Energia
Vanhojen aurinkovoimaloiden uudistamisen investointiperusteet
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Aurinkoenergia kasvaa, mutta samalla sen tuotantolaitokset ikääntyvät. Ensimmäiset aurinkovoimalat ja vanhemmat aurinkopaneelit tuottavat yleensä vähemmän kuin uudet, sillä tähän vaikuttaa kaksi samanaikaista tekijää: laitteiden ikääntyminen sekä aurinkoenergia- ja sähköistysteknologian kehittyminen vanhempien mallien asentamisen jälkeen.
Yksi osa tilanteen ratkaisemista on kierrätys: on varmistettava, ettei vihreästä energiasta tule uutta saastelähdettä, vaan sen sijaan arvokkaiden materiaalien, kuten hopean, puhdistetun piin, kuparin, alumiinin ja lasin, lähde.
Toinen kysymys on, miten aiempien sukupolvien ikääntyviä aurinkoenergiainvestointeja tulisi hallita, etenkin kun niiden tyypillinen 25–30 vuoden suunniteltu käyttöikä lähestyy loppuaan. Vaihtoehtoja on monia: voimalat voidaan purkaa, niiden kapasiteetin voidaan antaa vähitellen heikentyä tai infrastruktuuri voidaan säilyttää ja ikääntyvät osat vaihtaa.
University of New South Walesin (Australia) tutkijoiden uusi tutkimus tarkastelee kunkin vaihtoehdon vaikutuksia ja taloudellisuutta sekä vanhojen aurinkovoimaloiden uudistamisen todellista toteutettavuutta.
Tutkimuksessa havaittiin, että vanhojen aurinkovoimaloiden tehonkorotuksen tulokset voivat vaihdella huomattavasti alueittain ja että saatavilla oleva aineisto ei aina riitä selkeään kustannus-hyötyanalyysiin.
Tutkijat julkaisivat tuloksensa Renewable and Sustainable Energy Reviews1 -lehdessä artikkelissa ”Suurten aurinkosähköjärjestelmien käytöstäpoisto ja tehonkorotus: katsaus politiikkaan, talouteen, teknologiaan sekä ympäristö- ja yhteiskunnallisiin ulottuvuuksiin”.
Ikääntyvien aurinkovoimaloiden hallinta
Yhä ajankohtaisempi ongelma
Aurinkoenergiasta on tulossa uusiutuvan energian hallitseva teknologia, ja uusiutuvan energian osuus maailman energiantuotannosta kasvaa. Tämä johtuu suurelta osin siitä, että aurinkoenergian tuotantoa rajoittaa sopivien sijaintien saatavuus huomattavasti vähemmän kuin tuuli-, vesi- tai geotermistä energiantuotantoa, mikä helpottaa laajamittaista käyttöönottoa. Suurin osa aurinkoenergiasta tuotetaan suurissa hankkeissa:
”Vuoteen 2025 mennessä aurinkosähkön asennettu kokonaiskapasiteetti oli kasvanut maailmanlaajuisesti lähes 3 TW:iin, ja suurten hankkeiden osuus uudesta kapasiteetista oli yli kaksi kolmasosaa.”
Aurinkopaneelien kierrätyksestä käytävä keskustelu on siis hyödyllistä, mutta siinä jää osa ongelmasta huomaamatta. Suuren mittakaavan aurinkovoimalaan kuuluu aurinkosähkömoduulien lisäksi inverttereitä, asennusrakenteita, kilometreittäin kaapeleita, maanrakennustöitä, verkkoliityntäinfrastruktuuri, kaupallisia järjestelyjä sekä sääntelyyn ja sopimuksiin liittyvien velvoitteiden alaista maata.
Useimmille toimijoille, jotka olivat mukana aurinkobuumin alkaessa, ongelma tulee vastaan pian.
”Ensimmäinen suurten aurinkovoimalahankkeiden aalto, joka otettiin käyttöön Euroopassa, Pohjois-Amerikassa ja Kiinassa noin vuosina 2010–2015, on siirtynyt toiselle toimintavuosikymmenelleen. Useimmille omaisuuden omistajille käyttöiän päättymiseen (EoL) liittyvät päätökset ovat yhä tulevaisuuden velvoitteita, mutta ajankohta lähestyy koko ajan.”
Aurinkovoimaloiden käyttöiän päättymisen analysointi
Tutkimuksessa tutkijat kokosivat aineistoa kahdesta lähteestä: suurten aurinkovoimaloiden käytöstäpoistoa ja tehonkorotusta käsittelevästä tieteellisen kirjallisuuden katsauksesta sekä dokumentoiduista tapaustutkimuksista, joissa tarkasteltiin toimivissa voimaloissa toteutettuja toimenpiteitä. He kokosivat 85 julkaisua ja raporttia, joihin kuului tieteellisiä artikkeleita, konferenssijulkaisuja sekä alan ja viranomaisten raportteja. Aineisto valittiin aiheeseen liittyvyyden perusteella, ja suurin osa siitä oli julkaistu viime vuosina.
Kustakin tapaustutkimuksesta kirjattiin sijainti, toimenpideluokka, laitoksen käyttöönotto- ja toimenpidevuosi, kapasiteetti, toimenpiteen laajuus ja kesto, sen syy sekä lähdetyyppi. Eniten tutkimuksia oli Yhdysvalloista, ja seuraavaksi eniten Euroopan maista.
Aiemmissa tutkimuksissa käsiteltiin eniten teknisiä ratkaisuja, seuraavaksi eniten taloudellista arviointia ja yhteiskunnallisia näkökohtia. Joissakin tutkimuksissa tarkasteltiin myös ympäristövaikutuksia sekä politiikkaa ja sääntelyä.
Käyttöiän päättymiseen liittyvät vaihtoehdot
Kun aurinkovoimala saavuttaa käyttöikänsä pään, sen suhteen voidaan toimia usealla tavalla:
- Käytöstäpoisto eli aurinkovoimalan täydellinen purkaminen, johon kuuluu kaikkien osien poistaminen, jätehuolto ja alueen ennallistaminen.
- Tehonkorotus eli järjestelmän keskeisten osien vaihtaminen nimelliskapasiteetin kasvattamiseksi.
- Uudistaminen eli järjestelmän osien vaihtaminen suorituskyvyn palauttamiseksi tai parantamiseksi ilman, että nimelliskapasiteetti muuttuu merkittävästi.
- Osittainen kunnostus eli mahdollisimman pieni investointi, jolla korjataan rajattuja ongelmia palauttamatta kuitenkaan täysin alkuperäistä kapasiteettia tai suorituskykyä.
On huomattava, että useimmissa tutkimuksissa tehonkorotus ja uudistaminen luokitellaan usein samaan ryhmään, eivätkä monet lähteet kerro, muuttuiko kapasiteetti vai ei.
Yhdysvalloissa on selvästi eniten dokumentoituja aurinkopuistojen modernisointi- ja uudistamishankkeita, ja seuraavana tulee Italia.
Monet näistä Yhdysvalloissa toteutetuista toimenpiteistä liittyivät ympäristötapahtumiin, kuten maastopaloihin, raekuuroihin ja syklonien aiheuttamiin vaurioihin. Esimerkiksi Puerto Ricossa sijaitsevan 24 MW:n AES Ilumina -aurinkovoimalan vaurioituneet moduulit vaihdettiin hurrikaanin jälkeen, ja eräässä Texasissa sijaitsevassa 4,4 MW:n hankkeessa kerrottiin aurinkopaneelikentän kunnostamisesta raekuurovaurioiden vuoksi.
Sääntely vaihtelee
Paikallisella ja kansallisella sääntelyllä on suuri vaikutus siihen, miten käytöstäpoisto toteutetaan. Yhdysvalloissa käytännöt perustuvat yleensä paikallisten ja osavaltioiden määräysten yhdistelmään.
”32 osavaltiolla oli käytöstäpoistoa koskevat määräykset joko koko osavaltiota koskevina velvoitteina, osavaltionlaajuisina ja paikallisina määräyksinä tai valinnaisina koko osavaltion käytäntöinä, kun taas 18 osavaltiota ja Columbian piirikunta jättivät asian paikallishallintojen päätettäväksi. Yhdessä osavaltiossa oli mallipohja, jonka paikallishallinnot saattoivat ottaa vapaaehtoisesti käyttöön.”
Australiassa aurinkovoimahankkeiden kehittäjien on esitettävä suunnitellut käytöstäpoisto- ja ennallistamistoimet osana hankkeen hyväksymisprosessia. Ne määritellään hankekohtaisissa lup ehdoissa sen sijaan, että niistä säädettäisiin nimenomaisesti laissa.
EU:ssa aurinkosähköjärjestelmien jäte luokitellaan ”elektroniikkajätteeksi”, ja kaikkien EU:n markkinoille aurinkopaneeleita toimittavien tuottajien on rahoitettava elinkaarensa lopussa olevien moduulien keräys ja kierrätys.
Etelä-Koreassa aurinkosähköjärjestelmien valmistajat ja moduulien myyntiyhtiöt vastaavat kierrätyksestä ja jätteiden keräämisestä.
Kiinassa keskitetyn aurinkosähköntuotannon yritykset ovat lain mukaan vastuussa käytöstä poistettujen laitteiden hävittämisestä, ja niiden hävittäminen kaatopaikalle tai maahan hautaamalla on nimenomaisesti kielletty.
Aurinkopuistojen käsittely
Käytöstäpoiston talous
Käytöstäpoiston kustannuksista ei Yhdysvalloissa tehtyjen tutkimusten perusteella näytä olevan yhtä yleispätevää arviota. 50 MW:n aurinkopuiston käytöstäpoiston kustannukset voivat erota yli 13 miljoonalla dollarilla: ne voivat vaihdella –88 000 dollarista/MW (omistajat voivat käytännössä jopa saada rahaa romumateriaalin myynnistä) +177 000 dollariin/MW, mikä on huomattava vastuu.
Moduulien, tukirakenteiden, johdotusten ja perustusten poistaminen voi muodostaa jopa 90 % käytöstäpoiston kustannuksista, mutta maan ennallistamista koskevat vaatimukset voivat kasvattaa kokonaiskustannuksia huomattavasti. Syrjäinen sijainti voi myös lisätä kustannuksia pitkien kuljetusmatkojen ja ammattitaitoisen työvoiman heikon saatavuuden vuoksi.
”Esimerkiksi Ivanpahin laitoksessa kymmenvuotinen ekologinen seurantaohjelma maksoi yli 9 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria tiukkojen ympäristönsuojeluvaatimusten vuoksi.”
Kun nämä elinkaaren lopun kustannukset sisällytetään energian tasoitettuun kustannukseen (LCOE), kokonaiskustannus voi kasvaa jopa 2 %.
Ympäristövaikutukset
Aurinkopuiston käytöstäpoisto voi aiheuttaa lyhytaikaisia ympäristöhäiriöitä, kuten pölyä, melua, eroosiota, kasvillisuuden häviämistä, maaperän tiivistymistä, eläimistön häiriintymistä sekä polttoaineiden ja rikkoutuneiden moduulien aiheuttamaa saastumista. Haittoja voidaan kuitenkin ehkäistä asianmukaisin lieventämis- ja ennallistamistoimin.
”Pölyntorjunta, perustusten täyttäminen, pintamaan talteenotto ja uudelleen levittäminen, kasvillisuuden palauttaminen sopivia lajeja käyttäen, kasvillisuuden palautumisen seuranta, töiden ajoittaminen pesimäkauden ulkopuolelle sekä elinympäristöjen ennallistamisohjelmien toteuttaminen”
Muut tutkimukset osoittavat, ettei aurinkopuistojen rakentaminen estä maan ottamista uudelleen maatalouskäyttöön käytöstäpoiston jälkeen. Lisäksi aurinkovoimaloiden infrastruktuuri voi ajan myötä tuottaa ekologista nettohyötyä, jos maata hoidetaan vastuullisesti.
Joka tapauksessa kierrätys on selvästi parempi vaihtoehto. Kiteisestä piistä ja CdTe-moduuleista (kadmiumtelluridi) tehdyissä analyyseissä kierrätyksen nettovaikutus ympäristöön on johdonmukaisesti pienempi kuin kaatopaikkasijoituksen, koska talteen otetut materiaalit kompensoivat näitä haittoja. Kaatopaikkasijoitus puolestaan ei mahdollista materiaalien talteenottoa, vie maa-alaa ja voi aiheuttaa myrkyllisiä vaikutuksia ihmisille ja maaperän eliöille.
Myös laitteiden vaihtaminen voi vaikuttaa aurinkopuiston hiilipäästöihin. Eräässä tutkimuksessa hiilipäästöjen takaisinmaksuaika piteni noin yhdestä vuodesta 2,4 vuoteen, kun laitteita ei vaihdettu lainkaan verrattuna tilanteeseen, jossa ne vaihdettiin kahdesti. Kokonaisvaikutus riippuu myös siitä, millaista sähköntuotantoa uudet moduulit korvaavat; erityisen myönteinen vaikutus on, jos ne korvaavat hiilivoimaloiden sähköntuotantoa.
Uudistaminen vaihtoehtona
Miksi vanha aurinkovoimala kannattaa uudistaa?
Jos käytöstäpoistoa harkitaan, vanhenevan aurinkopuiston voi myös päivittää uudistamalla jo olemassa olevan laitoksen. Tällöin voidaan hyödyntää uudelleen esimerkiksi olemassa olevia sähköverkkoliittymiä, rakennettuja kulkuteitä, betoniperustuksia ja aurinkopaneelien nykyisiä tukirakenteita.
Ei ole yllättävää, että voimalan uudistaminen on tehokkainta hankkeissa, joissa tuotanto on heikentynyt merkittävästi. Esimerkiksi italialaisessa tapaustutkimuksessa yli 50 prosentin tuotannonmenetykset laitteiston ikääntymisen ja auringonseurantalaitteiden vikojen vuoksi johtivat uudistukseen, joka kasvatti vuotuista tuotantoa 136 prosenttia ja jonka takaisinmaksuaika oli kahdeksan vuotta.
Useimmissa tutkimuksissa ei kuitenkaan arvioida voimalan uudistamisen taloudellisuutta realistisesti, sillä niissä ei huomioida purkamisesta, kuljetuksesta, kierrätyksestä tai uudistamisen hyväksynnöistä aiheutuvia kustannuksia.
Oikeudelliset tekijät
Merkittävä muu kuin tekninen tekijä on se, voidaanko uudistettu aurinkosähköhanke katsoa verohyvitysten kannalta uutena käyttöön otetuksi hankkeeksi. Yhdysvalloissa sovelletaan Internal Revenue Servicen 80/20-testiä: säilytetyn laitteiston markkina-arvo saa olla enintään 20 prosenttia uudistetun laitoksen kokonaisarvosta. Tämä tarkoittaa, että vähintään 80 prosentin laitoksen arvosta on muodostuttava uudesta laitteistosta.
Toinen voimalan uudistamispäätöksiin todennäköisesti vaikuttava oikeudellinen tekijä on se, sisältävätkö myös maanomistajan kanssa tehdyn sopimuksen ehdot erityisiä uudistamista koskevia määräyksiä. Näin on kuitenkin harvoin.
EU:ssa voimaloiden uudistamista edistetään nopeutetuilla lupamenettelyillä: uusiutuvan energian voimaloiden uudistamiseen liittyvä lupamenettely saa kestää enintään kuusi kuukautta, ja määräaikaa voidaan pidentää vain rajoitetusti. Muualla kuin näillä alueilla enimmäiskesto on 12 kuukautta.
Miten voimalan uudistaminen onnistuu?
Komponenttitasolla onnistuneen uudistamishankkeen keskeinen tekijä on kunkin pääkomponenttityypin yhteensopivuusongelmien ja sääntelyrajoitteiden ratkaiseminen.
Uudistushankkeissa vaihdetaan useimmiten moduulit (”aurinkopaneelit”) ja invertterit, sitten seurantajärjestelmät ja kaapelit. Niiden liittäminen olemassa oleviin järjestelmiin voi kuitenkin aiheuttaa yhteensopivuusongelmia.
Korroosionopeus, maaperän olosuhteet ja rakenteiden varmuusmarginaalit vaikuttavat samalla telineiden ja paaluperustusten kestävyyteen ja ratkaisevat, onko niitä kunnostettava.
Jos uudistaminen kasvattaa sähköntuotantokapasiteettia, verkkoliityntäsopimusta voidaan joutua päivittämään tai neuvottelemaan uudelleen. Tästä voi aiheutua suuria kustannuksia.
Koska voimalan uudistaminen todennäköisesti pidentää aurinkovoimalan käyttöikää, uudistetun laitoksen käyttöikä voi ylittää sen sähkönostosopimuksen (Power Purchase Agreement, PPA) tai maanvuokrasopimuksen voimassaoloajan. Tällöin molemmat sopimukset on neuvoteltava uudelleen, mikä voi vaikuttaa hankkeen taloudelliseen kannattavuuteen.
Keskeiset huomiot sijoittajille
Tutkimuksen mukaan ikääntyneestä voimalasta voi joissakin tapauksissa tulla uudistamisen ansiosta omaisuuserä, joka pystyy tuottamaan energiaa vielä useita vuosia tai jopa vuosikymmeniä.
Uudistaminen ei kuitenkaan aina ole yksinkertaista. Verosäännöt, lähestyvä vuokrasopimuksen päättyminen ja yhteensopivuus olemassa olevan laitteiston kanssa voivat aiheuttaa monenlaisia ongelmia, jotka voivat estää hankkeen tai tehdä siitä liian monimutkaisen tai kalliin. Myös uudet tai päivitetyt lupavaatimukset voivat aiheuttaa ongelmia etenkin lainkäyttöalueilla, joilla ei ole voimaloiden uudistamista koskevaa sääntelykehystä.
Tutkimuksen tekijät suosittelevat seuraavia toimia tulevien uudistamishankkeiden tueksi:
- Luodaan yhtenäinen kansallinen oikeudellinen kehys laitosten elinkaaren päättymistä varten.
- Luodaan uudistamishankkeille omat hyväksymismenettelyt.
- Yhtenäistetään elinkaaren päättymiseen liittyvien vaihtoehtojen arviointia.
- Kehitetään digitaalisia ennustetyökaluja yksittäisissä hankkeissa käytettäviksi.
Vaikka voimalan uudistaminen voi ehdottomasti parantaa hankkeen kannattavuutta ja ympäristövaikutuksia, näin ei pidä olettaa automaattisesti.
Sijoittajien on sen sijaan tunnettava selkeästi kustannukset, sääntelyrajoitteet ja muut oikeudelliset esteet, kuten verot ja vuokrasopimukset, sekä ennakoitava vanhan ja uuden laitteiston mahdolliset yhteensopivuusongelmat.
Jos hankkeessa aiotaan kasvattaa tuotantokapasiteettia alkuperäistä suuremmaksi, on otettava huomioon myös tekninen kapasiteetti sekä verkkoliityntöjä koskevat sähkönostosopimukset.
Sijoittaminen aurinkoenergiaan
First Solar
FSLR Hintakaavio
Koska ikääntyneiden aurinkovoimaloiden purkaminen on kallista tai niiden uudistaminen monimutkaista, aurinkokennojen nykyaikaiset ja pitkäikäiset rakenteet voivat tarjota pitkän aikavälin kilpailuetua.
Nykyisin suurin osa maailman aurinkopaneeleista valmistetaan Kiinassa, sillä maassa on laaja piipolysilikonin tuotantoon ja aurinkokennojen valmistukseen keskittyvä teollinen ekosysteemi.
Piipohjaisten aurinkokennojen lisäksi on kuitenkin olemassa muitakin teknologioita, ja yksi harvoista länsimaisen aurinkoenergiateollisuuden jäljellä olevista yrityksistä on First Solar (FSLR ), joka on tämän alan johtava toimija ja käyttää kadmiumtelluridiaurinkokennoja. Niitä on helpompi valmistaa ohutkalvotekniikalla, ja niiden hyötysuhde on piipohjaisia kennoja parempi, vaikka niiden raaka-ainekustannukset ovat korkeammat.
Tämä kennotyyppi on myös kestävämpi, mikä voi muuttaa sekä kotitalouksien että sähköyhtiöiden laskelmia aurinkokennon elinkaarikustannuksista ja arvonalenemisesta. Tämä korostuu nyt, kun aurinkokennojen hyötysuhteen nopea paraneminen ja kustannusten lasku ovat hidastuneet viime vuosina.
Lähde: First Solar
Koska kadmiumtelluridikennojen tuotanto on pitkälti automatisoitua, työvoimakustannusten erot vaikuttavat siihen suhteellisen vähän. Tämä voi parantaa tuotannon kilpailukykyä huomattavasti länsimaissa, etenkin kun tuotteet myydään paikallisesti, sillä kuljetuskustannukset jäävät tällöin pois.
Sen sijaan, että tuotanto tapahtuisi useissa tehtaissa, joista kukin keskittyisi yhteen tuotantovaiheeseen, kuten polypiin puhdistamiseen, ja aurinkokennon valmistuminen veisi monta päivää, First Solar pystyy valmistamaan tuotteen raaka-aineista valmiiksi alle 4 tunnissa ja integroimaan kaikki aurinkokennojen tuotantovaiheet täysin vertikaalisesti.
Pitkällä aikavälillä First Solar odottaa pystyvänsä kierrättämään vanhojen kennojen kadmiumtelluridin kokonaan sekä 90 % kaikista aurinkokennoista. Kierrätetyistä moduuleista jäljelle jäävä 5–10 % koostuu pääasiassa lasin hienojakoisista hiukkasista, jotka kerätään pölynhallintajärjestelmillä ja erittäin tehokkailla HEPA-hiukkassuodattimilla.
Tämä voisi pienentää materiaalikustannuksia, poistaa luonnonvarojen louhinnan ekologiset kustannukset ja ehkäistä saastumisriskit.
”Jokaisen myydyn moduulin mukana myimme myös palvelun, jossa noudamme moduulit niiden käyttöiän päätyttyä ja kierrätämme ne. Tämä tapahtui käytännössä 8 vuotta ennen kuin Euroopassa tuli voimaan asiaa koskeva sääntely. Nyt meillä on sähkö- ja elektroniikkalaiteromudirektiivi, jonka piiriin myös aurinkosähkö kuuluu.”
Andreas Wade – First Solar Future Techsin globaali kestävän kehityksen johtaja
Kadmiumtelluridin lisäksi First Solar tutkii myös entistä kehittyneempiä aurinkokennoteknologioita, kuten perovskiittikennoja ja kadmiumtelluridi-perovskiittihybridikennoja, joiden hyötysuhde voisi olla parempi ja käyttöikä pidempi.
Kaiken kaikkiaan First Solar on erinomainen osake sijoittajille, jotka haluavat hyötyä aurinkoenergian kasvusta ja keskittyä länsimaisiin tuottajiin geopoliittisesti herkemmin altistuvien kiinalaisten tuottajien sijaan.
(Voit lukea lisää First Solarista yhtiölle omistetusta sijoitusraportistamme ja aurinkoenergiasta raportistamme ”Aurinkoenergian aikakausi – valoisa tulevaisuus ihmiskunnalle”)
First Solarin (FSLR) osakkeen viimeisimmät uutiset ja kehityskulut
Viitattu tutkimus
1. Verity Tan, Rong Deng ja Renate Egan. Teollisen mittakaavan aurinkosähköjärjestelmien käytöstäpoisto ja tehon uudistaminen: katsaus politiikkaan, talouteen, teknologiaan sekä ympäristö- ja yhteiskunnallisiin ulottuvuuksiin. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Tammikuu 2027. Artikkeli: 117609. Vuosikerta 245, osa A. 10.1016/j.rser.2026.117609
