• Konsumenter drar nytta av lägre energitaxor, men på lång sikt är det oundvikligt att konsolidering måste ske mellan energiproducenter.
• Skadriftsfördelar spelar roll och företag med djupare fickor och bättre operativ integration kommer att råda i anbudsanbud.
• I början av värdekedjan står utrustningstillverkarna inför problem med överutbud på grund av Kinas senaste omväg till att dra tillbaka stödet för solcellsproduktion.
• Medan vi går in i en gyllene era för förnybar energi är det oundvikligt att med mindre statligt subventionsstöd kommer de orealistiska förväntningarna mellan slutpris och produktionskostnad att resultera i marknadskorrigering.

Kostnaden för förnybar energi sjunker nu så snabbt att den borde vara en genomgående billigare källa för elproduktion än traditionella fossila bränslen inom bara några år. Kostnaden för att generera kraft från landbaserad vindkraft har sjunkit med cirka 23 % sedan 2010, medan kostnaden för solcellselektricitet (PV) har sjunkit med 73 % under samma period.

Efter att ha ägnat mycket tid åt att hjälpa kunder inom energisektorn är mitt motiv i den här artikeln att undersöka:

1. Tillväxten av förnybar energi under det senaste decenniet och dess förväntade tillväxt.
2. Skälen bakom det fortsatta fallet i kostnader och därmed tarifferna för förnybar energi.
3. Inverkan av fallande tariffer på två nyckelintressenter – kraftgenererande företag och utrustningstillverkande företag.

Obs:I den här artikeln fokuserar vi på solcellsenergi (solar PV) och vindbaserad elkraft, i motsats till andra växande förnybara teknologier såsom solcellshussystem (SHS), batteri-/lagringsbaserade applikationer, elfordon (EV), värmesystem, biobränslen, etc.

1. Tillväxt av förnybar energi

Under 2017 ökade den globala produktionskapaciteten för förnybar energi med 167 gigawatt (GW) och nådde nästan 2 200 GW över hela världen. För att sätta det i perspektiv är den totala globala installerade kapaciteten från alla energikällor runt 6 700 GW – så förnybar energi utgör 33 % av alla installerade kraftverk. Observera dock att detta inte betyder att 33 % av all energi som genereras kommer från förnybara källor. Den totala genererade energin är en funktion av en kapacitetsfaktor (CF/CUF) eller anläggningsbelastningsfaktor (PLF) och är som regel högre för konventionella kraftverk som kol och gas. Jag kommer att gå mer in på kapacitetsfaktor och anläggningens belastningsfaktor senare.

Under samma period var nettotillskottet av kol- och gasbaserad kraft 70 GW, cirka 40 % av förnybar kapacitetstillskott. Solceller (PV) växte med betydande 32 % under 2017, följt av vindenergi, som växte med 10 %, medan kolkrafttillskottet minskade.

Den globala omställningen av förnybar energi fortsätter att gå framåt i snabb takt på grund av snabbt fallande priser, tekniska förbättringar och en allt gynnsammare politisk miljö.

Enligt IEAs prognoser kommer förnybar energi att växa fram till 2022, med en installerad kapacitetstillväxt på 43 % (dvs. en ökning av 920 GW). Dessutom kommer vind och sol tillsammans att representera mer än 80 % av den globala tillväxten av förnybar kapacitet under de kommande fem åren.

Tillväxt av förnybar energi domineras av solenergi, vind och Kina

Förnybar energi förutspås fånga 86 % av de 10 biljoner dollar som världen planerar att investera i ny energikapacitet fram till 2040. Enbart Kina står för över 40 % av den globala tillväxten av förnybar kapacitet och 45 % av de totala investeringarna, vilket till stor del drivs av oro över luftföroreningar och kapacitetsmål. Ett komplement till denna strategi är det faktum att kinesiska företag står för cirka 60 % av den totala årliga solcellstillverkningskapaciteten globalt. Marknads- och policyutvecklingen i Kina kommer att få bredare globala konsekvenser för efterfrågan, utbud och priser på solceller.

