Udostępnij
W 2022 r. energia słoneczna stała się najszybciej rosnącym źródłem energii elektrycznej 18. rok z rzędu, rosnąc o 24% w porównaniu z 2021 r.1. Udział energii słonecznej w globalnym koszyku energetycznym stale rośnie ze względu na spadające koszty, postęp technologiczny i wspierającą politykę. Wiele krajów nadal inwestuje w infrastrukturę energii słonecznej i wdraża cele w zakresie energii odnawialnej, aby jeszcze bardziej przyspieszyć wdrażanie energii słonecznej. W niniejszym artykule przeanalizujemy wskaźniki wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych w poszczególnych krajach i stanach oraz zbadamy czynniki, które się do tego przyczyniają.
Poniższa analiza koncentruje się na wzroście i dynamice rynku w segmencie kolektorów słonecznych dla gospodarstw domowych.2
Czynniki wpływające na popularyzację energii słonecznej w budynkach mieszkalnych
Wzrost popularności kolektorów słonecznych w gospodarstwach domowych jest napędzany przez zróżnicowany zestaw czynników, a ich kombinacja różni się w zależności od miejsca. Niektóre z najczęściej wymienianych czynników wpływających na popularyzację kolektorów słonecznych w gospodarstwach domowych - które obejmują decyzje dotyczące zakupu, instalacji lub analizy technologii solarnej - to:
-Koszt energii elektrycznej: Rosnące koszty dla podatników napędzają popyt na energię słoneczną.
-Stabilność sieci: Niezdolność kraju lub regionu do niezawodnego generowania wystarczającej ilości energii elektrycznej w celu utrzymania stabilnych dostaw energii elektrycznej stwarza zapotrzebowanie na odporność.
-Lokalne natężenie promieniowania: Regiony o dużym nasłonecznieniu generalnie zapewniają korzystniejsze warunki dla rozwoju energii słonecznej. Poniższa grafika przedstawia bezpośrednie poziome napromieniowanie (czytaj: ilość światła słonecznego, które uderza w powierzchnię Ziemi) na całym świecie.
-Koszty sprzętu: Spadek cen komponentów systemów fotowoltaicznych (PV) i robocizny instalacyjnej ma pozytywny wpływ na przyjęcie domowych systemów solarnych.
-Struktury regulacyjne: Korzystne regulacje, takie jak pomiary netto lub zachęty rządowe, często napędzają wzrost liczby domowych instalacji solarnych.
-Czynniki geopolityczne: Wydarzenia na świecie, które powodują nieoczekiwane zmiany w dostępności lub cenie energii, mogą przyspieszyć wdrażanie energii odnawialnej.
-Czynniki społeczne: Pragnienie zmniejszenia śladu węglowego, przyczynienie się do ochrony sieci poprzez magazynowanie energii, przewidywanie oszczędności finansowych poprzez generowanie oszczędności i zwrotu z inwestycji w czasie itp.
Chociaż lista ta nie jest wyczerpująca, czynniki te stanowią użyteczne ramy do analizy czynników napędzających wzrost lub ograniczających wzrost wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych. Co więcej, znaczenie tych czynników i kombinacja, w jakiej występują, różnią się w zależności od regionu.
Aby obliczyć wskaźniki wykorzystania energii słonecznej w budynkach mieszkalnych, dane dotyczące liczby instalacji fotowoltaicznych w budynkach mieszkalnych w danej jurysdykcji podzielono przez liczbę domów jednorodzinnych. Tam, gdzie liczba instalacji fotowoltaicznych w budynkach mieszkalnych jest niedostępna, całkowita moc zainstalowana w budynkach mieszkalnych, mierzona w megawatach, została podzielona przez średnią wielkość instalacji w budynkach mieszkalnych, aby uzyskać rozsądne oszacowanie liczby instalacji w budynkach mieszkalnych.
Poniższa tabela przedstawia ogólny obraz penetracji energii słonecznej w gospodarstwach domowych na poziomie krajowym i obejmuje dwa z najłatwiejszych do zmierzenia czynników wpływających na przyjęcie energii słonecznej, jak opisano powyżej.
Na poziomie 37,7% Australia ma najwyższy wskaźnik wykorzystania energii słonecznej w budynkach mieszkalnych spośród badanych krajów. "Kontynent australijski ma najwyższe promieniowanie słoneczne na metr kwadratowy ze wszystkich kontynentów, a co za tym idzie jedne z najlepszych zasobów energii słonecznej na świecie".4 Ten duży i słoneczny kraj konsekwentnie wyznacza imponujące cele w zakresie energii słonecznej, aby zmniejszyć zależność od innych źródeł energii.5 W czasie, gdy zbierano te dane, w Australii zainstalowanych było 3,4 miliona systemów domowych, przy czym średnio 300 000 jest dodawanych rocznie.6 Australijski rząd oferuje wiele różnych zachęt, aby zachęcić do korzystania z energii słonecznej, w tym certyfikaty technologiczne na małą skalę (STC) i taryfy gwarantowane (FiT), które często stanowią uzupełnienie zachęt na szczeblu krajowym.7
Holandia, jeden z najbardziej dojrzałych rynków fotowoltaicznych w Europie, ma wskaźnik wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych na poziomie 24,0%, który znacznie wzrósł w ciągu ostatnich kilku lat8. Wysoki koszt energii elektrycznej (0,49 USD/kWh) jest prawdopodobnie najbardziej znaczącym czynnikiem przyczyniającym się do imponującej liczby instalacji. Rząd holenderski oferuje również taryfę gwarantowaną (FiT) dla energii słonecznej i interesujące będzie zobaczyć, co się stanie, gdy stawka ta zostanie dostosowana pod koniec 2023 roku.9
Japoński przemysł fotowoltaiczny przeszedł od koncentracji na naziemnych instalacjach fotowoltaicznych do bardziej komercyjnych i mieszkaniowych instalacji dachowych. Będąc trzecim krajem pod względem wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych (21,5%), Japonia czyni ogromne postępy w kierunku osiągnięcia celów w zakresie energii odnawialnej wyznaczonych przez Ministerstwo Energii na rok 2030.10 Japoński rząd oferuje skromną taryfę gwarantowaną (FiT) dla energii słonecznej, a polityka ta nie obejmuje systemów podłączonych do sieci przed 17 stycznia 2022 r.11
Republika Czeska wykorzystuje energię słoneczną do pobudzenia wzrostu gospodarczego i dobrobytu społecznego, a obecnie 15,1% gospodarstw domowych korzysta z energii słonecznej.12 Kraj ten bierze udział w realizacji celu energetycznego UE polegającego na wykorzystaniu "co najmniej 40% odnawialnych źródeł energii w ogólnym koszyku energetycznym UE do 2030 roku...". Oczekuje się, że wraz z rządowym celem zwiększenia odnawialnych źródeł energii, produkcja energii elektrycznej wzrośnie, napędzając rynek".13 Rząd oferuje Feed-in Tariff (FiT) dla właścicieli domów wykorzystujących energię słoneczną.
W Niemczech wskaźnik wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych wynosi 12,3%, co można prawdopodobnie w dużej mierze przypisać wysokim stawkom za energię elektryczną płaconym przez tamtejszych konsumentów.14 "Według Niemieckiego Stowarzyszenia Przemysłu Energetyki Słonecznej (BSW), głównym czynnikiem wpływającym na zwiększone wykorzystanie energii słonecznej przez właścicieli domów był wzrost cen energii, a także dążenie konsumentów do długoterminowej stabilności i przewidywalności".15 Niemieccy konsumenci płacą 557 USD/kWh za energię elektryczną dostarczaną z sieci, a kraj ten ma jedną z najdłuższych historii związanych z energią słoneczną jako agresywny wczesny nabywca technologii fotowoltaicznej.
Mając na uwadze śmiały cel, jakim jest zużycie 100% energii odnawialnej do 2030 r., Dania polega na energii słonecznej, która odgrywa kluczową rolę.16 Obecnie poziom wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych wynosi 10,3%. Zachęty rządowe, takie jak taryfy gwarantowane (FiT) i ulgi podatkowe, są kluczowymi czynnikami, prawdopodobnie kompensującymi niższe poziomy napromieniowania w wysokich szerokościach geograficznych.
RPA ma skromniejszy wskaźnik wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych, wynoszący 5%.17 "Południowoafrykańskie stowarzyszenie energii słonecznej do 2030 r. zamierza wdrożyć kolejne 6 GW PV, co zwiększy (w całej branży, a nie tylko w gospodarstwach domowych) zainstalowaną moc PV z obecnych całkowitych dostaw energii elektrycznej do 11% do 2030 r.". Osoby fizyczne będą mogły ubiegać się o rabat w wysokości do 25% kosztów nowych i nieużywanych paneli słonecznych, z maksymalną kwotą 15 000 R na osobę.18
Włochy mają nieco ponad 25 MW19 mocy instalacji fotowoltaicznych w budynkach mieszkalnych, co daje temu krajowi wskaźnik adopcji na poziomie 4,7%. Przy cenie 579 USD/kWh, Włochy mają jedne z najwyższych stawek za energię elektryczną w Europie. Lokalny przemysł fotowoltaiczny jest na dobrej drodze do dalszego rozwoju, ale dojrzewający rynek prawdopodobnie oznacza, że wzrost będzie skromniejszy niż w przeszłości. Kraj musiał również ograniczyć wcześniejsze zachęty podatkowe dla budownictwa ekologicznego ze względu na wysokie koszty ponoszone przez Ministerstwo Finansów.20
W Wielkiej Brytanii wskaźnik wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych wynosi 5%. 21 Oczekuje się, że Wielka Brytania będzie nadal zwiększać moc słoneczną zgodnie z dążeniem do osiągnięcia zera netto do 2050 roku. W rzeczywistości IEA przewiduje również, że moc słoneczna w Wielkiej Brytanii wzrośnie niemal trzykrotnie do 2030 r.".22 Przy około 1,2 miliona zainstalowanych systemów, dla obywateli Wielkiej Brytanii dostępnych jest obecnie sześć różnych dotacji na energię słoneczną, w tym ECO4, dotacja na modernizację domu, SEG, Solar Together, rabat VAT i programy PPA.
Stany Zjednoczone są drugim największym konsumentem energii na świecie, co podkreśla znaczenie dywersyfikacji koszyka energetycznego.23 W Stanach Zjednoczonych wskaźnik adopcji w gospodarstwach domowych wynosi 3,4%, a właściciele domów mogą skorzystać z różnych zachęt stanowych i lokalnych, a także z federalnej ulgi podatkowej w wysokości 30% kosztów instalacji.24 Poniżej przedstawiono kraj w podziale na niektóre stany o najwyższym i najniższym wskaźniku.25
Oczekuje się, że energia słoneczna w Meksyku będzie nadal rosła w nadchodzących latach, napędzana popularnymi programami zachęt do pomiarów netto i rozliczeń netto dla gospodarstw domowych.26 Przy bardzo korzystnym natężeniu promieniowania wynoszącym 3,37-8,06 kWh/m2/dzień, energia słoneczna jest wydajnym i niezawodnym źródłem energii odnawialnej w tym kraju. Przy 2,7% wskaźniku adopcji, obywatele Meksyku mogą "odliczyć 100% swojej początkowej inwestycji w jednym roku podatkowym, przynosząc podatnikowi do 30% oszczędności na zakupie systemu solarnego".27
Brazylia ma ogromny potencjał w zakresie energii słonecznej ze względu na nasłonecznienie i wielkość populacji.28 Chociaż Brazylia jest dużym krajem pod względem geograficznym, wskaźnik wykorzystania energii słonecznej w gospodarstwach domowych wynosi zaledwie 1,9%, przy 1,46 mln wdrożonych systemów. Chociaż kraj ten charakteryzuje się dużym nasłonecznieniem (3,01-6,22 kWh/m2/dzień), ma również dość niskie ceny energii elektrycznej (175 USD/kWh). Brazylia oferuje pomiary netto, taryfy gwarantowane, ulgi podatkowe, a także lokalne zachęty do korzystania z energii słonecznej w gospodarstwach domowych.
W Kanadzie wskaźnik ten wynosi 0,3%, a ten raczej niski wskaźnik można przypisać połączeniu niższego natężenia promieniowania (1,59-5,05 kWh/m2/dzień), w zależności od regionu, a także znacznych opadów śniegu i zabrudzenia modułów przez cały rok.29 Kanada oferuje 30% ulgę podatkową na inwestycje w energię słoneczną, aby pomóc w pokryciu kosztów instalacji.30 Energetyka słoneczna na skalę przemysłową nie zyskała popularności w Kanadzie, ale nacisk na kolektory słoneczne w budynkach mieszkalnych ma na celu zmniejszenie zależności od brudnej energii.
W Stanach Zjednoczonych "mieszkaniowy rynek energii słonecznej odnotował szósty z rzędu rekordowy rok w 2022 r.".31 Przyjęcie energii słonecznej w budynkach mieszkalnych różni się jednak znacznie w zależności od stanu, przy czym niektóre osiągają nawet prawie 20%, podczas gdy inne są prawie zerowe.32 Poza regionalnymi różnicami w napromieniowaniu, głównymi przyczynami rozbieżności są braki w infrastrukturze.
Poniższa tabela przedstawia dziesięć najlepszych i pięć najgorszych stanów USA pod względem liczby domów, liczby instalacji fotowoltaicznych w budynkach mieszkalnych i obliczonego odsetka adopcji na czerwiec 2023 roku. Dane dotyczące budynków mieszkalnych pochodzą z Wood Mackenzie, a dane dotyczące domów ze spisu ludności USA.
Hawaje: Ze wskaźnikiem adopcji wynoszącym 24,4%, Hawaje przodują w kraju pod względem adopcji paneli słonecznych w budynkach mieszkalnych, a także pod względem kosztów energii elektrycznej na poziomie 43 USD/kWh. Właściciele domów w stanie Aloha mogą ubiegać się o 35% ulgę podatkową na koszt instalacji solarnej, eksportować nadwyżki energii do sieci w zamian za kredyty i uzyskać zwolnienia podatkowe od wartości swoich paneli słonecznych.33
Kalifornia: Pomimo największej łącznej mocy zainstalowanej (13 359,37 Mwdc) i największej liczby domów (8 301 530), Kalifornia zajmuje drugie miejsce ze wskaźnikiem adopcji wynoszącym 15,2%. Cena energii elektrycznej różni się w zależności od stanu, a średnia wynosi 295 USD/kWh; jest to jeden z wyższych kosztów analizowanych powyżej. Kalifornia w pełni wykorzystuje wysoki poziom promieniowania słonecznego, którego średnia wartość wynosi 5,75 kWh/m2/dzień. Właściciele domów mogą ubiegać się o 26% ulgę podatkową na koszt instalacji paneli słonecznych, uczestniczyć w programie NEM3 Net metering, zabezpieczyć pożyczki na sfinansowanie ostatecznego kosztu instalacji paneli słonecznych bez zaliczki lub otrzymać zwolnienie z podatku od nieruchomości od wartości swoich paneli.34
Arizona: Ze wskaźnikiem adopcji wynoszącym 11,1%, Arizona ma znaczącą obecność energii słonecznej w gospodarstwach domowych. Stan ten ma łączną moc zainstalowaną wynoszącą 2 448,94 Mwdc i 2 031 053 domów. Stan ma również najwyższe średnie promieniowanie słoneczne na poziomie 6,49 kWh/m2/dzień, a właściciele domów mogą ubiegać się o 25% ulgę podatkową na koszt instalacji paneli słonecznych, uczestniczyć w pomiarach netto w celu uzyskania kredytów i otrzymać zwolnienie podatkowe, aby pomóc w pokryciu kosztów instalacji słonecznej.
Nevada: Nevada zajmuje czwarte miejsce ze wskaźnikiem adopcji wynoszącym 10,6%. Stan ten ma większą liczbę domów (793 296) i wyższą moc zainstalowaną (903,54 Mwdc) w porównaniu do Hawajów. Stan ten ma również jedną z wyższych średnich irradiancji, wynoszącą 6,23 kWh/m2/dzień. Właściciele domów mogą ubiegać się o 25% ulgę podatkową na koszt instalacji paneli słonecznych, uczestniczyć w pomiarach netto, korzystać ze zwolnień z podatku od nieruchomości i zabezpieczyć finansowanie PACE.
Massachusetts: Zajmuje piąte miejsce ze wskaźnikiem adopcji na poziomie 8,2%. Życie w tym stanie na wschodnim wybrzeżu wiąże się z wysokimi kosztami energii elektrycznej na poziomie 0,32 USD/kWh. Właściciele domów mogą ubiegać się o 26% ulgę podatkową na koszt instalacji paneli słonecznych, uczestniczyć w pomiarach netto, korzystać ze zwolnień z podatku od nieruchomości i zabezpieczyć finansowanie PACE.
New Jersey: Pomimo skromniejszego wskaźnika wykorzystania energii słonecznej na poziomie 7,9%, New Jersey ma również stosunkowo mniejszą liczbę domów (2 027 880) i zainstalowaną moc 1 475,00 Mwdc. Właściciele domów mogą ubiegać się o 26% ulgę podatkową na koszt instalacji paneli słonecznych, uczestniczyć w pomiarach netto, korzystać ze zwolnień z podatku od nieruchomości i zabezpieczyć finansowanie PACE.
Maryland35Connecticut36Utah37 & Vermont38 mają wskaźniki adopcji w zakresie od 7,7% do 5,4%, co wskazuje na umiarkowany poziom adopcji energii słonecznej w gospodarstwach domowych. Mają one również średnią ilość promieniowania słonecznego do wykorzystania. Connecticut ma wysoką stawkę za energię elektryczną, wynoszącą 0,34 USD/kWh, a mieszkańcy mogą skorzystać z większej ilości energii słonecznej. Wszystkie cztery stany oferują ulgi w podatku dochodowym w wysokości od 26% do 30%, pomiary netto i zwolnienia z podatku od nieruchomości, aby pomóc w początkowym obciążeniu finansowym i zachęcić do korzystania z energii słonecznej w budynkach mieszkalnych.
Stany USA o najniższych wskaźnikach wykorzystania energii słonecznej to Georgia39 (46), Tennessee40 (47), Południowa Dakota41(48), Dakota Północna42(49) i Alabama43(50). W stanach tych wskaźnik adopcji wynosi 0,1% lub mniej. Ponieważ ani promieniowanie słoneczne, ani stawki za energię elektryczną nie różnią się drastycznie od ich federalnych odpowiedników, energia słoneczna dla gospodarstw domowych stanowi szansę na rozwój dla przedsiębiorczych przedsiębiorców. Co więcej, w tych pięciu stanach istnieją opcje ulg podatkowych na inwestycje solarne, zwolnienia z podatku od nieruchomości, finansowanie PACE i programy pomiaru netto, a także organizacje takie jak Tennessee Valley Authority (TVA), które oferują rabat w wysokości do 1000 USD na projekty solarne.44
Przytoczone tu dane pochodzą z 2023 r., a ranking i odsetek adopcji będą się zmieniać w czasie, w miarę jak coraz więcej gospodarstw domowych będzie korzystać z energii słonecznej oraz wdrażane będą nowe polityki i zachęty. Już 54% całej nowej mocy elektrycznej dodanej do amerykańskiej sieci w drugim kwartale 2023 r. pochodziło z energii słonecznej. Rosnąca konkurencyjność energii słonecznej w stosunku do innych technologii pozwoliła jej szybko zwiększyć udział w całkowitej produkcji energii elektrycznej w USA - z zaledwie 0,1% w 2010 r. do prawie 5% obecnie,45 a krajobraz pozostaje pełen możliwości dalszego wzrostu.
Przyjęcie energii słonecznej w budynkach mieszkalnych stale rośnie w skali globalnej dzięki różnym czynnikom. Malejące koszty, postęp technologiczny i wspierająca polityka odegrały znaczącą rolę w napędzaniu rozwoju energii słonecznej. Wiele krajów zainwestowało w infrastrukturę solarną i ustanowiło cele w zakresie energii odnawialnej, aby przyspieszyć wdrażanie energii słonecznej w gospodarstwach domowych. Zalety energii słonecznej dla gospodarstw domowych są liczne, w tym możliwość zwiększenia odporności dzięki magazynowaniu energii, niższe rachunki za media, korzyści z pomiarów netto, zachęty rządowe, niższy ślad węglowy, długoterminowe oszczędności finansowe i zwroty finansowe dzięki skumulowanym oszczędnościom w czasie. W pewnym połączeniu, korzyści te popchnęły narody na całym świecie w kierunku przyszłości zasilanej energią słoneczną.
Inne referencje:
