Economie van zonne-energie in Canada

Bron: rec-cer.gc.ca

Type

Break-even-kosten werden onderzocht voor vier soorten arrays:

Residentiële schaal van 5 kW, voor het modelleren van arrays op het dak die stroom leveren aan een huis.

Commerciële schaal van 200 kW, als model voor middelgrote installaties die stroom leveren aan grote bedrijven.

Nutsschaal van 50 MW, om grote installaties te modelleren die stroom aan het elektriciteitsnet leveren.

Gemeenschapsschaal van 200 kW, om middelgrote faciliteiten te modelleren die stroom leveren aan een buurt of aan een openbaar gebouw, zoals een recreatiecentrum. Belangrijk is dat wordt aangenomen dat de faciliteit een non-profitorganisatie is, wat fiscale implicaties heeft, en dit is de reden waarom gemeenschapsschaal afzonderlijk van commerciële schaal wordt gemodelleerd.

Locatieselectie en zonne-instraling

De Canadian Geographical Names Database van Natural Resources Canada werd gebruikt om sites te vinden die als gemeenschappen konden worden beschouwd. De lengte- en breedtegraad van elke locatie werden gebruikt om de geografisch dichtstbijzijnde, typisch-meteorologische jaar (TMY) zonnestralingsgegevens te downloaden van de National Solar Radiation Database (NSRDB) van het Amerikaanse ministerie van Energie. Voor Yukon, de Northwest Territories en Nunavut werden gegevens van het Canadian Weather Year for Energy Calculation (CWEC) van Environment and Climate Change Canada (ECCC) gebruikt om de hoeveelheid zonlicht per uur te bepalen, waardoor het aantal gemeenschappen dat kon worden onderzocht werd beperkt. In totaal zijn 21 546 gemeenschappen onderzocht.

Voor elke gemeenschap was dus de typische zonnestraling per uur voor een kalenderjaar beschikbaar om het invallende licht op een zonnepaneel te berekenen, waarbij de positie van de zon aan de hemel werd bepaald op basis van vergelijkingen van de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration. Er werd aangenomen dat er in de wintermaanden milde vermogensverliezen zouden optreden als gevolg van sneeuwbedekking, hoewel enkele winsten door gereflecteerd licht werden meegerekend, zoals geschat op basis van de dichtstbijzijnde CWEC-albedogegevens. Er werd aangenomen dat vervuiling de productie het hele jaar door met 5% zou verminderen. Dezelfde NSRDB-dataset bevat uurtemperaturen, die ook in het model zijn gebruikt.

Array-prestaties

Een typisch zonnepaneel werd gebruikt om de omzetting van zonnestraling in elektriciteit te bepalen, zoals geschat op basis van NREL-modellen voor paneelprestaties. Er werd aangenomen dat de panelen naar het zuiden gericht waren om het ontvangen zonlicht te maximaliseren. De paneelkanteling voor arrays op commerciële, gemeenschaps- en nutsschaal was de breedtegraad minus negen graden.^{Voetnoot 11}Dakpanelen werden gekanteld op 27 graden, een normale helling voor Canadese daken.

Er werd aangenomen dat arrays op residentiële, commerciële en gemeenschapsschaal vaste bevestigingen hadden (dat wil zeggen: panelen draaien niet als de zon aan de hemel beweegt). Projecten op utiliteitsschaal werden op twee manieren gemodelleerd: de ene manier met vaste steunen en de andere met trackers met één as (die maximaal 90 graden om hun as konden draaien). De invalshoeken voor arrays werden geschat met behulp van NREL-vergelijkingen.

Kleine verliezen werden opgenomen voor schaduw op de vroege en late dag. Er waren ook kleine verliezen opgenomen voor de bedrading (AC en DC), het niet matchen van modules en het verlies van de omvormer bij het omzetten van DC naar AC. Lijnverliezen voor arrays op nutsschaal varieerden per provincie op basis van provinciale tarieven. Er werd aangenomen dat de paneelprestaties gedurende de looptijd van het project met 0,5% per jaar zouden afnemen. NSRDB-uurtemperaturen werden gebruikt om de paneelprestaties aan te passen.

Kapitaalkosten

De installatiekosten zijn gebaseerd op een NREL-onderzoek naar de kosten van zonne-energiesystemen uit 2017. Er zijn drie prijsscenario's ontwikkeld door de kosten van 2017 te projecteren op 2018, 2023 en 2028 op basis van historische trends (respectievelijk de huidige, de nabije toekomst en een goedkope toekomst). Amerikaanse belastingen werden afgeschaft en de waarden werden omgezet in Canadese dollars met een wisselkoers van C$ 1,25/US$. De drie prijsscenario's zijn afgerond na overleg met de sector en het waar nodig aanpassen van de schattingen. De drie scenario's omvatten hardwarekosten (zoals panelen en omvormers) en zachte kosten (installatie en ontwikkeling).

Er werd aangenomen dat arrays 25 jaar meegaan. Er werd aangenomen dat halverwege de levensduur van alle typen arrays nieuwe omvormers werden geïnstalleerd. Halverwege de levensduur van arrays op nutsschaal met trackers werd aangenomen dat er nieuwe trackers werden geïnstalleerd. Aan het einde van de 25 jaar werd een extra investeringskost voor sanering toegepast. De restwaarde van panelen na 25 jaar bedroeg 25% van de oorspronkelijke kostprijs. Van de overige apparatuur is uitgegaan van een restwaarde van 15%.

De grondkosten voor zonnepanelen op utiliteitsschaal waren gebaseerd op schattingen van Statistics Canada van landbouwgrond en gebouwwaarden in elke provincie.^{Voetnoot 13}Belangrijk is dat de kosten in sommige gebieden (bijvoorbeeld Zuid-Ontario en het Lower Mainland van British Columbia) zijn gestegen vanwege de grote vraag naar onroerend goed. Er werd aangenomen dat de grondkosten voor commerciële, gemeenschaps- en residentiële woningen nul zouden zijn, omdat de systemen zouden worden geïnstalleerd op een bestaand dak of op een reeds in bezit zijnd onroerend goed.

Tarieven, transmissie- en bedrijfskosten

De analyse omvat twee scenario's voor het aansluiten van zonne-energiefaciliteiten op nutsschaal op transmissiesystemen: één met toegepaste provinciale open access transmissietarieven (OATT's), en een andere zonder deze, om de tariefkosten beter te begrijpen en hoe de economische aspecten van stroomafnameovereenkomsten kunnen verschillen. van onafhankelijke producenten (of als grootschalige arrays produceren in lokale distributiesystemen in plaats van in transmissiesystemen). De tarieven kunnen lager zijn dan hier aangegeven als de opwekking deel uitmaakt van een portefeuille en de exploitatiereservediensten, die betalen voor de back-upopwekking in geval van een storing, uit de portefeuille komen in plaats van daarvoor aan de transportaanbieder te betalen.

Yukon, de Northwest Territories en Nunavut hebben momenteel geen tarieven, omdat ze geen elektriciteit produceren op de Noord-Amerikaanse markt. Newfoundland en Labrador ontwikkelen momenteel een OATT. Het tarief van Alberta is gebaseerd op de aansluitkosten van de Alberta Electric System Operator (AESO), de tariefleveringstransmissiedienst van de AESO en een schatting van de bouw- en generatorbijdrage van de AESO, gefinancierd over een periode van 25 jaar.

Ondertussen werd aangenomen dat het onderhoud $ 15/MW zou bedragen. Er werd aangenomen dat de verbindingslijn om zonne-energie op nutsschaal aan het elektriciteitsnet te koppelen $ 5/MW.u zou kosten (gebaseerd op een lijn van 10 km en een middelgrote faciliteit).

Financiën

ESPC schat de netto contante waarde van een project om de economie ervan te modelleren. Er werd een nominale disconteringsvoet van 5,75% gebruikt voor zonne-energiefaciliteiten op nuts- en gemeenschapsschaal, gebaseerd op de kapitaalkosten voor zonne-energie in Canada in 2017. Voor faciliteiten op commerciële schaal werd aangenomen dat ze een nominale disconteringsvoet van 5,81% hadden, gebaseerd op de gewogen gemiddelde kapitaalkosten voor alle bedrijfstakken in de Verenigde Staten. Er werd aangenomen dat zonne-energie op residentiële schaal een nominale discontovoet van 5% zou hebben, omdat, als het residentiële systeem bedoeld is om de eigenaar geld te besparen, het moet worden afgemeten aan andere investeringsmogelijkheden (waarbij een jaarlijks rendement van 5% redelijk zou zijn voor een laag energieverbruik). - tot een gebalanceerd fonds met een gemiddeld risico). Er werd uitgegaan van een inflatie van 2% en alle kosten zijn in dollars van 2018.

Er werd aangenomen dat het verwachte rendement voor grootschalige boerderijen 10% zou bedragen. Anders werd aangenomen dat het rendement voor commerciële, gemeenschaps- en residentiële systemen 0% zou zijn, omdat dit geen op winst gerichte systemen zijn, maar slechts de hoop hun kosten terug te verdienen. Omdat de Canadese elektriciteitsprijzen sneller zijn gestegen dan de inflatie, werd aangenomen dat de werkelijke waarde van de opgewekte elektriciteit met 1,91% per jaar zou stijgen, het jaarlijkse gemiddelde van 2010 tot 2017 (dat wil zeggen dat de energiekosten over 10 jaar 19,1% per jaar zouden bedragen). % hoger dan de huidige, reële prijzen, en over 25 jaar zouden de energiekosten 47,75% hoger zijn dan de huidige, reële prijzen). Anders werden de prijzen in de loop van de tijd niet verhoogd om toevoegingen aan dure elektriciteitsopwekking te modelleren, aangezien de energiesector zijn ecologische voetafdruk verkleint.

Inkomstenbelastingen werden afgetrokken van de inkomsten op basis van federale en provinciale vennootschapsbelastingtarieven voor faciliteiten op nutsschaal. Voorzieningen op residentiële schaal betaalden omzetbelasting over de waarde van de elektriciteit die aan het elektriciteitsnet werd teruggeleverd voor kredieten, omdat er nog steeds omzetbelasting wordt betaald over de elektriciteit die in latere maanden wordt verbruikt voordat er enig krediet wordt toegepast. Voorzieningen op gemeenschapsschaal betaalden geen inkomstenbelasting, omdat werd aangenomen dat ze geen winstoogmerk hadden. Voorzieningen op commerciële schaal betaalden geen inkomstenbelasting, omdat werd aangenomen dat alle elektriciteit ter plaatse zou worden verbruikt. Op geen enkel type project werden CO2-belastingen toegepast.

Bedrijfskosten, rentebetalingen (uitgaande van een schuld van 60%) en een versnelde kapitaalkostenvergoeding (CCA)^{Voetnoot 17}werden afgetrokken van de inkomstenbelasting voor faciliteiten op nutsschaal. CCA-aftrekposten werden niet toegepast op faciliteiten op commerciële schaal, omdat werd aangenomen dat alle elektriciteit ter plaatse zou worden verbruikt en er dus geen inkomstenbelasting hoefde te worden betaald over de opgewekte elektriciteit. Voor projecten op residentiële en commerciële schaal werden omzetbelastingen geheven op alle kapitaalkosten. Voor projecten op utiliteitsschaal werden omzetbelastingen alleen geheven op apparatuur en installatie. Er werd geen omzetbelasting geheven op de kapitaalkosten van projecten op gemeenschapsschaal, waarvan werd aangenomen dat ze geen winstoogmerk hadden.

Uurprijzen

Er werden twee prijsscenario’s gebruikt:

vaste prijzen (dwz zonder variatie per uur). Veel residentiële, commerciële en gemeenschapsconsumenten betalen vaste tarieven voor hun elektriciteit. Er werd ook gekeken naar vaste prijzen voor faciliteiten op nutsschaal, omdat het verschil tussen deze prijzen en de 'tijd van de dag'-prijzen kan helpen de premie aan te tonen die de tijd van de dag-prijzen oplevert.

Prijzen op basis van het tijdstip van de dag, omdat zonne-energie overdag elektriciteit opwekt, wanneer de vraag het grootst is en elektriciteit de meeste waarde heeft. Prijzen op basis van het tijdstip van de dag helpen de premie aan te tonen die zonne-energieprojecten verdienen, inclusief de schaal van nutsvoorzieningen. Ondertussen rollen provincies steeds vaker slimme meters uit voor huizen en bedrijven, zodat nutsbedrijven het verbruik per tijdstip kunnen meten en tarieven voor het tijdstip van de dag op het verbruik kunnen toepassen.

Om de prijzen op het tijdstip van de dag te modelleren, werden typische prijskortingen en -premies tijdens de dal-, midden- en daluren bepaald door uurprijzen te vergelijken met gemiddelde dagprijzen voor winter- en zomerdagen en op basis van groothandelsprijzen en residentiële prijzen. -prijsbasis. Slechts twee provincies (Ontario en Alberta) beschikken echter over groothandelsmarkten waarop deze schattingen kunnen worden gemaakt. Ondertussen hebben alleen Ontario en Nova Scotia woontarieven op het tijdstip van de dag. Vanwege het gebrek aan gegevens werden de uurkortingen en premies van sommige provincies dus toegepast op andere.

Belangrijk is dat de hoge penetratie van zonne-energie in de Canadese elektriciteitsmix naar verwachting de middagpremies zal drukken en de dagelijkse prijspieken zal afvlakken. Deze analyse moet dus alleen worden overwogen voor de lage penetratie van zonne-energie.

Consumptie ter plaatse

Er werd aangenomen dat de vraag naar elektriciteit in elke provincie minimaal het nationale gemiddelde zou bedragen.^{Voetnoot 18}Provincies met een hoger woningverbruik dan het landelijk gemiddelde gebruikten hun provinciale schatting. Provincies werden naar het nationale gemiddelde getild, omdat de opwekking van zonne-energie zou kunnen leiden tot een hogere elektrificatie van sommige huishoudelijke apparaten, zoals waterverwarmers en kachels, en mogelijk andere geëlektrificeerde apparaten zou toevoegen, zoals airconditioning.

Er werd aangenomen dat de opwekking uit een residentiële installatie die het residentiële verbruik te boven ging, werd teruggeleverd aan het elektriciteitsnet voor een krediet, dat vervolgens werd gebruikt om het elektriciteitsverbruik van gelijke waarde te compenseren wanneer de zonnepanelen niet zoveel elektriciteit produceerden, zoals in de winter. De waarden van de credits waren gebaseerd op schattingen van de huidige, variabele energielasten in elke provincie, en werden aangepast door uurkortingen en premies in tijd-van-dag-scenario's.

Er werd aangenomen dat commerciële en gemeenschapslocaties alle elektriciteit verbruikten die ze opwekten. Er werd aangenomen dat projecten op utiliteitsschaal geen verbruik ter plaatse zouden hebben (dat wil zeggen dat het verbruik zou worden gedekt door de exploitatiekosten).

Vergelijkbare elektriciteitsprijzen

Vergelijkbare elektriciteitsprijzen voor zonne-energie op residentiële schaal werden bepaald op basis van de energiekosten voor woningen en andere variabele kosten gepubliceerd door provinciale en territoriale nutsbedrijven en elektriciteitsleveranciers. In Ontario en Alberta werd het gemiddelde van meerdere steden berekend om de vergelijkbare elektriciteitsprijs te bepalen. Deze prijzen zijn exclusief vaste kosten, die op elke factuur hetzelfde blijven, ongeacht hoeveel elektriciteit er wordt verbruikt. Het kopen van elektriciteit voor woningen bij lokale nutsbedrijven is dus iets duurder dan hier aangegeven.

Omdat de vraag naar elektriciteit op commerciële schaal zo variabel kan zijn van sector tot sector, werden de schattingen van de elektriciteitsprijsonderzoeken van Manitoba Hydro en Hydro Quebec voor elke provincie gemiddeld. Er werd aangenomen dat er maandelijks 200 MW.u elektriciteit wordt verbruikt bij een piekvraag van 500 kW. Er werd ook aangenomen dat de transformatie eigendom was van nutsbedrijven. Voor de gebieden werd gebruik gemaakt van de door lokale nutsbedrijven gepubliceerde energietarieven.

Voor projecten op nutsschaal werd de gemiddelde jaarlijkse groothandelsprijs voor elektriciteit gebruikt voor de vergelijkbare elektriciteitsprijs in Ontario en Alberta, de enige twee provincies met groothandelsmarkten. Anders werden wederverkoperstarieven of energiekosten voor de grote industrie gebruikt, omdat deze de op één na beste schatting zouden zijn van wat groothandelsprijzen zijn, hoewel ze nog steeds hoger zouden kunnen zijn dan de werkelijke opwekkingskosten.