Ekspertintervjuet: Derfor er sol «kongen av energikildene» – Energi og Klima

Ekspertintervjuet: Derfor er sol «kongen av energikildene»

Solenergi vil bli størst i en fossilfri verden, ifølge førsteamanuensis Steve Völler, leder for NTNU Energi Team Sol. Men hvorfor tror han det?

En stor 74,5 MW solpark nær Kennedy Space Center i Florida.
Discovery Solar Energy Center er en ny 74,5 MW solpark nær Kennedy Space Center i Florida. Halvparten av all installert ny energi i verden i 2020 var solkraft. Foto: Nasacbnd

I fjor ble det installert mer sol enn noen annen energikilde. Og solenergi vokser raskt, samtidig som kostnadene faller. Hva har skjedd? Og hva kan vi vente fremover? Og hvorfor kommer det så mye sol akkurat nå? Vi spør Steve Völler.

Ekspertintervjuet

Portrettbilde av Steve Völler

Steve Völler er førsteamanuensis for Bærekraftig Elektrisk Energi ved Institutt for elkraftteknikk ved NTNU og leder for NTNU Energi Team Sol.

Steve Völler: – Solenergi er i seg selv en enkel teknologi. Det er ingen bevegelige deler, det er enkle systemer. Du trenger bare solcellepaneler, litt kabler, og litt kraftelektronikk for å styre det. Det funker i utviklingsland og i-land, i storbyen og i grisgrendte strøk.

I tillegg gir det mye energi for pengene, spesielt store anlegg. De har lang forventet levetid, minst 30 år, og krever lite vedlikehold. Derfor kalles sol kongen av energikildene. Solen skinner verden over, solenergi fungerer i alle slags el-nett, og det kan også fungere off-grid, altså i frittstående løsninger.

<2°C: – Men kostnadsfallet har jo også vært dramatisk, hva er grunnen til det?

– Det henger litt sammen med det forrige svaret: Det har å gjøre med etterspørselen og tilbudet. Når etterspørselen øker, kommer det til nye aktører som produserer, konkurransen øker, og da øker kunnskapen om hvordan produsere solceller bedre og billigere.

Historisk begynte jo dette først som teknologi som kun ble brukt på satellitter, fordi det var så dyrt. Siden, fordi vedlikeholdet var så billig og enkelt, kom det mer i bruk på øyløsninger – så i off-grid­-løsninger også på fastlandet, i Norge først og fremst på hytter. Nå er det blitt teknologi for folk flest.

Og ikke minst har det med det grønne skiftet å gjøre. Tenk på Tyskland, som startet sitt fornybarprogram i 2000, det bidro til å øke produksjonen og få kostnadene ned, og så kom selvsagt Kina, som nå er verdensmester i installasjon av solkraft.

– Hvor venter vi at solenergi vil være i en nullutslippsverden? Hvor stor markedsandel vil solen ta?

Regnestykket

Når Steve Völler hevder du kan gå verden rundt mange ganger på solcellepanelene som ble installert i fjor, er det i tillegg til å være et retorisk grep faktisk også helt sant. Her gjør han rede for regnestykket:

  • 107 GW installert i 2020 (kilde: https://www.iea.org/reports/renewables-2020/solar-pv) (andre kilder sier opp til 142 GW)
  • Med standard modul av 300W og en størrelse på 170x100cm
  • 107 GW delt med 300 W gir 356.666.667 moduler
  • Ganger 1,7m = 606.333 km lengde
  • Omfang jorden = 40.075 km

= Dvs. 15 ganger rundt jorden (bare for året 2020!)

– Det er vanskelig å spå nøyaktig, men sol vil garantert kapre førsteplassen. Vi ser det for eksempel på installasjoner de siste årene – sol tar i økende grad over for vind, og sol- og vindkraft kombinert er i ferd med å bli større enn vannkraft globalt. Halvparten av all ny installert fornybar energi i fjor var solenergi. Det installeres hvert år så mye paneler at hvis du la dem etter hverandre, kunne du gått verden rundt flere ganger. Det unike med sol i forhold til alle andre energikilder er at den kan brukes overalt der solen skinner, fordi teknologien er så enkel. Og prisene har falt så mye at det egentlig ikke er noen grunn lenger til å ikke installere sol. Ikke en gang på Svalbard.

– Men sol er variabel kraft, og variasjonen er stor både gjennom døgnet og årstidene. Hvordan håndtere masse mer av det i energisystemet vårt? Vi trenger jo fortsatt forsyningssikkerhet og balansekraft?

– Sol vil alltid være en del av energimiksen, og vi kan balansere med andre fornybare kilder som vind og vann. Dersom det ikke er nok, kan vi ha balansekraftverk – og de trenger selvsagt ikke være fossile. Det kan være biobrensel eller hydrogen. Batterilagre vil også bli større og billigere, og vi kan benytte oss av sesongvarmelagre i mye større grad – spesielt siden 60-80 prosent av husholdningsforbruket vårt går til oppvarming og nedkjøling av hus og varmtvann.

Og så kan vi bruke smartteknologi – tilpasse forbruket til produksjonen, installere et batteri i huset, eller bare bruke elbilen. Det samme med varmtvann – vi kan bruke berederen som energilager. Vi kan i det hele finne smartere måter å bruke energifleksibiliteten i eget nett på. Og så kan vi selvsagt optimalisere produksjonen av solenergi, bruke trackingsystemer og motorer så panelene følger solen og forlenge tiden vi kan hente energi fra solstrålene.

Poenget er at dette er et overkommelig problem med tilgjengelig teknologi. Det med at sol er variabel kraft er ikke et holdbart motargument lenger. Vi har mange andre energikilder og lagringsmåter vi kan kombinere i et mer fleksibelt system enn vi har i dag.

– Hvor er de viktigste vekstområdene for sol fremover?

Dette intervjuet er gjort i forbindelse med vårt nye temanotat: Solenergi mot 2050. Her finner du mer informasjon om ulike vippeelementer og vippepunkter, fortalt gjennom intervjuer med ledende forskere på området.

Les notatet her

– Hvis du tenker på Norge, tror jeg det fortsatt vil være mye i bygg. Vi har store arealer på for eksempel lagerhaller og fasader i Norge som ikke er i bruk. I Norge er fasader spesielt bra, vi har lav sol og i vinterhalvåret har vi mye refleksjon fra snø. I tillegg er solceller følsomme for varme – effekten går ned med 0,4 prosent per grad celsius.

For eksempel: Et panel med makseffekt på 350 W i en ørken med omgivelsestemperatur på 50 grader blir 82 grader varmt og leverer omtrent 23 prosent lavere effekt, altså 271 W.

Samme modul med omgivelsestemperatur på -10 grader og samme innstråling blir bare 21 grader varmt og øker effekten med 2 prosent, altså leverer 355 W. Det baserer seg på at effekten som står på panelet er angitt ved 25 grader celletemperatur under standard testbetingelser. Og du må ha solcellen i solen, så et kaldt klima eller mye vind som kjøler ned panelene er begge store fordeler.

I tillegg venter vi at det kommer for eksempel flytende sol, på vannkraftreservoar eller på sjøen, der de for eksempel kan forsyne oppdrettsanlegg – og husk, vannet kjøler i tillegg panelene. Det kan være interessant å kombinere det med solskjerming langs veier, eller såkalt Agro-PV – der man dyrker jorden under panelene. Spesielt i tørre år kan det være aktuelt å bruke slik solskjerming for å skjerme for solen – og samtidig utnytte energien.

Ad
Vi støtter Tograder-prosjektet:

– Og verden ellers?

– Der venter jeg at den største veksten vil komme i store solparker. Rett og slett fordi det er en så billig måte å utnytte energi på, og fordi vi har plass til det. Og da snakker vi i anlegg i gigawatt-klassen, ikke megawatt-klassen.

– Men blir veksten bare i PV? Eller får vi se mer av andre, kjente eller mer eksotiske varianter av solenergi?

– PV er billig, og har derfor den største vekstraten nå, elektrisitet trengs verden rundt. Men siden du har behov for varme har du også solvarme som kan utnyttes. Solvarme, altså vannbåren varme, er vanskelig å etterinstallere på bygninger, så det er nok mest aktuelt for nybygg. Der har det samtidig en stor fordel – solvarme og varmepumpe er som regel tilstrekkelig for oppvarming. Vi vil nok også se noe termiske solkraftverk, med paraboltrau og soltårn – de har større effekt enn PV-solparker, men de trenger også mer vedlikehold. Derfor har vi sett en trend bort fra disse.

Hvor har teknologien mest å gå på, hvor kommer neste store gjennombrudd?

– Jeg vet ikke om det er så mye mer å hente at vi bør vente noe gjennombrudd, akkurat. Det er 20 prosents effektivitet på cellene som er på markedet. Det finnes celler som kan levere opp til 45 prosent effektivitet på det meste, men bare i laboratoriet.

Jeg tror det meste heller vil dreie seg om integrerte solceller – i biler, på fly, flere og bedre løsninger for fasader, det er det neste store. Solcelleteknologien er så moden og så enkel i bruk at den både kan og må brukes overalt og verden rundt. Man kan bruke det som kledning på bygg, det kan bygges inn i biltak, på teltduker, jeg tror også vi vil se mer gjennomsiktige solceller på vinduer og glassfasader. Tenk deg drivhus som produserer sin egen energi gjennom glasset.

– Men så kommer det masse nye solceller i alle mulige materialer, og så er det mye rare materialer involvert, og så får vi et nytt avfallsproblem. Eller?

– Vel, for det første synes jeg avfallshåndtering er en generelt bedre løsning enn å bare blåse CO2 ut i luften fra et fossilt kraftverk.

Og for det andre: Det aller meste av materialene – både aluminium i rammeverket, silisium, glass, og øvrige bestanddeler – kan gjenvinnes i høy grad. At solceller bidrar til noe slags uoverkommelig avfallsproblem er rett og slett en myte.

Men sånn vil det alltid være med ny teknologi, og spesielt fornybar teknologi som utfordrer etablerte sannheter i en konservativ energibransje som er dominert av aktører som nok føler seg litt truet. Hvis du leter lenge nok, finner du et problem. Da må du spørre deg selv om det nye problemet er større enn problemene ved det du erstatter. I tilfellet solenergi har svaret så langt alltid vært «nei».

<2°C eies av

I samarbeid med