Energia słoneczna w Niemczech - Solar power in Germany

Arkusz informacyjny dotyczący energii słonecznej Niemcy 2016: wytwarzanie energii elektrycznej, rozwój, inwestycje, moce produkcyjne, zatrudnienie i opinia publiczna.
Niemiecka energia elektryczna według źródła w 2020 r.
Nuclear Brown Coal Hard Coal Natural Gas Wind Solar Biomass HydroOkrąg ramka.svg
  •   Energia jądrowa: 60,9 TWh (12,6%)
  •   Węgiel brunatny: 81,94 TWh (16,9%)
  •   Węgiel kamienny: 35,56 TWh (7,4%)
  •   Gaz ziemny: 59,08 TWh (12,2%)
  •   Wiatr: 131,69 TWh (27,2%)
  •   Energia słoneczna: 50,7 TWh (10,5%)
  •   Biomasa: 45,45 TWh (9,4%)
  •   Woda: 18,27 TWh (3,8%)
Energia elektryczna wytworzona netto w 2020 r.

Energia słoneczna w Niemczech składa się prawie wyłącznie z fotowoltaiki (PV) i stanowiła szacunkowo 8,2% produkcji energii elektrycznej brutto w kraju w 2019 r. W 2014 r. zainstalowano w całym kraju około 1,5 miliona systemów fotowoltaicznych , od małych systemów dachowych po średnie komercyjne i wielkopowierzchniowe parki fotowoltaiczne . Największe niemieckie farmy fotowoltaiczne znajdują się w Meuro , Neuhardenberg i Templin o mocy ponad 100 MW.

Niemcy od kilku lat znajdują się w czołówce światowych instalatorów fotowoltaiki , z całkowitą mocą zainstalowaną na poziomie 41,3  gigawatów (GW) do końca 2016 r., ustępując jedynie Chinom . Jednak liczba nowych instalacji systemów fotowoltaicznych stale spada od rekordowego roku 2011. Szacuje się, że do 2017 r. w sektorze fotowoltaicznym w kraju utracono w ostatnich latach ponad 70% miejsc pracy w branży fotowoltaicznej. Zwolennicy z branży fotowoltaicznej obwiniają brak zaangażowania rządowego, podczas gdy inni wskazują na obciążenie finansowe związane z szybkim rozwojem fotowoltaiki, co sprawia, że przejście na odnawialne źródła energii jest ich zdaniem niezrównoważone.

Oficjalnym celem rządu Niemiec jest stałe zwiększanie udziału odnawialnych źródeł energii w ogólnym zużyciu energii elektrycznej w kraju. Długoterminowe cele minimalne to 35% do 2020 r., 50% do 2030 r. i 80% do 2050 r. Kraj produkuje więcej energii elektrycznej w określonych godzinach przy wysokim napromieniowaniu słonecznym, niż jest to potrzebne, obniżając ceny rynkowe i eksportując nadwyżkę energii elektrycznej do krajów sąsiednich, z rekordową nadwyżką wyeksportowaną 34 TWh w 2014 roku. Spadek cen spot może jednak podnieść ceny energii elektrycznej dla odbiorców detalicznych, ponieważ rośnie również rozpiętość gwarantowanej taryfy gwarantowanej i ceny spot . Ponieważ łączny udział wahań energii wiatrowej i słonecznej zbliża się do 17 procent w krajowym koszyku energetycznym, inne kwestie stają się pilniejsze, a inne bardziej wykonalne. Należą do nich: adaptacja sieci elektrycznej , budowa nowych mocy magazynowych sieci , demontaż i przebudowa elektrowni kopalnych i jądrowych – węgiel brunatny i energia jądrowa są według dzisiejszych obliczeń najtańszymi dostawcami energii elektrycznej w kraju – oraz budowa nowej generacji ciepła w skojarzeniu i elektrownie .

Skoncentrowana energia słoneczna (CSP), technologia energii słonecznej niewykorzystująca fotowoltaiki, nie ma dla Niemiec praktycznie żadnego znaczenia , ponieważ wymaga znacznie większego nasłonecznienia . Istnieje jednak  eksperymentalna elektrownia CSP o mocy 1,5 MW wykorzystywana do celów inżynieryjnych na miejscu, a nie do komercyjnego wytwarzania energii elektrycznej, wieża słoneczna Jülich należąca do Niemieckiego Centrum Lotniczego .

