US-PV-Strompotenzial vs. tatsächliche Solarstromnutzung
Warum diese Forschung wichtig ist
Investoren
Photovoltaik (PV) im Versorgungsmaßstab steht im Mittelpunkt des Interesses institutioneller Anleger.
Marktakzeptanz von Photovoltaik-Solaranlagen (PV) im Versorgungsmaßstab durch gewerbliche Kreditgeber und Finanzierbarkeit solcher Projekte.
Zunehmender Ãœbergang zur CO2-freien Stromerzeugung.
Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage bei Investitionen, die zur Eindämmung des Klimawandels beitragen.
Firmen
Unternehmen suchen nach ehrgeizigen Wegen , um Netto-Null-Ziele zu erreichen.
Entscheidungsträger
In den USA sind 71.000 Megawatt an Photovoltaik-Großprojekten installiert, deren Preise nun mit allen anderen Formen der Stromerzeugung konkurrieren können. Photovoltaik-Großprojekte sind zu einem wichtigen Bestandteil des US-Energiemix geworden.
Das Loan Program Office (LPO) des US-Energieministeriums garantierte gemäß Abschnitt 1705 des American Recovery and Reinvestment Act von 2009 (ARRA) Kredite in Höhe von 16,1 Milliarden US-Dollar für 25 große Photovoltaik-Projekte. Die LPO-Garantien gemäß ARRA und die nachfolgenden Solarprojekte führten zu:
Seit 2010 sind weltweit kumulierte Investitionen in Höhe von 1,0 Mrd. USD in erneuerbare Energien geflossen.
39,2 Millionen Tonnen CO2-Emissionen wurden kumulativ vermieden.
Marktakzeptanz von Photovoltaik-Anlagen (PV) im Versorgungsmaßstab durch gewerbliche Kreditgeber und Finanzierbarkeit der Projekte.
Die Sonneneinstrahlung in den einzelnen Bundesstaaten der kontinentalen USA ist unterschiedlich. Nur weil ein Bundesstaat ein hohes Potenzial für die Produktion von Solarenergie hat, bedeutet das jedoch nicht, dass er sein volles Potenzial ausschöpft. Bei der Analyse der Solarenergienutzung der Bundesstaaten ist es wichtig, sowohl das Potenzial als auch die tatsächliche Solarenergienutzung der Bundesstaaten zu berücksichtigen. Dieses Dashboard soll die Frage beantworten, welche Bundesstaaten die ihnen zur Verfügung stehende Solarenergie effektiv nutzen und welche das verfügbare Sonnenlicht besser nutzen könnten. Ist die Sonneneinstrahlung im Wesentlichen ein begrenzender Faktor für die Solarenergieproduktion eines einzelnen Bundesstaates oder gibt es Möglichkeiten, diesen natürlichen Nachteil zu überwinden und dennoch führend zu bleiben? Untersuchungen zur aktuellen und geplanten Politik liefern ebenfalls weitere Einblicke in dieses Thema.
Das Photovoltaikpotenzial in jedem Bundesstaat wird durch den Datensatz des National Environmental Public Health Tracking Network des CDC zur jährlichen durchschnittlichen Sonneneinstrahlung gemessen in Kilojoule Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter (kj/m^2) dargestellt. Obwohl diese Daten aus dem Jahr 2012 stammen, ist dies das jüngste vom CDC veröffentlichte Jahr und bietet immer noch einen guten Maßstab. Wie erwartet haben die Bundesstaaten im Südwesten die höchste durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung. Arizona, New Mexico und Nevada führen mit 5755, 5642 bzw. 5296 kj/m^2. Die nördlichen Bundesstaaten an der Grenze zu Kanada weisen einige der niedrigsten Berichte über das Photovoltaikpotenzial auf. Es bleibt die Frage, ob diese Bundesstaaten auch bei der Solarnutzung andere übertreffen.
Für die Nutzung und Verwendung von Solarenergie innerhalb des Staates können mehrere Maßstäbe verwendet werden. Der erste ist die Summe, die jeder Staat in die Industrie der Solarenergieerzeugung und -speicherung investiert. Daten für diesen Maßstab wurden von der Solar Energy Industries Association (SEIA) bezogen, die aktuelle Daten über den Solarmarkt und politische Veränderungen nach Staat liefert. Kaliforniens Masseninvestition von 85,3 Milliarden Dollar lässt alle anderen Staaten weit hinter sich, wie oben dargestellt.
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Um weitere Einblicke in den tatsächlichen Energieverbrauch im Bundesstaat zu erhalten, ist der nationale Ranking-Score der SEIA ein besserer Maßstab, da er mehrere Maßstäbe zusammenfasst, von denen einer die Solarinvestitionen des Bundesstaates sind. Darüber hinaus berücksichtigt dieser Score die Anzahl der Haushalte, die mit Solarenergie betrieben werden, den Anteil des Stroms des Bundesstaates, der aus Solarenergie gewonnen wird, die Anzahl der Solarunternehmen im Bundesstaat, die Preisveränderung in den letzten 10 Jahren und die Wachstumsprognose.
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Oben ist zu sehen, dass Kalifornien in Sachen Energieverbrauch immer noch besser abschneidet als andere Bundesstaaten. Die südwestlichen Bundesstaaten scheinen das vorhandene Sonnenlicht zu nutzen. Auch die Ostküste wird als Spitzenreiter hervorgehoben, da hier Bundesstaaten wie Florida, Georgia, North Carolina, Virginia, New Jersey, New York und Massachusetts vertreten sind. New Jersey, New York und Massachusetts sowie Minnesota und Illinois zeigen, dass das Photovoltaikpotenzial dieser Bundesstaaten nicht verhindert, dass sie im nationalen Ranking der Solarenergie gut abschneiden.
Their efforts to make the most of available natural resources do not go unnoticed with national ranks. As shown above, Massachusetts is on the lower end for annual sunlight yet comparatively high in terms of the percentage of electricity that is solar, 19.4 % to be exact. Florida’s prices for solar have decreased by 52% over the past 10 years, the same amount as California, allowing for their 13.5 billion dollars of investment to go farther and making it easier for homeowners to buy panels for their homes. 1,157,337 homes are powered by solar energy putting them on the map for being a top three state. (Solar, 2022) Despite performing well, Virginia has adopted a growth perspective as 21 bills have been proposed within the past year prior to January 28th 2023. (EnerKnol, 2023)
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On the other hand, New Mexico and Arizona have room for improvement. While they lead the nation in terms of average annual sunlight exposure, they fall average when it comes to the percentage of the state’s electricity that is solar powered. Despite Arizona investing the large sum of 15.6 billion dollars into solar, they are only expecting a 6104 megawatt increase over the next five years. Comparatively, Florida, which is high performing, is investing less at 13.6 billion but has a growth projection that is 3897 megawatts greater than Arizona’s projection. (Solar, 2022) The state is working towards improving their national ranking as shown by the prevalence of solar debate in the state’s legal system. When looking into the number of proposed bill legislation relating the solar industry, Arizona is a top performer with 16. (EnerKnol, 2023)
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New Mexico has even more room to improve as it places second in terms of photovoltaic power potential but has a national ranking of 19th. (“Annual”, 2012) Only 6.2% of the state’s electricity is from solar. The Annual Sunlight vs Percent of Electricity figure reflects these measures as New Mexico lies bottom right. New Mexico’s investment is only 2.7 billion dollars, so their growth projection is low at 4,177 megawatts over the next five years. (Solar, 2022)
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Within the renewable industry, there have been recent changes to move in a positive direction. The goal is to retire traditional coal-generation means of production, and part of the 2022 Inflation Reduction Act helps in this regard as it aids the transition of clean energy utilization. This act distributes $369 billion dollars towards these efforts. Lower taxes from the inflation reduction act have helped renewable energy prices come down, allowing states who developed integrated resource plans for utilities to incorporate renewable aspects into their long-term planning. (EnerKnol Research, 2023) The renewable and solar industry is headed in a great direction. Available sunlight from a state does not necessarily limit their performance of solar utilization as every effort aids. Renewable sources of energy are just beginning to scratch the surface of their great potential. Therefore, more can be done before photovoltaic power potential becomes limiting.
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References
“Annual Average Sunlight Exposure Measured By Solar Irradiance (kj/m2).” (2012). Distributed by Center For Disease Control and Prevention: National Environmental Public Health Tracking Network. https://ephtracking.cdc.gov/DataExplorer/?query=944e81a6-e8b7-43c0-b358-f34d028c2e48&M8=2&M9=5&M10=1 (accessed January 20, 2023).
EnerKnol. (2023, January 28). [Number of Proposed Bills Relating To “Solar Energy” Within the Senate and House, Year To Date January 28, 2023].
EnerKnol Research. (2023, January 31). U.S. Energy Utilities Attune Resource Plans to Harness Inflation Reduction Act Incentives. 2023, February 1.
Solar Energy Industries Association (SEIA). (2022, September). Solar State By State. https://www.seia.org/states-map.