INOM
EXAMENSARBETE TEKNIK OCH LÄRANDE,
AVANCERAD NIVÅ, 30 HP
STOCKHOLM SVERIGE 2021,
Solcellsel och ett hållbart tankesätt i ett större kommersiellt företag.
En fallstudie om optimering av potentiell solcellsanläggning samt kartläggning av
nyckelpersoners resonemang om hållbarhet och solceller.
IDA-MARIE FREDÉN LINDA FRITHIOF
KTH
Solcellsel och ett hållbart tankesätt i ett större kommersiellt företag.
En fallstudie om optimering av potentiell solcellsanläggning samt
kartläggning av nyckelpersoners resonemang om hållbarhet och solceller.
Ida-Marie Fredén Linda Frithiof
EXAMENSARBETE INOM TEKNIK OCH LÄRANDE PÅ PROGRAMMET CIVILINGENJÖR OCH LÄRARE
Titel på svenska: Solceller och ett hållbart tankesätt i ett större kommersiellt företag.
Titel på engelska: Solar PV’s and a sustainable mindset in a larger commercial company.
Handledare: Annica Gullberg, KTH Kungliga Tekniska högskolan.
Handledare: Nelson Sommerfieldt, KTH Kungliga Tekniska högskolan.
Uppdragsgivare: Dahl AB.
Examinator: Kristina Andersson, KTH Kungliga Tekniska högskolan.
Sammanfattning
Förnybar energi sägs vara en stor bidragande faktor till att lösa klimatproblem med global uppvärmning och den svenska regeringen har som mål att Sverige ska vara 100% fossilfritt år 2045. Ett förslag från Energimyndigheten är att cirka 5-10% av den svenska elkonsumtionen ska komma från solceller. Utvecklingen med solceller går framåt och allt fler privatpersoner och företag väljer att investera i det. Denna rapport ämnar att undersöka hur solceller kan dimensioneras för större kommersiella företag, samt även att kartlägga hur nyckelpersoner i koppling till företaget Dahl Sverige AB resonerar om hållbarhet och solceller. Dahl har valt att utvärdera möjligheten med solceller och används därför som ett studieobjekt i denna rapport.
Efter insamling av av data kunde programmet System Advisor Model användas för att dimensionera solcellssystemet. Utifrån resultaten av simuleringarna togs tre olika
storleksalternativ på solcellssystemet fram för att kunna fungera som beslutsunderlag vid beslutsfattande från Dahl; ett alternativ för att undvika energiskatten och främja det
ekonomiska, ett för att undvika överproduktion och slutligen ett för maximal miljönytta. Dock kan en avvägning göras utifrån vad företaget själva accepterar för tröskelränta, eftersom att solcellssystemet blev mer miljövänligt men krävde en större investering allt eftersom storleken ökade.
För att undersöka resonemang beträffande solceller och hållbarhet har intervjuer genomförts med fem nyckelpersoner i logistikprojektet där Dahl bygger ett nytt centrallager. Intervjuerna kategoriserades i sex olika teman. Dessa jämfördes sedan utifrån ett teoretiskt ramverk om olika paradigm: ett transformativt ekocentriskt paradigm samt ett dominant kulturellt
paradigm. Resultatet synliggjorde att informanterna resonerade på olika sätt. Det fanns inslag av båda paradigmen men informanterna resonerade främst utifrån det dominanta kulturella paradigmet som motsvarar dagens marknadsdrivna konkurrensbaserade samhälle. Ett
alternativ för att utveckla företaget i en mer hållbar riktning blir således att införa mer intern utbildning för att främja en transformativ ekocentrisk världssyn. Denna slutsats uppskattas vara applicerbar även inom andra företag utanför Dahl.
Nyckelord: Solceller, transformativt lärande, global medborgare, energisystemanalys, investeringsanalys
Abstract
Renewable energy is said to be a contributing factor in solving the environmental problems with global warming, which is why the Swedish Government has decided that Sweden will be 100% fossil free by 2045. A proposition from the Swedish Energy Agency is that around 5- 10% of the Swedish consumption should come from solar energy. The development of solar PVs are going forward, and the number of private households and organisations that are choosing to invest are growing. This report aims to investigate how a solar PV system can be dimensioned for bigger commercial companies. It also seeks to map how stakeholders at Dahl Sverige AB, a large trading company in the plumbing industry, reason about solar cells and sustainability. Dahl is evaluating the possibilities with solar PVs, and will be used as a case in this report.
After collecting data, the System Advisor Model program could be used to dimension the solar cell system. Based on the results of the simulations, three different size alternatives on the solar cell system were developed in order to be able to function as a basis for a decision for the study object;one option to avoid the energy tax and promote the economy, one to avoid overproduction and one for maximum environmental benefit. However, a trade-off could be made depending on what hurdle rate the company deems acceptable, as the solar system becomes more environmentally friendly but requires a larger investment as the size increases.
To investigate reasoning regarding solar cells and sustainability, five interviews were conducted with five stakeholders with a connection to the logistics project to build a new central warehouse. The interviews went through a thematic analysis and the answers were characterized as six different themes. These were analysed on the basis of a theoretical framework that distinguishes between a dominant cultural paradigm and a transformative ecocentric paradigm. The result showed that the informants reasoned differently. There were elements from both paradigms, but the informants largely expressed opinions that could be characterized as the dominant cultural paradigm. An alternative for Dahl to become more sustainable was thus to introduce more internal training to promote a transformative ecocentric worldview. This conclusion is assessed to be applicable for other companies outside the Dahl case as well.
Keywords: Solar PV, transformative learning, global citizen, energy system analysis, investment analysis
Förord
Våra fem år på programmet Civilingenjör och Lärare vid Kungliga Tekniska Högskolan börjar nu lida mot sitt slut. Att tiden skulle gå fort hade vi anat, men att utbildningen nu snart är helt genomförd är svårt att ta in.
Vi skulle vilja tacka våra handledare Annica Gullberg och Nelson Sommerfeldt för det stöd och de inputs vi fått av er genom hela arbetet. Nelson, utan din expertis inom solceller och programmet SAM hade arbetet blivit minst dubbelt så jobbigt. Ditt stora lugn inför vårt arbete och din positiva inställning har vi funnit stor ro i. Annica, din entusiasm inför vårt arbete samt erfarenhet och kunskap inom examensarbetesskrivande har varit högt skattad av oss. Dina kloka inputs kring tidsupplägg och rapportskrivande har hjälpt oss mycket.
Vi vill också rikta ett stort tack till våra klasskamrater Astrid Häggström, Anton Hallin, Andreas Tuomiluoma, Caroline Stejmar och Charley Jönsson för alla samarbeten genom åren på KTH. De veckoliga tisdagsluncherna under våren av examensarbetesskrivande har varit högt värderade av oss för inspiration och hantering av den sociala utmaning coronapandemin medfört.
