Quand le toit solaire sera-t-il moins cher que la grille? Voici une carte

Vous songez à aller solaire? Les prix se rapprochent du coût de l'électricité du réseau, mais seulement dans certains endroits - jusqu'à présent. joncallas / flickr, CC BY-SAVous songez à aller solaire? Les prix se rapprochent du coût de l'électricité du réseau, mais seulement dans certains endroits - jusqu'à présent. joncallas / flickr, CC BY-SA

Le Laboratoire national des énergies renouvelables a déclaré cette semaine que les panneaux solaires sur le toit ont le potentiel de générer près de 40 pour cent de l'électricité aux États-Unis Mais qu'en est-il du coût de l'énergie solaire?

Beaucoup de gens demandent quand le coût de la production d'électricité à partir de panneaux solaires photovoltaïques (PV) sera égal ou inférieur à l'achat du réseau - un point appelé «parité du réseau» qui pourrait accélérer l'adoption du solaire.

Mais en posant la question, ils comparent souvent des pommes avec des oranges et oublient que la réponse varie d'un endroit à l'autre et d'un type d'installation à l'autre.

Par exemple, l'électricité des systèmes solaires à l'échelle des services publics (généralement de grands réseaux où les panneaux changent lentement d'inclinaison et d'orientation pour faire face au soleil toute la journée) coûte généralement moins cher que l'électricité produite à partir de panneaux solaires. En outre, les tarifs électriques résidentiels, en moyenne 12 cents par kilowatt-heure en aux Etats-Unis, sont beaucoup plus élevés que les tarifs d'électricité en gros - les utilitaires prix payé aux producteurs d'électricité - qui sont généralement moins de 4 cents par kilowatt-heure.

Dans le même temps, différents états ont plus ou moins de soleil - l'énergie solaire en Floride est typiquement plus économique qu'en Alaska, par exemple. Tous ces facteurs rendent la question plus compliquée que ce que les gens pourraient prévoir.

Comment pouvons-nous alors comparer le coût de l'énergie solaire sur le toit au coût de l'achat d'électricité à partir du réseau électrique local et ainsi déterminer quand les États vont atteindre la parité réseau?

Mettre un nombre sur le coût solaire

Le coût moyen ou actualisé de l'électricité d'une installation photovoltaïque provient de tout l'argent dépensé pour acheter, installer, financer et entretenir le système divisé par la quantité totale d'électricité que le système devrait produire au cours de sa durée de vie. Nous appelons cette valeur le coût nivelé de l'électricité (LCOE) et il est exprimé en dollars par kilowattheure ($ / kWh). La même mesure peut être utilisée pour déterminer le coût d'une usine de charbon ou de gaz naturel. Les planificateurs l'aiment parce qu'il réduit le coût d'une centrale électrique sur une période de plusieurs décennies en un seul nombre.

Malgré les points forts du LCOE en tant que mesure - il est facile à comprendre et largement utilisé - il présente également certaines insuffisances. À savoir, il ne tient pas compte de la variabilité géographique, des changements avec les saisons et ignore généralement le coût des impacts environnementaux tels que le coût des émissions de carbone. Cette mesure est un peu trop simple lorsqu'on compare les générateurs éoliens et solaires variables aux centrales électriques que l'on peut allumer et éteindre à volonté, comme celles qui sont alimentées par l'uranium, le charbon et le gaz naturel.

Aujourd'hui, le coût moyen de l'énergie à partir de l'énergie solaire photovoltaïque aux États-Unis est signalé à être 12.2 cents par kWh, ce qui est à peu près le même que le taux de détail moyen.

Ceux qui suivent de près les prix de l'électricité pourraient penser que c'est à peu près égal à ce qu'ils paient pour leur propre électricité à la maison. Ce nombre peut toutefois être trompeur, car il représente le prix moyen de l'énergie solaire à l'échelle des États-Unis, pas nécessairement le coût de production de l'électricité à partir de panneaux solaires sur nos maisons.

Alors, comment savons-nous à quel point l'énergie solaire résidentielle est proche de la parité réseau là où vous vivez? En fin de compte, cela dépend de deux choses: combien vous payez pour l'électricité que vous achetez sur le réseau local, et combien pouvez-vous être payé pour l'électricité que vous pouvez produire à partir de PV. Jetons un coup d'oeil à eux deux.

Combien de soleil obtenez-vous?

L'Agence d'information sur l'énergie (EIA) a créé un carte des tarifs d'électricité en moyenne par code postal, En moyenne au niveau du comté et refait par l'auteur dans la carte ci-dessous. Les rouge profond (ou plus foncées) couleurs indiquent la moyenne des tarifs d'électricité résidentiels plus élevés.

Carte des taux moyens de l'électricité à travers les États-Unis EIACarte des taux moyens de l'électricité à travers les États-Unis EIALes taux électriques varient beaucoup à travers le pays, et ces différences pourraient être causés par un certain nombre de raisons économiques, historiques ou réglementaires. De même, les coûts de l'énergie solaire et la disponibilité de la ressource solaire (ie, la fréquence et la force du soleil brille) ne sont également pas homogène dans les États-Unis La figure ci-dessous montre le LCOE de l'énergie solaire résidentielle dans tous les comtés du pays.

LCOE de l'énergie solaire résidentielle à travers les États-UnisLCOE de l'énergie solaire résidentielle à travers les États-UnisLes données sur les coûts solaires résidentiels ont été rassemblées à partir d'un vaste projet de recherche en cours à l'échelle du campus à l'Energy Institute de l'Université du Texas à Austin. Les principales hypothèses derrière les données sont un coût total de US $ 3.50 / Watt pour l'installation solaire photovoltaïque pour un tableau fixe orienté vers le sud avec une inclinaison de 25 degrés. Les données de production solaire sont basées sur un laboratoire national d'énergie renouvelable 2013 étude.

Cette orientation sud et l'inclinaison représentent une règle empirique et pourrait ne pas être le placement solaire optimal dans chaque région.

Le Département américain de l'énergie Initiative Sunshot a un objectif déclaré d'abaisser les installations solaires photovoltaïques résidentielles à 1.50 / Watt. Les panneaux photovoltaïques bon marché en provenance de Chine ont fait baisser les coûts du matériel au point où le prix d'un système photovoltaïque total est maintenant dominé par des «coûts accessoires» - acquisition de clients, installation, chaîne d'approvisionnement, permis, etc. les coûts continuent de baisser.

Bien que ces réductions de coûts sont impressionnants, le principal facteur dans le coût de l'énergie produite est la quantité de rayonnement solaire qui frappe les panneaux solaires. De toute évidence, certains endroits sont plus ensoleillé que d'autres pour un panneau solaire en Arizona va produire plus d'énergie que l'un dans l'État de Washington, ce qui rend le système plus économique pour le propriétaire.

Et, le coût courant de l'électricité varie à l'échelle nationale. Certaines des régions où le coût du réseau électrique est le moins élevé (par exemple, Washington) présentent les coûts solaires les plus élevés en raison du faible ensoleillement. Il sera difficile d'atteindre la parité solaire à ces endroits.

D'un autre côté, il y a d'autres endroits où le prix de l'électricité est élevé et le LCOE solaire est relativement bas, notamment au Nouveau-Mexique, en Californie et à Hawaï; ces lieux sont des lieux privilégiés pour que le solaire soit à la parité plus tôt.

Cible mouvante

Pour illustrer ce point, nous prenons les mêmes informations qui sous-tendent la carte des coûts solaires et réduisons le coût total installé de l'énergie solaire installée par incréments de 0.50 USD / Watt - de 3.50 USD / Watt à 1.50 USD / Watt (l'objectif SunShot). Nous pouvons alors soustraire le tarif de l'électricité du LCOE solaire dans chaque comté. Lorsque cette différence est nulle ou négative (tarifs d'électricité> LCOE), nous pouvons estimer quand ce comté sera à la parité du réseau pour le solaire photovoltaïque résidentiel.

Ci-dessous un GIF qui montre l'estimation du point de parité comme le prix des chutes solaires installées. Notez que les coûts totaux installés comprennent le crédit d'impôt fédéral à l'investissement et tous les rabais locaux et les incitatifs fiscaux.

Le GIF montre les endroits où le LCOE solaire résidentiel atteint la parité avec les tarifs électriques moyens locaux à divers coûts d'installation solaire.Le GIF montre les endroits où le LCOE solaire résidentiel atteint la parité avec les tarifs électriques moyens locaux à divers coûts d'installation solaire.Ces calculs et estimations viennent avec plusieurs mises en garde. Tout d'abord, le calcul ci-dessus suppose que les propriétaires PV sont payés pour leur production aux tarifs électriques standard dans leur région. Cet arrangement est typiquement connu sous le nom de mesure nette.

Mais il existe un large éventail de moyens que les services publics interagissent avec les clients qui ont installé des panneaux solaires photovoltaïques. Certains services publics peuvent payer aux propriétaires les tarifs du marché de gros pour l'électricité excédentaire qu'ils alimentent dans le réseau à partir de leurs panneaux, qui ont tendance à être considérablement plus bas que les tarifs de détail. Si les services publics paient les propriétaires en fonction du tarif de gros plutôt que du tarif de détail, l'énergie solaire est moins rentable.

Mais ce n'est pas tout. On pourrait ajouter les avantages de coûts de réduction des émissions CO2 et d'autres polluants. D'autre part, il y a des coûts associés à la «fermeté» l'énergie solaire quand il fait nuit ou nuageux.

Gardant ces facteurs à l'esprit, la réponse à la question «Est-ce que cela a un sens économique pour moi d'installer le solaire?» Est: cela dépend. Comme le montre la carte, la chose la plus importante à surveiller, outre les changements dans les coûts de l'électricité, est la rapidité avec laquelle les coûts globaux de l'énergie solaire diminuent.

A propos de l'auteur

rhodes joshuaJoshua D. Rhodes, chercheur postdoctoral de l'énergie, de l'Université du Texas à Austin. Ses recherches actuelles portent sur le domaine de l'habitation applications de réseaux intelligents, y compris les applications de niveau système de l'efficacité énergétique et la production décentralisée. Il est également intéressé par la politique et les impacts qu'une bonne politique peut avoir sur l'efficacité de l'économie locale, en particulier la politique qui utilise les forces du marché pour accroître l'efficacité du parc immobilier résidentiel.

Cet article a paru sur The Conversation

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