Denna djupgående omvandling av kraftmarknaderna innebär att solenergi och vindkraft på land år 2023 kommer att vara ekonomiskt konkurrenskraftiga med nya amerikanska gasanläggningar och överträffa dem till 2028. Framöver kommer sol och vind till 2040 att utgöra nästan 50 % av den installerade kapaciteten och över 33 % av produktionen - ett 4x hopp i vindkapacitet och ett 14x hopp i solenergi.

Tillväxt av energi som genereras utöver installerad kapacitet

Förnybar energi kommer nu också ikapp den traditionella energiarbetshästen, kol, när det gäller energiproduktion. Här är ett snabbt sätt att förstå skillnaden mellan effekt (MW) och energi (MWh) – I allmänhet har förnybara energikällor en lägre kapacitetsfaktor (CF/CUF) eller anläggningsbelastningsfaktor (PLF) än konventionella kraftverk, det vill säga för varje 1 MW av kapacitet genererar en förnybar anläggning mindre energi (eller MWh) än motsvarande konventionella anläggning.

För sol- och vindkraftverk varierar PLF vanligtvis från 15-30 % medan för kol- och gasanläggningar kan PLF vara i intervallet 60-90 % med PLF:er så höga som 95 % som också kan uppnås, dvs. en 1MW förnybar anläggning genererar vanligtvis 1 750 MWh per år medan en konventionell anläggning vanligtvis genererar 7 000 MWh per år – en enorm skillnad. Bland förnybara energikällor är det bara vattenkraft som kan konkurrera med konventionella PLF:er, med vissa vattenkraftverk som har PLF över 70 %.

Även med låga PLF:er har kapacitetstillskottet ökat till den punkt där förnybar energi nu på global basis genererar samma mängd energi som gasanläggningar. De förväntas också minska klyftan med kol till 2023 (17 % gap), vilket är en betydande framgång.

2. Fallande produktionskostnader

Moores lag inom solenergi

I mina observationer utgör moduler och växelriktare cirka 70 % av kostnaden för ett solenergiprojekt i allmännyttiga skala – och det är de två komponenterna som har drivit på de fallande kostnaderna för solenergi.

För att förstå hur en modul (den faktiska panelen) och växelriktaren ser ut, och deras betydelse inom ramen för ett solkraftverk, hänvisar jag till Sarah Hwongs schema:

Priserna på solcellsmoduler och växelriktare har sjunkit av en rad olika anledningar, inklusive men inte begränsat till:överutbud, depreciering av euro och yen och nedjustering av minimiimportpriserna. Inom solcellsindustrin är köpare också extremt priskänsliga, vilket skapar en ihållande prispress på utrustningsleverantörer. Det globala genomsnittliga försäljningspriset för solcellsmoduler förväntas sjunka med cirka 35 % under 2018 , på grund av att den kinesiska regeringen begränsar soltillväxten genom nya policyer som initierades i juni 2018.

Drivkrafter för ett fall i priset på vindutrustning inkluderar fallande priser på turbiner och växelriktare, förbättringar av installationstekniker, bättre hantering av försörjningskedjan och lägre kapitalkostnader för tillverkarna.

Inverkan på utjämnad kostnad eller LCOE

Levelized cost of electricity (LCOE) är ett viktigt mått inom energi; den mäter totalkostnaden för att generera varje MWh el från ett kraftverk (under hela dess livslängd). Detta inkluderar kostnaden för projektutveckling, konstruktion och olika driftskostnader. Vad vi ser under 2018 är att LCOE för solenergi och vind nu är i nivå med fossila bränslen.

Vind på land har den lägsta genomsnittliga utjämnade kostnaden på $45/MWh , och solcellsanläggningar i allmännyttiga skala ligger inte långt efter på $50/MWh . Som jämförelse kan nämnas att den lägsta kostnaden för konventionella tekniker var gaskombinationsteknik, i genomsnitt 60 USD/MWh och kolanläggningar, i genomsnitt 102 USD/MWh.