Ida-Marie & Linda Stockholm, maj 2021
Innehållsförteckning
1. INLEDNING ... 1
1.1.SYFTE ... 2
1.1.1. Frågeställningar ... 2
2. LITTERATURÖVERSIKT ... 3
2.1.BAKGRUND ... 3
2.1.1. Energisituationen i Sverige... 3
2.1.2. Solceller idag och i framtiden ... 4
2.1.3. Solceller och solcellssystem... 5
2.1.4. Elsystemet i Sverige ... 7
2.1.5. Batterier och reservkraft ... 9
2.1.6. Hållbart företagande ... 10
2.1.7. Åsikter och värderingar kring hållbarhet... 11
2.1.8. Företags prioriteringar vid solcellsimplementering idag ... 11
2.1.9. Utbildning för ett hållbart samhälle ... 12
2.1.10. Transformativt lärande ... 12
2.1.11. Dahls hållbarhetsarbete ... 13
2.1.12. Beskrivning av centrallagret ... 13
2.2.TIDIGARE FORSKNING OCH UTREDNINGAR ...14
2.2.1. Konsultutredning för L.E. Vegetables ... 14
2.2.2. Undersökning av ett solcellssystem på ett församlingshem... 15
2.2.3. Kartläggning av värden företag ser med solceller ... 16
2.2.4. Investeringskalkyl för solceller ... 16
2.2.5. Transformativt lärande och en hållbar utveckling ... 18
2.2.6 Teoretiskt ramverk och teoretisk bakgrund ... 19
3. FORSKNINGSMETODER ...21
3.1.ARBETSPROCESSEN ...21
3.2.TEKNO-EKONOMISK ANALYS ...21
3.2.1. Analysens tekniska del ... 22
3.2.2. Analysens ekonomiska del ... 26
3.3.INFORMANTERNAS UPPFATTNINGAR OM SOLCELLSIMPLEMENTERINGEN OCH HÅLLBARHET ...27
3.3.1. Intervjuer ... 27
3.3.2. Metod för analys ... 29
4. RESULTAT OCH ANALYS ...31
4.1.INFÖR MODELLERINGEN I PROGRAMMET SAM ...31
4.1.1. Elbehov ... 31
4.2.SIMULERING AV ALTERNATIV...32
4.3.ALTERNATIV VID UTFORMNINGEN AV SOLCELLSSYSTEMET ...38
4.4.KÄNSLIGHETSANALYS...40
4.5.RESULTAT AV INFORMANTERNAS UPPFATTNINGAR OM SOLCELLSOPTIMERING OCH HÅLLBARHET ...42
4.5.1. Teman inom TE-paradigmet ... 43
4.5.2. Teman inom DK-paradigmet ... 44
4.5.3. Emfas vid teman och paradigm ... 48
5. DISKUSSION ...52
5.1.DISKUSSION OM RESULTATET AV SIMULERINGARNA...52
5.1.1. Ekonomiska KPI ... 52
5.1.2. Skatter och regelverk ... 53
5.1.3. Samspelet mellan motriktade KPI ... 54
5.1.4. Informationsspridning... 55
5.2.DISKUSSION AV INFORMANTERNAS UPPFATTNING OM SOLCELLSIMPLEMENTERINGEN OCH HÅLLBARHET ...55
5.2.1. Inslag av båda paradigmen och ett breddat synsätt ... 55
5.2.2. Utbildningsinsats för ett transformativt lärande ... 56
5.3.BEGRÄNSNINGAR MED METODEN ...57
5.3.1. Felkällor ... 58
5.3.2. Validitet och reliabilitet ... 58
5.4.SLUTSATSER OCH FÖRSLAG ...58
5.4.1. Slutsatser kring informanternas uppfattning om solcellsimplementeringen och hållbarhet ... 59
5.4.2. Utformning av solcellssystemet... 59
REFERENSER ...61
BILAGA 1 ...67
BILAGA 2 ...69
BILAGA 3 ...70
BILAGA 4 ...71
BILAGA 5 ...75
Tabell och figuröversikt
FIGUR 1VISUALISERING AV ELPRODUKTION PER ENERGIKÄLLA I SVERIGE 2019 ... 3
FIGUR 2VISUALISERING AV SOLCELLSPRODUKTION I SVERIGE ... 4
FIGUR 3MODELL AV UPPBYGGNAD AV SOLCELLSSYSTEM ... 5
FIGUR 4VISUALISERING AV VECKOGENOMSNITT AV DAGLIGT ELPRIS ... 8
FIGUR 5VISUALISERING AV GENOMSNITTLIG AVBROTTSTID PER ÅR ... 9
FIGUR 6ÖVERBLICK ÖVER NYA CENTRALLAGRET ...14
FIGUR 7PROJEKTETS ARBETSPROCESS ...21
FIGUR 8VISUALISERING AV SOLCELLSPRODUKTIONEN AV EL. ...25
FIGUR 9VISUALISERING AV AVKASTNING OCH ÅRLIG ENERGI FÖR LUTNINGAR AV SOLCELLER ...32
FIGUR 10VISUALISERING AV KOLDIOXIDMINSKNING ...33
FIGUR 11VISUALISERING AV ELPRODUKTION OCH ENERGIBEHOV...33
FIGUR 12VISUALISERING AV ELFÖRBURKNING UNDER OLIKA MÅNADER ...34
FIGUR 13VISUALISERING AV SOLCELLSSYSTEMETS SF UNDER OLIKA MÅNADER ...35
FIGUR 14VISUALISERING AV SOLCELLSSYSTEMETS SS UNDER OLIKA MÅNADER ...35
FIGUR 15VISUALISERING AV NÄR SYSTEMET FÅR ÖVERPRODUKTION...36
FIGUR 16VISUALISERING AV IRR FÖR SOLCELLSSYSTEMET MED OCH UTAN SKATT...37
FIGUR 17VISUALISERING AV LCOE FÖR SOLCELLSSYSTEMET ...37
FIGUR 18VISUALISERING AV ÅTERBETLANINGSTID FÖR SOLCELLSSYSTEMET. ...38
FIGUR 19VISUALISERING AV NPV FÖR SOLCELLSSYSTEMET. ...38
FIGUR 20VISUALISERING AV IRR OCH KOLDIOXIDMINSKNING. ...39
FIGUR 21A,21B OCH 21C KÄNSLIGHETSANALYS FÖR 18,52 OCH 192 RADER ...42
FIGUR 22VISUALISERING AV KARTLÄGGNING AV KODERNAS EMFASER ...49
FIGUR 23VISUALISERING AV KARTLÄGGNING AV PARADIGMENS EMFASER. ...49
FIGUR 24VISUALISERING AV INFORMANTERNAS FÖRDELNING AV EMFAS. ...51
TABELL 1SKILLNADER MELLAN DK-PARADIGMET OCH TE-PARADIGMET ...20
TABELL 2INPUTVÄRDEN TILL SAM ...24
TABELL 3UPPSKATTADE FÖRLUSTER PER MÅNAD ...24
TABELL 4SPECIFIKATION FÖR ALTERNATIVEN...40
TABELL 5PARAMETRAR VID KÄNSLIGHETSANALYS...40
EKVATION FÖR GCR...22
EKVATION FÖR SF ...25
EKVATION FÖR SS ...25
EKVATION FÖR KOLDIOXIDMINSKNING ...26
EKVATION FÖR NPV ...26
EKVATION FÖR IRR ...27
EKVATION FÖR LCOE ...27
Begreppslista
Ekocentrisk - Ett etiskt förhållningssätt där naturens samspel står i fokus. Man värderar alla delar av ekosystemet lika högt, levande som icke-levande, eftersom att ekosystemet i sin helhet är det som är viktigt.
Elmix - Den komposition av energikällor som elen består av.
Epistemologi - Även kallat kunskapsteori. Det är läran om kunskap.
Essentialistiskt paradigm - En filosofisk riktning som grundar sig på idén om att somliga av objektens egenskaper är essentiella för objekten.
Global citizen - Global medborgare eller världsmedborgare på svenska, innebär att man ser sig själv som en del av omvärlden och har ett mer holistiskt synsätt. Man sätter mänskligheten före mer lokala identiteter.
Konstruktionistiskt paradigm - En kunskapsteori som säger att kunskap konstrueras.
Mikroproducent - En solcellsinnehavare klassificeras som mikroproducent vilket innebär att man till skillnad från en näringsidkare och elproducent har rätt till kostnadsfri inmatning, mätning, rapportering och vissa bidrag.
Paradigm - Uttrycket kommer från Thomas Kuhn (1922-1996) och står för rådande tankesätt eller världsbild.
Prosument - Ordet är en sammanslagning av producent och konsument. Det betyder att en aktör producerar för eget behov men samtidigt ibland blir konsument och köper in och ibland
producerar något som konsumeras av andra. I rapporten kallas ägare till solcellsanläggningar för prosumenter.
Transformativt lärande - Kan beskrivas som allt lärande som innebär förändring av den lärandes identitet.
Förteckning över förkortningar
AC - Växelström.
DC - Likström.
DK-paradigmet - Det dominanta kulturella paradigmet.
EfS - Education for sustainability, ett tillvägagångssätt som handlar om att utbilda mot ett hållbart samhälle.
GCR - Ground coverage ratio, kan beskrivas som förhållandet mellan arean av solceller och den totala markytan.
KPI - Key performance index, nyckeltal på svenska, är viktiga indikatorer i utvecklingen mot ett specifikt mål. De hjälper till att hålla fokuset på vad som anses som prioriterat och skapa en bas att analysera ifrån vid beslutsfattande.
LCC - Life cycle cost, en sorts livscykelanalys med fokus på kostnaderna under en produkts eller ett projekts livstid.
LCOE - Levelized cost of electricity, är ett ekonomiskt KPI som används för att jämföra livstidskostnaden av att generera elektricitet mellan olika produktionstekniker.
NPV - Net Present Value, nettonuvärde, är ett ekonomiskt KPI som mäter ett projekts
ekonomiska genomförbarhet. Ett positivt värde indikerar att det är ekonomiskt genomförbart.
Är värdet negativt är det inte ekonomiskt genomförbart.
SAM - System Advisor Model, ett dataprogram för att modellera solcellssystem
SF - Solar fraction, solfraktionen på svenska, är den totala produktionen solel dividerat på det totala elbehovet.
SS - Self sufficiency, självförsörjning på svenska, visar hur stor andel självförsörjning solcellsproduktionen bidrar med.
TE-paradigmet - Det transformativa ekocentriska paradigmet.
1. Inledning
Förnybar energi är en stor bidragande faktor till att kunna lösa miljöproblemen med ökade koldioxidutsläpp som leder till förstärkt växthuseffekt samt att nå en del av målen som satts upp av FN för att främja en hållbar utveckling (Allouhi, 2020). I linje med detta har den svenska regeringen som mål att Sverige ska vara 100% fossilfritt år 2045 (Allouhi, 2020). Ett av de mål som FN:s utvecklingsprogram har satt upp är att “våra industrier och infrastrukturer ska göras mer inkluderande och hållbara” (UNDP, 2020) och ett led i att nå detta mål kan vara att industrier övergår till mer förnyelsebar energi. Stora kommersiella och industriella
byggnader kräver enorma mängder el för att drivas vilket gör att en energieffektivisering här kan leda till positiv förändring. Inte bara för miljöpåverkan utan även av ekonomiska skäl för själva företaget (Allouhi, 2020). En stor bidragande faktor till om ett företag lyckas bli hållbara är dess interna inställning till hållbarhet. Många företag har i dagsläget ändrat sina policys, produkter och/eller processer för att minska sitt klimatavtryck. Dock anser många forskare att denna omställning endast leder till ytlig förändring som inte leder till en förändring av
organisationen som helhet. För att till fullo kunna möta de miljömässiga och sociala utmaningarna måste således företagen genomgå en signifikant kulturell förändring där medarbetarnas tankesätt blir mer hållbart (Linnenluecke & Griffiths, 2010).
En möjlighet för företagen att ställa om till mer hållbar produktion och drift kan vara att låta solceller stå för elproduktionen. Priserna på solomvandlingstekniken har gått ner samtidigt som modulernas effektivitet ökat. Solelsproduktionen släpper heller inte ut koldioxid under
användningsfasen (Mousa m.fl., 2019). Solceller i Sverige står idag endast för mindre än 1% av den el som produceras (Lindahl m.fl., 2020). Man kan dock se att utbyggnaden av solceller ökar, exempelvis mellan 2018 och 2019 ökande antalet nätanslutna solcellsanläggningar med cirka 70 procent (Energimyndigheten, 2020). Vidare har Energimyndigheten som förslag att 5- 10% av elkonsumtionen ska komma från solceller år 2040 (Yang m.fl., 2020). Detta går även i linje med vad som verkar vara den generella inställningen i samhället. I en undersökning av International Energy Agency (IEA) tillfrågades allmänheten om deras åsikter om
solcellsinvestering. 82% av de tillfrågade angav att de anser att man borde investera mer i solceller än vad som görs idag (Lindahl m.fl., 2020).
I dagsläget planerar många företag att installera solceller på sina byggnader. Installationen av solceller kan vara komplex med många faktorer som spelar in när det kommer till att
dimensionera storleken och att förstå potentialen med avseende på elkonsumtion och hållbarhet (Yang m.fl., 2020). Ett företag som är intresserat av hur solceller kan bidra i verksamheten är handelsbolaget Dahl Sverige AB. Dahl gör affärer inom värme, ventilation och sanitet, mark och vatten samt inom industri, fastighet och kyla. Dahl ägs av den franska industrikoncernen Saint Gobain, har drygt 70 butiker och ett supportlager som i dagsläget ligger i Kallhäll, Järfälla. De ser över möjligheten att ha solceller på taket till deras nya centrallager som planeras byggas i Håbo kommun och beräknas vara klart till 2023. Det är av intresse för dem att få en bild över hur en sådan lösning skulle kunna se ut, bland annat ur ett ekonomiskt och
miljömässigt perspektiv. Följaktligen blir det en fråga om en multimålsoptimering för att förstå hur en lämplig lösning kan se ut för företaget.
1.1. Syfte
Det ökande intresset från företag att installera solceller på sina byggnader ligger till grund för det här examensarbetet. Syftet med studien är stödja Dahl Sverige AB i arbetet med att
utvärdera möjligheten för solceller och ett hållbart tankesätt hos de anställda. För att göra detta har studien följande mål:
● Undersöka om, och i så fall hur, en satsning på solceller ska implementeras på ett kommersiellt företag.
● Undersöka hur organisationens mål och prioriteringar ser ut för att på så sätt skapa en uppfattning om hur den optimala lösningen kan komma att se ut när det kommer till implementeringen av ett byggnadsapplicerat solcellssystem.
● Belysa hur nyckelpersoner i logistikprojektet, att bygga nytt centrallager, resonerar kring frågor om hållbarhet och solceller.
● Identifiera hur stora kommersiella företag kan arbeta för ett mer hållbart tankesätt som genomsyrar verksamheten.
1.1.1. Frågeställningar
● Hur kan ett byggnadsapplicerat solcellssystem utformas på ett lager för att möta företagets mål och prioriteringar?
● Hur resonerar nyckelpersoner vid en potentiell installation av solceller på ett kommersiellt företag om företagets hållbarhetsarbete i allmänhet och solceller i synnerhet?
2. Litteraturöversikt
Litteraturöversikten ämnar ge en översikt kring relevant bakgrund för projektet samt beskriva annan tidigare liknande forskning och utredningar som genomförts inom området i Sverige.
2.1. Bakgrund
Avsnittet bakgrund har för avsikt att ge en bild av hur energianvändningen och
solelsproduktionen ser ut i Sverige idag. Den ämnar även att beskriva aspekter som behöver tas i beaktning vid beräkning av dimensionering av solceller, ge en bild av företags
hållbarhetsarbeten samt ge en relevant bakgrund om företaget Dahl och deras nya planerade centrallager som är fokusobjekt för fallstudien.
2.1.1. Energisituationen i Sverige
Enligt International Energy Agency (2020) har vatten- och kärnkraft länge varit de energikällor som varit dominerande i Sverige. Även vindkraft har på senare tid blivit alltmer vanligt.
International Energy Agency visar i statistik från 2019 att den största delen av Sveriges elproduktion kommer från fossilfria energikällor (Figur 1) men att 1,58% fortfarande kommer från fossila energikällor såsom naturgas, olja och kol. Kärnkraften, som 2019 stod för 39,53%
är en fossilfri källa men räknas inte som förnybar (International Energy Agency, 2020). Enligt Naturskyddsföreningen (2018) har Sverige goda förutsättningar att få ett helt förnybart
energisystem då det är ett glesbefolkat land med tillgång till bra vindlägen och vattenkraft. De skriver vidare att om solceller skulle installeras på 25% av alla södervända tak skulle solceller kunna stå för 10% av Sveriges årsbehov av el. Hur utvecklingen kan komma att se ut beror på vad politiker beslutar och vad företag och privatpersoner väljer att investera i (International Energy Agency, 2020).
Figur 1. Andel elproduktion per energikälla i Sverige 2019 med underlag från International Energy Agency (2020).
2.1.2. Solceller idag och i framtiden
Den allmänna åsikten när det kommer till solceller i Sverige är överlag positiv, enligt en undersökning utförd av International Energy Agency (IEA) (Lindahl m.fl., 2020). I
undersökningen fick svenskar svara på frågan “Hur mycket borde Sverige investera i följande energikällor under kommande 5-10 år?” och 82% procent svarade då att man bör investera mer i solceller än vad som görs idag. Efterfrågan på den svenska marknaden anses vara en av anledningarna till att solcellspriserna sjunkit betydligt sedan 2010 (Lindahl m.fl., 2020).
En annan anledning som nämns av Lindahl m.fl. (2020) är att priserna på moduler och
utrustning sjunkit markant på den internationella marknaden. Lindahl m.fl. har genom enkäter som skickats ut till svenska köpare och återförsäljare gjort en uppskattning av hur
systempriserna utvecklats. Enligt undersökningen låg kostnaden 2019 i snitt på 10,12 kr/W för stora kommersiella byggnader med takmonterade solceller kopplade till elnätet. I dagsläget är den svenska solcellsmarknaden liten men den växer snabbt. Det är svårt att ge ett exakt värde för hur mycket solel som totalt genereras, men det rörde sig totalt 2018 enligt Sommerfeldt (2019) om runt 400 GWh vilket motsvarade 0,2% av den totala eltillförseln. År 2019 hade genererad solel ökat till totalt 663 Gwh och motsvarade då 0,39% av den totala eltillförseln.
Jämfört med för 10 år sedan när det nästan inte fanns solel alls är detta en kraftig ökning (Figur 2).
Figur 2. Solcellsproduktion i Sverige 1992-2019 (International Energy Agency, 2020)
Tekniken för solceller förbättras ständigt och huvudfokus ligger på att göra dem effektiva för användaren både ur ett prestanda- och kostnadsperspektiv. Däremot ses inget kraftigt uppsving i effektivitet, vilket gör att det inte är troligt att solceller som tidigare installerats hunnit bli utdaterade av nya förbättringar (Greenmatch, 2021).
Solcellers miljöpåverkan
Solceller lyfts fram som ett förnybart alternativt, men enligt Vattenfalls miljörådgivare Gustav Frid (Vattenfall, 2018) har all energiproduktion en påverkan på miljön, både när det kommer till påverkan på närmiljön och den biologiska mångfalden. Solceller tillverkas oftast på platser där elen som används för produktion baseras på fossila bränslen, framförallt kol. I dagsläget står Kina för mer än hälften av all världens produktion av solcellsmoduler (Energimyndigheten, 2018). Samtidigt står Kina också för mer än hälften av världens kolförbränning enligt BP Statistical Review of World Energy (2019). Detta i kombination med brytningen av mineraler som i vissa fall kan vara giftiga eller sällsynta, gör att tillverkningen står för den största miljöpåverkan i en solcells livscykel.
Vattenfall (2018) skriver vidare att det tar som mest tre år för energin från tillverkningen att kompenseras av den förnybara elen som produceras, vilket är en liten del av de 25-30 åren som är en solcells garanterade livslängd. I takt med att produktionen ökar och blir mer effektiv samt att elproduktionen blir mer förnyelsebar räknar man med att utsläppen per solcell minskar över tid. En vanlig invändning mot solceller är att det kan vara överflödigt att installera mer
förnybar elproduktion när Sveriges elmix idag nästan är helt fossilfri. Det som inte tas med i beräkningarna då är att Sverige är en del av en global elmarknad, vilket innebär att Sverige exporterar el till andra länder. Solel i Sverige hjälper alltså till att minska de fossila bränslen som finns i hela systemet, alltså även utanför Sveriges gränser (Vattenfall, 2018).
2.1.3. Solceller och solcellssystem
Systemets uppbyggnadEtt solcellssystem består av olika komponenter. Solcellsmodulerna där elen produceras serie- och parallellkopplas i någon kombination för att sedan kopplas in i en växelriktare, som kopplas vidare till en säkring till byggnaden. Därifrån leds elen till en elmätare för att sedan matas ut i elnätet (Figur 3).
Figur 3. Modell av uppbyggnad av solcellssystem
Enligt forskaren Dahlin (2017) kan solceller beskrivas som elektriska halvledare som, när de belyses, uppvisar en spänning vilket gör att de kan anslutas till en elektrisk last och således leverera ström. Själva principen bygger på en fotoelektrisk effekt som Albert Einstein arbetade vidare på och senare fick nobelpris för (Dahlin, 2017). Den fotovoltaiska cellen träffas av en foton vilket gör att fotonens energi överförs till en elektron i materialet. Elektronen slås då ut ur sin atom och skapar därmed en elektrisk potential. Den fotovoltaiska cellen är en sorts diod vilket resulterar i att elektronen rör sig endast i en riktning vilket bildar en ström. Man
seriekopplar flera fotovoltaiska celler för att skapa en spänning som överensstämmer med vald växelriktare (Dahlin, 2017). Om flera solceller är seriekopplade inom en stödjande struktur, benämns det enligt organisationen Greenmatch (2021) som en fotovoltaisk modul vilken är designad att producera elektricitet för en viss spänning. Dessa moduler, som även kallas paneler, kallas tillsammans för ett solcellssystem.
Enligt Sommerfeldt m.fl. (2016) sägs den ideala placeringen av solceller vara i sydlig riktning med en vinkel på 42 grader. För platta tak används ofta ställningar för att ge en lämplig lutning på solcellerna. Har man ett större solcellssystem är det vanligt att man har en 20-graders lutning istället då det minimerar skuggning och gör att vinden inte fångas i samma
utsträckning. Solinstrålning i kombination med hög temperatur kommer med tiden att bryta ned solcellerna, vilket leder till en minskning med 0.2-0.5% energiutbyte per år (Sommerfeldt m.fl., 2016). Forskaren Pettersson (2019) skriver att modulerna generellt sett håller i mer än 40 år, men oftast kommer de med en 25- eller 30-årig garanti för degradering. Däremot kan man behöva byta ut solcellsystemets växelriktare efter 12 till 15 år, och de kommer oftast med en 5- årig garanti (Pettersson & Energimyndigheten, 2019).
Växelriktare
Enligt forskarna Dogga och Pathak (2019) är det allra viktigast att inkludera en lämplig växelriktare i ett solcellssystem. Man kan se det som att växelriktaren har två huvudsakliga uppgifter. Växelriktaren konverterar likströmmen från solcellerna till växelström, vilket gör att systemet kan synkroniseras med elnätet (Dogga & Pathak, 2019). Den ska också vid varje tidpunkt belasta solcellsmodulerna optimalt så att man tar ut maximal mängd energi, oavsett solintensitet och andra förhållanden som kan påverka modulernas förmåga att generera el.
Detta är med andra ord en sorts driftoptimeringsfunktion som kallas “Maximum Power Point Tracker” (MPPT) (Pettersson & Energimyndigheten, 2019). För att växelriktaren ska passa systemet är det alltså viktigt att driftoptimeringsfunktionen fungerar på ett bra sätt.
Det här kan man fastställa genom att se till så att verkningsgraden för växelriktaren är över 95% och att man dimensionerar växelriktaren i förhållande till solcellsanläggningens storlek och effekt. I de olika delarna i solcellssystemet uppstår, som tidigare nämnts, förluster vilket gör att solcellssystem i stort sett aldrig körs på toppeffekt. För att växelriktaren ska
överensstämma med solpanelens effekt försöker man därför välja en växelriktare med 10-20%
lägre kapacitet. Det man bör ha i åtanke är att om effekten från solpanelerna är högre än växelriktarens effekt kommer elproduktionen helt att strypas och inte gå överstiga
växelriktarens maximala effekt, vilket kan resultera i stora förluster av solel som varken kan användas eller säljas till nätet (Wallnér, 2018).
Andra faktorer som är bra att överväga är att leverantören erbjuder bra service när det kommer till garanti och byte av växelriktare. Det är också bra att ha en bra uppkoppling mot en server så återkoppling ges om något inte står rätt till i anläggningen (Pettersson & Energimyndigheten, 2019). Nätanslutna växelriktare har ett ö-driftskydd som innebär att systemet inte kan mata ut växelström om elnätet blir strömlöst. Vill man kunna koppla över och ha ö-drift, det vill säga att anläggningen fungerar som ett eget kraftnät, behövs en hybridväxelriktare.
Hybridväxelriktaren gör det även möjligt för solcellssystemet att kunna ladda upp och ladda ur ett batteri (Pettersson & Energimyndigheten, 2019).
2.1.4. Elsystemet i Sverige
Svenska elpriset styrs av flera komplexa faktorer och den primära faktorn anses i Sverige vara vädret (Swedenergy, 2015). Vattenkraften påverkas av andelen nederbörd, vindens variationer får betydelse i takt med att vindkraft blir vanligare och antal soltimmar påverkar hur mycket solel som produceras. Temperaturen påverkar även elanvändningen när det gäller uppvärmning av bostäder och andra lokaler (Swedenergy, 2015). När det är torrt och/eller kallt ute går priserna upp och när det är blött och/eller varmt går priserna ner. Komplexiteten med svenska elsystemet och de olika el-leverantörerna gör att det är svårt att fastställa ett fast pris för prosumenter. Priset avgörs i huvudsak av fem komponenter: nätverk, elektricitet, gröna certifikat, elskatt och mervärdesskatt. Ett större solcellssystem gör att de fasta kostnaderna i form av installationskostnad och drift- och underhållskostnad inte får lika stor påverkan på priset. I dagsläget står skatter för den största delen av försäljningspriset då det står för 45%
(Sommerfeldt, 2019).
Ytterligare faktorer som kan skapa villrådighet för prosumenterna är elavtalens utformning. De svenska elbolagen kan nämligen välja att inte köpa solelen från mikroproducenter. Forskarna Palm och Lantz (2020) skriver att endast hälften av de 134 elleverantörerna i Sverige köper elen från prosumenterna, något som kan skapa problem om man gör en upphandling utan att ha tillräcklig kunskap om detta. Palm och Lantz (2020) tar upp ett exempel på en privatperson som, på grund av ett dåligt utformat kontrakt, behövde ge sin producerade el till elnätet utan ersättning. I andra fall tjänade prosumenterna mer på att sälja energin till elnätet än att konsumera den själva, tack vare höga inmatningstaxor för solcellsenergi som säljs till vissa elbolag samt subventioner från regeringen.
Ett annat problem som Palm och Lantz (2020) lyfter är att det fluktuerande elpriset kan göra det svårt för prosumenten att veta när det är som mest fördelaktigt att sälja sin el då de flesta inte är medvetna om hur mycket de fått för sin solel förrän i slutet av månaden. Det finns även en begränsning i dagens marknad gällande information om vilka elbolag som köper el och till vilket pris. Palm och Lantz (2020) nämner att det finns en blogg
(http://bengtsvillablogg.info/kopare-solel/) som försöker ha en uppdaterad lista över elbolag
och deras priser, men menar att det vore bättre om exempelvis Energimyndigheten ansvarade för en sammanställning istället.
Tidningen Energinyheter (2020) skriver att elpriserna sedan en tid tillbaka ligger på en rekordlåg nivå, vilket i första hand är en funktion av att det är mycket vatten i vattenkraftens magasin, låga bränslepriser, låg elanvändning och mycket vindkraft. Elpriset på den nordiska elbörsen Nord Pool har under de senaste 16 åren fluktuerat. I dagsläget är elpriset lågt. Även kalkyler inför framtiden och redan upphandlade elkontrakt för framtida elköp är på rekordlåga nivåer. Det beräknas dock bli en återhämtning på längre sikt (Figur 4).
Figur 4. Veckogenomsnitt på ett dagligt elpris på den nordiska elbörsen Nord Pool 1996-2020 (Energinyheter, 2020)
Strömavbrott
Elavbrott medför höga kostnader för samhället. För industrier kan det handla om stora summor i förlorade intäkter. Elnätsföretagen rapporterar årligen in uppgifter till
Energimarknadsinspektionen om strömavbrott och avbrottstid (Wallnerström m.fl., 2020).
Elavbrotten delas in i korta avbrott som ligger mellan 100 millisekunder och 3 minuter och långa avbrott som är längre än 3 minuter. Korta avbrott orsakas ofta av kortslutningsfel som till exempel beror på åskväder. För elkunder som är anslutna till lokalnäten ligger den
genomsnittliga avbrottstiden per kund år 2019 på 120,07 minuter för långa avbrott och 137,63 minuter för korta avbrott. Det är en ökning på cirka 40 minuter från 2018. Antalet avbrott per kund låg 2019 i snitt på 1.33 korta avbrott och 0.96 långa avbrott (Wallnerström m.fl., 2020).
Förutsättningen för elnätet kan bero på om det är ett tätortsnät, blandat nät eller landsbygdsnät.
I genomsnitt är landsbygdsnätens strömavbrott både fler och längre än för blandade och
tätortsnät (Figur 5). Anledningen till detta är att landsbygdsnät generellt sett är mer exponerade för väderrelaterade störningar än tätortsnät. Landsbygdsnäten är även ofta utformade med sämre redundans, de är med andra ord utrustade med färre komponenter som kan ersätta varandra vid driftproblem.
Figur 5. Genomsnittlig avbrottstid per år i det egna nätet fördelat på landsbygdsnät, blandat nät och tätortsnät (Wallnerström m.fl., 2020)
2.1.5. Batterier och reservkraft
Ett vanligt incitament för att installera ett solcellssystem är att det kan leda till lägre
elförbrukningskostnader och om batterilagring installeras till solcellssystemet kan det även leda till en kapning av effekttoppar. Enligt Averdal (2021) på energiföretaget Mölndal Energi
uppstår effekttoppar när en stor mängd el används samtidigt. Effekttopparna är påfrestande för elnätet vilket gör att man ofta får betala en högre avgift. Samtidigt kostar batterilagring att installera varför en avvägning kan behöva göras mellan lönsamheten av att installera
batterilagringen mot att kapa dyra effekttoppar. Ytterligare fördelar med batterilagring är att de bidrar till en större effektbalans i elnätet som i sin tur underlättar omställningen från fossila energikällor. I nuläget får producenter använda mer fossila bränslen i form av olja och kol vid tillfällen då elnätet överbelastas och andra energikällor inte räcker till. Det här gäller främst i situationer när stora delar av Sverige använder eldrivna maskiner och prylar samtidigt och det inte finns någon vind- eller solenergi att tillgå. Med batterilagring blir man också mindre påverkad av prisläget på elmarknaden och batterierna kan användas som reservkraft under kortare stunder vid strömavbrott (Averdal, 2021). Averdal skriver vidare att företag som
kommer drabbas hårt av ett strömavbrott bör överväga att implementera “uninterruptible power supply” (UPSer) eller reservelverk. I vissa fall kan det vara lämpligt att ha båda då man isåfall garderar sig mot både långvariga och kortvariga strömavbrott.
Hur solcellssystem med batterilagring kan kompensera för strömavbrott
Enligt Bergqvist (2019) på Mölndal Energi konsumerar man inte den el man producerar, utan solcellerna matar ut ström till ett gemensamt system och differensen mellan den el som går ut till elnätet och den som konsumeras är det man får betala på elräkningen. Det här leder till att man inte får ström från sina egna solceller om det skulle ske ett strömavbrott.
Solcellsanläggningen är konstruerad för att stänga av sig själv vid ett strömavbrott helt enkelt eftersom att det skulle uppstå problem och säkerhetsrisker om enskilda producenter matade ut ström vi ett strömavbrott. Finns det då batterilagring kan det fungera som ett parallellt, mindre elsystem i huset, som gör att problemet kan kringgås. Man kopplar vid strömavbrott över till det parallella systemet och solcellerna kommer då att försörja det egna systemet utan att vara inkopplade på det gemensamma elnätet (Bergqvist, 2019).
Enligt Energimyndighetens forskare Pettersson (2019) ingår det ett ö-driftsskydd i alla
nätanslutna växelriktare. Det innebär att utrustningen inte kan mata ut växelström om det stora elnätet blir strömlöst. Har man en hybridväxelriktare som ska fungera som
reservkraftsanläggning behöver man koppla ur ö-driftsskyddet så att anläggningen kan fungera som ett eget litet kraftnät, så kallad ö-drift, vid ett strömavbrott. Solcellsanläggningen och byggnaden måste manuellt kopplas bort från elnätet för att det här ska fungera. Den här
kopplingen sker oftast automatiskt i en reservkraftanläggning. Med andra ord krävs investering i utrustning som är avsedd för just detta för att bli självförsörjande vid ett strömavbrott. I det här fallet handlar det om att använda en hybridväxelriktare som, förutom de vanliga
funktionerna, det vill säga överföringen av likström till växelström och driftoptimering, också kan ladda upp och ladda ur ett batteri (Pettersson & Energimyndigheten, 2019).
2.1.6. Hållbart företagande
Hållbarhet är en bred term som kan förstås på olika sätt beroende på kontext. Det finns flera definitioner av vad hållbar utveckling är och en känd definition skrevs i Brundtlandrapporten 1987 där hållbar utveckling definierades som “En utveckling som tillfredsställer dagens behov utan att äventyra kommande generationers möjlighet att tillfredsställa sina behov” (Nagata, 2016). Hållbart företagande handlar om att ett företag vill genomsyras av ett arbetssätt som strävar efter en balans mellan lönsamhet, miljöhänsyn och samhällsengagemang. I dagsläget finns det ofta en obalans här då företag tenderar att väga vissa delar tyngre än andra. Oftast handlar det om ett övervägande fokus på ekonomisk lönsamhet. Företagarna (2019) menar att det viktiga är att företag utgår från den egna verksamhetens förutsättningar i sitt
hållbarhetsarbete för att därefter på ett transparent sätt ta kontroll över riskerna i sin
värdekedja. De menar vidare att organisationer under de senaste åren har ökat sin medvetenhet och arbetat mot ett hållbart företagande genom att ändra på policys, produkter och arbetssätt.
Enligt Linnenluecke och Griffiths (2010) är det viktigt att dessa förändringar genomförs men också att kulturen på företaget förändras och transformeras mot ett mer hållbart tankesätt.
2.1.7. Åsikter och värderingar kring hållbarhet
Forskaren och författaren Dahlin (2017) skriver att det finns olika syn på hållbarhet. Enligt honom väger de tre hållbarhetsdimensionerna lika tungt i Brundtlandrapporten, men det finns de som menar att exempelvis den ekologiska dimensionen utgör den viktigaste systemgränsen.
Även om vår del av världen idag är någorlunda enig om vilka hållbarhetsproblem vi står inför, kan meningarna ofta gå isär kring vilka lösningar som är bra eller dåliga för att lösa problemen.
Subjektiva värderingar och åsikter påverkar ständigt definitionen av hållbar utveckling och det är även svårt att väga hållbarhetsfaktorerna mot varandra då de är så olika. Vidare skriver Dahlin att man av den anledningen endast kan säga vad som är rätt och fel i förhållande till en värdering när det kommer till hållbarhet. Olika personer kommer således ha olika
åsiktsparadigm som avgör om man väljer att argumentera för teknologiska lösningar, politiska lösningar, ekonomiska lösningar, personligt ansvar eller institutionens ansvar. Ofta kommer aktörer endast att sträva efter att maximera för sin egen nytta. Det går med andra ord inte uppnå en fullständig optimering då hållbarhetsfrågans subjektiva natur gör att hållbarhet handlar om en avvägning av olika faktorer (Dahlin, 2017).
2.1.8. Företags prioriteringar vid solcellsimplementering idag
Det är ofta så att företag som implementerar ny teknik har en begränsad kunskap om den nya tekniken och de tar ofta hjälp av en mellanhand när det kommer till värderingar och val av teknisk lösning (Aspeteg & Bergek, 2020). Enligt forskarna Aspeteg och Bergek verkar de flesta företag som vill investera i solceller mindre intresserade av detaljnivån såsom
solcellernas takfästen än de är av exempelvis återbetalningstiden för investeringen. De flesta mellanhänder använder därför olika strategier för att ta hänsyn till detta. Ofta handlar det om att erbjuda en något enklare, billigare solcellsmodul. Med andra ord ökas värdet genom att minska på kvaliteten. De automatiserar processen så mycket som möjligt för att underlätta för kunden och i vissa fall erbjuds kunden ett lägre ursprungspris med tilläggsavgifter som
kommer senare, för att ge bilden av att det är billigare än vad det är. Aspeteg och Bergek är av åsikten att det är noterbart att även fast mellanhänderna är involverade i förnybar energi, så är det värde de optimerar för när de rekommenderar solceller till företag mest fokuserat på det som ger en vinst till företaget, utan att ta hänsyn till miljömässiga och sociala värden.
I dagsläget ligger fokus vid implementering av solceller i stor uträckning på att det ibland inte finns en tydlig garanti på ekonomisk lönsamhet. Lönsamheten för företag och privatpersoner ser lite annorlunda ut då de har olika förutsättningar när det kommer till storlek på system, priser på el och subventioneringar. Palm och Lantz (2020) skriver att Sverige är ett land där solcellsanvändning ännu inte blivit helt etablerat, vilket resulterar i att kunskapen om fördelarna med solceller är relativt låg. Framförallt blir de miljömässiga fördelarna ofta förbisedda när man gör avvägningar. För att undersöka detta utförde Palm och Lantz en informationskampanj riktad mot husägare där 41% av Sveriges kommuner deltog. Exempel på fördelar som lyftes fram i kampanjen var ekonomisk lönsamhet för prosumenten,
tillgängligheten av företag som hjälper till med installationen samt stöd från tredje part, exempelvis i form av organisationer som erbjuder rådgivning och stöd. De jämförde med en kontrollgrupp som inte fått informationen och undersökte hur husägarnas inställning
påverkades av informationskampanjen. Studien som Palm och Lantz genomförde visade att antalet solcellsinstallationer ökade med 29% efter informationskampanjen och slutsatsen blev att kampanjen hade en positiv effekt på införandet av solceller för privatpersoner.
2.1.9. Utbildning för ett hållbart samhälle
Hållbar utveckling har varit en del av skolans undervisning i åtminstone två årtionden, skriver Wamsler (2020). En kritisk studie har visat att en stor majoritet av hållbarhetsundervisningen fokuserat på det externa ekosystemet och de bredare socioekonomiska strukturerna. En annan viktig aspekt har dock blivit försummad, nämligen den inre dimensionen hos individer. Idag har man börjat efterfråga mer holistiska pedagogikstrategier i ett försök att tackla dagens utmaningar. Enligt Wamsler talas det om en inre transformation som ska ändra människors tankesätt kring hållbarhet. Wamsler beskriver den inre förändringen som fundamental för lösningen till klimatkrisen. I dagsläget finns det en begränsning i det hållbarhetsarbete som integrerar utbildningens olika delar. Wamsler menar vidare att hållbar utveckling ofta hanteras som ett separat ämne och att frågan många gånger påverkas av individuella värderingar.
Utbildning för hållbarhet, EfS, är ett tillvägagångssätt som strävar efter att utveckla elever, skolor och samhällen med de värden och den motivation som krävs för att vidta åtgärder mot en hållbar utveckling (Sustainability in schools, 2015). EfS är enligt Sustainability in schools indelat i följande sju principer:
● Transformation och förändring inom en organisation, industri eller ett samhälle
● Utbildning för alla oavsett ursprung och ålder samt ett livslångt lärande i alla stadier i ens liv
● Ett holistiskt systemtänk för att främja förståelsen av att allt hänger ihop
● Visualisering av en bättre framtid för att engagera
● Kritiskt tänkande och reflektion samt en uppmuntran att utmana nuvarande sätt att tolka världen
● Deltagande från samhället i stort
● Partnerskap mellan olika delar av samhället för att främja förändring
Principerna kan enligt Sustainability in schools (2015) sammanfattas som en strävan efter att bygga medvetenhet och kunskap om hållbarhetsfrågor. Det handlar också om att skapa ett kritiskt tänkande och ett lösningsorienterat innovationstänk i syfte att skapa mer hållbara mönster i sitt personliga liv, sitt samhälle men även i global skala.
2.1.10. Transformativt lärande
Mycket av det som EfS strävar efter utgår ifrån ett så kallat transformativt lärande.
Transformativt lärande beskrivs av Illeris (2016) som den process där vi transformerar de referensramar vi tar för givna i syfte att göra dem mer omfattande, insiktsfulla, öppna, respekterade och känslomässigt flexibla. Det kan definieras som allt lärande som innebär en förändring av den lärandes identitet. Det transformativa lärandet har fått en växande betydelse på grund av allt mer komplicerade och föränderliga samhällsförhållanden. Det transformativa
lärandet inträder endast när den lärande hamnar i en situation där det inte finns någon annan bärkraftig utväg. Det rör sig om ett lärande som berör den lärandes förhållande till sig själv och till omvärlden. Den lärande kan få verktygen för att underlätta vägen dit, men själva insikten måste komma inifrån (Illeris, 2016).
2.1.11. Dahls hållbarhetsarbete
Fokusobjektet för fallstudien, företaget Dahl, skriver på sin hemsida att de följer de 10 principer som utgör FN:s Global Compact (UN Global Compact, u.å.). Principerna går ut på att:
● Stödja och respektera internationella mänskliga rättigheter inom sfären för företagets inflytande
● Försäkra att företaget inte är inblandat i kränkningar av mänskliga rättigheter
● Upprätthålla föreningsfrihet och erkänna rätten till kollektiva förhandlingar
● Eliminera alla former av tvångsarbete
● Avskaffa barnarbete
● Avskaffa diskriminering vad gäller rekrytering och arbetsuppgifter
● Stödja försiktighetsprincipen vad gäller miljörisker
● Ta initiativ för att stärka ett större miljömedvetande
● Uppmuntra utvecklandet av miljövänlig teknik
● Motarbeta alla former av korruption, inklusive utpressning och bestickning.
