Betala för solenergi

Järnvägsvagnarna som en gång fraktade järnmalm runt Republic Steels vidsträckta anläggning i utkanten av centrala Buffalo, New York, plöjdes under när stålföretaget övergav platsen 1984. De upptäcktes nyligen när utgrävningen började för den så kallade gigafabriken för att drivas av SolarCity, landets ledande leverantör av solpaneler. Nu hälsar de rostiga bilarna och en spridning av andra reliker från Republic Steels dagar besökarna till byggarbetsplatsen, en påminnelse om stadens tidigare tillverkningskraft och ett bevis på drömmen att Nordamerikas största solpanelstillverkningsanläggning kan hjälpa till att återuppliva den .

Saker granskade

• SolarCity Gigafactory

  Buffalo, New York

• Framtiden för solenergi

  MIT Energy Initiative, maj 2015

  
  
  

Buffalo försöker en ekonomisk comeback som drivs av statens Buffalo Billion-initiativ, en flerårig ombyggnadsplan som leds av guvernör Andrew Cuomo. Inkluderat i finansieringen är stöd till ett nytt genomforskningscenter och ett informationsteknologicenter, men i hjärtat av stadens ambitioner är solcellsfabriken, som New York spenderar 750 miljoner dollar för att bygga och utrusta. SolarCity, baserat i Silicon Valley, kommer att hyra det, i princip gratis, och har förbundit sig att spendera 5 miljarder dollar på sin Buffalo-verksamhet under det kommande decenniet. För Buffalo är det ett försök att ombilda sin framtid kring solenergitillverkning. För SolarCity kommer det att befästa sin position som ett av landets mest aggressiva och snabbast växande solenergiföretag.

Den här historien var en del av vårt septembernummer 2015

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Planen att bygga den massiva tillverkningsanläggningen kommer vid en tidpunkt då efterfrågan på solenergi blomstrar i USA. År 2008 hade nationen cirka 1,1 gigawatt solenergi, den dominerande typen av solenergi; i slutet av 2014 hade den 18,3 gigawatt. Förra året lade husägare, företag och energibolag till cirka 6,2 gigawatt, och de förväntas installera ytterligare åtta gigawatt i år. Mycket av det finns i Kalifornien, men solenergi tar fäste i andra delstater, förstärkt av en blandning av federala skattelättnader och statliga och lokala incitament. Ungefär en tredjedel av elproduktionskapaciteten som lades till förra året i USA var solenergi, näst efter naturgasanläggningar. (Ändå ger solenergi fortfarande mindre än 1 procent av landets el.)

SolarCity har spelat en stor roll i den snabba expansionen. Genom att erbjuda innovativa finansieringssystem har det stimulerat en stark efterfrågan på takpaneler på hem, den snabbast växande sektorn på solenergimarknaden. Istället för att köpa de dyra solpanelerna och betala för installationen av dem, kan husägare som deltar i ett av SolarCitys erbjudanden hyra systemet i 20 år och betala en månadsavgift. Eftersom det äger panelerna, drar SolarCity nytta av den generösa 30-procentiga federala investeringsskatteavdraget för solenergi; husägaren tillgodoräknas till detaljhandelns elpriser för eventuell överskottskraft som matas tillbaka till nätet. SolarCity är fortfarande olönsam, men dess intäkter fördubblades från 2012 till 2014 eftersom dess leasingprogram visade sig vara attraktivt för husägare – särskilt på platser med höga elpriser och mycket solsken, som Kalifornien. Företaget räknar med att installera tillräckligt många paneler i år för att producera en gigawatt effekt.

SolarCitys fabrik i Buffalo, som ses här och ovan i maj, ska stå färdig nästa år.

Inte en tillfällighet kommer en gigawatt att vara kapaciteten för Buffalofabriken när den är helt igång, vilket är planerat till början av 2017. Fram till nu har företagets verksamhet byggts kring marknadsföring, finansiering och installation av solsystem. Istället för att producera solpaneler köper man dem, mestadels från kinesiska tillverkare. Buffalo-fabriken förändrar allt detta. Vår strävan är att bygga många fler av dessa fabriker med tiden, säger Peter Rive, teknisk chef, som grundade SolarCity med sin bror för nio år sedan (deras kusin Elon Musk är företagets ordförande). Och även om Rive säger att företaget inte vill ta bort blicken när det gäller att få Buffalo-anläggningen att bygga och driva, tillägger han att kort efter att det är klart vill vi skapa den största solenergianläggningen i världen, strunt i den västerländska anläggningen. Hemisfär. Faktum är att SolarCity tidigare uppgav att dess plan är att lägga till en eller flera betydligt större anläggningar med årlig produktionskapacitet en storleksordning större än Buffalo-anläggningen.

Företaget kommer att tillverka en ny typ av solcellsteknik i Buffalo. Solcellerna använder kristallint kisel – materialet som används i konventionella celler – med en tunn film av en annan form av kisel och ett lager av en halvledaroxid. Hybridsolcellsdesignen, som SolarCity fick när de köpte ett litet företag som heter Silevo 2014, är designad för att vara effektivare än vanliga kiselceller för att omvandla solljus till elektricitet, samt relativt billig att tillverka. Men medan SolarCity driver en 32-megawattsanläggning i Hangzhou, Kina, som Silevo byggde för att tillverka solcellerna, kommer det att snabbt skala upp verksamheten till den långt större anläggningen i Buffalo en ingenjörskonst.

Även om allt går bra kan gigafabriken stå inför en dramatiskt annorlunda solenergimarknad. I slutet av 2016 kommer det federala skatteavdraget för solenergi att sjunka från 30 procent till 10 procent för företag och försvinna helt för konsumenter som köper sina egna solpaneler. Genom att göra solenergi i bostäder mindre prisvärd, kan förändringen vara förödande för branschen. Och det kommer precis när Buffalo-fabriken ökar sin tillverkningskapacitet.

Verkliga kostnader

Rädslan för vad som kommer att hända när skattelättnaderna minskar drivs av en olycklig verklighet: på de flesta platser och under de flesta förhållanden är osubventionerad solenergi fortfarande alldeles för dyr för att konkurrera med andra elkällor. Och solel på taket är särskilt dyrt. Subventioner och andra statliga incitament är anledningen till att solenergimarknaden blomstrar. Om tekniker valdes enbart utifrån vad det kostar att producera energi, finns det ingen marknad för solenergi i bostäder, säger Severin Borenstein, professor vid Haas School of Business vid University of California, Berkeley, och expert på elekonomi. Utan statliga incitament för ren energi som solenergi, säger han, torkar naturgas bort allt annat.

Ta bort skattelättnaden och solenergi för bostäder kommer att förbli långt över elnätspariteten i alla stater under många år framöver.

Mycket har gjorts av det faktum att solenergi närmar sig nätparitet – den punkt då den är lika billig som el från naturgas eller kol. Senast beräknade en rapport från Deutsche Bank att solenergi redan är på elnätsparitet i 14 amerikanska stater och att nästan alla andra kommer att vara där nästa år. Men det betyder inte att det är lika billigt att producera solenergi som att generera el med naturgas. Deutsche Bank-rapporten jämför dagens kostnad för solenergi med detaljpriset på el, som inkluderar olika avgifter, inklusive avgifter för att uppgradera och underhålla nätet. Det är en vettig jämförelse för konsumenter som bestämmer sig för om de ska installera solenergi. Men det är inte en sann jämförelse av kostnaderna för att faktiskt producera el. Och den där är jämförelsen som har betydelse för att fastställa det mest kostnadseffektiva sättet att införa mer ren kraft och minska våra koldioxidutsläpp.

Kostnaden för solcellsmodulen - den bit av kisel eller andra halvledare som omvandlar solljus till elektricitet - har sjunkit imponerande under åren. En solcellsmodul av kisel såldes för 4 USD per watt 2008; 2014 var det 65 cent per watt. Men det har varit svårare att minska de andra utgifterna – de så kallade systembalanskostnaderna (BOS), som inkluderar hårdvara som växelriktarna som är nödvändiga för att ansluta panelerna till nätet och, framför allt, arbetet för att installera Utrustning. Att installera tunga solpaneler på hustak är särskilt dyrt. I sådana installationer står BOS-kostnaderna för ungefär 85 procent av den totala kostnaden för systemet, enligt en lång MIT-rapport kallad Framtiden för solenergi, släpptes i maj. Eller som Robert C. Armstrong, chef för MIT Energy Initiative och en av författarna till rapporten, uttrycker det: Även om du ger bort [solcellsmaterialet] gratis, kunde du fortfarande inte producera el lika billigt som med kol eller naturgas.

Ekonomer föredrar ett mått som kallas utjämnade energikostnader för att jämföra olika elkällor. Beräkningen uppskattar kostnaden för att installera ett system och den genomsnittliga kostnaden för att producera el under dess livstid. När utgifterna beräknas på det här sättet är stora solgårdar som direkt levererar el till kraftverk den mest kostnadseffektiva typen av solenergi. Enligt MIT-rapporten skulle solkraftverk i södra Kalifornien och Massachusetts ha utjämnat kostnaderna på 10,5 cent respektive 15,8 cent per kilowattimme (Kalifornien får mycket mer sol, vilket ger större effekt). Samtidigt kan ett nytt naturgaskraftverk generera kraft till 6,6 cent per kilowattimme. Jämförelsen för solenergi i bostäder är ännu mer nedslående: ett hus i Massachusetts genererar solenergi till 28,7 cent per kilowattimme, och ett i södra Kalifornien producerar det till 19,2 cent, säger MIT-rapporten.

Alltså utan statliga subventioner. Med dagens incitament, inklusive skatteavdraget, blir siffrorna mycket gynnsammare för solkraft, även om det fortfarande generellt sett är dyrare än att producera kraft med gaseldade anläggningar.

Stefan Reichelstein, professor vid Stanford Universitys handelshögskola och chef för Steyer-Taylor Center for Energy Policy and Finance, och hans kollegor har tittat på hur en förändring av skatteavdraget i synnerhet kommer att påverka solenergiekonomin. De fann att även utan skattelättnaden skulle stora solgårdar kunna vara konkurrenskraftiga med naturgasanläggningar år 2025 i stater som Kalifornien. Men historien är väldigt annorlunda för bostadskraft. Med en kredit på 30 procent producerar en solcellsinstallation i bostäder energi till mindre än priset på el i detaljhandeln i Kalifornien (delstatens elpriser är mycket högre än det nationella genomsnittet). Detsamma gäller i andra soliga stater som Colorado och North Carolina, men inte i en stat som New Jersey. Men sänk krediten till 10 procent och ingen stat har nätparitet. Ta bort skattelättnaden helt och – även om man antar en fortsatt minskning av kostnaden för solceller och installation – kommer solenergi i bostäder att förbli långt över elnätspariteten i alla stater under många år framöver.

Inga snödagar

Vi kommer förmodligen att behöva stora mängder solenergi om vi ska undvika de mer allvarliga effekterna av klimatförändringarna. MIT:s Armstrong, för en, beräknar att ungefär 50 procent av världens el kommer att behöva komma från solenergi till 2050, vilket kräver cirka 12,5 terawatt solcellskapacitet. Vi har knappt påbörjat den svåra och dyra förvandlingen. Så småningom kommer det att krävas avsevärt förbättrade solmaterial och bättre lagringsmöjligheter som batterier, samt ett realistiskt pris på koldioxidutsläpp. Men under tiden behöver vi en politik som är mer effektiv för att hjälpa till att göra solenergi till en betydande bidragsgivare till vår elförsörjning. Som Armstrong säger, pengar är inte oändliga. Vi måste få så mycket solenergi vi kan för pengarna.

Verkligheten att uppsvinget inom solenergi har varit beroende av statliga subventioner betyder inte att sådana incitament bör upphöra. Tvärtom gör det uppenbart hur viktiga de är för att nå målet som samhället bryr sig om: en total minskning av koldioxidutsläppen till lägsta möjliga kostnad. Men de måste vara noggrant utformade för att vara så rättvisa som möjligt. Detta betyder, säger Borenstein, att subventioner inte bör gynna ineffektiva versioner av ren energiteknik, såsom solenergi på taket framför anläggningar i nyttoskala. Vi måste ta tummen från vågen, säger han.

En bredare fara är att incitament för solkraft i allmänhet kommer att uppfattas alltmer som orättvist eller för kostsamt.

Ta praxis med nettomätning, policyn i de flesta stater som effektivt tillåter invånare att sälja tillbaka solenergi till nätet till elpriser i detaljhandeln. Nästan alla hus med solel på taket är anslutna till nätet, en nödvändighet med tanke på solkraftens intermittenta natur. Dessa husägare använder i huvudsak nätet för energilagring och backup, och de skördar en liten oväntad del av det höga detaljhandelspriset på el i många stater, inklusive Kalifornien och New York. Förespråkare för solenergi hävdar att dessa installationer lägger till ström till nätet, hjälper till att kompensera efterfrågan under dagen och ger andra fördelar som stabiliserar nätet. Ändå, säger Borenstein, är nettomätning uppenbarligen en subvention som gynnar de som har solenergi i bostäder och lägger till kostnader för driften av nätet – utgifter som betalas av andra användare.

Resultatet har blivit en kontroversiell debatt i många samhällen och stater om att sätta gränser för mängden solenergi som kvalificerar sig för nettomätning. En bredare fara är att incitament för solkraft generellt i allt högre grad kommer att uppfattas som orättvisa eller för kostsamma i en tid då den uppenbarligen ännu inte är redo att konkurrera utan subventioner. Till och med de som kritiserar hopklockan av befintliga statliga och federala incitament för solenergi, som Borenstein och Armstrong, är inte ivriga att se skatteavdraget plötsligt förändras nästa år. Att plötsligt stänga av krediten kan skada [solenergi]-industrin, säger Armstrong. Och det vore synd.

Faktum är att förändringen i skattepolitiken kommer att vara ett kritiskt test av hur beroende solenergiindustrin är av subventioner. SolarCitys Rive tror att det kommer att få marknaden att stagnera i ett par år. Han erkänner att SolarCity inte längre kommer att kunna konkurrera i flera delstater som har låga elpriser. Men han förutspår att hans företag kommer att vara okej med tanke på dess relativt lågkostnadsprodukter. Och han föreslår att Buffalo gigafactory skulle kunna ge en stark konkurrensfördel.

SolarCity förväntar sig att solpanelerna som byggs i fabriken ska kunna omvandla 22 till 23 procent av solljuset som träffar dem till elektricitet, jämfört med cirka 15 till 16 procent för konventionell kiselteknik. Det betyder att husägare kan installera färre paneler för att producera samma mängd ström, eller så kan de installera samma antal paneler och producera mer ström. Oavsett vilket kan det bidra till att hålla företaget konkurrenskraftigt.

Den nya tekniken kan vara en mycket stor sak för Buffalo också. Totalt förväntas gigafabriken skapa 3 000 jobb i staden, hälften i fabriken och ytterligare 1 500 med entreprenörer och leverantörer. SolarCity har också åtagit sig att anställa 2 000 arbetare i staten under de kommande fem åren vid försäljning och installation av sina solpaneler. Det är inte precis att återskapa jobben i stålindustrin som en gång dominerade området, men det är en början. (När Republic Steel stängde 1984 hade det 2 500 arbetare, även om Bethlehem Steel några mil bort i Lackawanna hade mycket fler.)

Som en av de molnigaste städerna i USA är Buffalo inte ett särskilt attraktivt område för solenergi. Snarare gör SolarCity sin tillverkningsdebut där på grund av statens generösa incitament och stadens industriella infrastruktur och erfarenhet. Ironiskt nog erbjuder Buffalo en annan enorm fördel: elpriset för tillverkare är i genomsnitt bara 4,79 cent per kilowattimme, vilket är möjligt på grund av billig vattenkraft som genereras från Niagarafallen. Om företaget vill göra övergången från att i huvudsak vara ett solcellsserviceföretag till en tillverkare som spelar en viktig roll i landets ekonomi, är Buffalo ett bra ställe att vara på.

Tidigare i somras packade hundratals människor i det lokala näringslivet ett hotell i centrum för att höra SolarCity beskriva sina planer och lära sig om möjligheter att leverera tjänster till gigafabriken. Det var det första formella mötet mellan chefer från SolarCity, med deras Silicon Valley-entusiasm och obegränsade ambitioner, och många av företagsledarna i en fabriksstad som har lidit under årtionden av ekonomiska besvikelser. SolarCity kommer att producera 10 000 paneler om dagen i fabriken, sa en av dess chefer till publiken, och att ta ner den på grund av vädret är inte ett alternativ. (Utan tvekan fick påståendet många att komma ihåg att sju månader tidigare hade sju fot snö fallit under några dagar och förlamat staden.)

Buffalo, en gång den åttonde största staden i USA, är stolt över en nyligen genomförd ekonomisk renässans. Centrum och en renoverad strand är full av aktivitet och full av byggprojekt. Men denna förnyelse stöds kraftigt av statens investeringar. Och framgången för SolarCity, i sig en stor mottagare av statens finansiering, kan vara avgörande för att avgöra stadens ekonomiska framtid. Det kommer också att vara ett avgörande test för vilken roll statliga incitament kommer att spela för att ytterligare driva på utbyggnaden av solenergi.

Dölj