Samenvatting – Energy Encounters, sessie “PV”

Na een zeer succesvolle eerste sessie over onshore wind, richtten de Energy Encounters zich op fotovoltaïsche zonne-energie.

 Frank Meinke-Hubeny van VITO/EnergyVille begon met een vogelperspectief en illustreerde dat PV in de EU enorm is gegroeid. Eind 2019 bedroeg de cumulatieve geïnstalleerde PV-capaciteit in de EU-28 ongeveer 131 GW, goed voor 132 TWh. Met deze cijfers overtreffen we de doelstellingen die zijn vastgelegd in de NREAP’s (nationale actieplannen voor hernieuwbare energie) voor 2020 met 46%. In de ontwikkeling van deze technologie zijn verschillende fasen te onderscheiden: aanvankelijk, van 2005 tot 2014, was er snelle technologische vooruitgang, van 2014 tot 2018 vertraagde de ontwikkeling naarmate nieuw beleid met herziene financiële steun werd geïntroduceerd. Vanaf 2019 wordt een ander groeipad duidelijk, mogelijk gemaakt door veilingbeleid en op capaciteit gebaseerde stroomafnameovereenkomsten. België heeft een gelijkaardige ontwikkeling gekend en als we kijken naar de absoluut geïnstalleerde capaciteit in de EU, staat het op de 7e plaats. Als we kijken naar de geïnstalleerde capaciteit per hoofd van de bevolking, presteert het beter met een 3e plaats.

Eind 2019 was in België 4,5 GW geïnstalleerd en 4,3 TWh opgewekt. Installaties bevinden zich meestal in Vlaanderen (75%) en minder in Wallonië (25%), het aantal installaties in Brussel is beperkt. Het Bregilab-project onderzoekt onder meer de rol van PV in de energietransitie en het potentieel ervan in België. Als je dit ruimtelijk bekijkt en rekening houdt met de beschikbare daken (geen grondinstallaties), komt de conservatieve schatting qua capaciteit uit op 84 GW. Wanneer we uitgaan van optimalisatie van de energiekosten, geeft het centrale scenario van de langetermijnstudie een groei van het geïnstalleerd vermogen tot een totaal van 12,6 GW in 2030 en 23 GW in 2045. Het NECP streeft naar 11 GW in 2030.

Hoewel PV het grootste capaciteitsgroeipotentieel heeft van alle hernieuwbare energiebronnen – vanwege dalende kosten, een groot ruimtelijk potentieel en het integratiepotentieel in lokale energiesystemen – doen zich enkele uitdagingen voor: investeerders en investeringen worden verspreid (huishoudens), de ontwikkeling is regulering en beleid gevoelig, de capaciteitsfactor is vrij laag (12%) en de aansluiting op het net kan voor lokale uitdagingen zorgen. Met het stijgende aantal installaties neemt ook de mismatch tussen piekverbruik en piekproductie toe, wat het belang van de timing van het verbruik ten opzichte van de hoeveelheid geproduceerde energie vergroot. De digitale meter is daarbij een technische randvoorwaarde voor deelname van de prosument aan de markt.

Een complementair innovatieperspectief werd gepresenteerd door Eszter Voroshazi van imec/EnergyVille.

Ze bevestigde dat het IEA PV de “koning van de elektriciteit” heeft genoemd, een teken van z’n dominante rol en verwachte groei. De aanname is dat PV de komende jaren de grens van 1 TW zal bereiken en in 2030 10 TW zal bereiken. Nu we dit “TW-tijdperk” ingaan, veranderen ook de uitdagingen waar PV voor staat. Ten eerste, in plaats van alleen de laagste kosten voor energieopwekking te bereiken, zou het ook de laagste kosten in gebruik moeten bereiken; rekening houdend met de behoefte aan opslag, b.v. batterijen, en balancering en andere diensten. Verdere efficiëntieverhogingen en levensduurverlengingen zijn in dit opzicht cruciaal en ontwikkelingen in deze domeinen omvatten een hogere efficiëntie van de technologische onderdelen, maar ook de opkomst van grootschalige PV voor tweeledig gebruik, systeemontwerpen om de energieopbrengst te verhogen en voorspellende en geautomatiseerde bedienings- en onderhoudssystemen.

Een tweede belangrijke stap in de verdere ontwikkeling van PV, is de integratie in de stedelijke en bebouwde omgeving. In dit opzicht worden drie grote vereisten naar voren gebracht: 1) toepassingsgericht ontwerp, 2) esthetiek en naadloze integratie en 3) massa-customisatie ondersteund door automatiseringstools en -processen. Dit laatste vormt vandaag de grootste uitdaging, maar biedt ook kansen voor lokale PV-productie, aangezien er een sterke band is met lokale klanten. Belangrijk om op te merken is dat geïntegreerde PV veel meer kan betekenen dan enkel geïntegreerd in gebouwen, denk bijvoorbeeld aan elektrische voertuigen, treinen, maar ook infrastructuur zoals geluidspanelen. Ook voor dit type PV is een verhoging van de efficiëntie gaande, met tandemcellen en drievoudige module-applicaties. Imec/EnergyVille heeft hiervoor een roadmap uitgewerkt.

