De kosten van hernieuwbare energie dalen nu zo snel dat het binnen een paar jaar een consequent goedkopere bron van elektriciteitsopwekking zou moeten zijn dan traditionele fossiele brandstoffen. De kosten voor het opwekken van stroom uit wind op land zijn sinds 2010 met ongeveer 23% gedaald, terwijl de kosten van fotovoltaïsche zonne-energie (PV) in diezelfde periode met 73% zijn gedaald.
Omdat ik veel tijd heb besteed aan het helpen van klanten in de energiesector, is mijn drijfveer in dit artikel om te onderzoeken:
Opmerking:in dit artikel richten we ons op fotovoltaïsche zonne-energie (zon-PV) en op wind gebaseerde energie op nutsschaal, in tegenstelling tot andere groeiende hernieuwbare technologieën zoals zonne-huissystemen (SHS's), op batterijen/opslag gebaseerde toepassingen, elektrische voertuigen (EV's), verwarmingssystemen, biobrandstoffen, enz.
In 2017 nam de wereldwijde opwekkingscapaciteit voor hernieuwbare energie toe met 167 gigawatt (GW) en bereikte wereldwijd bijna 2.200 GW. Om dat in perspectief te plaatsen:de totale wereldwijde geïnstalleerde capaciteit van alle energiebronnen is ongeveer 6.700 GW - dus hernieuwbare energiebronnen vormen 33% van alle geïnstalleerde elektriciteitscentrales. Merk echter op dat dit niet betekent dat 33% van alle opgewekte energie uit hernieuwbare bronnen komt. De totale opgewekte energie is een functie van een capaciteitsfactor (CF/CUF) of plant load factor (PLF) en is in de regel hoger voor conventionele energiecentrales zoals kolen en gas. Ik zal later meer ingaan op de capaciteitsfactor en de plantbelastingsfactor.
In dezelfde periode bedroeg de netto-toevoeging van op kolen en gas gebaseerde stroom 70 GW, ongeveer 40% van de uitbreiding van hernieuwbare capaciteit. Fotovoltaïsche zonne-energie (PV) groeide in 2017 met een aanzienlijke 32%, gevolgd door windenergie, die met 10% groeide, terwijl de toevoeging van kolenstroom afnam.
De wereldwijde transitie naar hernieuwbare energie blijft in hoog tempo doorgaan vanwege snel dalende prijzen, technologische verbeteringen en een steeds gunstiger beleidsklimaat.
Volgens de voorspellingen van het IEA zullen hernieuwbare energiebronnen tot 2022 sterk groeien, met een groei van de geïnstalleerde capaciteit van 43% (d.w.z. een toevoeging van 920 GW). Bovendien zullen wind en zon samen de komende vijf jaar meer dan 80% van de wereldwijde groei van hernieuwbare capaciteit vertegenwoordigen.
Hernieuwbare energiebronnen zullen naar verwachting 86% opnemen van de 10 biljoen dollar die de wereld van plan is te investeren in nieuwe energiecapaciteit tot 2040. China alleen is verantwoordelijk voor meer dan 40% van de wereldwijde groei van hernieuwbare capaciteit en 45% van de totale investeringen, die grotendeels worden aangedreven door bezorgdheid over luchtvervuiling en capaciteitsdoelstellingen. Complementair aan deze strategie is het feit dat Chinese bedrijven goed zijn voor ongeveer 60% van de totale jaarlijkse productiecapaciteit van zonnecellen wereldwijd. Markt- en beleidsontwikkelingen in China zullen bredere wereldwijde gevolgen hebben voor de vraag, het aanbod en de prijzen van zonne-PV.
Deze ingrijpende transformatie van de energiemarkten betekent dat zonne-energie en wind op land tegen 2023 economisch concurrerend zullen zijn met nieuwe Amerikaanse gascentrales en deze in 2028 zullen overtreffen. In de toekomst zullen zonne- en windenergie tegen 2040 bijna 50% van de geïnstalleerde capaciteit uitmaken en meer dan 33 % van de opwekking - een sprong van 4x in windcapaciteit en een sprong van 14x in zonne-energie.
Hernieuwbare energiebronnen halen nu ook het traditionele energiewerkpaard, steenkool, in op het gebied van energieopwekking. Hier is een snelle manier om het verschil tussen vermogen (MW) en energie (MWh) te begrijpen - Over het algemeen hebben hernieuwbare energiebronnen een lagere capaciteitsfactor (CF/CUF) of plantbelastingsfactor (PLF) dan conventionele elektriciteitscentrales, d.w.z. voor elke 1 MW van capaciteit genereert een hernieuwbare installatie minder energie (of MWh) dan de overeenkomstige conventionele installatie.
Voor zonne- en windenergiecentrales varieert de PLF doorgaans van 15-30%, terwijl voor kolen- en gascentrales de PLF in het bereik van 60-90% kan liggen, waarbij PLF's tot 95% ook haalbaar zijn, d.w.z. een hernieuwbare installatie van 1 MW produceert doorgaans 1.750 MWh per jaar, terwijl een conventionele centrale doorgaans 7.000 MWh per jaar genereert – een enorm verschil. Van de hernieuwbare energiebronnen kan alleen waterkracht concurreren met PLF's voor conventionele energie, waarbij sommige waterkrachtcentrales PLF's van meer dan 70% hebben.
Zelfs met lage PLF's is het tempo van de capaciteitsuitbreiding toegenomen tot het punt waarop, op wereldwijde basis, hernieuwbare energiebronnen nu dezelfde hoeveelheid energie opwekken als gascentrales. Er wordt ook voorspeld dat ze de kloof met steenkool tegen 2023 zullen dichten (17% kloof), wat een belangrijke prestatie is.
Volgens mijn observaties vormen modules en omvormers ongeveer 70% van de kosten van een zonne-energieproject op utiliteitsschaal - en dit zijn de twee componenten die de dalende kosten van zonne-energie hebben veroorzaakt.
Om te begrijpen hoe een module (het eigenlijke paneel) en omvormer eruit zien, en hun belang binnen de context van een zonne-energiecentrale, verwijs ik naar het schema van Sarah Hwong:
De prijzen van zonnepanelen en omvormers zijn om verschillende redenen gedaald, waaronder maar niet beperkt tot:overaanbod, waardevermindering van euro en yen en de neerwaartse aanpassing van de minimuminvoerprijzen. In de zonne-PV-industrie zijn kopers ook extreem prijsgevoelig, wat een aanhoudende prijsdruk op leveranciers van apparatuur creëert. De wereldwijde gemiddelde verkoopprijs van zonnepanelen zal naar verwachting in 2018 met ongeveer 35% dalen , omdat de Chinese overheid de groei van zonne-energie heeft ingeperkt door middel van nieuw beleid dat in juni 2018 is gestart.
Drijvende factoren voor een prijsdaling van windapparatuur zijn onder meer dalende prijzen van turbines en omvormers, verbeteringen in installatietechnieken, beter beheer van de toeleveringsketen en lagere kapitaalkosten voor fabrikanten.
Levelized cost of electric (LCOE) is een belangrijke maatstaf voor energie; het meet de totale kosten van de opwekking van elke MWh elektriciteit uit een elektriciteitscentrale (gedurende de volledige gebruiksduur). Dit omvat de kosten van projectontwikkeling, constructie en diverse operationele kosten. Wat we in 2018 zien, is dat de LCOE van zon-PV en wind nu op één lijn ligt met fossiele brandstoffen.
Wind op land heeft de laagste gemiddelde genivelleerde kosten:$45/MWh , en fotovoltaïsche installaties op utiliteitsschaal lopen niet ver achter met $50/MWh . Ter vergelijking:de laagste kosten van conventionele technologieën waren gas gecombineerde cyclustechnologieën, gemiddeld $ 60/MWh en kolencentrales, gemiddeld $ 102/MWh.
Veel hernieuwbare technologieën, zoals wind, zon en geothermie, zijn niet goedkoop om te bouwen, maar ze hebben geen brandstofkosten als ze eenmaal in gebruik zijn en hebben over het algemeen ook lagere O&M-kosten. Daarom heeft een daling van de apparatuurkosten van hernieuwbare apparatuur een veel grotere impact op de LCOE dan een vergelijkbare daling van de apparatuurkosten voor conventionele opwekkingsbronnen. Brandstof-, bedrijfs- en onderhoudskosten stijgen doorgaans met de inflatie over een periode van 20-25 jaar, en hebben daarom een onevenredig grote impact op de LCOE.
