Глобальный взгляд на показатели использования солнечной энергии в жилых домах

Солнечные технологии развиваются быстрыми темпами, что упрощает внедрение солнечной энергии. Тем не менее, рынок солнечной энергии все еще имеет большой потенциал роста.

Глядя на глобальные данные, солнечная фотоэлектрическая (PV) генерация неуклонно росла в течение последних нескольких лет и показала второй по величине абсолютный рост генерации среди всех возобновляемых технологий в 2020 году, сразу после ветра и сразу перед гидроэнергетикой, по данным International Energy. Агентство (МЭА). Недавний анализ Управления энергетической информации США показал, что к 2025 году глобальные солнечные фотоэлектрические установки на крышах вырастут почти до 95 ГВт по сравнению с 59 ГВт в прошлом году.

КОММЕНТАРИЙ

Важно отметить различные причины, по которым в некоторых странах и штатах уровень усыновления может быть низким. В некоторых местах освещенность или количество солнечного света, которое получает место, может быть низким, что делает солнечную энергию менее жизнеспособным источником энергии. В других случаях цены на электроэнергию уже могут быть низкими, что снижает потребность в установке солнечной системы, а отсутствие стимулов может сделать использование солнечной энергии более дорогим, чем получение электроэнергии из сети.

Наконец, жилые дома в стране могут не подходить для солнечной системы из-за структурной целостности зданий или типа здания.

Цель этого отчета — глубже погрузиться в различные регионы и посмотреть, как выглядят показатели внедрения солнечной энергии в жилых домах, в рамках анализа потенциального роста отрасли.

США лидируют в Северной Америке

США являются ведущей страной в Северной Америке (рис. 1) по установленной солнечной мощности.Совокупная мощность солнечных установок в жилых домах составляет около 22 151 мегаватт (МВт), а общий уровень использования солнечной энергии в жилых домах составляет около 3%, при условии, что средний размер солнечной системы в жилых домах составляет 5 киловатт (кВт). Но США — большая страна, поэтому давайте сосредоточимся на некоторых штатах, чтобы дать вам более четкое представление об уровне усыновления по регионам. В приведенной ниже таблице (рис. 2) показан процент домов с солнечными батареями в восьми штатах США, рассчитанный с использованием данных об общем количестве домов из переписи населения США 2020 года и количества домов с солнечными батареями из различных источников.

Различия в уровне усыновления жилья по штатам обусловлены множеством факторов, включая погоду, стимулы, планы тарифов на коммунальные услуги, количество домов и многое другое. Например, Гавайи в значительной степени зависят от импорта энергии, что приводит к высоким ценам на электроэнергию. Поэтому Гавайи обратились к солнечной энергии, чтобы производить собственное электричество по гораздо более низкой цене. С другой стороны, одна из причин, по которой Флорида имеет более низкие показатели усыновления жилья, связана с низкими ценами на электроэнергию, что приводит к более длительным периодам окупаемости для домовладельцев. Калифорния, с другой стороны, имеет сочетание отличного солнечного потенциала, высоких тарифов на электроэнергию и стимулов, которые позволяют сократить период окупаемости для жилых солнечных установок.

Канада

Канада имеет самую низкую установленную солнечную мощность в Северной Америке. Причина этого связана с погодными условиями и количеством солнечного света, которое канадцы видят в среднем каждый год. Средняя выходная мощность фотоэлектрических систем составляет 3,8 киловатт-часа на киловатт пиковой мощности (кВтч/кВт-пик). Но из-за того, что Канада очень большая, каждый город имеет разную степень солнечного света. Так же, как в некоторых частях США с низкими ценами на электроэнергию, установка домашней солнечной системы не стоит для каждого домохозяйства.

Вместо этого Канада создала солнечные фотоэлектрические фермы коммунального масштаба для выработки чистой энергии для распределения по домам. Более 96% солнечной энергии Канады сосредоточено в Онтарио.В целом 0,5% всей электроэнергии Канады приходится на солнечную энергию, но в 2020 году Канада установила 70 МВт солнечной энергии и планирует продолжать увеличивать свою солнечную мощность. Ознакомьтесь с планами Канады по солнечной энергии на 2050 год здесь.

