For å begrense klimaendringene trenger vi å ta i bruk fornybar energi og nullutslippsbiler. Men tidligere var disse teknologiene dyrere enn fossil-teknologiene, og mange er det fortsatt. Solceller har gjennomgått den kraftigste kostnadsreduksjonen blant energiteknologier. Solceller er nå over 99 prosent billigere enn i 1975.

Hva er årsaken til denne kombinasjonen av forbedret teknologi og reduserte kostnader? For å kunne fortsette suksessen innen solcelleindustrien og også overføre den til andre teknologier, er det viktig å vite hva som driver teknologiutviklingen og kostnadsreduksjonene. Er det hovedsakelig forskning og utvikling som er driveren bak kostnadsreduksjonene, eller er stordriftsfordeler gjennom industrialisering viktigste årsak?

Dette har førsteamanuensis Jessika Trancik, postdoc Goksin Kavlak og forsker James McNerney ved MIT forsøkt å svare på i en nylig publisert forskningsartikkel i tidsskriftet Energy Policy.

Metoden

Mange har tidligere vist at det er en sammenheng mellom akkumulert installert produksjon og kostnadsreduksjoner. For solceller har man funnet at kostnaden reduseres med ca 20 prosent ved hver dobling av installert kapasitet. Men siden installasjon av produksjonskapasitet og forskning skjer på samme tid vil ikke den metoden hjelpe oss til å identifisere hva som er årsaken til kostnadsreduksjonen. Det vil bare vise oss at det er en sammenheng, en korrelasjon, mellom installert kapasitet og kostnadsreduksjoner. MIT-forskerne har i stedet utviklet en metode for å finne ut hva som er årsaken.Metoden deres går ut på å se konkret på hvordan kostnadene har blitt redusert i produksjonsprosessen. Det har for eksempel vært gjennom forbedret effektivitet, resirkulering av materialer som blir brukt under produksjonen, bedre moduldesign, lavere kostnader for å produsere silisium og stordriftsfordeler knyttet til større fabrikker, for å nevne noe. Disse reduksjonene kalles lavnivå-mekanismer.

Forskerne tilordner deretter hver av kostnadsreduksjonene på lavnivå til en høynivåmekanisme. Slik bygger forskerne en nedenfra-og-opp-modell. Disse høynivåmekanismene kan være forskning og utvikling, stordriftsfordeler, erfaringsbasert læring («Learning by doing») eller kategorien «andre», som inkluderer spillover-effekter fra andre næringer.

Konklusjonen deres er at i perioden fra 1980 til 2001 var forskning og utvikling viktigst, mens i perioden 2001 og 2012 var stordriftsfordeler viktigst. Politikk som stimulerer markedet er katalysatoren for forskning og utvikling i næringslivet, erfaringsbasert læring og stordriftsfordeler, ifølge forskerne. De har funnet at fra 1980 til 2012 har markedsstimulerende politikk bidratt med rundt 60 prosent av kostnadsreduksjonene i solcelleproduksjonen, mens de siste ti årene av den perioden har politikk som sørger for et marked for solceller bidratt med rundt 75 prosent av kostnadsreduksjonene.

Hva kan vi lære?

Det viktigste ved utviklingen av denne modellen er ikke å bli enige om hva som har vært årsaken til kostnadsreduksjonene så langt. Det avgjørende er å forstå hvilken politikk som er nødvendig for å legge til rette for videre kostnadsreduksjoner i solcelleindustrien og i andre teknologier som er viktige for å redusere klimagassutslipp.

Forskerne spår at større fabrikker sannsynligvis vil fortsette å være en viktig drivkraft bak kostnadsreduksjoner framover, selv om dette etter hvert vil nå et tak. I tillegg anbefaler forskerne å fortsette å finansiere offentlig forskning og utvikling for å sikre forskning på teknologi som ikke er like moden. Politikken som trengs, ifølge MIT-forskerne, er altså å skape et marked for klimateknologier, i kombinasjon med forskningsstøtte. Dette er viktige anbefalinger å ta med seg i utformingen av politikk for andre klimateknologier.