Många förnybara tekniker, som vindkraft, solenergi och geotermisk energi, är inte billiga att bygga, men de har inga bränslekostnader när de väl är igång och har generellt lägre driftskostnader också. Följaktligen har en minskning av utrustningskostnaderna för förnybar utrustning en mycket större inverkan på dess LCOE än en liknande minskning av utrustningskostnaderna för konventionella produktionskällor. Bränsle-, drift- och underhållskostnader ökar vanligtvis med inflationen under en 20-25-årsperiod, och har därför en oproportionerligt stor inverkan på LCOE.

Som ett resultat av detta blir tillkännagivna kontraktspriser för solcells- och vindkraftsköp allt mer jämförbara med eller lägre än produktionskostnaden för nybyggda gas- och kolkraftverk. Nedan kan du se effekten av lägre kostnader för solenergi i synnerhet, där dess LCOE 2017 bara är 14 % av vad den var 2009.

Varför kräver vi fortfarande fossila bränslen?

Även om vind och sol nu är kostnadskonkurrenskraftiga och erbjuder avsevärda miljöfördelar gentemot fossila bränslen, anses de fortfarande vara "intermittenta" eller "varierande" energikällor. Solen skiner inte alltid och vinden blåser inte alltid.

Som ett resultat kan vind och sol inte helt ersätta de tjänster som vissa konventionella "baslast"-källor tillhandahåller systemet. Däremot upptäcker elbolag och kraftoperatörer en mängd nya sätt som dessa tekniker kan erbjuda mer värde för elnätet över hela linjen.

Nästa genombrott inom förnybar teknik blir med billig, skalbar och effektiv energilagring med batterier. På sätt och vis är detta den förnybara energins heliga gral, att kunna lagra energi för användning när generering är omöjlig. Priserna på litiumjonbatterier har halverats sedan 2014, och många analytiker tror att priserna kommer att falla ytterligare när en rad stora batterifabriker byggs. Som vi har sett med företag som Elon Musks Tesla och SolarCity, går innovation och vertikal integration inom batteriutrymmet snabbt framåt.

3. Fallande tullar från förnybar energi

Ökning av konkurrenskraftiga auktioner över Feed-in-Tariffer (FITs)

Projekt för förnybar energi har historiskt sett förlitat sig på regeringens politik för att ge dem förtroende för tariffen (eller inmatningstariffen) som de kommer att få för den genererade elen, för att ge vägledning till projektintäkter. Politiken ändrar nu riktning och många länder går från statligt fastställda tariffer till konkurrenskraftiga auktioner med långsiktiga kraftköpsavtal (PPA) för projekt i storskalig energi.

En energiköpsavtal är ett avtal som undertecknats mellan en köpare eller "avtagare" av kraft (statligt ägt eller privat företag eller privat företag) och en elproducent för att köpa en del av eller all kraft som genereras till en förutbestämd kostnad eller "taxa" över en definierad tidsperiod (normalt 20-25 år i ett förnybart sammanhang).

Nästan 50 % av expansionen av förnybar kapacitet under 2017-22 förväntas drivas av konkurrenskraftiga PPA-auktioner, jämfört med drygt 20 % 2016. Denna konkurrenskraftiga prisupptäcktsmekanism genom anbud har pressat kostnaderna längs hela värdekedjan och har därmed blivit en mer kostnadseffektivt politiskt alternativ för regeringar.

Auktionspriserna fortsätter att falla

Ökad konkurrens har minskat ersättningsnivåerna för solcells- och vindprojekt med 30-40 % på bara två år i några nyckelländer som Indien, Tyskland och Turkiet. Aviserade auktionspriser för vind och sol har fortsatt att falla, även om de genomsnittliga produktionskostnaderna för nybyggda projekt är fortsatt högre. Under perioden 2017-22 beräknas de globala genomsnittliga produktionskostnaderna minska ytterligare med cirka 25 % för solenergi i allmännyttiga skala och med nästan 15 % för vindkraft på land.