Германия

Германия является ведущей страной, когда речь идет о солнечной энергии в Европе. Германия уже давно поддерживает и поощряет развертывание солнечных батарей, и в результате имеет относительно высокий уровень проникновения солнечных установок в жилых домах и солнечных компаний.

По оценкам, в Германии насчитывается 11,7 миллиона домов на одну и две семьи, подходящих для солнечной системы; на конец 2020 года было установлено более 1,3 миллиона систем. Таким образом, уровень усыновления в жилых домах составляет около 11%.

Италия

В Италии общее количество установленных солнечных фотоэлектрических систем с 2009 по 2020 год составило около 7 миллионов. С 2016 по 2020 год в жилых домах было установлено около 3 миллионов солнечных установок. Всего в Италии около 26 миллионов домохозяйств, что означает, что уровень использования солнечной энергии составляет около 23%.

Нидерланды

В Нидерландах около 8 миллионов домов, и в 1,3 миллиона из них установлены солнечные батареи. Таким образом, уровень усыновления в жилых домах составляет примерно 16%.

Соединенное Королевство

Хотя Великобритания ассоциируется с постоянными дождями или пасмурной погодой, на солнечную энергию приходится около 4% от общего объема производства электроэнергии в Великобритании, а солнечная энергия является третьей наиболее вырабатываемой возобновляемой энергией в Великобритании. В общей сложности установленная солнечная мощность с 2010 по 2020 год составила около 86 гигаватт (ГВт), а солнечные панели установлены примерно в 1 миллионе домов. Если мы разделим эту сумму на 25 миллионов домов в Великобритании, уровень усыновления составит около 4%.

Африка

Африка является самым жарким континентом на Земле и имеет больше всего солнечного света по сравнению с любым другим континентом. Поэтому потенциал солнечной генерации очень силен. Однако, поскольку многие страны Африки развиваются, внедрение солнечной энергии для многих может оказаться невыгодным с финансовой точки зрения.

Южная Африка

В Южной Африке текущая совокупная солнечная мощность по состоянию на декабрь 2021 года составляет 4172 МВт. Крупномасштабные фотоэлектрические системы составляют более половины солнечной мощности; около 20% составляют жилые системы. Тем не менее, уровень внедрения в жилых домах довольно низок из-за доступности солнечной энергии.

Многие домохозяйства с низким доходом полагаются на государственные субсидии на электроэнергию, например, получают 50 кВт·ч бесплатной электроэнергии в месяц, но около 70% домохозяйств с низким доходом полагаются на другие источники энергии (такие как древесина и парафин) для удовлетворения своих основных энергетических потребностей.

JA Solar, солнечная компания, базирующаяся в Китае, работает со строительной компанией из Южной Африки, чтобы обеспечить пригороды автономными фотоэлектрическими системами, которые будут установлены на крышах недорогих домов, чтобы помочь удовлетворить энергетические потребности домашних хозяйств с помощью бесплатного электричества. .

Бразилия

Подобно многим странам Африки, Бразилия является развивающейся страной, но она сделала больший скачок в солнечной промышленности по сравнению с Африкой. Всего в Бразилии насчитывается около 4000 солнечных электростанций, и они установлены примерно в 480 000 домов. По данным МЭА, эта расчетная сумма учитывает 2,4 ГВт жилой мощности, установленной в период с 2017 по 2021 год. Средний размер домашней солнечной системы в Бразилии составляет 5 кВт. Всего в Бразилии насчитывается около 72 миллионов домов, что делает уровень усыновления жилья менее 1%. Тем не менее, есть оценки, что к 2026 году 29 миллионов жилых единиц будут готовы к установке солнечных батарей на крышах, что увеличит потенциальный уровень внедрения жилых домов до 40%.