Als gevolg hiervan zijn aangekondigde contractprijzen voor inkoopovereenkomsten voor zon-PV en windenergie steeds beter vergelijkbaar met of lager dan de opwekkingskosten van nieuw gebouwde gas- en kolencentrales. Hieronder ziet u het effect van lagere kosten voor met name zonne-energie, waar de LCOE in 2017 slechts 14% was van wat het in 2009 was.
Hoewel wind- en zonne-energie nu kostenconcurrerend zijn en aanzienlijke milieuvoordelen bieden ten opzichte van fossiele brandstoffen, worden ze niettemin nog steeds beschouwd als "intermitterende" of "variabele" energiebronnen. De zon schijnt niet altijd en de wind waait niet altijd.
Als gevolg hiervan kunnen wind- en zonne-energie de diensten die bepaalde conventionele "baseload"-bronnen aan het systeem leveren niet volledig vervangen. Nutsbedrijven en energiebedrijven ontdekken echter een groot aantal nieuwe manieren waarop deze technologieën over de hele linie meer waarde kunnen bieden aan het elektriciteitsnet.
De volgende doorbraak in hernieuwbare technologie zal zijn met goedkope, schaalbare en efficiënte energieopslag met behulp van batterijen. In zekere zin is dit de heilige graal van hernieuwbare energie, om energie op te kunnen slaan voor gebruik wanneer opwekking onmogelijk is. De prijzen van lithium-ionbatterijen zijn sinds 2014 gehalveerd en veel analisten denken dat de prijzen verder zullen dalen naarmate er een hele reeks grote batterijfabrieken worden gebouwd. Zoals we hebben gezien bij bedrijven als Elon Musk's Tesla en SolarCity, gaat de innovatie en verticale integratie binnen de batterijruimte snel vooruit.
Hernieuwbare energieprojecten vertrouwden van oudsher op overheidsbeleid om hen vertrouwen te geven over het tarief (of feed-in-tarief) dat ze zullen ontvangen voor de opgewekte elektriciteit, om de projectinkomsten te begeleiden. Het beleid verandert nu van richting en veel landen stappen over van door de overheid vastgestelde tarieven naar concurrerende veilingen met langlopende Power Purchase Agreements (PPA's) voor grootschalige projecten.
Een PPA is een overeenkomst die is ondertekend tussen een koper of "afnemer" van stroom (staatsbedrijf of particulier nutsbedrijf of particulier bedrijf) en een stroomgenerator om een deel of alle opgewekte stroom te kopen tegen een vooraf bepaalde prijs of "tarief" over een bepaalde periode (normaal 20-25 jaar in een hernieuwbare context).
Bijna 50% van de uitbreiding van de capaciteit op het gebied van hernieuwbare energie in 2017-22 zal naar verwachting worden aangedreven door concurrerende PPA-veilingen, vergeleken met iets meer dan 20% in 2016. Dit concurrerende prijsvormingsmechanisme door middel van aanbestedingen heeft de kosten in de hele waardeketen gedrukt, waardoor het een meer kosteneffectieve beleidsoptie voor overheden.
Door de toegenomen concurrentie zijn de beloningsniveaus voor zon-PV- en windprojecten in slechts twee jaar tijd met 30-40% gedaald in enkele belangrijke landen, zoals India, Duitsland en Turkije. Aangekondigde veilingprijzen voor wind en zon zijn verder gedaald, hoewel de gemiddelde opwekkingskosten van nieuwbouwprojecten hoger blijven. In de periode 2017-22 zullen de wereldwijde gemiddelde opwekkingskosten naar schatting verder dalen met ongeveer 25% voor zonne-PV op nutsschaal en met bijna 15% voor wind op land.
De laagste tarieven van de veilingen van 2017 kwamen uit Mexico - waar de gemiddelde biedingen voor zonne- en windenergie respectievelijk $ 20,80/MWh en $ 18,60/MWh waren . Beide cijfers worden beschouwd als dieptepunten van het wereldrecord. In India zijn zonne-veilingen nu getuige van tarieven van $ 30-40 / MWh, een daling van $ 90-100 / MWh slechts 4 jaar geleden. In tegenstelling tot andere veilingen over de hele wereld, zijn winnende tarieven in India niet inflatie-geïndexeerd, dus hun werkelijke waarde erodeert snel.