Rekord låga bud

De lägsta tullarna från 2017 års auktioner kom från Mexiko – där genomsnittliga sol- och vindbud var $20,80/MWh respektive $18,60/MWh . Båda siffrorna betraktas som lägsta världsrekord. I Indien bevittnar nu solcellsauktioner tariffer på 30-40 USD/MWh, en minskning från 90-100 USD/MWh för bara fyra år sedan. Till skillnad från andra auktioner runt om i världen är vinnande tullar i Indien inte inflationsindexerade, så deras verkliga värde urholkas snabbt.

Goda nyheter för verktyg och kunder?

Fallande energitaxor innebär lägre utgifter för statligt ägda företag och regeringar. Om de lägre priserna förs vidare till slutkonsumenterna (industriella, kommersiella eller bostäder) gynnas de också. Slutkonsumenter som privata företag gynnas också om de direkt har ingått en PPA med elproduktionsföretaget.

Vi kommer nu att titta på effekterna av dessa fallande tariffer på andra intressenter i energivärdekedjan – det vill säga kraftgenererande företag och utrustningstillverkare.

4. Inverkan på kraftgenererande företag och tillverkningsföretag

Fallande tariffer har tvingat kraftproducerande företag att anpassa sig och optimera kostnaderna. Lägre utrustningsanskaffningskostnader, lägre finansieringskostnader och stordriftsfördelar har fått större betydelse än förmågan att faktiskt genomföra projekt. I utvecklingsländer ökar också dessa kostnader ytterligare risker som måste bäras av utvecklaren, genom depreciering i lokal valuta, säkringskostnader och osäkerhet om importtullar och skatter.

Kostnadsbesparande åtgärder

De rådande anbuden är generellt lägre än den verkliga produktionskostnaden. Av de data som presenteras ovan ligger genomsnittskostnaderna för solenergi i intervallet $50/MWh, medan noterade och tilldelade bud nu ligger i intervallet under $30/MWh. Även om vi tillåter en lägre kostnad på 35-40 USD/MWh, betyder det att solenergiproducenter ligger i genomsnitt. förlorar 5–10 USD/MWh genererad . Att tvinga kraftproducenten att hitta andra sätt att sänka kostnaderna – av vilka några kan påverka anläggningens långsiktiga prestanda under 20-25 år. I anbud där detaljerade tekniska specifikationer inte tillhandahålls eller där inspektionsförfarandet inte är strikt, kan detta leda till undermålig kvalitet i artiklar som:

Moduler

Varje komponent som ingår i tillverkningen av modulen (d.v.s. cellen, baksidan, glaset, ramen, etc.) kan "kostnadsoptimeras", men om dessa subpar-moduler kommer att generera märkeffekt i 20-25 år kvarstår. att bli sedd. I en modul är celler där omvandlingen från solljusenergi till elektrisk energi sker. De kan nå temperaturer på runt 80 grader Celsius under vissa förhållanden, så celler av lägre kvalitet kan allvarligt påverka genereringen på lång sikt.

Växelriktare

Deras roll är att omvandla den likström (DC) som produceras av modulerna till växelström (AC) som kan matas in i nätet; kretsar som utgör hjärtat i solcellssystemet. De flesta växelriktare som används idag har en livslängd på 10-15 år och behöver bytas ut minst en gång under den genomsnittliga PPA:s löptid (dvs. 25 år). Men med fallande tariffer och låga drifts- och underhållsbudgetar är växelriktaren en vanlig kostnadssänkande olycka.

Strukturer

Stålkonstruktioner, även kända som modulmonteringskonstruktioner, har till uppgift att hålla upp modulerna under en period av 20-25 år i alla väderförhållanden. Den senaste trenden är att minska mängden stål som används i monteringskonstruktionerna både vad gäller ton per MW (mindre än 25 MT per MW) och tjocklek (mindre än 1 mm). Stål är en relativt dyr komponent kopplad till inflation och kan därför allvarligt påverka byggbudgetar.

