Φωτοβολταϊκά: Διεθνείς και εγχώριες τάσεις και προκλήσεις

Με την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας και την ενσωμάτωση των ΑΠΕ στα ηλεκτρικά δίκτυα να γίνεται ο πλέον κρίσιμος στόχος, τα δεδομένα στους μηχανισμούς της αγοράς αλλάζουν.

Mε δεδομένη την ταχεία ανάπτυξη της αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας, η οποία καθοδηγείται από τους κλιματικούς στόχους και την ανάγκη για ενεργειακή ανεξαρτησία, τα βασικά θέματα που χρήζουν αξιολόγησης και διερεύνησης είναι οι τεχνολογικές εξελίξεις στα φωτοβολταϊκά συστήματα, η σημασία της αποθήκευσης ενέργειας, τα εξελισσόμενα ρυθμιστικά πλαίσια και οι μηχανισμοί της αγοράς (όπως η καθαρή τιμολόγηση και οι συμφωνίες αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας), καθώς και οι προκλήσεις που σχετίζονται με την ικανότητα του δικτύου, τις εξαρτήσεις αλυσίδας εφοδιασμού και την κοινωνική αποδοχή. 

Ταχεία ανάπτυξη και φιλόδοξοι στόχοι

Η ηλιακή ενέργεια κερδίζει σημαντικό έδαφος στην Ευρώπη και σε παγκόσμιο επίπεδο, λόγω της δέσμευσης της ΕΕ για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ). Το ελληνικό ενεργειακό σύστημα βρίσκεται σε ταχεία μεταμόρφωση, με τις ΑΠΕ να διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο. Το αναθεωρημένο Εθνικό Σχέδιο για την Ενέργεια και το Κλίμα (ΕΣΕΚ) στοχεύει στην αύξηση της εγκατεστημένης φωτοβολταϊκής και αιολικής ενέργειας σε 24GW, έως το 2030, από λίγο πάνω από 10GW που είναι σήμερα. Η Επιτροπή της ΕΕ υποστηρίζει ενεργά την ευρεία ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας και την αναδιάρθρωση της ευρωπαϊκής ηλιακής βιομηχανίας. Η ευρωπαϊκή πρωτοβουλία για τις ηλιακές στέγες ενθαρρύνει τις κυβερνήσεις να μειώσουν τους χρόνους αδειοδότησης για εγκαταστάσεις σε στέγες, στους 3 μήνες.

Χώρες όπως η Πολωνία, η Φινλανδία και η Ουγγαρία παρουσιάζουν ραγδαία αύξηση της παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Το Λουξεμβούργο έχει το υψηλότερο ποσοστό αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας. Η Γερμανία στοχεύει να φτάσει τα 215GW ηλιακής ισχύος και να αυξήσει το μερίδιο των ΑΠΕ στο 80%, μέχρι το 2030. Η Αυστρία, η Δανία και οι Κάτω Χώρες έχουν θέσει ως στόχο την κάλυψη του 100% των ΑΠΕ, μέχρι το τέλος της δεκαετίας.

Ο κρίσιμος ρόλος της αποθήκευσης ενέργειας

Η αποθήκευση ενέργειας είναι απαραίτητη για τη μεγιστοποίηση της ενσωμάτωσης των ΑΠΕ, ιδίως των φωτοβολταϊκών, στα ηλεκτρικά δίκτυα. Η αποθήκευση εξομαλύνει την καμπύλη παραγωγής, εξισορροπεί τις αποκλίσεις και παρέχει σε πραγματικό χρόνο ενέργεια εξισορρόπησης στο σύστημα. Το αναθεωρημένο ΕΣΕΚ της Ελλάδας προβλέπει την εγκατάσταση και λειτουργία 2,5GW αντλησιοταμίευσης υδροηλεκτρικής ενέργειας και 5,6GW αποθήκευσης μπαταριών μέχρι το 2030. Η σύνδεση των σταθμών αποθήκευσης μπαταριών σε υφιστάμενους υποσταθμούς (Υ/Σ) του συστήματος μέσω ειδικών γραμμών θεωρείται η πλέον συμφέρουσα λύση. Ωστόσο, η συμμετοχή στις αγορές του Target Model, day-ahead και εξισορρόπησης απαιτεί εμπεριστατωμένη ποσοτική ανάλυση και αξιολόγηση ενός επαρκούς φάσματος σεναρίων, πριν από οποιαδήποτε επενδυτική σκέψη.

Ρυθμιστικά πλαίσια και μηχανισμοί της αγοράς

Η Ελλάδα μεταβαίνει από την καθαρή μέτρηση (Net Metering) στην καθαρή τιμολόγηση (Net Billing) για τα φωτοβολταϊκά συστήματα αυτοπαραγωγής. Ο ΔΕΔΔΗΕ ζητά να μετατραπούν οι αιτήσεις για καθαρή μέτρηση σε καθαρή χρέωση. Οι Μακροχρόνιες Συμφωνίες Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (PPA) θεωρούνται το «κλειδί» για τη σταθεροποίηση των τιμών ενέργειας στην ελληνική αγορά. Παρέχουν μια «ασπίδα» για τις επιχειρήσεις και τους καταναλωτές έναντι των διακυμάνσεων των τιμών των ορυκτών καυσίμων. Οι ΜΠΣ αναζητούνται όλο και περισσότερο από τους καταναλωτές, ιδίως από τις μεσαίες και μεγάλες βιομηχανίες, για τη σταθεροποίηση των τιμών ηλεκτρικής ενέργειας και την επίτευξη των στόχων ESG (περιβαλλοντικής, κοινωνικής και εταιρικής διακυβέρνησης).

Προκλήσεις

Η χωρητικότητα του δικτύου αποτελεί, επί του παρόντος, εμπόδιο για την περαιτέρω ανάπτυξη φωτοβολταϊκών συστημάτων. Η επέκταση του ηλεκτρικού χώρου απαιτεί αναβαθμίσεις στο δίκτυο μεταφοράς και διανομής, την προσθήκη συστημάτων αποθήκευσης ή την περικοπή της έγχυσης ισχύος κατά τη διάρκεια της αιχμής της παραγωγής.

Το νομοθετικό πλαίσιο για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων δεν συμβαδίζει με τις απαιτήσεις της εποχής. Οι συχνές παρεμβάσεις και αλλαγές δημιουργούν ένα δυσμενές επενδυτικό κλίμα. Πολλές νέες τεχνολογίες δεν μπορούν να υιοθετηθούν λόγω έλλειψης κατάλληλου πλαισίου. Οι διαδικασίες αδειοδότησης παραμένουν πολύπλοκες.

Η Ευρώπη εξαρτάται από τις εισαγωγές κρίσιμων πρώτων υλών και εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων των φωτοβολταϊκών πλαισίων και των μπαταριών, ιδίως από την Κίνα. Η EU Solar Industry Alliance στοχεύει στη στήριξη των επενδύσεων κατασκευής, με τη χρήση ευρωπαϊκών κονδυλίων. Εξάλλου, η αύξηση του κόστους των πρώτων υλών, συμπεριλαμβανομένου του κόστους των μπαταριών, επηρεάζει τα οικονομικά της απεξάρτησης από τον άνθρακα. Οι τοπικές κοινότητες, συχνά, αντιστέκονται στην ανάπτυξη φωτοβολταϊκών έργων κοντά τους, λόγω ανησυχιών για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. 

Συμπερασματικά

Αυτή τη στιγμή αντικρίζουμε ένα δυναμικό και ταχέως εξελισσόμενο τοπίο παραγωγής ηλεκτρισμού μέσω ηλιακής ενέργειας στην Ελλάδα και την Ευρώπη. Ενώ σημειώνεται σημαντική πρόοδος, πρέπει να αντιμετωπιστούν οι προκλήσεις που σχετίζονται με την υποδομή του δικτύου, τη σαφήνεια των κανονιστικών ρυθμίσεων, την ασφάλεια της αλυσίδας εφοδιασμού και την αποδοχή από το κοινό, προκειμένου να αξιοποιηθεί πλήρως το δυναμικό της ηλιακής ενέργειας και να επιτευχθούν οι φιλόδοξοι στόχοι για το κλίμα και την ενεργειακή ανεξαρτησία. Η αυξανόμενη υιοθέτηση καινοτόμων τεχνολογιών και μηχανισμών της αγοράς, όπως τα PPA, είναι ζωτικής σημασίας για την προώθηση της περαιτέρω ανάπτυξης και τη διασφάλιση ενός βιώσιμου ενεργειακού μέλλοντος.

Τεχνολογικές εξελίξεις και καινοτομίες στα Φ/Β

Μια βασική τάση είναι η υψηλή ισχύς και η επίτευξη υψηλής αξιοπιστίας εξοπλισμού στους φωτοβολταϊκούς σταθμούς. Η πυκνότητα ισχύος στους αντιστροφείς (inverter) αναμένεται να αυξηθεί κατά περίπου 50% τα επόμενα χρόνια, μέσω της χρήσης νέων υλικών, ψηφιακών τεχνολογιών, ηλεκτρονικών ισχύος και τεχνολογιών θερμικής διαχείρισης. 

Τα ηλεκτρονικά ισχύος σε επίπεδο μονάδας (Module-Level Power Electronics – MLPE) προσφέρουν πλεονεκτήματα, όπως ρυθμιζόμενη παραγωγή ενέργειας, παρακολούθηση και δυνατότητες ασφαλούς τερματισμού λειτουργίας. 

Τα ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά (Integrated PV) μπορούν να εγκαθίστανται σε επιφάνειες κτηρίων, δρόμους, σιδηροδρόμους και οχήματα. Το Ινστιτούτο Fraunhofer τονίζει ότι η τεχνολογία και ο καινοτόμος σχεδιασμός επιτρέπουν, πλέον, την ενσωμάτωση των φωτοβολταϊκών σε κάθε κατάλληλη επιφάνεια.  

Με παρόμοια φιλοσοφία με τα ενσωματωμένα, τα αστικά φωτοβολταϊκά (Urban PV) αξιοποιούν ελεγχόμενες περιοχές στις πόλεις για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τη δημιουργία ελκυστικών αστικών τοπίων.

Τα ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά σε οχήματα (Vehicle Integrated PV – VIPV) υποστηρίζουν, σχεδόν, κάθε τύπο οχήματος και αυξάνουν την αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων, βελτιώνοντας το ισοζύγιο εκπομπών CO2.

Στα αγροφωτοβολταϊκά, ο συνδυασμός της γεωργίας με την παραγωγή ηλιακής ενέργειας προσφέρει σημαντικά οφέλη. Τα πάνελ παρέχουν σκιά, διατηρούν την υγρασία του εδάφους και προστατεύουν τη βιοποικιλότητα. Εκτιμάται ότι αυξάνουν έως και 180% τη χρηστικότητα της γης.

Στα πλωτά φωτοβολταϊκά, η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων γίνεται σε υδάτινες επιφάνειες, όπως ταμιευτήρες και λίμνες.