Siden den første solcellen ble oppfunnet på Bell Labs i USA i 1957, har det vært store forventninger til mulighetene til å lage strøm direkte fra solen. Men virkeligheten har ofte vært skuffende. Solcellepaneler har vært dyre, ineffektive og lite robuste. De har ikke kunnet konkurrere med strøm fra kull, olje eller vann.

Men i dag er situasjonen dramatisk endret: solkraft har nådd et vendepunkt og er godt på vei til å fundamentalt endre måten verden produserer og bruker strøm på. Det endelige utfallet blir at verden får tilgang til en praktisk talt uendelig kilde til ren, billig energi. Særlig verdens fattige, som nå mangler tilgang til strøm, kommer til å tjene på dette. Men det er industrialiserte land som kommer til å merke effektene av storskala og billig solkraft først. Dette kan by på utfordringer underveis.

Artikkelen er hentet fra rapporten «Hva betyr solenergirevolusjonen?», gitt ut av Norsk Klimastiftelse i juni 2015. Se flere artikler fra rapporten.

Hvordan solkraft ble billig

Allerede tidlig på 2000-tallet begynte ting å endre seg. Investeringer i solkraft begynte å øke kraftig i land med generøse subsidier – særlig Tyskland, men også Spania, Italia og deler av USA. Etter flere tiår med utvikling i forskningssentre og laboratorier, hadde solceller blitt gradvis mer effektive, økonomiske og robuste. De var fortsatt ikke billige, men med generøse subsidier var det attraktivt for noen huseiere og bedrifter å sette solcellepaneler på taket.

På begynnelsen av 2000-tallet startet en storskala masseproduksjon av solceller. Dette var viktig siden det er klare begrensninger for hvor mye en teknologi kan utvikle seg både økonomisk og teknisk, isolert i laboratorier. Mye av kostnadene ved å produsere solceller er faste, så jo flere solceller man kan spre kostnadene over, jo bedre. Solcellepaneler er også kompliserte, høyteknologiske produkter. Produsentene behøvde tid og eksperimentering for å lære hvordan å optimere prosessen.

Til tross for optimismen rundt solceller på 2000-tallet, kom det en turbulent periode mot slutten av tiåret. Dette skyldes først og fremst finanskrisen. Noen solcelleprodusenter som hadde lånt penger for å ekspandere, så finanskildene sine forsvinne samtidig som etterspørselen etter paneler sank. Flere kriserammede land som tidligere hadde gitt generøse subsidier til solkraft, måtte kutte kraftig ned på dette.

Men de som spådde at finanskrisen skulle avsløre solkraft som et uøkonomisk luftslott, tolket situasjonen feil. På flere måter hadde finanskrisen bidratt til å gjøre solkraftindustrien mer effektiv og konkurransedyktig. Svake aktører stengte dørene eller ble kjøpt opp, mens sterkere aktører kunne vokse fram og konsolidere markedet. Den kanskje viktigste utviklingen i denne perioden var rollen kinesiske produsenter spilte. I kjølvannet av finanskrisen, satte den kinesiske staten i gang en enorm økonomisk stimulanspakke. Denne inkluderte billige lån til produsenter av solcellepaneler med hensikten å gjøre Kina til et stort eksportørland av teknologien.

I løpet av et par år begynte kinesiske selskaper å selge solcellepaneler for priser langt under det de fleste vestlige og japanske selskaper kunne. Flere produsenter, som SolarWorld i Tyskland og Evergreen i USA, gikk konkurs. I løpet av bare et par år falt solcellepriser med mer enn 30 prosent og installert kapasitet begynte å stige kraftig verden rundt.

Den billigste strømmen

Solkraft er nå inne i en ny tidsalder som for bare et par år virket umulig: solkraft er billig. I 2014 utgjorde solkraft nesten 30 prosent av ny installert effekt i USA – høyere enn kull, vannkraft, og alle andre kilder bortsett fra gass. I De forente arabiske emirater vant et solkraftselskap nylig anbudet om å forsyne strøm til 5,84 dollarcent/kWh – helt uten subsidier. For et land i nærheten av verdens største gassfelt, var solkraft den billigste måten å generere strøm på.

Prisfallet er heller ikke i ferd med å stoppe opp. Tradisjonelt sett har det vært selve solcellepanelene som utgjør størsteparten av kostnadene til et solkraftsystem. Men i dag utgjør panelene ofte mindre enn en fjerdedel av kostnadene. De resterende kostnadene består hovedsakelig av det som kalles «myke kostnader» – installasjon, finansiering, samt markedsføring, rådgivning og salg. Men disse kostnadene kan alle reduseres med større og spesialiserte entreprenører.

Tyskland, som begynte tidlig med solkraft, har betydelig lavere installasjonskostnader enn gjennomsnittet i USA på grunn av at industrien har fått tid til å etablere seg og spesialisere seg. Prosessen er godt i gang i andre deler av verden også. Den største solkraftentreprenøren i USA, SolarCity, klarte å redusere installasjonskostnadene for solcellepaneler med 20 prosent i 2014, selv når prisene på panelene holdt seg noenlunde stabile.

Kanskje den viktigste endringen i solkraftmarkedet på lokalt nivå har vært tilgangen til finansiering. Siden nesten alle kostnadene ved å produsere strøm fra solceller er knyttet opp til de opprinnelige installasjonskostnadene, er beregningen av hvor mye strømmen koster svært avhengig av finansiering. De siste par årene har store aktører som Goldman Sachs, Google og Apple finansiert solkraft. Solkraft er ansett som en forholdsvis sikker investering siden strømmen kan selges og samtidig føre til positivt omdømme.

Tilgangen til finansiering har også gjort det mulig å innføre nye forretningsmodeller. SolarCity og mange av de andre store entreprenørene i California byttet over fra å selge solcellesystemer direkte til huseiere til å lease systemene. Det vil si at entreprenørene eier solcellesystemet og selger strømmen tilbake til huseieren i en avtalt periode – ofte i 20 år. Dette har mange fordeler for huseieren: De slipper å bruke sine egne penger eller skaffe banklån for å installere et solcellesystem, de slipper også usikkerheten ved å investere i komplisert teknologi der kvaliteten kan være usikker. Det blir entreprenøren som tar ansvaret og risikoen for å sikre at komponenter og installasjonen er av høy kvalitet. Leasing-modellen har vært vellykket og har ekspandert markedet for solkraft.

Når det gjelder utviklingen av selve panelene, skifter nå fokuset fra å lage billigere solcellepaneler til å gjøre panelene mer effektive. Ved å lage mer effektive solcellepaneler, kan man utnytte arealene bedre og videre redusere kostnadene ved installering.

En verden med billig strøm der de store kraftselskapene sliter

Solkraft klarer allerede å utkonkurrere strøm fra gass og kull i noen områder, og det kommer til å bli enda billigere, muligens svært mye billigere. Billig solkraft kommer til å snu opp ned på måten vi tenker på strømforsyning.

Fram til nå har de fleste kraftverk vært store og dyre. På grunn av skalaeffekter ville man bygge kraftverkene så store som mulig. Resultatet var at kraftgenerasjon er noe bare et fåtall store selskaper eller offentlig eide monopoler hadde nok kapital og ekspertise til å drive med.

Det er også store skalaeffekter ved solceller – men i serieproduksjon av panelene, ikke nødvendigvis i selve strømproduksjonen. De fleste som bor i industrialiserte land har nå råd til å generere sin egen strøm via solceller, og for mange er det billigere enn å kjøpe strømmen fra strømnettet. Dette betyr at det blir mye mer konkurranse på markedet – noe som de store aktørene har begynt å legge merke til. Allerede sliter de store kraftselskapene i Tyskland, der konkurranse fra solkraft og vindkraft har gjort det ulønnsomt å lage strøm med store gasskraftverk.

Fra et etterspørselstyrt til et forsyningsstyrt kraftsystem

Et prinsipp bak organisering av kraftsystemer har vært antakelsen om at etterspørsel er inelastisk – det vil si at den ikke endrer seg på grunn av pris. Kraftgenerasjon måtte kunne snus opp og ned for å møte etterspørsel. Kraftselskaper investerte i dyre, marginale kraftverk som ble brukt så lite som bare et par timer per år for å møte de største peakene (toppene) i etterspørsel. Tenk for eksempel på «Super Bowl Sunday» i USA, når alle amerikanerne skrur på TV-en og stekovnen samtidig. I disse periodene blir ofte prisene på kraftmarkedet skyhøye, og kraftselskapene kan tjene fett siden de får den samme høye prisen på all strømmen de selger i den perioden.

At kraftsystemer tradisjonelt har vært etterspørselstyrt, har vært et argument imot store andeler fornybar energi – som vind og solkraft – der man ikke kan planlegge produksjon på forhånd. Men kraftsystemets evne til å tilpasse seg fornybar energi er mye større enn de fleste ser for seg.

I California har solkraft begynt å presse prisene ned midt på dagen, og etter hvert som solkraft fortsetter å vokse, kommer dette til å være tiden med de laveste prisene på markedet. Allerede har dette ført til at mange nye solkraftanlegg har paneler som står på skrå og peker mot øst og vest istedenfor rett opp. Man kaprer mindre energi totalt sett, men genererer mer strøm tidlig om formiddagen og om ettermiddagen der prisene og behovet er størst.

Man begynner også å se et voksende marked for lagringsløsninger og det som heter «demand-response». Noe av dette kan være forholdsvis enkelt. En løsning som har vist seg å være effektiv i California, er å installere maskiner som lager isblokker når strømmen er billig. Når strømprisen er høy, kan de slå av klimaanlegget og bruke isen til å kjøle ned bygget. Sånne løsninger kalles «load-shifting» – man skyver etterspørsel til tidene der man kan enkelt kan produsere strøm.

Sist, men ikke minst, er det økende muligheter for å lagre strøm i batterier. Dette har lenge blitt sett på som altfor dyrt, men batterikostnader faller nesten like dramatisk som solcellepanelprisene. Entreprenører i California, Japan og Tyskland tilbyr allerede batterilagring i solcellesystemer. Tesla, med sin ekspertise i batteriteknologi, annonserte nylig at de går inn i markedet.

Billig solkraft kommer til å føre til utfordringer samtidig som det byr på store muligheter. Akkurat som at mange av verdens fattigste hoppet over fasttelefon til mobil, er det mange som kommer til å få tilgang til strøm direkte via solkraft. Følgene av at en stor andel av verdens befolkning kommer til å få tilgang til ren, pålitelig strøm for første gang er vanskelig å forutse, men har potensial til å bli revolusjonært.