Historia

Cena systemów fotowoltaicznych

Historia cen dachowych paneli fotowoltaicznych w euro za kilowat (€/kW).

Niemcy były jednym z pierwszych krajów, które wdrożyły energię fotowoltaiczną na skalę sieciową. W 2004 r. Niemcy były pierwszym krajem, obok Japonii, który osiągnął 1 GW łącznej zainstalowanej mocy fotowoltaicznej. Od 2004 r. energia słoneczna w Niemczech znacznie rośnie dzięki taryfom gwarantowanym dla energii odnawialnej, wprowadzonymi przez niemiecką ustawę o odnawialnych źródłach energii , oraz spadającym kosztom fotowoltaiki.

Ceny systemów fotowoltaicznych/systemów energii słonecznej spadły o ponad 50% w ciągu 5 lat od 2006 r. Do 2011 r. fotowoltaika dostarczyła 18 TWh niemieckiej energii elektrycznej, czyli około 3% całości. W tym samym roku rząd federalny wyznaczył sobie cel 66 GW zainstalowanej mocy fotowoltaicznej do 2030 r., który ma zostać osiągnięty przy rocznym wzroście o 2,5–3,5 GW, oraz cel 80% energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych do 2050 r.

Ponad 7 GW mocy fotowoltaicznej zostało zainstalowanych rocznie w rekordowych latach 2010, 2011 i 2012. W tym okresie zainstalowana moc 22,5 GW stanowiła prawie 30% światowych instalacji fotowoltaicznych .

Od 2013 r. liczba nowych instalacji znacznie spadła z powodu bardziej restrykcyjnej polityki rządowej.

Polityka rządowa

Dalsze informacje: Taryfy gwarantowane w Niemczech i niemiecka ustawa o odnawialnych źródłach energii

Taryfa gwarantowana dla fotowoltaiki na dachu

Historia niemieckich taryf gwarantowanych w ¢/kWh dla dachowych paneli słonecznych o mocy poniżej 10 kW p od 2001 r. W 2016 r. wyniosła 12,31 ¢/kWh.

Od 2012 roku taryfa gwarantowana (FiT) kosztuje około 14 miliardów euro (18 miliardów USD) rocznie w przypadku instalacji wiatrowych i słonecznych. Koszt jest rozłożony na wszystkich płatników stawki w wysokości 3,6 €ct (4,6 ¢) za kWh (około 15% całkowitego krajowego kosztu energii elektrycznej). Z drugiej strony wraz z wypieraniem drogich elektrowni szczytowych cena na giełdzie spada ze względu na tzw. efekt merit order . Niemcy ustanowiły światowy rekord w produkcji energii słonecznej, wytwarzając 25,8 GW w południe 20 i 21 kwietnia 2015 r.

Według branży energii słonecznej taryfa gwarantowana jest najskuteczniejszym sposobem rozwoju energii słonecznej. Jest to to samo, co umowa zakupu energii , ale ma znacznie wyższą stawkę. Wraz z dojrzewaniem branży jest ona redukowana i staje się tym samym, co umowa zakupu energii. Taryfa gwarantowana zapewnia inwestorom gwarantowany zwrot z inwestycji – warunek rozwoju. Podstawowa różnica między ulgą podatkową a taryfą gwarantowaną polega na tym, że koszt jest ponoszony w roku instalacji w przypadku ulgi podatkowej i rozłożony na wiele lat w przypadku taryfy gwarantowanej. W obu przypadkach koszt zachęty rozkłada się na wszystkich konsumentów. Oznacza to, że początkowy koszt jest bardzo niski w przypadku taryfy gwarantowanej i bardzo wysoki w przypadku ulgi podatkowej. W obu przypadkach krzywa uczenia się zmniejsza koszty instalacji, ale nie jest dużym wkładem do wzrostu, ponieważ nadal osiągany jest parytet sieci.