Dahls ägare, Saint-Gobain koncernen, har även utformat ett EHS (Environment, Health, Security) kontrakt som innebär en nolltolerans mot arbetsrelaterade sjukdomar och olycksfall.
De skriver att de ständigt arbetar med förbättringar när det kommer till hållbarhet. Enligt Dahl Sverige AB har de, utöver Global compact och EHS, även blivit certifierade av El-Kretsen som legitimerade återvinnare. Certifikatet garanterar att produkterna återvinns på ett korrekt sätt och att företaget är engagerat och gör vad de kan för att spara på jordens resurser. Vidare är deras enheter certifierade med miljöledningsstandarden ISO14001 och kvalitetsledningsstandarden ISO9001. I Dahls miljöpolicy står bland annat att de ska verka för en god miljö genom att hushålla med naturens resurser och förebygga föroreningar i alla företagets verksamheter. De vill även skapa intresse och engagemang bland anställda för miljöarbetet (Dahl Sverige AB, u.å.).
2.1.12. Beskrivning av centrallagret
Dahls nya centrallager kommer att ligga i Bålsta, i Håbo kommun. Lagret är ett så kallat
“greenfield” och fastighetsbolaget Nrep kommer att upprätta byggnaden efter Dahls önskemål och krav. Det kommer att ligga i området Logistik Bålsta. Fastigheten kommer bestå av tre hus:
ett huvudlager, ett höglager och ett rörlager (Figur 6). Lagret planeras vara färdigbyggt med installerad automationsanläggning till 2023, då flytten av verksamheten är tänkt att äga rum.
Det nya lagret kommer att ha kapacitet för 9 miljoner orderrader, varav 86% kommer att hanteras i automations-delen, vilken kommer att utgöra 36% av lagerytan.
Figur 6. Överblick över nya centrallagret.
2.2. Tidigare forskning och utredningar
Avsnittet tidigare forskning ämnar ge en inblick i relevanta undersökningar och forskning inom ämnet. Dessa tidigare utredningar har valts då det ansetts att de gett en viktig kunskap inom ämnet.
2.2.1. Konsultutredning för L.E. Vegetables
Konsultbolaget Sweco (2021) gjorde en utredning för företaget L.E. Vegetables med företagsstöd via projektet framtidens solel i Östra mellansverige. L.E. Vegetables har haft problem med ett svagt elnät och återkommande strömavbrott. Det har blivit kostsamt eftersom detta ger upphov till stora effekttoppar när elen kommer tillbaka och då L.E. Vegetables har effektabonnemang. L.E. Vegetables önskade därför kapa effekttopparna för att minska sitt effektuttag och minska påfrestningarna på elnätet samt göra en ekonomisk besparing. De ville därför undersöka möjligheten att installera en solcellsanläggning och eventuell batterilagring för att minska effektuttaget samt att använda solel som reservkraft vid strömavbrott.
Konsultuppdraget utfört av Sweco gick ut på att beräkna potentiella besparingar om företaget skulle installera solcellssystemet med eventuell batterilagring samt att se över
besparingspotentialen för att använda solel som reservkraft vid strömavbrott.
Uppdraget Sweco (2021) genomförde var i mindre skala och endast övergripande analyser gjordes. De undersökte två olika case, ett för att installera 1300 kW-solcellsanläggning och ett för att installera 500 kW solcellsanläggning. Case 1 matchade L.E. Vegetables elanvändning under ett år med mängden el som producerades från solcellsanläggningen, där 6500 m2
fördelades på ett tak på 8000 m2. Sweco räknade ut att anläggningen producerade 1.36 GWh solel per år men att endast 39% av solelsproduktionen kunde användas direkt och resten behövde exporteras eller lagras. Utan batteri sänktes effekttopparna med 40 kW/månad.
Överlag ansågs det vara en stor investering. Case 2 med 500 kW ledde inte till en lika stor överproduktion. Vidare var 500 kW från och med 1 juli 2021 gränsen för skattebefrielse. 2500 m2 fördelades istället och 521 MWh/år producerades, varav 73% kunde användas direkt.
Inmatningen från elnätet minskade med 28% och effekttoppar minskade generellt med 30 kW/månad utan batteri. Det var ingen överproduktion eller export under 150 dagar per år (Sweco, 2021).
Enligt Sweco (2021) ligger effekttopparna för L.E. Vegetables under en vanlig dag på 300-360 kW. Med 500 kW solceller ligger effekttopparna istället på 270-317 kW. Det nya effektbehovet toppades under timmar då solcellerna producerar väldigt lite eller ingen el. Sweco slog vidare fast att ett stort batteri hade kunnat sänka effekttopparna ännu mer. De gjorde även en
kostnadsjämförelse. Årskostnaden exklusive moms resulterade i att solceller var 190 000 SEK billigare per år. De uppskattade inköpskostnaden till 5 miljoner SEK och beräknade
livslängden samt även återbetalningstiden till 25 år.
Slutsatser från Swecos (2021) konsultuppdrag var att det inte går att helt täcka energibehovet med en solcellsanläggning på grund av för hög förbrukning nattetid. Vidare anser de inte 1300 kW-anläggningen (case 1) vara lönsam då det går emot företagets prioriteringar. 500 kW- anläggningen ansågs inte heller lönsam, mot bakgrund av att även om egenproducerad solel sänkte behovet av att köpa el från elnätet med en tredjedel så sänktes inte effekttopparna i så stor utsträckning. Sweco menade att stödsystem och/eller prissänkningar kan göra lösningarna lönsamma i framtiden.
2.2.2. Undersökning av ett solcellssystem på ett församlingshem
Forskarna Gandhia och Liu (2020) har i sin artikel undersökt förbättringsmöjligheter och energireduktion för en kyrka, ett församlingshem och ett kontor. De tog de hänsyn till
skuggning, solinstrålning och arkitekturella integrationer för att hitta lämpliga placeringar för solcellssystemet. De använde solcellsmodultypen Sunpower SPR 210 BLK-U med en effekt på 17% och växelriktaren SunPower SPR 12000f (240V). Solcellssystemet skulle täcka en takyta på 500 m2 och bestå av 40 serier med 10 paneler på varje. Solcellens effekttopp låg på 75 kW och antalet växelriktare som användes var 6.
Vidare simulerade Gandhia och Liu (2020) olika lutningar och avstånd mellan panelerna baserat på timvis energiproduktion och timvis kostnad av elektricitet som såldes och köptes från elnätet. De beräknade investeringskostnad inkluderat paneler, inverterare och
installationskostnad för de olika simuleringarna. Därefter gjordes en Life Cycle Cost (LCC)- analys baserat på köp- och säljpriset av el till och från elnätet. LCC beräknades både med skatteåterbäring inkluderad och exkluderad för att ge förståelse för hur framtida policyer kan komma att påverka. Net present value (NPV) för de olika alternativen beräknades och slutligen gjordes en känslighetsanalys på elpriset och räntan. Med andra ord användes lite andra
lönsamhetskalkyler i undersökningen än de som används i denna rapport. Vad för kalkyler man använder beror på dels vad företagen vill se och dels vad som anses ge en bra helhetsbild utifrån den datan man har.
Gandhia och Liu (2020) konstaterar i sin studie att ett solcellssystem riktat söderut med en lutning på 40o och med ett avstånd på 2 meter mellan paneler anses som lämpligast då det minimerade skuggning och maximerade andelen solkraft. En annan viktig slutsats var att det var av vikt att byggnadens förbrukningsprofil matchade solelsproduktionen för att uppnå optimal lönsamhet då det ökade solfraktionen (SF) och egna användningen. Ett annat resultat som presenterades var att lokaliseringen av solcellerna spelar stor roll, vilket betyder att designen har betydelse för lönsamheten hos ett solcellssystem.
Rörande den ekonomiska genomförbarheten ansåg Gandhia och Liu (2020) att
ett mindre system med maximal egen användning var mest ekonomiskt på grund av det låga säljpriset. De menade dock att om priset på el ökar eller om skatteåterbäring inkluderas kan större system med högre solfraktion vara att föredra. Slutligen lyfte de fram att man bör se till framtida ekonomiska förutsättningar då alla solcellssystem har en lång återbetalningstid.
2.2.3. Kartläggning av värden företag ser med solceller
I en studie av Warneryd och Karltorp (2020) har personer på företag med stora byggnader med installerade solceller intervjuats för att kartlägga vilka värden installation av solceller kan bidra till. Många angav då att solceller bidrog till att minska deras totala elkostnader, vilket var värdefullt för de som intervjuades. De menade också att eftersom de nu behövde köpa mindre el från elnätet blev den totala elkostnaden inte bara lägre, det ledde även till att elkostnaden blev mer stabil och på så sätt mer förutsägbar.