Het derde aspect in het “TW-tijdperk” is de circulaire benadering: hergebruik en reparatie moeten worden overwogen alvorens te recyclen. In de komende jaren zal het PV-afval aanzienlijk toenemen en een aanzienlijk deel daarvan zal zich in de EU bevinden, aangezien de vroege subsidieregelingen zullen aflopen. Imec/EnergyVille voerde een diepgaande studie uit naar de PV-hergebruiksector en concludeerde dat de kansen voor het hergebruik van PV-modules zullen toenemen, maar dat circulariteit en CO2-regelgeving moeten worden geïmplementeerd om er ten volle van te profiteren. Ook de Europese Commissie ondersteunt dit en wil een ecodesign-label voor PV ontwikkelen.

Een studie van Fraunhofer concludeerde dat wanneer PV wordt geproduceerd in de EU, het mogelijk is om een ​​lagere koolstofvoetafdruk te bereiken in vergelijking met wanneer het bijvoorbeeld in Azië wordt geproduceerd. Dit is natuurlijk een enorme kans. Verder vinden de huidige fabricageactiviteiten in Europa plaats op moduleniveau, en niet zozeer op cel- of wafelproductie. De conclusies van de genoemde onderzoeken leiden tot de verwachting dat in de nabije toekomst de volledige waardeketen naar Europa zal komen.

De ontmoeting werd afgesloten met een interactief debat met de volgende panelleden:

• Dirk Van Evercooren, Directeur bij ODE
• Stefan Dewallef, Manager Product Development bij Soltech
• Ruben Baetens, consultant bij 3E
• Jan Clyncke, Directeur bij PVCycle
• Pieterjan Renier, CEO van VREG
• Valérie Huet, Business Developer & Head of Engineering Services bij Eliosys

Luc Pauwels (VRT) heeft voor de tweede keer met veel enthousiasme de sessie gemodereerd. Dit resulteerde in de volgende hoogtepunten van het debat:

• Een van de huidige barrières om zonnepanelen op alle daken (vooral die van appartementen) te plaatsen, is de wetgeving rond de distributie van elektriciteit. Momenteel wordt een beperkt aantal installaties geïnstalleerd op appartementsgebouwen door de limieten van het bedrijfsmodel, b.v. de elektriciteit kan niet gedistribueerd worden en kan dus alleen gebruikt worden voor het gemeenschappelijk verbruik (bijvoorbeeld de verlichting in de gang en de lift). Een van de mogelijke oplossingen is het creëren van energiegemeenschappen en het delen van energie. Voor de zomer wordt (voor Vlaanderen) nieuwe wetgeving over dit onderwerp verwacht.
• Een ander obstakel bij het benutten van de ruimtelijke capaciteit zijn de investeringskosten. Hoewel de kosten zijn gedaald, is dit niet voor iedereen haalbaar. Externe investeerders kunnen oplossingen bieden, hoewel ze zelden interactie hebben met de residentiële sector. Hier ontstaat een kans voor energiegemeenschappen en coöperaties, aangezien het gemakkelijker is om contracten op te stellen en vertrouwen op te bouwen bij burgers en huishoudens dan wanneer er een commerciële partij bij betrokken is.
• De mogelijke match tussen geïntegreerde PV en grondige renovatie is een ander punt van zorg: in hoeverre is dit haalbaar en realistisch? Aan de productkant is er niet echt een probleem, er zijn veel oplossingen. Het gaat eerder om een ​​mentaliteits- en timingverschuiving. Nog steeds wordt er eerst een huis gebouwd of gerenoveerd en daarna plaatst een elektrotechnicus panelen op het gebouw. Beter zou zijn om in een vroege fase na te denken over PV, al wanneer de materiaalkeuze wordt gemaakt. De producten bestaan ​​en zijn ​​al een tijdje op de markt, maar de hindernissen zijn prijs (moet verder dalen) en mentaliteitsverandering die nodig is. Daarom is automatisering van op maat gemaakte producten nodig. Dat zorgt voor een prijsdaling en maakt integratie in elk project haalbaarder.
• Een ander heikel punt is de recycling van het volledige systeem. Dit wordt vandaag al in belangrijke mate gedaan. Naast recycling groeien de markten voor hergebruik (bijvoorbeeld voor omvormers). Wat echter een hindernis blijft, zijn de normen. Er zijn gestandaardiseerde regels nodig om de minimumkwaliteit voor hergebruik te bepalen en om een ​​labelingsschema in te voeren. Dergelijke regels of normen ontbreken vandaag en kunnen op langere termijn gebruikersrisico’s met zich meebrengen. Bovendien kan de groeiende markt voor hergebruik net zo goed een kans zijn voor commerciële installaties om hun panelen te laten installeren en onderhouden door energieservicebedrijven of een andere derde partij, in plaats van het huidige ‘fit-and-forget’-model. Wanneer een toegewijd bedrijf verantwoordelijk is voor het onderhoud en de prestaties van panelen, is er een grotere kans dat aan het einde van het contract rekening wordt gehouden met hergebruik en recycling. Bovendien is het bij het afsluiten van een contract met een ESCO voor een bepaalde hoeveelheid hernieuwbare energie aan die ESCO om te beslissen of ze nieuwe of oudere panelen gebruikt, zolang de productie maar gedekt is. Ook zou op die manier hergebruik kunnen worden gestimuleerd.