Od końca okresu boomu krajowy rynek fotowoltaiczny znacznie spadł z powodu zmian w niemieckiej ustawie o odnawialnych źródłach energii (EEG), która zmniejszyła taryfy gwarantowane i nałożyła ograniczenia na instalacje skalowane na skalę użytkową, ograniczając ich rozmiar do zera. ponad 10 kW.

Poprzednia wersja EEG gwarantowała pomoc finansową tylko wtedy, gdy moc fotowoltaiczna nie osiągnęła jeszcze 52 GW. Ten limit został usunięty. Przewiduje również regulowanie rocznego wzrostu PV w zakresie od 2,5 GW do 3,5 GW poprzez odpowiednią korektę gwarantowanych opłat. Reformy legislacyjne przewidują 40 do 45 procent udziału odnawialnych źródeł energii do 2025 roku i 55 do 60 procent do 2035 roku.

Od listopada 2016 r. najemcy w Nadrenii Północnej-Westfalii (NRW) wkrótce będą mogli korzystać z paneli fotowoltaicznych montowanych na budynkach, w których mieszkają. Rząd stanowy wprowadził środki obejmujące własne zużycie energii, dzięki czemu najemcy mogą pozyskiwać energię elektryczną wytworzoną na miejscu taniej, niż przewidują to ich zwykłe umowy z mediami.

Problemy z przepustowością i stabilnością sieci

Produkcja energii elektrycznej w Niemczech w dniach 25 i 26 maja 2012 r.

Około 9 GW elektrowni fotowoltaicznych w Niemczech jest modernizowanych w celu wyłączenia, jeśli częstotliwość wzrośnie do 50,2 Hz, co wskazuje na nadmiar energii elektrycznej w sieci. Częstotliwość prawdopodobnie nie osiągnie 50,2 Hz podczas normalnej pracy, ale może, jeśli Niemcy eksportują energię do krajów, w których nagle wystąpi awaria zasilania. Prowadzi to do nadwyżki produkcji w Niemczech, która jest przenoszona na wirujące obciążenie i generację, co powoduje wzrost częstotliwości systemu. Stało się to w 2003 i 2006 roku.

Jednak awarie zasilania nie mogły być spowodowane fotowoltaiką w 2006 r., ponieważ fotowoltaika odgrywała wówczas znikomą rolę w niemieckim koszyku energetycznym. W grudniu 2012 r. prezes niemieckiej „Bundesnetzagentur”, Federalnej Agencji ds. Sieci , stwierdził, że „nic nie wskazuje”, że przejście na odnawialne źródła energii powoduje więcej przerw w dostawie prądu. Amory Lovins z Rocky Mountain Institute pisał o niemieckiej Energiewende w 2013 roku, nazywając dyskusję o stabilności sieci „kampanią dezinformacyjną”.

Potencjał

Mapa średniego promieniowania słonecznego w Niemczech. Dla większości krajów średnie roczne wartości mieszczą się w przedziale od 1100 do 1300 kWh na metr kwadratowy.
Potencjał słoneczny

Niemcy mają mniej więcej taki sam potencjał słoneczny jak Alaska , która ma średnio 3,08 godzin słonecznych dziennie w Fairbanks.

Brema Godziny niedz./dzień (Śr. = 2,92 godz./dzień)

Stuttgart Godziny niedz./dzień (Śr. = 3,33 godz./dzień)

Źródło: NREL, na podstawie danych pogodowych z 30 lat.

Statystyka

Dodana roczna pojemność słoneczna
Porównanie technologii odnawialnych i elektrowni konwencjonalnych w Niemczech w EuroCent na kWh (2018)
Udział fotowoltaiki w zużyciu energii elektrycznej w kraju wykreślono w funkcji wykładniczej krzywej wzrostu od 1990 do 2015 roku, podwajając się co 1,56 roku lub rosnąc średnio o 56% rocznie. Czas podwojenia i tempo wzrostu różnią się od średniej mocy i mocy zainstalowanej, ponieważ z czasem rosło również całkowite zużycie. Po 2012 r. trend znacznie zwolnił, a tylko 8,2% energii elektrycznej pochodziło z energii słonecznej w 2019 r.