Andra

Balans mellan anläggningskostnader, såsom vardagliga kablar, ledare och jordningar, kan tyckas vara mindre poster men är avgörande. Att kompromissa med kvaliteten här kan leda till suboptimala och till och med osäkra växter. Likaså i förhållande till installationsprocedurer, där man kan förvänta sig att skära ner på konstruktion och installation när budgetarna är låga och tidslinjerna snäva

De med djupa fickor kommer att råda och konsolidering är oundviklig

Alla dessa kostnadsbesparande åtgärder kommer att påverka den totala produktionen (PLF eller CUF) av anläggningar, vilket leder till en högre LCOE (som beräknas per genererad kWh). Startar en ond cirkel för produktionsföretag, eftersom tarifferna är fasta och därmed realisationerna lägre.

Att utveckla förnybara energitillgångar är nu bara för de stora aktörerna med djupa fickor. Jag har haft möjlighet att lämna anbud på flera sol- och vindprojektkunder, stora som små – och i alla fall var buden med mindre storlek (mindre än 5 MW) inte lika konkurrenskraftiga som större projektstorlekar (över 50 MW). Även om detta är en naturlig fördel som större projekt åtnjuter, kanske det i många fall inte är möjligt att inrätta ett 50MW solenergiprojekt (det är ungefär 200-250 tunnland sammanhängande mark som krävs) antingen på grund av otillgänglighet eller oöverkomlig mark Obs:Varje MW solenergi behöver 4-5 tunnland mark, vilket kan öka beroende på landform, terräng och andra platsförhållanden.

Behovet av distribuerad produktion, snarare än storskaliga anläggningar, är ett pressande och urgammalt sådant, men låga tariffer kommer bara att påskynda bortfallet av mindre produktionsenheter.

De rådande låga anbudstarifferna har skapat orealistiska förväntningar hos "avtagarna" (köparna) om den verkliga kostnaden för förnybar energi. Avtagare, vare sig statligt ägda eller privata, är ovilliga att betala mycket högre än det lägsta noterade budet för någon förnybar kraft – oavsett storleken på kraftverket. Detta leder återigen till en ond cirkel av kostnadsbesparingar, suboptimal prestanda, högre LCOE och högre förlust per kWh för generatorn.

Detta har lett till konsolidering i den solgenererande industrin, med endast en handfull spelare som har tagit emot alla större PPA-kontrakt som tillkännages av statliga och centrala företag. Mindre aktörer har fått svänga sin affärsmodell och fokusera mer på EPC-modellen (Engineering, Procurement &Construction) för snabba kassaflöden, men här är marginalerna tunna på grund av de rådande tarifferna. Även bland de större företagen har det skett likvidationer och uppsägningar på grund av den försämrade enhetsekonomin.

Inverkan på utrustningstillverkare

Modul-/celltillverkare har varit tvungna att anpassa strategin inför ständig oförutsägbarhet. Eftersom Kina kontrollerar mer än 40 % av den globala efterfrågan på solceller, påverkar alla politiska beslut som fattas här tillverkande företag. I maj 2018 meddelade den kinesiska regeringen att stödet för Solar PV dras tillbaka. Detta har lett till överutbud på marknaden och rädsla för ett fortsatt överutbud under många år framöver. Alternativen framför tillverkarna är att:

1. Sitt på inventering.
2. Hitta nya kunder för att absorbera överskottsproduktionen.
3. Sälj produkten till en betydande rabatt och minska kapaciteten för att möta den nuvarande efterfrågan.
4. Allt ovan.

Detta leder normalt till uppsägningar i tillverkningsanläggningar både i Kina och utomlands, på grund av att kinesiska produkter översvämmar utomeuropeiska marknader till historiskt låga priser.

Under de positiva rubrikerna av fallande priser, ligger dold fara

Även om kostnaden för förnybar energi har sjunkit, återspeglar de publicerade auktionstaxorna inte den verkliga kostnaden för att generera den energin. Den positiva skillnaden mellan kostnaden och intäkterna som generatorn får har en negativ inverkan på värdekedjan. Som nämnts här spelar enhetsekonomi alltid roll (även inom förnybar energi) och företag måste ignorera detta på egen risk.

Prisfallet ska inte firas som ett exempel på framsteg. Prisfall måste vara hållbara och inkluderande, för att vara ett tecken på en progressiv regim för förnybar energi.