Energimyndighetens Solforum startade i Steam Hotel i Västerås idag. Välbesökt med ca 200 deltagare, som gav goda möjligheter till diskussioner. Efter ett inledande gemensamt pass blev det tre parallella sessioner, så det fanns mycket att lyssna på. Presentationerna kommer att läggas ut på Energimyndighetens webb. Här är några av mina noteringar, som av naturliga skäl bara täcker en av de tre parallella sessionerna.

Inledning

Rémy Kolessar, Energimyndigheten

Utredning om hinder för energieffektivisering och småskalig elproduktion och lagring för mindre aktörer, Dir. 2017:77, tillkännagavs av regeringen i juni. Diagrammet med LCOE (Levelized Cost of Energy) för mycket stora solcellsanläggningar (”utility scale”) till och med 2015 kändes inte relevant för svenska förhållanden, där bara enstaka anläggningar har minst 1 MW installerad effekt. Under rubriken energisystem i förändring nämndes att andelen förnyelsebar energi ökar men diagrammet visade bara elanvändning.

Min kommentar

2016 bestod världens energiförsörjning till 86% av fossila bränslen enligt statistik från BP. 4% var kärnkraft. 7% vattenkraft. Solel, solvärme, biobränsle, vindkraft och annan förnyelsebar energi utgjorde ynka 3%. Andelen förnyelsebar energi ökar mycket sakta, med den takt som den ökat under 2014-2016 skulle det ta runt 200 år innan världen har enbart förnyelsebar energi.

2014-2016 ökade användning av de fossila bränslen, undantaget kol. Vad många missar är att av världens energiförsörjning består endast en liten del av el. 2016 var världens energianvändning 157 110 TWh enligt Enerdata (antaget 1 Mtoe = 11,63 TWh enligt IEA:s enhetskonverterare). Världens elanvändning 2016 var 20 827 TWh enligt Enerdata. El svarade alltså bara för ca 13% av världens energiförsörjning 2016.

Ska vi befria världen från fossila bränslen måste vi utnyttja alla tillgängliga förnyelsebara energislag och takten måste öka avsevärt.

PS 14/9. I Sverige 2015 var 31% av Sveriges slutliga energianvändning baserad på fossila bränslen enligt Energimyndighetens Energiläget i siffror 2017. 33% av energianvändning var baserad på el. Ca 1% av elproduktionen är idag baserad på fossila bränslen i Sverige.

Förlängning av elcertifikatsystemet

Roger Östberg, Energimyndigheten

Ett gemensamt mål för Sverige och Norge till 2020 för elcertifikatsystemet är 28,4 TWh ny förnyelsebar energiproduktion. Med nuvarande takt verkar målet väl inom räckhåll. Ett nytt svenskt mål är ytterligare 18 TWh till 2030, vilket gör att elcertifikatsystemet förlängs till 2045 eftersom man får elcertifikat under 15 år. Norge har däremot inget nytt stöd efter 2020. En utredning har tillsatts, som ska redovisas till årsskiftet, angående att införa en stoppregel för att inte överskrida 18 TWh och att utesluta mikroanläggningar ur elcertifikatsystemet och i stället ge en högre skattereduktion till dem.

Den senare idén haltar enligt min mening då man är berättigad till elcertifikat för hela sin elproduktion idag medan man bara får skattereduktion för den överskottsel man matar in till nätet. Förslaget skulle gynna de med högt överskott, medan det på sikt är det mest sunda med hög egenanvändning då egenanvänd el har ett betydligt högre värde än el som utan stöd matas in till nätet, där det normala marknadspriset är Nord Pool spotpris. Hög egenanvändning minskar också nätproblem som förhöjd nätspänning, till fördel för nätägarna.

Vad driver hushållen att investera i solel

Jenny Palm, Lunds universitet

Baserat på intervjuer av 20 hushåll 2008-2009 och 44 hushåll 2014-2017 (medelålder 58 år) gjordes slutsatser enligt bilden nedan. Hedrande att denna blogg omnämndes.

Slutsatser från Jenny Palm vid Solforum i Västerås 20170913.

Prosumenter och energimedvetenhet

Hanna Jansson, STUNS, och Britt Stikvoort, Uppsala Universitet.

Baserades på enkät till 2000+ hushåll där fler än 25% svarat. Man jämförde aktiva och passiva (inte delaktiga i beslut om att installera solceller) boende i villa och bostadsrätt, med och utan solceller.

Solelens roll i framtidens energisystem

Anna Wolf, Power Circle

Det handlade mycket om batterier, att de med lägre priser i kombination med solceller kommer att bli betydligt vanligare. Om alla 5 miljoner hushåll installerade batterier (villor 10 kWh och lägenheter 3 kWh vardera) skulle det maximala effektuttaget sjunka 40-60%, man skulle klara kraftavbrott minst 6 timmar och man skulle kunna tillhandahålla flera systemtjänster, som exempelvis att ta bort störningar från mikroproduktion.

Titeln fick väl inget egentligt svar, det konstaterade att det är svårt att sia i framtiden.

Min kommentar

Vi har idag 0,1% solel i Sveriges elmix. Enligt Energimyndighetens Energiläget i siffror 2017 var andelarna av Sveriges elproduktion 2016: vattenkraft 47%, kärnkraft 34%, vindkraft 10% och kraftvärme 9%. Solel kommer att bli ett komplement till andra kraftslag, men kommer rimligen aldrig att bli större än vindkraft i Sverige med tanke på den begränsade tillgången till solenergi vintertid. Energimyndigheten har i sitt förslag till solelstrategi angivit 5-10% solel år 2040.

Möjligheter för nätägare att hantera stora volymer solel

Joakim Widén, Uppsala Universitet

I en intressant simulering för Herrljunga Elektriskas hela elnät hade man kommit fram till att 22% av elanvändning på årsbasis kunde vara solel utan att det uppstod problem i något hushåll. Om man ökade till 30% krävdes åtgärder där ändrad omsättning i lindningskopplare, laststyrning och begränsad utmatning av solel till nätet var tre åtgärder som var kostnadseffektiva för nätbolaget (även vid kompensation till kunder för produktionsförluster). Batterilagring var den dyraste åtgärden idag.

Å andra sidan var min tanke att 22% andel är väldigt hög andel och att det kommer att ta väldigt lång tid innan man når 22% solel i Herrljungas elnät. Det handlar rimligen om flera årtionden och då har kostnaderna ändrats för speciellt batterilagring och tekniska lösningar har hunnit utvecklats. Sverige kommer långt ifrån att vara det första landet som når så hög andel solel och vi kommer att få draghjälp från andra länder som ligger före oss när det gäller att utveckla lösningar.

Uppdaterade branschrekommendationer för anslutning av småskalig produktion

Matz Tapper

Ordet mikroproduktion som användas på olika håll har olika definitioner och man kommer att gå ifrån detta ordval i den nya utgåvan av dagens handbok ”Anslutning av mikroproduktion till konsumtionsanläggningar – MIKRO”. Tre nya utgåvorna kommer att tas fram för anslutning av produktion till lågspänning (oavsett anläggningens maximala effekt, i praktiken anslutningar från 16 A och till 1500 A), anslutning av produktion till mellanspänning och anslutning av produktion till region- och stamnät.

Rekommendationer vid anslutning av enfasiga enheter är max 3 kW. Ny tumregel för trefasig produktion är att nätets kortslutningseffekt i anslutningspunkten bör vara 20 gånger större än den installerade produktionen.

Miljöpåverkan och avfallshantering av solceller

Linda Kaneryd, Energimyndigheten

Solceller har låg miljöpåverkan i driftsfas, den största påverkan sker i tillverkningsfasen på grund av det är energikrävande material att framställa och att det finns potentiellt toxiska material (exempelvis bly). 2030 uppskattas den kumulativa mängden skrotade solcellsmoduler i världen uppgå till 1,7-8 miljoner ton och 2050 en ökning till 60-78 miljoner ton. WEEE-direktivet i EU har som mål att minst 80% av solcellerna ska återvinnas och minst 70% förberedas för återanvändning eller materialåtervinnas.