Historia zainstalowanej mocy fotowoltaicznej w Niemczech, jej średniej mocy wyjściowej, wytwarzanej energii elektrycznej i jej udziału w całkowitej zużywanej energii elektrycznej, wykazała stały, wykładniczy wzrost przez ponad dwie dekady, aż do około 2012 r. Moc fotowoltaiczna podwajała się średnio co 18 miesięcy w tym okresie; roczna stopa wzrostu o ponad 50 procent. Od około 2012 roku wzrost znacznie zwolnił.

Pokolenie

Rok Moc (MW) Roczna produkcja (GWh) % zużycia energii elektrycznej brutto Współczynnik wydajności (%)
1990 2 1 2e-04 5,7
1991 2 1 2e-04 5,7
1992 6 4 7e-04 7,6
1993 9 3 6e-04 3,8
1994 12 7 0,001 6,7
1995 18 7 0,001 4.4
1996 28 12 0,002 4,9
1997 42 18 0,003 4,9
1998 54 35 0,006 7,4
1999 70 30 0,005 4,9
2000 114 60 0,01 6,0
2001 176 76 0,013 4,9
2002 296 162 0,028 6,2
2003 435 313 0,052 8,2
2004 1105 557 0,091 5,8
2005 2056 1282 0,21 7,1
2006 2899 2220 0,36 8,7
2007 4170 3075 0,49 8.4
2008 6120 4420 0,72 8,2
2009 10566 6583 1.13 7,1
2010 18006 11729 1,9 7,4
2011 25916 19599 3,23 8,6
2012 34077 26380 4,35 8,8
2013 36710 31010 5.13 9,6
2014 37900 36056 6.08 10,9
2015 39224 38726 6,5 11,3
2016 40679 38098 6,4 10,7
2017 42339 39401 6,6 10,6
2018 45181 45784 7,7 11,6
2019 49016 47517 8,2 11.1
Źródło : Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii , dane dotyczące mocy i inne dane.
Uwaga : Ta tabela nie pokazuje zużycia netto, ale zużycie energii elektrycznej brutto, które obejmuje zużycie własne w elektrowniach jądrowych i węglowych. W 2014 r. zużycie netto wynosi około 6,9% (wobec 6,1% brutto).
Ogólnokrajowa moc fotowoltaiczna w megawatach w skali liniowej od 1990 r.
Źródło : Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii

Fotowoltaika według typu

Zainstalowana moc fotowoltaiczna w Niemczech według wielkości klasy 2017
<10 kW 14,2%
10–100 kW 38,2%
100–500 kW 14,1%
>500 kW 33,5%

Systemy o mocy poniżej 10 kW stanowiły 14,2% łącznej mocy zainstalowanej. Są to pojedyncze systemy bezpośredniego użytku, głównie domowe systemy fotowoltaiczne. Systemy o mocy znamionowej 10–100 kW stanowiły 38,2% mocy i reprezentują systemy używane wspólnie w jednym miejscu, takim jak duży blok mieszkalny lub duży obiekt handlowy lub intensywne jednostki rolnicze. Kolejna klasa wielkości systemów 100–500 kW stanowiła 14,1% mocy i zazwyczaj były to większe centra handlowe, szpitale, szkoły lub obiekty przemysłowe/rolnicze lub mniejsze systemy montowane na ziemi. Ostatnia kategoria systemów o mocy powyżej 500 kW stanowiła 33,5% i w większości reprezentuje systemy zasilania lokalnego, panele montowane na ziemi dostarczające energię do być może różnych obiektów przemysłowych i komercyjnych. Warto zauważyć, że podczas gdy duże elektrownie cieszą się dużym zainteresowaniem w artykułach związanych z energią słoneczną, instalacje o wielkości poniżej 0,5 MW w rzeczywistości stanowią prawie dwie trzecie mocy zainstalowanej w Niemczech w 2017 r.

Moc fotowoltaiczna według krajów związkowych

Waty na mieszkańca według stanu w 2013 r.
  10 – 50 watów
  50 – 100 watów
  100 – 200 watów
  200 – 350 watów
  350 – 500 watów
  500 – 750 watów
  >750 watów

Niemcy składa się z szesnastu części suwerennych państw federalnych i landów . Południowe stany Bawarii i Badenii-Wirtembergii odpowiadają za około połowę całkowitego, ogólnokrajowego rozmieszczenia fotowoltaiki i są również najbogatszymi i najbardziej zaludnionymi stanami po Nadrenii Północnej-Westfalii . Jednak instalacje fotowoltaiczne są szeroko rozpowszechnione w szesnastu stanach i nie ograniczają się do południowego regionu kraju, o czym świadczy rozkład watów na mieszkańca .