Dalende energietarieven betekenen lagere uitgaven voor staatsbedrijven en overheden. Als de lagere prijzen worden doorberekend aan de eindgebruikers (industrieel, commercieel of residentieel), profiteren zij ook. Eindverbruikers zoals particuliere bedrijven hebben er ook baat bij als ze rechtstreeks een PPA zijn aangegaan met het elektriciteitsproductiebedrijf.
We gaan nu kijken naar de impact van deze dalende tarieven op andere belanghebbenden in de energiewaardeketen, d.w.z. elektriciteitsopwekkingsbedrijven en fabrikanten van apparatuur.
Dalende tarieven hebben elektriciteitsproducenten gedwongen de kosten aan te passen en te optimaliseren. Lagere aanschafkosten voor apparatuur, lagere financieringskosten en schaalvoordelen zijn belangrijker geworden dan het vermogen om projecten daadwerkelijk uit te voeren. In ontwikkelingslanden dragen extra risico's die door de ontwikkelaar moeten worden gedragen ook bij aan deze kosten, door depreciatie van lokale valuta, hedgingkosten en onzekerheid over invoerrechten en belastingen.
De geldende offertes zijn over het algemeen lager dan de werkelijke productiekosten. Uit de hierboven gepresenteerde gegevens blijkt dat de gemiddelde kosten voor zonne-energie in het bereik van $ 50/MWh liggen, terwijl geciteerde en toegekende biedingen nu in het bereik van minder dan $ 30/MWh liggen. Zelfs als we rekening houden met lagere kosten van $ 35-40/MWh, betekent dit dat de producenten van zonne-energie op gemiddeld. $ 5-10/MWh verloren . De energieproducent dwingen om andere manieren te vinden om kosten te besparen, waarvan sommige de langetermijnprestaties van de centrale over 20-25 jaar kunnen beïnvloeden. Bij biedingen waarbij geen gedetailleerde technische specificaties worden verstrekt of waarbij de inspectieprocedure niet strikt is, kan dit leiden tot ondermaatse kwaliteit in items zoals:
Elk onderdeel dat bij de fabricage van de module wordt gebruikt (d.w.z. de cel, achterplaat, glas, frame, enz.) kan worden "geoptimaliseerd voor de kosten", maar of deze sub-par modules 20-25 jaar nominaal vermogen zullen genereren, blijft gezien worden. In een module zijn cellen waar de omzetting van zonlichtenergie naar elektrische energie plaatsvindt. Ze kunnen onder bepaalde omstandigheden temperaturen van ongeveer 80 graden Celsius bereiken, dus cellen van lagere kwaliteit kunnen op de lange termijn de generatie ernstig beïnvloeden.
Hun rol is om de door de modules geproduceerde gelijkstroom (DC) om te zetten in wisselstroom (AC) die aan het net kan worden geleverd; circuits die het hart van het zonne-PV-systeem vormen. De meeste omvormers die tegenwoordig in gebruik zijn, hebben een levensduur van 10-15 jaar en moeten tijdens de looptijd van de gemiddelde PPA (d.w.z. 25 jaar) minstens één keer worden vervangen. Maar met dalende tarieven en lage O&M-budgetten is de omvormer een veelvoorkomend kostenbesparend slachtoffer.
Staalconstructies, ook wel module-montageconstructies genoemd, hebben de taak om de modules voor een periode van 20-25 jaar onder alle weersomstandigheden op hun plaats te houden. De nieuwste trend is om de hoeveelheid staal die in de montageconstructies wordt gebruikt, te verminderen, zowel in tonnen per MW (minder dan 25 MT per MW) als in dikte (minder dan 1 mm). Staal is een relatief kostbaar onderdeel dat gebonden is aan inflatie en kan daarom ernstige gevolgen hebben voor de bouwbudgetten.
Balans van installatiekosten, zoals dagelijkse kabels, geleiders en aardingen, lijken misschien kleine items, maar zijn cruciaal. Compromis op kwaliteit kan hier leiden tot suboptimale en zelfs onveilige installaties. Evenzo met betrekking tot installatieprocedures, waar bezuinigingen op engineering en installatie te verwachten zijn wanneer de budgetten laag zijn en de tijdlijnen krap zijn
Al deze kostenbesparende maatregelen zullen de totale productie (PLF of CUF) van installaties beïnvloeden, wat leidt tot een hogere LCOE (die wordt berekend per geproduceerde kWh). Het starten van een vicieuze cirkel voor opwekkingsbedrijven, aangezien de tarieven vast zijn en dus de realisaties lager zijn.
Het ontwikkelen van duurzame energiebronnen is nu alleen voor de grote spelers met diepe zakken. Ik heb de gelegenheid gehad om biedingen in te dienen voor meerdere klanten van zonne- en windprojecten, groot en klein, en in alle gevallen waren de kleinere (minder dan 5 MW) biedingen niet zo concurrerend als grotere projectgroottes (meer dan 50 MW). Hoewel dit een natuurlijk voordeel is dat grotere projecten genieten, is het opzetten van een zonne-energieproject van 50 MW (dat is ongeveer 200-250 hectare aaneengesloten land vereist) in veel gevallen misschien niet haalbaar vanwege de onbeschikbaarheid of onbetaalbaarheid van het land Opmerking:elke MW aan zonne-energie heeft 4-5 hectare land nodig, wat kan toenemen op basis van de vorm van het land, het terrein en andere omstandigheden op de locatie.
De behoefte aan gedistribueerde opwekking in plaats van grootschalige centrales is dringend en eeuwenoud, maar lage tarieven zullen de ondergang van kleinere productie-eenheden alleen maar bespoedigen.
De heersende lage biedtarieven hebben een onrealistische verwachting gewekt in de hoofden van "afnemers" (kopers) over de werkelijke kosten van hernieuwbare energie. Afnemers, staatseigendom of particulier, zijn niet bereid om veel meer te betalen dan het minimumbod voor hernieuwbare energie, ongeacht de grootte van de elektriciteitscentrale. Dit leidt opnieuw tot een vicieuze cirkel van kostenbesparingen, suboptimale prestaties, hogere LCOE en hoger verlies per kWh voor de generator.
Dit heeft geleid tot consolidatie in de zonne-energie-industrie, met slechts een handvol spelers die alle grote PPA-contracten die zijn aangekondigd door staats- en centrale nutsbedrijven, in de wacht hebben gesleept. Kleinere spelers moesten hun bedrijfsmodel ombuigen en zich meer richten op het EPC-model (Engineering, Procurement &Construction) voor snelle cashflows, maar hier zijn de marges flinterdun vanwege de geldende tarieven. Zelfs bij de grotere bedrijven zijn er liquidaties en ontslagen geweest vanwege de verslechterende economie van de eenheden.
Fabrikanten van modules/cellen hebben hun strategie moeten aanpassen in het licht van de voortdurende onvoorspelbaarheid. Aangezien China meer dan 40% van de wereldwijde vraag naar zonne-PV controleert, hebben alle beleidsbeslissingen die hier worden genomen ernstige gevolgen voor de productiebedrijven. In mei 2018 kondigde de Chinese regering de intrekking van de steun voor zonne-PV aan. Dit heeft geleid tot een overaanbod in de markt en angst voor een aanhoudend overaanbod voor de komende jaren. De opties voor de fabrikanten zijn om:
Dit leidt normaal gesproken tot ontslagen in fabrieken, zowel in China als in het buitenland, als gevolg van Chinese producten die de overzeese markten overspoelen tegen historisch lage prijzen.
Hoewel de kosten van hernieuwbare energie zijn gedaald, weerspiegelen de gepubliceerde veilingtarieven niet de werkelijke kosten van het opwekken van die energie. Het positieve verschil tussen de kosten en de inkomsten die de generator ontvangt, heeft een negatieve impact op de waardeketen. Zoals hier vermeld, is de eenheidseconomie altijd van belang (zelfs bij hernieuwbare energie) en bedrijven moeten dit op eigen risico negeren.
De prijsdaling mag niet worden gevierd als een voorbeeld van vooruitgang. Prijsdalingen moeten duurzaam en inclusief zijn, om indicatief te zijn voor een progressief regime voor hernieuwbare energie.
Voorzichtigheid toevoegen aan de Kiplinger ETF 20
De 12 beste REIT's om te kopen voor 2022
7 geweldige ETF's om de ravage in energieaandelen te vermijden
3 infrastructuur-ETF's om de uitgavenboom te benutten
De 13 beste REIT's om in 2019 te bezitten
De 7 beste groene energie-aandelen om te kopen
De 12 beste REIT's om te kopen voor 2022