Market penetration of photovoltaic systems by 2050

Abstract

Climate warming- and energy availability issues are one of today's most discussed scientific- and popular topics. Resources of fossil fuels are decreasing and alternative sources should replace those increasingly. Climate warming has impacts on environment and the target would be to stop the warming to the level of maximum 2 degrees of Celsius from today's level. Photovoltaic systems could be one potential technology for solving these issues.

This thesis describes technical capabilities and cost development assumptions of photovoltaic systems. Also global energy production capabilities of photovoltaic systems are described. Also supporting policies are presented and their influence discussed. Secondly thesis presents major energy scenarios. Energy scenarios present different pathways to achieve issue solving targets. They also show the outcome if no changes are done with energy sources, policies and other related matters. Energy scenarios cover the role of photovoltaic systems as well.

Technical and financial facts of photovoltaic systems are compared to outlooks of energy scenarios. As a result amore uniform and realistic outlook of photovoltaic market penetration is identified. It is found that major increase in manufacturing capacity is needed to achieve market penetration estimations. It was found that the average market growth presented in the scenarios is supported by the grid parity analysis.

Ilmaston lämpiäminen ja energia lähde kysymykset ja ongelmat ovat yksi tämän päivän keskustelluimmista aiheista sekä tieteen että populistisessa kehyksessä. Ilmaston lämpiämisen estämiseksi on yhteisesti sovittu ehdoton kahden celsius asteen lämpiäminen tämän hetkisestä tilanteesta. Fossiilisten polttoaineiden loppuminen johtaa tilanteeseen jossa ne on vähitellen korvattava muilla vaihtoehtoisilla energialähteillä. Aurinkosähköjärjestelmät ovat yksi potentiaalinen energia lähde joilla voitaisiin korvata häviäviä energia lähteitä ja tukea kasvavaa sähkön kulutusta. Aurinkosähköjärjestelmät myös estävät ilmaston lämpiämistä, sillä ne eivät tuota hiilidioksidia tai mitään muutakaan ympäristölle haitallista niiden valmistuksen jälkeen itse energian tuotannossa.

Tämä työ esittää aurinkosähköjärjestelmien tekniset rakenteet, tekniset energiatuotannon mahdollisuudet ja kustannuskehitys olettamukset. Työssä esitetään myös tukimallit joilla tuotantoa ja teknologian käyttöönottoa voidaan tukea ja on tuettu. Tämän jälkeen esitetään suurimpia ja luotettavimpia energia skenaariota. Skenaariot kuvaavat mitä tulisi tapahtumaan ilman minkäänlaisia poliittisia tai muita toimenpiteitä ja antavat vaihtoehtoisia skenaarioita joilla kyettäisiin ratkaisemaan ilmaston lämpiäminen ja energia saatavuus ongelmat. Skenaariot ottavat kantaa aurinkosähköjärjestelmien rooliin tulevaisuuden kehityksessä. Teknisiä ja kustannuksellisia mahdollisuuksia, edellytyksiä ja olettamuksia on verrattu skenaarioihin. Tämän jälkeen yhdenmukaisin ja realistisin näkymä on esitetty miten ja missä aurinkosähköjärjestelmät tulevat kasvattamaan markkinoitaan ja minkälaista roolia se näyttelee tulevaisuuden globaalissa energiaportfoliossa. Työssä tunnistettiin mittavan valmistuskapasiteetin kasvun vaatimukset ennustettuihin markkinapenetraatioihin ja niiden keskiarvoon. Ennusteiden vertailu verkkopariteetin analyysiin tukee ennusteiden realistisuutta.