenschappers van een aantal universiteiten. Hoewel onderzoekers, waaronder enkele van zijn groep, mooie resultaten boeken over bepaalde aspecten van kunstmatige fotosynthese, moeten er nog veel moeilijke problemen worden opgelost. Het zal lang duren om het bij elkaar te krijgen, zegt hij.

Silicium fotovoltaïsche technologie zal nog een hele tijd de dominante zonnetechnologie zijn, zegt Gray. Als alles goed gaat, gaan we over op goedkopere zonnecellen die geen monokristallijn silicium zijn, zoals organische fotovoltaïsche cellen. Maar de overgang [naar goedkopere fotovoltaïsche energie] zal niet zo snel komen.

Vliegende Tomaten
Zal de stimuleringswet die broodnodige overgang naar efficiëntere technologieën vergemakkelijken? Severin Borenstein is bijvoorbeeld twijfelachtig. Borenstein, de directeur van het University of California Energy Institute, zegt dat het probleem met de stimuleringsfinanciering is dat als het gaat om bestaande technologieën, de DOE moet kiezen welke projecten moeten worden ondersteund. De zorg is dat de overheid gaat investeren in de verkeerde technologieën, zegt hij; technologiewinnaars uitkiezen is iets waar het historisch gezien niet erg goed in is geweest. handelsregeling (zie Carbon Trading on the Cheap). Beide benaderingen zouden marktgebaseerde prikkels bieden voor het gebruik van hernieuwbare energiebronnen en zouden een efficiënter en technologieneutraal overheidsbeleid betekenen. Tegelijkertijd vindt hij het belangrijk dat de overheid onderzoek naar nieuwe duurzame technologieën financiert.

Vanuit het perspectief van een econoom, zegt Borenstein, zijn overheidssubsidies gerechtvaardigd om marktfalen aan te pakken: gevallen waarin de markt niet genoeg middelen toewijst voor het nastreven van sociaal wenselijke doelen, zoals het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen. De stimuleringsmaatregelen van de overheid ondersteunen vervolgens inspanningen die financieel riskant zijn, maar waarschijnlijk een gemeenschappelijk voordeel opleveren. In een dergelijke context, zegt hij, is het argument voor overheidsuitgaven voor onderzoek naar nieuwe zonnetechnologieën sterk, maar de argumenten voor het subsidiëren van de huidige commerciële technologieën, met name fotovoltaïsche energie, zijn echt zwak. Bestaande fotovoltaïsche energie is duur, zelfs in vergelijking met andere hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en thermische zonne-energie, zegt hij, en ze zullen ook niet noodzakelijkerwijs leiden tot goedkopere technologieën. Je krijgt natuurlijk [zonne]panelen, maar gaat dat iets opleveren dat blijvend voordeel oplevert? Zal het u helpen een zonne-industrie op te bouwen? Ik denk dat het antwoord waarschijnlijk niet is.

Borenstein zegt dat directe overheidssubsidies ter ondersteuning van bestaande fotovoltaïsche energie in feite de ontwikkeling van efficiëntere technologieën kunnen belemmeren. Het lijdt geen twijfel dat er wat economen 'optiewaarde' noemen, verloren gaat als je investeert in de huidige technologie, zegt hij. Als de technologie op het punt staat veel beter te worden, en op het punt staat een stuk beter te worden om redenen die niet te maken hebben met het uitbouwen van de huidige technologie, maar omdat de wetenschap gaat verbeteren, is dat een argument om te wachten. U verdringt toekomstige investeringen door nu te investeren. Het geld kan beter over vijf jaar aan de nieuwe technologie worden besteed.

In een recent artikel hebben onderzoekers van het Department of Engineering and Public Policy van de Carnegie Mellon University vooraanstaande zonne-energie-experts ondervraagd over de toekomst van fotovoltaïsche energie en geconcludeerd dat niet alleen de technologie veel duurder is dan andere hernieuwbare energiebronnen, zoals wind en zelfs thermische zonne-energie, maar dat het de komende 40 jaar misschien moeilijk economisch concurrerend kan worden. De resultaten zijn onthutsend, zegt Granger Morgan, een Carnegie Mellon engineering professor en het hoofd van de afdeling.

Kortetermijnsubsidies voor thermische wind- en zonne-energie zouden hen kunnen helpen goedkoop genoeg te worden om te concurreren met conventionele elektriciteitsbronnen, zegt Morgan. Maar silicium fotovoltaïsche cellen zijn echt een andere zaak. Met bestaande technologie zie ik het gewoon niet gebeuren. Hij betwijfelt of zelfs een verdubbeling of verdrievoudiging van het gebruik van de huidige fotovoltaïsche technologieën de prijzen drastisch zal doen dalen. Natuurlijk, zegt hij, als je in een kamer opstaat en dit zegt, beginnen de tomaten te vliegen.

Veel experts zijn van mening dat bestaande fotovoltaïsche energie een belangrijke rol speelt bij het promoten van nieuwe vormen van zonne-energie. Door ze op grotere schaal in te zetten, wordt de weg vrijgemaakt voor de volgende technologieën, benadrukt Alivisatos van Lawrence Berkeley. Om die reden, zegt hij, is het belangrijk om fotovoltaïsche energie op de markt te brengen. Het is logisch om een ​​industrie te hebben die nu kan schakelen, zegt hij. Hopelijk zal die industrie de nieuwe ontwikkelingen absorberen en de komende decennia nieuwere producten uitbrengen.

Harry Gray van Caltech is het ermee eens: de urgentie in zijn stem is voelbaar als hij stelt dat we zo snel mogelijk zoveel mogelijk zonne-energie moeten installeren. We moeten nu investeren in de technologie die we hebben, namelijk silicium zonnecellen, zegt Gray. We zouden overal [zonne-energie] moeten inzetten, zodat mensen kunnen zien dat het een verschil kan maken. We kunnen niet achterover leunen en wachten op doorbraken. We moeten mensen laten zien dat zonne-energie kan werken.

Het meningsverschil over de rol van fotovoltaïsche zonne-energie illustreert het grotere debat over de beste manier voor overheidsbeleid om een ​​nationale verschuiving naar schonere energie aan te moedigen. En het staat op het punt om door het hele land te worden gespeeld.

De DOE zal waarschijnlijk binnenkort beslissen over de leningsaanvraag van Exelon om de zonne-energiecentrale in Chicago te bouwen. Als het wordt gebouwd, zal de faciliteit slechts een klein deel van de totale zonnecapaciteit van het land vertegenwoordigen, of zelfs van de elektriciteitsportfolio van Exelon. Maar Gray heeft zeker gelijk op één punt: zo'n faciliteit, gelegen in een van de grootste steden van het land, zou voor velen het gezicht van zonne-energie zijn. Zijn lot zal ertoe doen.

Volgens verslagen van verschillende bedrijven is de DOE grondig in het beoordelen van de honderden leningaanvragen die het heeft ontvangen, waarbij de financiële gezondheid van de aanvragers en het marktpotentieel van voorgestelde faciliteiten streng worden geëvalueerd. Desalniettemin is het moeilijk om de rol van de politiek te negeren bij de beslissing of Exelon zijn faciliteit aan de zuidkant van Chicago zal bouwen. Het huis van president Obama ligt immers op slechts 21 kilometer afstand en lokale politici proberen al jaren de buurt rond de site nieuw leven in te blazen.

Maar politiek heeft altijd een belangrijke rol gespeeld bij het bepalen van de energietoekomst van het land, vooral als het gaat om zonne-energie. Vraag het maar aan Arnold Goldman.

David Rotman is de redacteur van Technologie recensie.

zich verstoppen