Wat betreft kwaliteit en veiligheid van nieuwe panelen zal de ontwikkeling van voorspellend onderhoud leiden tot een efficiëntieverhoging. Momenteel wordt er voldoende standaardisatie doorgevoerd om ervoor te zorgen dat de panelen veilig zijn.

• Naar aanleiding van het actuele debat in de Vlaamse media over de ‘terugdraaiende teller’ werden er meerdere vragen over de combinatie van PV en batterijen ingediend. Vanuit het paneel wordt benadrukt dat een residentiële PV-installatie rendabel blijft, ook zonder batterij. De huidige overtuiging bij het brede publiek lijkt te zijn dat er een batterij nodig is om PV winstgevend te maken. Meerdere keren wordt benadrukt dat dit niet het geval is en dat residentiële PV een goed investeringsrendement heeft.

Ook werd aangehaald dat het doel zou moeten zijn om de reeds aanwezige flexibiliteit te gebruiken. Veel huishoudens verwarmen hun water met een elektrische boiler. Het maakt niet uit of het water ’s ochtends of ’s middags wordt verwarmd, dus het is verstandig om eerst die flexibiliteit te gebruiken vooraleer men batterijen plaatst.

Of het verstandig is om een ​​batterij te plaatsen, hangt af van het gebruikersprofiel. Het probleem zit hem in het feit dat deze profielen vaak onbekend zijn, omdat er weinig gegevens beschikbaar zijn. De digitale meter zou die informatie kunnen leveren en daarom adviseerde een panellid om battery-ready PV te installeren, dus houd er rekening mee dat u een omvormer moet installeren waarmee u later een batterij kunt installeren, en om te overwegen om in een batterij te investeren nadat er meer informatie beschikbaar is.

• In verband met dit onderwerp is de vraag gerezen of de combinatie van PV en een warmtepomp problematisch is. De panelleden zijn het erover eens dat de problemen die zich voordoen niet in de combinatie van de technologieën liggen – integendeel, vanuit het perspectief van beide technologieën is het interessant om de een met de ander te combineren. Het is eerder de overdimensionering van de PV-installatie om te profiteren van het meetsysteem met terugdraaiende teller dat problematisch is. In een zo’n meetsysteem zijn grote installaties winstgevender; dit is minder waar voor digitale metingen, hoewel residentiële PV steeds voordelig blijft.
• Een ander probleem dat zich voordoet, betreft de netwerkintegratie. Het aantal installaties dat niet meer in het net kan worden geïntegreerd, neemt toe, op termijn resulterend in b.v. nieuwe kabels met extra kosten voor de samenleving. Om deze negatieve maatschappelijke effecten op te lossen, is de digitale meter een van de oplossingen. Naarmate er meer data beschikbaar komen, wordt het steeds duidelijker waar zich problemen voordoen en waar versterking van het net nodig is. Een ander voordeel is de push van de prosument naar zelfconsumptie. Stappen om dat te doen kunnen door prosumenten zelf worden genomen, maar het idee is dat de apparatuur dit op de langere termijn op een geautomatiseerde manier zal doen. Deze stappen zullen congestie vermijden en zo het probleem van de netwerkintegratie verhelpen.
• Ten slotte is er bezorgdheid over de risico’s van hacking. De panelleden zijn het erover eens dat dit hoogst onwaarschijnlijk lijkt en dat het gedistribueerde en verspreide karakter van de sector in dit verband een voordeel is. Door de veelheid aan merken, protocollen, locaties, eigenaren, etc. wordt het risico gespreid. Hoewel deze systemen digitaal met elkaar zijn verbonden, lijkt het risico op hacking laag.

Als voorlopige samenvatting van het debat werden de volgende 4 punten benadrukt:

• PV wordt enorm en de integratie in het net is een uitdaging. Nieuwe businesscases waarbij de combinatie met batterijen en vraag in huis wordt gemaakt en lokale energiegemeenschappen en uitwisselingen worden gefaciliteerd, zullen van cruciaal belang zijn.
• Nieuwe gebouwintegratie op maat zal nieuwe markten en toepassingen ontsluiten. De productie moet worden geautomatiseerd en kan lokaal zijn. Dit kan een voordeel zijn voor Europa.
• Standaarden en kwaliteitstesten zijn van cruciaal belang voor massale introductie, performantie in plaats van ‘passen en vergeten’ is belangrijk. Contracten moeten systeemgestuurd zijn, aangezien de systeemkosten een belangrijke uitdaging blijven.
• Hergebruik helpt om van PV een echte circulaire optie te maken. In deze context moeten we kijken naar (de levensduur van) verschillende componenten van de systemen en de integratie in een gebouwcontext.

Met specifieke input van de BREGILAB– en EPOC-projecten die steun ontvingen van: