Luxe die we ons kunnen en moeten veroorloven: zonne-energie van laagste kosten naar hoogste waarde

Transcriptie

1 Luxe die we ons kunnen en moeten veroorloven: zonne-energie van laagste kosten naar hoogste waarde Wim Sinke ECN Solar Energy en Universiteit van Amsterdam Jan Wilslezing MOOI Noord-Holland, Villa Holland, Alkmaar 16 januari 2018

2

3 De verhaallijn Klimaat, urgentie en ambitie De energietransitie De spectaculaire ontwikkeling van zonne-energie Van one size fits all naar flexibel maatwerk The end game

4 De verhaallijn Klimaat, urgentie en ambitie De energietransitie De spectaculaire ontwikkeling van zonne-energie Van one size fits all naar flexibel maatwerk The end game

5 5

6 thebritishgeographer.weebly.com/the-impacts-of-climate-change1.html

7 7

8

9

10 Duurzame energie en economie

11 Klimaatambities Regeerakkoord

12 Verminderde afhankelijkheid 12

13 Urgentie

14 De verhaallijn Klimaat, urgentie en ambitie De energietransitie De spectaculaire ontwikkeling van zonne-energie Van one size fits all naar flexibel maatwerk The end game

15

16 De zon: de best verdeelde energiebron hoog 3 laag

17 De zon is vergevend voor ontwerpers Beschikbare zonne-energie voor verschillende oriëntaties en hellingshoeken (% van maximum)

18 Wat is er nodig voor impact? Nu 2050

19 10 Uitdagingen voor de energietransitie

20 Energietransitie

21 Energietransformatie

22 Oh Heer, help alstublieft ons land en stuur een verschrikkelijke en vernietigende hagelstorm! Cartoon Michael Marčák (CZ, 2010)

23 Ontwerpen met duurzame energie Martine Uyterlinde/ECN Sven Stremke/WUR John van Roosmalen/ECN Wim Sinke/ECN Adri van den Brink/WUR Marc Londo/ECN Renée de Waal/WUR Peter Eecen/ECN Ruud van den Brink/ECN

24 De verhaallijn Klimaat, urgentie en ambitie De energietransitie De spectaculaire ontwikkeling van zonne-energie Van one size fits all naar flexibel maatwerk The end game

25 Technologie

26 Zonnestroom, ofwel fotovoltaïsche conversie van zonne-energie (PV) zonlicht zonnecel, module/paneel, systeem elektriciteit warmte

27 Wat is er te koop? Exasun Standaardgebruik: silicium (mondiaal marktaandeel >90%) TexelEnergie Avancis Paneelrendementen 16 22% Standaardgebruik: dunne films (mondiaal marktaandeel <10%) Paneelrendementen 8 17% FhG-ISE Abengoa/Concentrix Concentratorgebruik (zonvolgend) (mondiaal marktaandeel <1%) Paneelrendementen 25 35%

28 Wat is er te koop? Exasun Standaardgebruik: silicium (mondiaal marktaandeel >90%) TexelEnergie Avancis Paneelrendementen 16 22% Standaardgebruik: dunne films (mondiaal marktaandeel <10%) Paneelrendementen 8 17% FhG-ISE Abengoa/Concentrix Concentratorgebruik (zonvolgend) (mondiaal marktaandeel <1%) Paneelrendementen 25 35% (niet voor NL)

29 Rendement commerciële panelen Robuuste toename tot nu toe silicium dunne films

30 Introductie tweezijdige werking Extra energieopbrengst bij gelijk rendement Tweezijdig werkende panelen bij Tempress (Vaassen, NL). Technologie: ECN, Tempress en Yingli.

31 Rendement commerciële panelen De volgende stap: perfectioneren

32 Rendement commerciële panelen Daarna: tandems? Tandemcel Volledig zonnespectrum UV/VIS-gevoelige cel (dunne film) IR-gevoelige cel (bijv. silicium)

33 Markt

34 Mondiaal geïnstalleerd vermogen Gemiddelde groei 50%/jaar ( sinds 1980) 34

35 2021 verwacht: >1 TWp (projectie Solar Power Europe) Systematische onderschatting van de groei 2017 verwacht N.M. Haegel et al., Science, Vol. 356, Issue 6334, (2017)

36 Geïnstalleerd vermogen NL Gemiddelde groei >50%/jaar

37 Kosten

38 Game-changing kostenverlaging and Wind Have Beaten

39 Game-changing kostenverlaging Laagste offerte zonnestroom wereldwijd tot nu toe: 2 /kwh (29 oktober 2014) 1 mmbtu 300 kwh

40 Game-changing kostenverlaging Laagste offerte zonnestroom wereldwijd tot nu toe: 2 /kwh (29 oktober 2014) 1 mmbtu 300 kwh

41

42 Opwekkosten ( /kwh) Ontwikkeling opwekkosten zonnestroom *) (NL) 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 Hoog Laag 0, Jaar *) Indicatief, voor diverse systeemgroottes en typen en financieringsmodellen

43 Opwekkosten ( /kwh) Ontwikkeling opwekkosten zonnestroom *) (NL) 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 Hoog Laag 0, Jaar *) Indicatief, voor diverse systeemgroottes en typen en financieringsmodellen

44 De verhaallijn Klimaat, urgentie en ambitie De energietransitie De spectaculaire ontwikkeling van zonne-energie Van one size fits all naar flexibel maatwerk The end game

45 Naar aantrekkelijke oplossingen voor elk gebruik: keuze creëren en benutten De bouwstenen Maat Vorm Kleur/patroon Textuur Flexibiliteit Gewicht De systemen Grondgebonden Geïntegreerd Op water Ontwerp/lay-out Monofunctioneel Multifunctioneel Draagconstructie

46 Flexibiliteit in vorm driehoek-paneel- 100wp-detail Julianadorp, NL Photo Paul Pex

47 Kleur: een nieuwe dimensie in zonnestroom Kromatrix - Kameleon Solar)

48 Zonne-energie ontmoet Dutch Design TKI Urban Energy project Dutch Solar Design: ECN, UNStudio, TS Visuals, Aldowa, Design Innovation Group Group en Hogeschool van Amsterdam.

49 Modules met elk gewenst uiterlijk

50 Modules met elk gewenst uiterlijk Opbrengstverlies veelal 10 30% rel

51 Flexibiliteit letterlijk genomen HyET Solar (NL) / BrummenEnergie

52 Flexibiliteit letterlijk genomen

53 Leo Grijseels, Bollenvelden achter de duinen ( Artist impression Posad (posad.nl)

54 Flexibiliteit letterlijk genomen Kameleon Solar 54

55 Dit is goed voor het klimaat, maar kan (en voor de toekomst: moet) mooier

56 Schoon & schoon Heijmans/AERspire ZEP BV

57 Design en kosten van zonnestroom Vergelijking met de modewereld Haute couture Prêt-à-porter zonnestroom op maat Confectie standaard zonnestroom Bulk Merk Merk & kosten Met dank aan Marieke Rietbergen, Design Innovation Group Kosten & gemak Kosten

58 Dit is goed voor het klimaat, maar kan (en voor de toekomst: moet) mooier

59 Pionieren met (meer) integraal ontwerp en meerdere functies: De Kwekerij (Hengelo, Gelderland)

60 Pionieren met (meer) integraal ontwerp en meerdere functies: The Solar Strand Concept: Walter Hood, Buffalo University, USA

61 SolaRoad Consortium TNO, Provincie Noord-Holland, D nniq en Strukton (project Krommenie) 61

62 Artist impression A37, IAA Architecten

63 Artist impression A37, IAA Architecten

64 Artist impression A37, Studio Marco Vermeulen

65 Fraunhofer ISE (DE) 65

66 Fraunhofer ISE (DE) 66

67 Solar sharing Power Plant Oo (Tsukuba, Japan)

68 Next2Sun wur.nl

69 Eerste geluidswal met tweezijdig werkende panelen in Münsingen, CH (TNC, 1997) wur.nl Next2Sun

70 Zon op water Demo op het IJ (Sunfloat, Tempress, ECN) Testlocatie Nationaal Consortium Zon op Water, De Slufter, Maasvlakte, Rotterdam (systemen van Texel4Trading, wattco, SunProjects en Sunfloat)

71 Naar aantrekkelijke oplossingen voor elk gebruik: van kosten naar waarde Wat hebben we nodig? Aansprekende voorbeelden met draagvlak, ook als ze duurder zijn Launching customers voor schaalgrootte bij productie en installatie Monitoring en nazorg 71

72 De verhaallijn Klimaat, urgentie en ambitie De energietransitie De spectaculaire ontwikkeling van zonne-energie Van one size fits all naar flexibel maatwerk The end game

73 Lage kosten maken nieuwe toepassingen mogelijk: meer dan elektriciteit alleen Solar (of Wind) Power2X: elektriciteit licht, kracht, apparatuur, etc. elektriciteit warmte (lage en hoge T) elektriciteit brandstof elektriciteit water (pompen, zuiveren, ontzilten)

74 Van stroom naar brandstof De eerste stap: watersplitsing (artist unknown) 74

75 Naar impact met zonnestroom Zonnestroom voor elektriciteit, LT warmte, HT warmte, brandstoffen en producten: Indicatief tot 200 GWp Impact: zonnestroom is een pijler onder de NL duurzame energiehuishouding Zonnestroom voor elektriciteit, LT warmte en HT warmte: Indicatief tot 50 GWp Energiesysteemintegratie; Power2Power, Heat, Fuels & Products (P2X) Integraal ontwerp van de omgeving met energiefuncties Zonnestroom voor elektriciteit: Indicatief tot 20 GWp Netintegratie; Power2Power (P2P) Meervoudig ruimtegebruik Vandaag Korte/ Middellange/ middellange lange termijn termijn 75

76 Gebruik van fossiele brandstoffen Van zon naar zon wij, nu tijdperk van de zon tijdperk van de zon Jaar

77