StrategiePlatform Chemie 26 03 2014 Sinke

501 views

Published on

Opportunities for the the chemical industry in photovoltaics (PV)

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
501
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
2
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

StrategiePlatform Chemie 26 03 2014 Sinke

  1. 1. www.ecn.nl Zonne-energie van niche naar impact Kansen en uitdagingen van grootschalige zonnestroom Wim Sinke ECN Solar Energy, TKI Solar Energy & European Photovoltaic Technology Platform StrategiePlatform Chemie Deurne 26 maart 2014
  2. 2. over impact gesproken: http://www.sma.de/en/company /pv-electricity-produced-in- germany.html
  3. 3. Inhoud • Bouwstenen en ingrediënten – veel keus en meer onderweg • Hoge ambities; kansen en uitdagingen – van niche naar impact: wat betekent dat en wat is ervoor nodig? – drievoudige integratie – wat kan de chemische industrie ermee? • En dit is nog maar het begin… – de toekomst in vogelvlucht 3
  4. 4. Inhoud • Bouwstenen en ingrediënten – veel keus en meer onderweg • Hoge ambities; kansen en uitdagingen – van niche naar impact: wat betekent dat en wat is ervoor nodig? – drievoudige integratie – wat kan de chemische industrie ermee? • En dit is nog maar het begin… – de toekomst in vogelvlucht 4
  5. 5. First SolarHyET SolarManz Solar Zonnecellen en -panelen Commercieel 5 Wafer-silicium (marktaandeel 90%) - monokristallijn - multikristallijn Paneelrendementen 14  22% Toyota PriusStad van de Zon (NL) Concentrator (marktaandeel <1%) - gestapelde “III-V” cellen - wafer-silicium Paneelrendementen 25  33% Abengoa/ConcentrixFhG-ISE Dunne films (marktaandeel 10%) - cadmiumtelluride (CdTe) - koper-indium/gallium-diselenide/sulfide (CIGS) - silicium Paneelrendementen 7  14%
  6. 6. Zonnecellen en -panelen Marktaandelen commerciële technologieën
  7. 7. Nieuwe ontwikkelingen Laboratorium en proefproductie • super-hoog-rendement concepten (nanotechnologie aan de km2) – volledig gebruik van alle kleuren licht (optimaliseer cel of pas lichtspectrum aan) – geavanceerd lichtmanagement & concentratie van licht • super-lage-kosten concepten & technologieën voor nieuwe toepassingen – zeer snelle en niet-vacuüm fabricageprocessen – goedkope materialen & laag materiaalgebruik 7 Voorbeeld: spectrumconversie met quantum dots (UvA) Voorbeeld: organische zonnecel (Solliance) Voorbeeld: lichtmanagement met nanopatroon (AMOLF)
  8. 8. www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg
  9. 9. Rendement commerciële panelen Selectie; verleden + korte-termijn toekomst wafer Si IBC wafer Si IBC wafer Si monowafer Si HIT wafer Si multi CdTe CIGS tf a/µcSi tf aSi wafer Si IBC M.J. de Wild-Scholten SmartGreenScans
  10. 10. Rendementen commerciële panelen Verwachte ontwikkeling op langere termijn
  11. 11. Inhoud • Bouwstenen en ingrediënten – veel keus en meer onderweg • Hoge ambities; kansen en uitdagingen – van niche naar impact: wat betekent dat en wat is ervoor nodig? – drievoudige integratie – wat kan de chemische industrie ermee? • En dit is nog maar het begin… – de toekomst in vogelvlucht 12
  12. 12. Zonne-energie mondiaal Cumulatief geïnstalleerd vermogen 13
  13. 13. Zonne-energie in Nederland Cumulatief geïnstalleerd vermogen 14 2013: 700 MWp? (0.5% van totaal elektriciteits- gebruik)
  14. 14. Zonnestroom mondiaal Impact op lange termijn – IEA scenario “Testing the limits” = 40.000 km2 moduleoppervlak @ 30% rendement
  15. 15. Zonne-energie mondiaal Impact op lange termijn – Shell Lens Scenario “Oceans”
  16. 16. Impact met zonnestroom Wat zijn de uitdagingen? • Concurrerende opwekkosten (typisch  0.05 €/kWh)  0,5  1 €/Wp turn-key systeemprijzen (incl. marges) • Integrale kwaliteitsborging • Van hernieuwbaar naar volledig duurzaam • Integratie in elektriciteitsnet, omgeving en economie
  17. 17. Leercurve zonnepanelen Effecten van volume en innovatie 18Fraunhofer ISE (2013)
  18. 18. 19Fraunhofer ISE (2013) 2020 Leercurve zonnepanelen De markt is zijn tijd vooruit
  19. 19. Ontwikkeling systeemprijzen (Duitsland) 20
  20. 20. Concurrentiepositie zonnestroom Kleine en grote systemen (instraling 1000-1200 kWh/m2/jaar) 21
  21. 21. Grid parity zonnestroom Huishoudens NL (verbruik  3500 kWh/jaar) 22
  22. 22. Grid parity zonnestroom Klein commercieel NL (verbruik  50.000 kWh/jaar) 23
  23. 23. Duurzaamheid: materialen Nog geen consensus 2424
  24. 24. Kwaliteit op alle niveaus Voorwaarde voor grootschaligheid • Alle niveaus en aspecten: componenten, systemen, installateurs, productieprocessen, etc. • Behoefte aan informatie, coördinatie en communicatie (certificaten, labels, garanties, etc.) • Hoge prioriteit in onderzoek en bedrijven 25
  25. 25. Inhoud • Bouwstenen en ingrediënten – veel keus en meer onderweg • Hoge ambities; kansen en uitdagingen – van niche naar impact: wat betekent dat en wat is ervoor nodig? – drievoudige integratie – wat kan de chemische industrie ermee? • En dit is nog maar het begin… – de toekomst in vogelvlucht 26
  26. 26. Netintegratie Duitsland verkent (en verschuift) de grenzen 27 M. Lippert, SAFT Bron: Fraunhofer ISE (2013)
  27. 27. Bijdrage zonnestroom op lange termijn (scenario’s Duitsland) 28 15-30% PV Bron: Fraunhofer ISE (2013)
  28. 28. Integratie in de omgeving Esthetiek: alleen technologie 2929
  29. 29. Integratie in de omgeving Esthetiek: technologie ontmoet ontwerp 3030 RidderSolar
  30. 30. Integratie in de omgeving Maatschappelijk draagvlak is geen vanzelfsprekendheid Not in my backyard / Not on my roof / Not in my nature 31
  31. 31. Maatschappelijke integratie Draagvlak is geen vanzelfsprekendheid 3232 Oh my God, please help our country and send us a terrific and destructive hailstorm! Bron: Michael Marčák
  32. 32. Inhoud • Bouwstenen en ingrediënten – veel keus en meer onderweg • Hoge ambities; kansen en uitdagingen – van niche naar impact: wat betekent dat en wat is ervoor nodig? – drievoudige integratie – wat kan de chemische industrie ermee? • En dit is nog maar het begin… – de toekomst in vogelvlucht 33
  33. 33. Inhoud • Bouwstenen en ingrediënten – veel keus en meer onderweg • Hoge ambities; kansen en uitdagingen – van niche naar impact: wat betekent dat en wat is ervoor nodig? – drievoudige integratie – wat kan de chemische industrie ermee (behalve stroom opwekken)? • En dit is nog maar het begin… – de toekomst in vogelvlucht 34
  34. 34. Herwaardering van de maakindustrie in de VS en Europa 35
  35. 35. Herwaardering van de maakindustrie in de VS en Europa Drivers • Banen en omzet over de hele supply chain (waarde PV sector 70100 G€ per jaar) • Uitstekende kennispositie te gelde maken • Voorkomen van nieuwe vorm van energieafhankelijkheid 36
  36. 36. Wat maakt productie van zonnepanelen goedkoop? 37
  37. 37. Productie in alle delen van de wereld? 38
  38. 38. Kostenstructuur zonnepanelen 39 materialen apparatuur + materialen apparatuur + energie + materialen
  39. 39. Innovative integrated cell and module architecture: MWT module 40 4*4 via design Interdigitated Cu foil CA interconnection ECN’s Black Beauty front Metal Wrap-Through cell rear
  40. 40. Inhoud • Bouwstenen en ingrediënten – veel keus en meer onderweg • Hoge ambities; kansen en uitdagingen – van niche naar impact: wat betekent dat en wat is ervoor nodig? – drievoudige integratie – wat kan de chemische industrie ermee? • En dit is nog maar het begin… – de toekomst in vogelvlucht 41
  41. 41. De toekomst in vogelvlucht (afgeronde getallen) 42 Nu 2020 Langetermijn potentieel Paneelrendement (%) 722 1025 2050 Turn-key systeemprijs (€/Wp) 13 0.82 0.51 Opwekkosten NL (LCoE, €/kWh) 0.100.30 0.080.20 0.050.10 Energieterugverdientijd NL (jr) 12 0.51 0.250.5 Opgesteld vermogen wereld (TWp) 0.1 0.51 10-50
  42. 42. De toekomst in vogelvlucht (afgeronde getallen) 43 Nu 2020 Langetermijn potentieel Paneelrendement (%) 520 / 2530 (Si: 1220) 1025 / 3035 (Si: 1624) 2040+ (Si: 2030+) Turn-key systeemprijs (€/Wp) 1.25 0.83 0.61.5 Opwekkosten NL (LCoE, €/kWh) 0.060.50 0.040.30 0.030.15 Energieterugverdientijd NL (jr) 0.52 0.251 0.250.5 Opgesteld vermogen wereld (TWp) 0.1 0.51 10-50 x 23 x ½⅓ x 100+
  43. 43. 44 Stad van de Zon, Gemeente Heerhugowaard, NL (foto KuiperCompagnons)

×