Recycling of silicon based PV modules in Sweden and Germany

Johan Felix, RE:Source

I Sverige förväntas inga volymer av skrotade solcellsmoduler förrän efter 2030. Solcellsmodulerna angavs i medel för 12 dataset bestå av 67% glas, 18% aluminium, 6,1% EVA (polymer), 3,4% kisel, 0,7% koppar, 0,08% silver, bly 0,05% och resten övrigt. För att klara EU:s direktiv räcker det därmed att återvinna glas och aluminium. När det gäller glas räknas exempelvis glas som fyllnadsmaterial vid vägar vara återvinning, vilket kan tyckas lite märkligt. Johan trodde inte att man inledningsvis skulle jobba med återvinning av kisel.

Den 13-14 september arrangerar Energimyndigheten Solforum för fjärde gången. Solforum hålls i Västerås och består i år av två halvdagar. Solforum fokuserar på hur olika aktörer kan främja utbyggnaden av solel i Sverige, vad som är på gång inom forskning och utveckling samt solenergins roll i energisystemet.

Denna vecka är hektisk. Igår och idag var det möte i företagsforskarskolan REESBE i Eskilstuna. Där är jag handledare för industridoktoranden David Larsson, Solkompaniet.

På torsdag hålls Energimyndighetens Solforum i Stockholm. Det är visst fullbokat! Under sessionen “Skattereduktion och byggregler – hur påverkar stöd och regler investeringsbeslutet?” ska jag hålla föredraget “Lönsamhet för solel – hur påverkar stöd och regler investeringsbeslutet”.

I samma session ska Richard Thygesen, Mälardalens högskola (MDH), hålla föredraget “En analys av solelens hantering i Boverkets föreslagna NNEB definition”. När jag är på MDH delar Richard och jag rum tillsammans med Pietro Campana. Ett litet solcellskluster i det rummet kan man säga…

På eftermiddagen håller även MDH-kollegan professor Björn Karlsson ett föredrag om ett av hans solcellsprojekt: “Funktion hos solcellssystem vid skuggning”.

På fredag är det projektmöte i Stockholm i projektet “Investeringskalkyl för solceller” som stöds av Energimyndighetens E2B2-program.

Idag arrangerade Energimyndigheten det andra Solforum. Ca 190 deltagare hade samlats i Linköping för en heldag om solenergi med föredrag, rundabordssamtal och en posterutställning. Det var deltagare från vitt skilda områden som den akademiska forskningsvärlden, företag, kommuner, elbolag, konsulter, byggföretag etc. Bara detta faktum gör att forumet fyller en viktig funktion. Det gav goda möjligheter för alla att utbyta information och få kontakter till användning i sin dagliga verksamhet. Här kommer ett axplock av mina intryck, så långt jag hinner på tågresan från Linköping till Västerås. Presentationerna från Solforum lades ut av Energimyndigheten 31 oktober.

Utveckling – Integration – Främjande var tre ledord Enerigmyndigheten hade myntat för dagen. I inledning fick vi höra att IEA Technology Roadmap – Solar Photovoltaic Energy hade satt visionen 16% solel i den globala elanvändningen år 2050, vilket var en uppgradering från de 11% man angett i 2010 års upplaga. Den nya målet förutsätter bland annat en kostnadsreduktion på 65% (!) till år 2050.

Sverige satsar ca 70 miljoner kr per år i statligt stöd till solenergiforskning. Stödet kommer från Energimyndigheten, Vetenskapsrådet, Vinnova och SSF.

Elina Eriksson och Teo Enlund, Green Leap KTH, berättade om solceller ur ett användar- och designperspektiv. Privatpersoners inställning till solceller handlar mycket om känslor. De tyckte man ska tala till buken istället för huvudet (inte kr, W, …). Känslan av att det är min el är en stark drivkraft liksom en vision att bli självförsörjande. Många undrar över kopplingen till nätet och de förslog att tala om nätet som ett virtuellt batteri där man lagrar sitt överskott och tar tillbaka det vid ett senare tillfälle. Man pekade på några systemfel idag:

• Inbyggda hinder i dagens regler.
• Staten bjuder med armbågen. Det är krångligt och det blir inte klart vilka regler som gäller.
• Fast i gammalt tänkande. Man tänker i form av belastningspunmkter istället för i form av kunder.

Åsa Togerö, Skanska, höll föredraget “Hur vill byggbolag använda solceller i framtiden”. Om man vill påverka känslor är det smart att göra det med bilder. Varför solceller:

• Nödvändigt, om hållbar utveckling är målet.
• Det självklara valet när de enklaste frukerna plockats (som förbättrat klimatskal).
• Låg risk. Fördel det pratas för lite om.
• Långsiktig avkastning.
• Enkelt ur installationsteknisk synvinkel.
• Signalvärde! Coolare än isolering.

Även Åsa var inne på att dagens regler är krångliga. Experter säger olika om skatt, moms etc.

“Molekylära solceller – status och möjligheter” var ämnet för Henrik Pettersson, Swerea/IVF. Hans definition av molekylära solceller var “Solcellstekniker baserade på ljusabsorberande molekyler fästa på nanostrukturerad halvledare”. Det finns olika varianter:

1. Grätzel-solcellen. Rekordverkningsgrad i laboratorium är 11,9% (enligt NREL:s sammanställning), där utvecklingen i verkningsgrad avstannat. Kommersialiserad för inomhusapplikationer.
2. “CMD-solcellen”. Utvecklad vid CMD (Center for Molecular Devices). Verkningsgrad 13,0%. Ej kommersiell.
3. Solid state. 7,2%. Ej kommersiell.
4. Perovskit-celler. 17,9%. Ej kommersiell. En förvånansvärt snabb utveckling sedan starten för större forskningsinsatser för ett par år sedan.

CMD har gjort en monolitisk Grätzel-modul som demonstrator i storleken 30 x 30 cm, med 6% verkningsgrad och hygglig stabilitet. Det finns två svenska företag. Exeger, som håller på att bygga en pilotproduktion, och dyenamo som är en avknoppning från CMD och som kommer att ta steg mot modulproduktion när tekniken är redo.

Stenbjörn Styring berättade om “Bränsle från solenergi och vatten – från naturlig till artificiell fotosyntes”. Enligt honom själv var det något som inte finns (kommersiellt) idag och han hade inte ens en affärsidé, men han hade rest runt i 40 länder och berättat om detta. Området kallas solbränsle, som har två spår. Från vatten kan vätgas (H2) framställs eller CO2 kan reduceras til kolbaserade bränslen. Det finns indirekta metoder som att med solel framställa vätgas med elektrolys och direkta metoder som artificiell fotosyntes. Stenbjörn trodde att de indirekta metodera var dyra. Å andra sidan är min tanke att verkningsgraden blir bättre. Låt säga att man har en solcellsmodul med dagens normala verkningsgrad på 15-16% och en elektrolysör med 50% verkningsgrad (i småskalig elektrolys, vi använde en sådan i ett projekt i Glashusett i Hammarby Sjöstad för ca 10 år sedan. 70% kan kanske nås i storskalig elektrolys). Då blir verkningsgraden ca 8-11% till vätgas och den kommer att öka i takt med att modulverkningsgraden ökar. Stenbjörn nämnde inget om status vad gäller verkningsgrad för artificiell fotosyntes. I artikeln “Scientists create most efficient artificial photosynthesis yet” från juli i år anges en verkninsgrad på 2%.Om artikelns rubrik stämmer ligger artificiell fotosyntes långt efter solceller + elektrolysör i verkningsgrad för vätgasproduktion. Om det kan kompenseras med lägre produktionskostnad kan jag inte avgöra och kanske inte heller forskarna i detta stadium? En fråga är också hur vätgasen ska användas. Bränsleceller där man skulle kunna använda vätgasen har en verkningsgrad på högst 60%, dessutom behövs komprimering för lagring av vätgasen, vilket också ger förluster. Sammantaget gör detta att vätgassystem får låg systemverkningsgrad, vilket är en besvärande faktor för vätgas.

Olle Inganäs, Linköpings universitet, gjorde i föredraget “Tryckta, flexibla organiska solceller” dagens mest spektakulära uppvisning, “best in show”. Han hade en rulle med organiska solceller trycka i deras egen maskin. Rullen skickade Olle ut på golvet och vips rullades det ut 10(?) meter solceller. Denna typ av solceller har idag 10-12% verkningsgrad i laboratorieskala och befinner sig tidigt i utvecklingen enligt Olle. Den rulle Olle så fint förevisade hade “nå’n” % verkningsgrad om jag fattade rätt och man skulle kunna gå till 5-6% trodde han. Det ska jämföras med 15-16% för kommersiella standardmoduler av kiselsolceller, vilket gör att de organiska solcellerna med sin betydligt lägre verkningsgrad får svårt att konkurrera i tillämpningar där kisel används idag. En fördel är den ringa materialåtgången av aktivt material, 150 kg/km2. Detta gjorde att det var plastkostnaden för substratmaterialet som satte priset. Man kan ha i åtanke att produktionskostnaden för kiselbaserade moduler är idag 0,4-0,5 $/W hos de bästa tillverkarna i Kina vilket gör ca 500±50 kr/m2 för en färdig modul med 15% verkningsgrad. Skulle varit elegant om Olle hade jämfört med materialåtgången för kiselbaserade moduler, som idag är den i särklass vanligaste solcellstypen. De molekylära solceller kan inte konkurrera med kisel i verkningsgrad men viktiga fördelar är att de kan göras i olika färger och geometrier. På min fråga om åldring svarade Olle att de är extremt vattenkänsliga och därför måste de kapslas. Huum… gör inte detta krav att en (stor?) del av den tänkta kostnadsfördelen försvinner? Han trodde på en optisk stabilitet på 35-40 år och en modullivslängd på ca 5 år, vilken kan jämföras med den effektgaranti på minst 80% av märkeffekten efter 25 år som vanligen ges för kiselbaserade moduler.

“Tunnfilmssolceller baserade på CZTS (Cu, Zn, Sn, S) som alternativ till CIGS” var titeln för Charlotte Platzer-Björkman, Uppsala Universitet. Bakgrunden till denna forskning är att olika tekniker har olika begränsande ämnen. Silver för elektroder för kiselbaserade moduler, tellur för CdTe-solceller och indium (och gallium) för CIGS-solceller. Begränsad tillgång på de kritiska ämnena kan begränsa möjligeterna till fortsatt kostnadssänkning. Detta motiverade forskningen på CZTS-solceller. De bästa var idag gjorda med våtkemisk deponering, men hon trodde inte att det skulle förbli så i framtiden. De bästa vakuumframställda CZTS hade idag 9,2% verkningsgrad för submoduler (Solar Frontier). Uppsala hade nått 7,9% utan antireflexskikt vilket därmed nästan var jämförbart med Solar Frontiers rekord. Charlotte trodde att man behöver komma i minst lika hög verkningsgrad som för kiselbaserade moduler.

Martin Magnusson, Lunds universitet, berättade om “Nanotrådar för förbättrad prestanda på kiselsolceller”. 13,8% är världsrekordet i nanotrådssolceller av GaAs i laboratorieskala. Genom att  odla nanontrådarna på guld hade man höjt tillväxthastigheten till 1 mikrometer per sekund, vilket var 100 gånger snabbare än världsrekordnanotråden. Den tydligaste affärsidén var att göra tandemsolceller genom att flytta en film av nanotrådar till kiselsolceller. Företaget Sol Voltaics jobbar med få in nanotrådarna i ett bläck (Solink) för användning på solceller av tunnfilm eller kisel. Enligt Sol Voltaics hemsida skulle man kunna nå upp till 25% modulverkningsgrad med detta bläck. Man får komma ihåg att om ett nanoskikt skulle höja modulverkningsgraden och därmed solelproduktionen med låt säga 20% (till 18% för en kiselbaserad modul med 15% verkningsgrad idag) i storskalig produktion skulle det inte få lika stort genomslag i produktionskostnaden per kWh (LCOE = levelized cost of energy) för solel. Låt säga att solcellen svarar för halva modulkostnaden i en kiselbaserad modul (= högt räknat om man får tro GTM research rapport från 2013) och modulen svarar för halva systemkostnaden, så skulle solcellen svara för 25% av systemkostnaden.

Det fanns många flera föredrag, men hinner inte mera nu. Klockan är 21.20 och jag är snart tillbaka i Västerås….

Det var förresten kul att höra av så många att de läser och uppskattar bloggen. Det värmer!

Statsbudgeten kommer i morgon

I morgon är det många som ser fram emot besked om stöd till solceller i statens budget som ska presenteras i morgon. Jag tippar (utan någon “inside” information) på 100 miljoner till i investeringsstöd till solceller och 15 miljoner avsatta för en kommande skattereduktion, för år 2015. Hehe… får se hur rätt eller galet mitt tips är i morgon, :-).