Китай

Китай вносит наибольший вклад в глобальную солнечную мощность и составляет 31% от общемирового объема. Однако большая часть этой энергии поступает от крупных солнечных ферм. На самом деле, в Китае одни из самых больших солнечных ферм, уступая только Индии. Но когда дело доходит до жилых солнечных установок, работа над ними все еще продолжается.

В документе, опубликованном Национальным управлением энергетики, содержится призыв к пробной программе по продвижению солнечных проектов на крышах с целью обеспечить не менее 20% всех крыш жилых домов солнечными батареями в 25 регионах провинциального уровня. Эта программа поможет повысить доступность солнечных батарей на крышах в сельских районах и поможет Китаю достичь пика выбросов углекислого газа к 2030 году и углеродной нейтральности к 2060 году.

Япония

Когда дело доходит до солнечной энергии для жилых помещений, Япония сталкивается с рядом проблем. Размер Японии сопоставим с Калифорнией или Швецией, но Япония в три раза населена больше, чем Калифорния, и в 10 раз больше, чем Швеция. Для размещения населения Япония перешла на многоквартирные дома. В 2018 году насчитывалось более 62 млн жилых помещений, из которых около 44% занятых жилых помещений составляли квартиры. Таким образом, примерно половина жилых домов представляет собой квартиры, что делает установку солнечных батарей более сложной задачей, чем отдельные здания. Существует также потребность в сейсмостойких зданиях, что усугубляет проблемы.

Тем не менее, Министерство экономики, торговли и промышленности опубликовало отчет с целью свести выбросы углерода к нулю к 2050 году, для чего может потребоваться солнечная мощность в 370 ГВт. Чтобы достичь этой солнечной мощности, в каждом доме или квартире, построенных в течение или после 2040 года, должны быть установлены солнечные панели. Чтобы узнать больше о стратегии Японии по достижению углеродной нейтральности, см. этот отчет.

Австралия

Когда дело доходит до уровня усыновления, Австралия лидирует. Всего в Австралии насчитывается около 9 миллионов жилищ, а также установлено 2,8 миллиона жилых солнечных систем. В результате 31% домов используют солнечную энергию.

Но Австралия не останавливается на достигнутом. К началу 2030-х годов Австралия планирует установить солнечные батареи в половине всех домов, чтобы снизить потребность в электроэнергии, вырабатываемой на угле.

Анализ

Как упоминалось выше, многие страны все еще работают над тем, чтобы установить больше солнечных батарей в жилых домах, и имеют рабочую стратегию для достижения своих целей. В настоящее время Австралия является лидером, когда речь идет о самых высоких показателях усыновления в жилых домах — 31%.

Чтобы увидеть более широкую картину того, как это выглядело бы, если бы в странах, упомянутых ранее, также был такой уровень внедрения, мы провели некоторые расчеты. Мы рассматриваем более 91 миллиона домов с солнечными батареями и жилой мощностью около 456 ГВт электроэнергии.

Если уровень внедрения составляет 100%, мы видим около 295 миллионов домов и 1473 ГВт электроэнергии. Это эквивалентно посадке 30 миллиардов деревьев и снятию с дорог 1,86 миллиарда автомобилей за счет поглощения выбросов углекислого газа автомобилями.

Это было бы очень полезно для планеты, экономя деньги домовладельцев на счетах за коммунальные услуги. В этих цифрах и расчетах используются только страны, упомянутые выше, поэтому потенциал будет еще больше, если мы добавим каждую страну на Земле. Если мы интегрируем коммерческие здания, потенциал увеличивается еще больше.

Резюме

Солнечная энергия уже является самой дешевой формой производства энергии в мире, и ее стоимость продолжает снижаться. По мере того, как страны реализуют планы по увеличению доли возобновляемой энергии в своей структуре, становится ясно, что солнечная энергия на крышах будет играть заметную роль. Основываясь на этом анализе показателей принятия, существует огромный потенциал для роста во всех рассмотренных странах, даже в таких, как Австралия, которые имеют относительно высокое проникновение солнечной энергии. Цитируя Аль Пачино в Запах женщины, «[Solar] только начинает!»

—Джей Ди Диллон является директором по маркетингу Tigo Energy.