Warneryd och Karltorp (2020) påpekar att även om installationen av solceller ofta motiveras av lägre totala kostnader och hållbarhet, vilket syftar åt miljömässiga och ekonomiska aspekter, finns det fler värden till att installera solceller. Många av informanterna menar att installationen av solceller bland annat ledde till att anställda på företaget fick större förståelse för elnätet. De engagerade sig på olika sätt, bland annat genom att de testade fram olika lösningar för att optimera effektiviseringen av solcellerna. Många angav också att installationen av solceller medförde ökad kunskap inom energisystem hos antingen några få, eller hos majoriteten av personerna inom organisationen. Informanterna angav även att solcellsinstallationen bidrog till ökad innovativitet, bland annat genom att hitta sätt för att minska elanvändningen över dygnet.
Ökad positiv atmosfär inom organisationen var också ett svar som framkom. Installationen bidrog till en känsla av stolthet hos medarbetarna inom organisationen av orsaker som att det ansågs positivt ur en miljösynpunkt, gav ökad självständighet och mindre beroende av elnätet, men också av en känsla av att detta var något man uppnått tillsammans inom företaget.
2.2.4. Investeringskalkyl för solceller
Stridh och Larsson (2017) har tagit fram en kalkylmodell riktad mot företag för att beräkna produktionskostnad och lönsamhet för solcellsinvesteringar utifrån angivna indata. De har haft
en referensgrupp där de diskuterat frågor kring kalkylmodellen som bestått av ett antal
byggherrar och fastighetsägare samt leverantörer av solcellssystem, konsulter och elbolag. Det referensgruppen kom fram till var bland annat att det saknades en standardiserad kalkylmodell som underlag för investeringsbeslut gällande solcellssystem. Det behövde göras en rad
antaganden för varje enskild solcellsinvestering och en standardisering saknades. Det här användes därefter som underlag för hur kalkylmodellen utformades.
Modellen baseras på beräkningar av “Levelized Cost of Energy” (LCOE) (Stridh & Larsson, 2017). LCOE-metoden kan beskrivas som en beräkning av det lägsta pris vid vilken den producerade elen måste säljas för att gå jämt upp med kostnaderna under livslängden. Därefter beräknas lönsamheten som nuvärde, diskonterad återbetalningstid och internränta (IRR). Stridh och Larsson inkluderade även en känslighetsanalys i rapporten då det behövdes så pass mycket indata för solel i Sverige. De ville studera hur olika variationer eller osäkerheter i de olika parametrarna påverkar resultaten.
Stridh och Larsson (2017) kom i sin rapport fram till att investeringskostnaden beror på anläggningens storlek och att installationskostnaden generellt blir lägre per kW vid ökande storlek på installationen. Den kan ha en stor inverkan på produktionskostnaden men den är känd vid tiden då avtalet gjorts och saknar därför en framtida osäkerhet. Den årliga
driftkostnaden varierar eftersom att Sverige inte har erfarenhetsmässiga värden på anläggningar som varit i drift under lång tid. Degraderingen av kapaciteten i solcellssystemet och ekonomisk livslängd kan också variera då Sverige endast har ett fåtal anläggningar som varit i drift i mer än 20 år och ingen undersökning har gjorts avhur stor degraderingen varit på alla dessa. Den naturliga variationen på solinstrålning i samband med skuggning, lutning och väderstreck påverkar också energiutbytet. Eftersom att det är ett beräknat värde ger det en viss framtida osäkerhet då det är svårt att förutse exakt hur det kan förändras i framtiden. Kalkylräntan ansågs vara den parameter som kunde göra störst skillnad i produktionskostnad eftersom att det är så stor spridning mellan olika aktörer, exempelvis företag, kommuner, landsting och
privatpersoner. Kalkylräntan är dock oftast känd för aktörerna själva, men det kan finnas en viss osäkerhet kring de långa tider det är frågan om för en solcellsinvestering (Stridh &
Larsson, 2017).
Stridh och Larsson (2017) utförde även en känslighetsanalys på lönsamheten. Här lyfts elpriserna fram då det är svårt att förutsäga prisutvecklingen under livslängden. Priset på köpt el påverkas av produktionskostnaden men även av politiska beslut, exempelvis energiskatten, som varierar beroende på storlek, år och plats i Sverige. I dagsläget anses elpriset vara den parameter som har störst påverkan på nuvärdet. Har man över 500 kW solceller måste man betala energiskatt på den egenanvända elen. Sammanfattningsvis är priserna på såld el osäkra då det är svårt att förutse framtida spotpriser på elbörsen Nord Pool. Värdet för elcertifikat och skattereduktion för överskottsel som matas in i nätet är andra osäkra parametrar inför
framtiden.
2.2.5. Transformativt lärande och en hållbar utveckling
Pisters m.fl. (2019) hävdar att ens beteendeförändringar ofta tenderar att vara tillfälliga och att man lätt återvänder till gamla vanor. För att uppnå ett transformativt lärande måste det komma inifrån. De skriver vidare att hållbarhetsforskningen alltmer lutar åt att man måste uppnå en inre dimension av hållbarhet, alltså en förändring från insidan ut. Ett sätt att uppnå detta är att förstå rollen ens egen inställning har i transformationen mot ett mer hållbart tankesätt. Enligt artikeln är processen mot en hållbarhetstransformation ett sätt att ompröva vilka vi är som människor och hur vi vill forma våra liv och vår omgivning. Det handlar, enligt Pisters m.fl., om en förståelse för att vårt välmående inte beror på en konsumerande, exploaterande livsstil.
Pisters m.fl. (2019) utvecklar i sin artikel ett teoretiskt ramverk för att mäta just transformativt lärande kopplat till en hållbar utveckling. Ramverket grundas i följande tre teman; anknytning, medkänsla och kreativitet. Anknytningen handlar om att reflektera över alla väsens
samhörighet. Medkänsla handlar om förmågan att bli rörd av andras lidande och att agera för att minska det. Kreativiteten handlar i det här fallet om att genom kreativ praxis manifestera ett medvetet transformativt tankesätt. Förhoppningen är att det bidrar till en ny dimension när man forskar om att främja en hållbar utveckling i undervisningen, en dimension som ser mer till det inre hos människan. Pisters m.fl. anser att ramverket kan användas för att empiriskt undersöka i vilken utsträckning människor i platsbaserade hållbarhetsinitiativ utvecklar en ekologisk
medvetenhet genom att identifiera ovan nämnda teman i individers resonemang.
Brunstein m.fl. (2019) tar i sin artikel upp att utbildning spelar en viktig roll i att engagera studenter till hur man kan leva mer hållbart. De har studerat hur ekonomistudenter reflekterar och hur det transformativa lärandet ser ut för studenter som deltar i ekonomikurser. Brunstein m.fl. delar upp reflektion i olika nivåer; icke-reflekterande, förståelse, reflektion och kritisk reflektion. Författarna menar på att individen i den fjärde nivån ändrar sin uppfattning om något och skapar nya koncept utifrån det de lärt sig. I den här nivån kan studenterna bryta sina tidigare tankemönster och förutfattade meningar. Den här nivån av reflektion kan i sin tur leda fram till ett transformativt lärande genom ett byte av tankemönster. För att individen ska nå ett transformativt lärande krävs det att studenten är känslomässigt investerad i lärandekontexten och att de har en vilja att utveckla nya tankemönster för att förstå den nya tanken eller det nya konceptet.
I undersökningen använde Brunstein m.fl. (2019) sig av ifyllda frågeformulär och rapporter skrivna av studenter. De mätte kritisk reflektion kvantitativt utifrån de tidigare nämnda
nivåerna och kvalitativt genom att studenterna fick skriva en rapport kring ämnen kopplade till studenternas värderingar, resonemang och uppfattning av förändring kopplat till hållbar
utveckling och finans. Därefter kategoriserade de datan utifrån nivåerna och identifierade när studenterna skrev om när de utvecklade nya kompetenser och när de själva upplevde
förändring, vilket då kategoriserades som transformativt lärande. De kom fram till att när hållbarhetsämnen inkorporeras i finansdiscipliner stimuleras kritisk reflektion och
transformation i studenternas tankesätt mot en mer hållbar rationalitet.