Moc fotowoltaiczna w MW
Stan 2008  2009  2010  2011  2012  2013  2014  2015 
Herb Badenii-Wirtembergii (lesser).svg Badenia-Wirtembergia 1245 1,772 2907 3753 5 838,0 6 111,8 4 984,5 5 117,0
Bayern Wappen.svg Bawaria 2359 3955 6365 7961 9 700,5 10 424,7 11 099,8 11 309,2
Herb Berlina.svg Berlin 11 19 68 50 63,2 68,6 80,5 83,9
Brandenburgia Wappen.svg Brandenburgia 72 219 638 1,313 2 576,1 2711,2 2901,0 2 981,5
Brema Wappen(Mittel).svg Brema 4 5 14 30 32,3 35,3 39,9 42,2
DEU Hamburg COA.svg Hamburg 7 9 27 25 32,1 35,8 36,5 36,9
Herb Hesji.svg Hesja 350 549 868 1174 1520,9 1661,8 1 768,5 1811,2
Herb Dolnej Saksonii.svg Dolna Saksonia 352 709 1479 2051 3 045,1 3257,4 3490,6 3,580,4
Herb Meklemburgii-Pomorza Przedniego (wielki).svg Meklemburgia-Pomorze Przednie 48 88 263 455 957,7 1 098,5 1 337,9 1414,4
Herb Nadrenii Północnej-Westfalii.svg Nadrenia Północna-Westfalia 617 1,046 1925 2601 3582.0 3878,5 4234,9 4363,7
Herb Nadrenii-Palatynatu.svg Nadrenia-Palatynat 332 504 841 1,124 1528,2 1670,8 1,862,2 1920,5
Wappen des Saarlands.svg Kraj Saary 67 100 158 218 318,8 365,4 407,3 415,8
Herb Saksonii.svg Saksonia 168 288 529 836 1280,8 1412,3 1,575,1 1 607,5
Wappen Sachsen-Anhalt.svg Saksonia-Anhalt 94 181 450 817 1 377,9 1,556,1 1 828,7 1962,6
DEU COA Szlezwik-Holsztyn.svg Szlezwik-Holsztyn 159 310 695 992 1 351,5 1407,8 1 468,6 1 498,3
Herb Turyngii.svg Turyngia 95 159 327 467 871.7 1,013,9 1 119,9 1187,4
Skumulowana łączna liczba zainstalowanych 5979 9913 17 554 23 866 34 076,7 36 710,1 38 236,0 39 332,4
Dodano pojemność Nie dotyczy 3934 7641 6312 10 210,7 2633,4 1525,9 1 096,4

Elektrownie fotowoltaiczne

Główny artykuł: Lista elektrowni fotowoltaicznych
Największe niemieckie elektrownie fotowoltaiczne (20 MW lub większe)
Elektrownia fotowoltaiczna Moc
w MW p 		Uwagi
Solarpark Meuro 166 70 MW ukończone w 2011 r., 166 MW w 2012 r.
Park słoneczny Neuhardenberg 145 Ukończono we wrześniu 2012
Park słoneczny Templin 128,5 Ukończono we wrześniu 2012
Park słoneczny Brandenburg-Briest 91 Oddany do użytku w grudniu 2011 r.
Wieża Finow Solarpark 84,7 Ukończony w 2010/2011
Park słoneczny Eggebek 83,6 Ukończony w 2011 r.
Park słoneczny Senftenberg 82 Faza II i III zakończona w 2011 roku, planowana kolejna faza 70 MW
Park słoneczny w Finsterwalde 80,7 Faza I zakończona 2009, Faza II i III 2010
Park fotowoltaiczny Lieberose 71,8 Ukończony w 2009 r.
Solarpark Alt Daber 67,8 Ukończony w 2011 r.
Park słoneczny Strasskirchen 54 Oddany do użytku w grudniu 2009 r.
Park słoneczny Walddrehna 52,3 Ukończono w czerwcu 2012
Park słoneczny Waldpolenz 52 550 000 modułów CdTe. Ukończono w grudniu 2008 r.
Park Słoneczny Tutów 52 Tutów ukończyłem w 2009, II w 2010, III w 2011
Park słoneczny Kothen 45 Działa od 2009 roku
Park słoneczny Jura 43 Ukończony w 2014 r.
Park słoneczny Jännersdorf 40,5 Oddany do użytku w 2012 r.
Park słoneczny w Fürstenwalde 39,6 Oddany do użytku w 2011 r.
Park słoneczny Reckahn 36 Ukończony w 2011 r.
Park słoneczny Perleberg 35 Ukończony w 2012 r.
Park słoneczny Krughütte 29,1 Ukończony w 2012 r.
Solarpark Heideblick 27,5 Ukończony w 2011 r.
Solarpark Eiche 26,5 Ukończony w 2011 r.
Park energetyczny Lauingen 25,7 Ukończony w 2010 r.
Pocking Solar Park 22 Ukończono w marcu 2006 r.
Park słoneczny Mengkofen 21,7 Oddany do użytku w grudniu 2009 r.
Park słoneczny Rothenburg 20 Oddany do użytku w 2009 r.
Inne godne uwagi elektrownie fotowoltaiczne (PV)
Nazwa i opis Moc
w MW p 		Lokalizacja Uzysk roczny
w MWh 		Współczynnik wydajności Współrzędne
Park słoneczny Erlasee , 1408 SOLON 12 Arnstein 14 000 0,13 50°0′10″N 9°55′15″E / 50.00278°N 9.92083°E / 50.00278; 9.92083 ( Park słoneczny Erlasee )
Park słoneczny Gottelborn 8.4 Gottelborn nie nie –
Bavaria Solarpark , 57 600 modułów słonecznych 6,3 Mühlhausen 6750 0,12 49°09′29″N 11°25′59″E / 49,15806°N 11,43306°E / 49.15806; 11.43306 ( Bawaria Solarpark )
Rote Jahne Solar Park , 92 880 modułów cienkowarstwowych,
First Solar , FS-260, FS-262 i FS-265 		6,0 Doberschütz 5700 0,11 –
Farma słoneczna Bürstadt, 30 000 modułów fotowoltaicznych BP 5.0 Bürstadt 4200 0,10 49°39′N 8°28′E / 49,650 N 8,467° E / 49.650; 8.467
Espenhain, 33 500 modułów Shell Solar 5.0 Espenhain 5000 0,11 51°12′N 12°31′E / 51,200°N 12,517°E / 51.200; 12.517
Geiseltalsee Solarpark , 24 864 BP modułów słonecznych 4.0 Merseburg 3400 0,10 51°22′N 12°0′E / 51,367°N 12.000°E / 51,367; 12.000 ( park słoneczny Geiseltalsee )
Hemau Solar Farm, 32 740 modułów słonecznych 4.0 Hemau 3900 0,11 49°3′N 11°47′E / 49,050°N 11,783°E / 49 050; 11,783
Moduły słoneczne Solara, Sharp i Kyocera 3,3 Dingolfing 3050 0,11 48°38′N 12°30′E / 48,633°N 12,500°E / 48,633; 12.500
Solarpark Herten , 11.319 modułów firmy Astronergy 3 Rheinfelden 3000 0,11 47°32′39″N 7°43′30″E / 47,54417°N 7,72500°E / 47,54417; 7.72500
Bavaria Solarpark , Moduły słoneczne Sharp 1,9 Günching nie nie 49°16′N 11°34′E / 49,267°N 11,567°E / 49,267; 11,567 ( Bawaria Solarpark )
Bavaria Solarpark , Moduły słoneczne Sharp 1,9 Minihof nie nie –

Galeria

Firmy

Niektóre firmy upadły od 2008 roku, stając w obliczu ostrej konkurencji ze strony importowanych paneli słonecznych. Niektóre zostały przejęte, jak Bosch Solar Energy przez SolarWorld . Do największych niemieckich firm fotowoltaicznych należą:

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki