Schwytac slonce -
inwestycje w energetyke sloneczna jako dlugoterminowa oszczednosc kosztów energii
("Capturing the Sun: Solar Power Investments Can Offer Long-Term Savings in Energy Costs", January/February 2010)

Diana Mirel

Energetyka słoneczna, kiedyś uważana za przelotną modą i kolec w oku architektów, jest dzisiaj obiecującym alternatywnym źródłem energii napędzającym entuzjastów zielonego budownictwa. Produkcja energii słonecznej to także bardzo dochodowy przemysł, który, jak podaje Amerykańskie Towarzystwo Energii Słonecznej (ASES American Solar Energy Society), zwiększa swoją wartość o 40 procent rocznie.

Mimo iż budynki zasilane energią słoneczną to ciągle rzadkość, właściciele i zarządcy nieruchomości poszukujący sposobów na obniżenie kosztów energii elektrycznej, porównują korzyści oferowane przez technologię słoneczną ze sporymi nakładami początkowymi kosztami jego instalacji.

SŁONECZNA PROGNOZA

Najpopularniejszym rozwiązaniem w sektorze energetyki słonecznej jest technologia fotowoltaiczna. W technologii tej moduły fotowoltaiczne (tj. panele słoneczne), które montuje się na dachach budynków lub stawia na powierzchni ziemi, konwertują energię promieniowania słonecznego bezpośrednio na energię elektryczną.

Prąd stały przechodzi przez przetwornik, który zamienia go w prąd zmienny, a następnie trafia do rozdzielni, z której kierowany jest do konsumenta lub sieci energetycznej. Wytworzone w ten sposób medium pokrywa część zapotrzebowania budynku na prąd na tych samych zasadach, co tradycyjne zakłady energetyczne.
Tak jak w każdym innym budynku zasilanym z sieci energetycznej prąd płynie kolejno do gniazdek elektrycznych w ścianach i zasila instalację oświetleniową. Energia słoneczna zmniejsza więc ilość energii elektrycznej pobieranej ze standardowych źródeł, dzięki którym budynek ma zasilanie w nocy i w pochmurne dni.

Energię słoneczną można pozyskiwać w dowolnym miejscu na Ziemi. Według ASES, wiodącymi producentami energii słonecznej w USA są Kalifornia, New Jersey oraz Kolorado, przy czym dwie trzecie wszystkich instalacji słonecznych znajduje się na obszarze Kalifornii. Krajem numer jeden pod względem produkcji energii słonecznej są Niemcy, położone na tej samej szerokości geograficznej co Anchorage na Alasce.

“Jeżeli Niemcy mogą, to my też możemy,” uważa Neal Lurie, rzecznik ASES. „Bez wątpienia bezchmurne, słoneczne niebo umożliwia produkcję większej ilości energii. Lecz nawet w ponury dzień w Chicago można produkować energię słoneczną wykorzystując tę samą ilość promieniowania słonecznego, która pozwala nam odróżniać dzień od nocy.”

Większość właścicieli, którzy wyposażyli swoje budynki w instalację słoneczną oczekuje 10-30 procentowej redukcji zużycia energii. W budynku Wayne National Forest w Nelsoncille w stanie Ohio, energia uzyskana z 302-panelowego kolektora słonecznego o mocy 60 000 kilowatów powinna zaspokoić 30-34 procent zapotrzebowania budynku na energię w najbardziej słoneczne miesiące, oraz około 15-20 procent rocznego zapotrzebowania energetycznego obiektu.

Istnieje możliwość konwertowania jeszcze większej ilości energii słonecznej. Fundacja Peter A. and H. Gasser Foundation (Napa, Kalifornia) podjęła decyzję o zamontowaniu na dachu wiaty garażowej oraz budynku biurowego zestawu solarnego o mocy 125-kilowatów, dzięki któremu zmniejszyła pobór energii z sieci energetycznej o 90 procent.

“Jeżeli zainstalowany zestaw solarny pokrywa od 3 do 5 procent zużywanej przez ciebie energii, to jest to moim zdaniem za mało,” mówi Nicholas E. Stolatis, CPM®, RPA, dyrektor inicjatyw strategicznych i zarządzania majątkiem w Global Real Estate TIAA-CREF z siedzibą w Nowym Jorku.

INSTALACJA ZESTAWU SOLARNEGO: PROSTA, LECZ SKOMPLIKOWANA

Zapomnijmy na chwilę o położeniu geograficznym. Doświadczenia właścicieli budynków wyposażonych w instalację słoneczną zależą także od stopnia wymaganej w związku z tym modernizacji budynków.

Instalacja do wytwarzania energii elektrycznej oraz instalacja do podgrzewania wody to dwa najpopularniejsze zastosowania technologii słonecznej, w których panele słoneczne montuje się najczęściej na dachach budynków. Zadaniem instalacji fotowoltaicznej jest obniżenie rachunku za energię elektryczną natomiast instalacji słonecznej do podgrzewania wody jest obniżenie rachunku za zużycie gaz ziemnego.

Mike Hall, dyrektor zarządzający w Borrego Solar Systems Inc. z siedzibą w San Diego uważa, iż trudno określić, dzięki której technologii można zaoszczędzić więcej energii, ponieważ każda z nich „uderza w inny obszar zużycia energii przez budynek.”

Ponieważ zapotrzebowanie budynku na energię elektryczną jest większe niż na ciepłą wodę – w zależności od stopnia użytkowania budynku oraz ilości podgrzewanej wody – instalacje podgrzewające wodę energią słoneczną są zazwyczaj tańsze lecz prowadzą do mniejszych  oszczędności.

Bez względu na rodzaj wybranej technologii instalacja systemu w budynku jest względnie prosta. Według inżyniera leśnictwa Steve Marchi w biurowcu Wayne National Forest całość prac polegała na zamontowaniu na dachu kolektora słonecznego.

“Nie musieliśmy zmienić okablowania a [teraz] nie potrzebujemy już baterii”, powiedział.

Instalacja zestawu solarnego staje się bardziej skomplikowana, jeżeli wiążę się z modernizacją elementów konstrukcyjnych budynku. Ocena techniczna dachu budynku robót publicznych w gminie Stone Harbour w stanie New Jersey wykazała, iż konstrukcja budynku wymaga stalowych wsporników, które umożliwią podtrzymanie 315-panelowego kolektora słonecznego.

OSTROŻNA OCENA

Aby określić zakres prac modernizacyjnych w związku z planowaną instalacją zestawu solarnego właściciel i zarządca muszą przeprowadzić ocenę techniczną budynku. Proces oceny należy rozpocząć od dachu. Konstrukcja większości budynków biurowych i mieszkalnych powinna być na tyle mocna, aby utrzymać zestaw solarny. Kluczowe znaczenie ma jednak nośność dachu.

“Inwestorzy często o tym zapominają, a muszą przecież wiedzieć, czy ich obiekt fizycznie pomieści i udźwignie całość instalacji słonecznej,” mówi Stolatis.

Jeżeli nośność dachu jest niewystarczająca, istnieją inne opcje warte rozważenia. Moduły solarne można ustawiać bezpośrednio na powierzchni ziemi, jeżeli pozwala na to powierzchnia działki, na której stoi budynek. Wielu właścicieli nieruchomości montuje panele także na dachach hal garażowych.

Tym samym moduły słoneczne pełnią jeszcze jedno zadanie – z jednej strony produkują energię elektryczną, a z drugiej dają cień,” mówi Stolatis.

Profesjonalni instalatorzy zestawów solarnych potrafią określić najlepszą lokalizację kolektorów, mówi Elva Gallagher, CPM, dyrektor w Community Realty Management, AMO®, w Pleasantville (New Jersey). Pod uwagę bierze się także ustawienie budynku względem stron świata, ponieważ systemy solarne wymagają bezpośredniej ekspozycji na promieniowanie słoneczne oraz minimalnego zacienienia.

“Każdy cień wpływa na ilość produkowanej energii i zakłóca odczyty,” mówi David Potovsky, starszy konsultant ds. energetyki w firmie Borrego. Tego typu systemy instaluje się zazwyczaj na płaskich dachach, aby panele mogły obracać się swobodnie w każdym kierunku. Cień na dachu mogą rzucać różne elementy, na przykład gzymsy lub klimatyzatory.

Instalując zestaw solarny właściciele i zarządcy nieruchomości muszą brać pod uwagę nie tylko właściwości konstrukcyjne budynku, lecz także gwarancję dachu. Większość zestawów solarnych objęta jest gwarancją na okres od 25-30 lat, a więc im nowszy dach, tym lepiej.

“Jeżeli dach wymaga wymiany w ciągu maksymalnie 7 lat, to lepiej to zrobić przed instalacją zestawu solarnego,” mówi Potovsky.

Konieczne jest także dochowanie warunków wszystkich obowiązujących gwarancji. Przed instalacją 50-panelowego kolektora na dachu budynku biurowego Environmental Way w Charlotte (Północna Karolina), Beth Machen, CPM, LEED-AP, prezes Machen-Wingate Advisory Group wezwał inspektorów budowlanych, aby zyskać pewność, że montaż zestawu solarnego nie spowoduje unieważnienia innych gwarancji.

INWESTYCJA W SŁOŃCE

Po dokonaniu oceny stanu technicznego budynku przed planowaną instalacją zestawu solarnego właściciel i zarządca nieruchomości muszą oszacować koszty i oczekiwany zwrot z inwestycji. Cena zakupu i montażu zestawu solarnego waha się od 100 tysięcy do 1 miliona dolarów.

“Oczywiście trzeba porównać koszty z okresem zwrotu,” mówi Gallagher. „Musisz ocenić, czy w dłuższej perspektywie czasowej poniesione przez ciebie nakłady zwrócą się z zyskiem.”

Według ASES cena zestawów słonecznych spadła w zeszłym roku o 30-40 procent. Stało się tak na skutek zwiększenia produkcji, silniejszej konkurencji wśród producentów zestawów solarnych oraz światowego kryzysu gospodarczego.

Właściciel nieruchomości musi określić stopę zwrotu z inwestycji, która będzie realistyczna i zadawalająca w jego konkretnej sytuacji. Dla większości właścicieli 6-8 letni okres zwrotu wydaje się być do zaakceptowania z finansowego punktu widzenia, mówi Ken Hawk z urzędu gminy Stone Harbor w stanie New Jersey.

„Jeżeli myślisz o zasilaniu słonecznym swojego budynku lecz okres zwrotu dla inwestycji wynosi 25 lat, to gra jest nie warta zachodu, mówi Hawk. „ Zbyt wiele rzeczy może się po prostu zdarzyć w ciągu tych 25 lat. Jeżeli natomiast okres zwrotu wynosi sześć lub siedem lat, inwestycja jest jak najbardziej uzasadniona.”

Mimo iż wielkość początkowych nakładów może zniechęcać, zwolennicy technologii słonecznej przypominają o oszczędnościach energii elektrycznej.

“Największą zaletą tej technologii jest oczywiście fakt, iż po zainstalowaniu kolektora energia słoneczna nic cię już potem nie kosztuje,” mówi Tim Carey, dyrektor ds. zrównoważonego rozwoju w firmie PepsiCo, której dach głównej siedziby w Chicago został wyposażony w 16 paneli słonecznych. „Suma sumarum, koszt paneli zwraca się dzięki zaoszczędzonej energii.”

JK ZMIEJSZYĆ POCZĄTKOWE NAKŁADY
Dzięki mądrym posunięciom biznesowym właściciele i zarządcy budynków mogą ograniczyć początkowe nakłady inwestycyjne. Gasser Foundation, na przykład, spodziewa się pięcioletniego okresu zwrotu z inwestycji w zestaw solarny warty 1,5 mln dolarów.

Aby stało się to możliwe, Fundacja przeprowadziła renegocjację umowy najmu z każdym najemcą włączając do niej opłatę za energię elektryczną w oparciu o rachunek za prąd najemcy z roku poprzedzającego montaż instalacji słonecznej. Fundacja dodała tym samym opłatę za energię do czynszu przez co najemcy nie muszą już regulować comiesięcznego rachunku za prąd.

“Nie ma takiego powodu, dla którego właściciel miałby wyposażyć swój budynek w instalację solarną, chyba że zainwestowane przez niego pieniądze za kilka lat mu się zwrócą i to z zyskiem. ” twierdzi Joseph Peatman, prezes Gasser Foundation. „Muszą tu zadziałać prawa ekonomii, w przeciwnym razie ty zapłacisz za zestaw solarny, a oszczędzać będą najemcy. „Renegocjacja umów najmu nie stanowiła dla naszych najemców większego problemu… Jest to nasz sposób na finansowanie instalacji słonecznej, a w dłuższej perspektywie na zyskanie przewagi konkurencyjnej nad innymi obiektami,”

Instalacje słoneczne mogą być także źródłem zysku dla właścicieli, którzy kreatywnie wykorzystają wolną powierzchnię swoich budynków. W Północnej Karolinie, na przykład, dachy wielkich budynków biurowych i garaży wydzierżawia się zakładom energetycznym.

W takim przypadku zakłady energetyczne pokrywają koszty zakupu i montażu modułów solarnych. Wyprodukowana energia trafia do sieci i może być dalej odprzedawana. W ten sposób właściciel budynku lub garażu czerpie zyski z dzierżawy powierzchni dachowej bez ponoszenia początkowych nakładów inwestycyjnych.

Zyskać mogą także właściciele instalacji słonecznych, którzy nie zużywają całej wytworzonej energii. Nadwyżkę energii można sprzedać do lokalnej sieci energetycznej, a niektóre zakłady energetyczne oferują swoim klientom certyfikaty energii odnawialnej, które przyczyniają się do zmniejszania kolejnych rachunków za prąd.

Producenci zestawów solarnych oferują różne opcje finansowania ich zakupu i montażu czyniąc je tym samym bardziej dostępnymi. Firma Borrego oferuje bezpłatną instalację zestawu solarnego w zamian za jego zakup w systemie ratalnym, gdzie wielkość raty i okres kredytowania są stałe. Tego typu umowa kupna eliminuje wysokie początkowe nakłady inwestycyjne lecz neguje ideę bezpłatnej energii.

Potovsky uważa, że “to bardzo dobre rozwiązanie, ponieważ właściciel budynku nie musi martwić się o koszty eksploatacji i utrzymania systemu i nie musi wykładać na początku inwestycji ani gorsza z własnej kieszeni.”

KORZYŚCI FINANSOWE
Najbardziej efektywnym sposobem sfinansowania instalacji słonecznej wydaje się być skorzystanie ze wysokich rządowych ulg podatkowych, które mogą pokryć 30-60 procent kosztów inwestycji.

W ramach ekonomicznego programu motywującego American Recovery and Reinvestment Act  uchwalonego w 2009 roku można ubiegać się o miliardy dolarów przeznaczonych na tak zwane zielone inicjatywny. W niektórych przypadkach, korzystając z funduszy z tego źródła pokryć można aż do 50% kosztów instalacji słonecznej. Jak podaje ASES rząd federalny oferuje właścicielom nieruchomości komercyjnych 30% ulgę podatkową w formie bezpośredniej dotacji.

“Jest to program, który ma zmotywować firmy do podejmowania tego typu inwestycji, przez co stymulujemy wzrost gospodarki i chronimy środowisko,” mówi Lurie z ASES.

Ponad połowa stanów oferuje dodatkowe programy motywacyjne na własnym szczeblu administracyjnym. Według Machen władze Północnej Kalifornii oferują 35-procentową  ulgę podatkową, która przy 30-procentowej uldze federalnej oraz dodatkowej 5-procentowej uldze w postaci przyspieszonej amortyzacji, daje łączną redukcję kosztów o 70 procent.

Gmina Stone Harbor w stanie New Jersey otrzymała w ramach  New Jersey Clean Energy Program dotację w wysokości 158 tyś. na realizację instalacji słonecznej na dachu budynku robót publicznych. Projekt o wartości 438 tyś. dolarów obejmował instalację modułów fotowoltaicznych oraz wzmocnienie konstrukcji dachu na budynku.

“Moduły solarne objęte są 25-letnią gwarancją, natomiast analiza, jaką wykonaliśmy sięga jeszcze dalej poza ten zakres czasowy,” mówi Hawk. „Za siedem lat powinniśmy osiągnąć dodatnie przepływy pieniężne w stosunku do nakładów, jakie ponieśliśmy na realizację projektu. Po 25 latach nasze przepływy pieniężne powinny wynosić 926 tyś. na plusie.”

Mimo iż wspomniane programy motywacyjne i oczekiwane zyski skłaniają wielu właścicieli do zainteresowania się technologią słoneczną, to według zarządców pierwszą linią obrony pozostaje nadal mądre zarządzanie konsumpcją energii elektrycznej.

“Uważamy, że w pierwszej kolejności trzeba wyłuskać wszystkie bezkosztowe i niskokosztowe metody,” mówi Stolatis. “Najtańszym sposobem na bycie energooszczędnym  jest oszczędzanie. Niezużyty kilowat to najtańszy kilowat, jaki możesz kupić.”

Diana Mirel jest autorem współpracującym z JPM. Pytania dotyczące niniejszego artykułu prosimy kierować na adres Markisan Naso mnaso@irem.org.

SIDEBAR
Słoneczna historia sukcesu
W 2003 roku Elva Gallagher, CPM, podjęła decyzję o wyposażeniu swojego domu w zestaw solarny. Sześć lat później nie może się nacieszyć z efektów tej decyzji.

Poszukując oszczędnego sposobu zasilenia w energię elektryczną domu położonego w zalesionej, wiejskiej okolicy, Gallagher i jej mąż zainteresowali się technologią słoneczną. Szybko dowiedzieli się, iż instalacja systemu słonecznego zwalnia z podatku od nieruchomości oraz upoważnia do 70 procentowej stanowej ulgi podatkowej oraz wybranych federalnych ulg podatkowych – nie wspominając o oszczędności kosztów energii elektrycznej oraz korzyściach dla środowiska, jakie technologia ta oferuje. Po wielu analizach i konsultacjach, Gallagherowie postawili na terenie swojej posiadłości system 96 wolnostojących paneli słonecznych o mocy 12 kilowatów.

Od momentu uruchomienia systemu rachunek za energię elektryczną zmalał o 85-95 procent. Przedtem do ogrzewania domu Gallagherowie używali oleju opałowego, co kosztowało ich rocznie od 1200 do 1500 dolarów – a było to w czasach, gdy olej kosztował 0,99, a nie jak dzisiaj 2,49 dolara za galon. Oprócz tego państwo Gallagher płacili co miesiąc rachunek za energię elektryczną w kwocie od 375 do 400 dolarów. Obecnie energia elektryczna kosztuje ich miesięcznie 150-200 dolarów i nie muszą już ogrzewać domu olejem opałowym.

I jeszcze jedno – licznik energii elektrycznej Gallagherów kręci się do tyłu przy nadwyżce produkowanej energii, którą sprzedają do zakładów energetycznych dzięki systemowi Certyfikatów Energii Odnawialnej RECs (Renewable Energy Certificates System).

“Dzięki temu odzyskaliśmy pieniądze wyłożone na początku inwestycji,” powiedziała Gallagher. Jeżeli osoby prywatne i firmy będą stawiać tego typu mini elektrownie na terenie swoich nieruchomości, to zakłady energetyczne będą mogły przeznaczyć zaoszczędzone w ten sposób pieniądze na budowę nowych elektrowni. Będziemy mogli wówczas wspólnie powiedzieć rządowi, ‘Patrzcie, zwiększamy produkcję energii elektrycznej.’ I jeszcze dostajemy za to pieniądze.”

Wykaz zielonych inicjatyw i programów motywujących dostępnych
w Stanach Zjednoczonych znaleźć można na stronie Amerykańskiego Stowarzyszenia Energii Słonecznej ASES www.ases.org/gosolar.