A collective self-consumption project defines a community made of different electricity consumers that gather around a decentralized distributed energy generation system in order to supply part of their electric demands through self-consumption of the decentralized electricity produced. Solar photovoltaic (PV) technology is the most used decentralized energy generation system. Thanks to the falling price of renewable energy technologies due to the development of research, and political regulations towards the sustainable development goals, new ways of producing energy have emerged and collective self-consumption projects are part of them. France stands as one of the few Europeans countries having specific regulatory framework for such projects. However, strong barriers prevent from their deployment. These are mainly: a low retail electricity price, high taxes and network tariffs, and a regulation with heavy administrative processes. Besides, the majority of the studies made on collective self-consumption projects are mostly on blockchain technology for the local energy market created by them. The few techno-economic analyses on collective self-consumption are essentially commercial and not research oriented. Therefore, the aim of this study is first, to analyze typical system designs for a collective self-consumption project and set an example of a reference PV system for such project. The objective is also to find most critical barriers for a collective selfconsumption project through an analysis of their impact on the project’s economics. Finally, the aim is to investigate possible policies that could be set by the French Government, regarding its budget, in order to develop PV collective self-consumption projects in the future. A community made of diverse electricity consumers and located in Montpellier, was defined for the purpose of this study. Each consumer’s annual electric load was directly collected from the national open data platform and the sum constituted an input for the system design and modeling in SAM (System Advisor Model), the software used. Techno-economic optimizations were performed both in SAM and a specific built-in economic tool to find an optimal PV system based on the key performance indicators (KPIs) defined. Two main business models were looked at: prosumer and third-party business models. The former corresponds to the case where the PV system is owned by the community itself. The latter is associated to a situation where a third-party which can be a developer, or a utility owns the PV asset and sells the electricity to the community. The impact of barriers to collective self-consumption on the project’s economics are analyzed through the different business models. Critical barriers are found and an analysis on possible policies favoring State initiatives for collective self-consumption is held. This study defines a collective self-consumption project with a techno-economic optimized system design based on fixed key performance indicators (KPIs). The most important KPI is the solar fraction (SF) corresponding to the ratio of the local energy self-consumed by the community over its load. A PV system of 35 kWp with a SF of 34% was found for the city of Montpellier. This study also confirms the fact that collective self-consumption projects are not profitable in France. The CSPE is mainly the tax component that prevent such projects from being profitable regardless of the business model. Besides, the VAT on local electricity consumption weakens the project’s profitability in the prosumer business model. In terms of budget, removing the CSPE costs less to the State (with 19 027 €) than subsidizing direct PV investment cost at 638 €/kW (with 22 330 €) for a project having a third-party business model within the found PV system. For a project having a prosumer business model, a subsidy of 511 €/kW on the direct PV investment cost is preferable for the State (with 17 885 €) than removing both the CSPE and the VAT on local electricity consumption which causes a shortfall of 29 732 €. In conclusion, a collective self-consumption project is not economically profitable in France within the current legislation. To allow the deployment of such projects, the French state should allocate a minimum subsidy of 40% in the direct PV investment (511 €/kW for a PV system of 35 kWp) for projects with a prosumer business model. For the ones with a third-party business model, the CSPE should be removed. / I ett projekt för kollektiv självkonsumtion definieras en gemenskap som består av olika elkonsumenter som samlar sig kring ett decentraliserat system för energiproduktion för att tillgodose en del av sina elbehov genom självkonsumtion av den producerade decentraliserade elen. Solcellsteknik är det mest använda decentraliserade energiproduktionssystemet. Tack vare det sjunkande priset på teknik för förnybar energi på grund av forskningens utveckling och politiska bestämmelser för att uppnå målen för hållbar utveckling har nya sätt att producera energi kommit fram och kollektiva projekt för självkonsumtion ingår i dessa. Frankrike är ett av de få EU-länder som har särskilda rättsliga ramar för sådana projekt. Stora hinder hindrar dock från att de sätts in. Dessa är huvudsakligen följande: Ett lågt elpris i detaljistledet, höga skatter och nätavgifter och en förordning med tunga administrativa förfaranden. Dessutom handlar de flesta studier som gjorts om projekt för kollektiv självkonsumtion främst om teknik för att blockera den lokala energimarknad som de skapar. De få tekniska-ekonomiska analyserna om kollektiv självkonsumtion är huvudsakligen kommersiella och inte forskningsinriktade. Syftet med denna undersökning är därför först och främst att analysera typiska systemutformningar för ett kollektivt självkonsumtionsprojekt och föregå med gott exempel på ett referenssolcellssystem för sådana projekt. Målet är också att hitta de viktigaste hindren för ett kollektivt projekt för självkonsumtion genom en analys av deras inverkan på projektets ekonomi. Slutligen är syftet att undersöka möjliga politiska åtgärder som den franska regeringen skulle kunna fastställa när det gäller dess budget, för att utveckla kollektiva projekt för solcellsanvändning i framtiden. I denna studie definierades ett samhälle som består av olika elkonsumenter och som är beläget i Montpellier. Varje konsuments årliga elbelastning samlades direkt från den nationella öppna dataplattformen och summan utgjorde en inmatning för systemutformning och modellering i SAM (System Advisor Model), den programvara som användes. Teknikekonomiska optimeringar utfördes både i SAM och ett specifikt inbyggt ekonomiskt verktyg för att hitta ett optimalt solcellssystem baserat på de nyckelutförandeindikatorer som definierats. Två huvudsakliga affärsmodeller granskades: företagsmodeller för konsumenter och tredje part. Det förra motsvarar det fall där solcellssystemet ägs av samhället självt. Det senare är förknippat med en situation där en tredje part som kan vara en utvecklare, eller ett företag äger solcellstillgången och säljer elen till samhället. Effekterna av hinder för kollektiv självkonsumtion på projektets ekonomi analyseras genom de olika affärsmodellerna. Kritiska hinder finns och en analys av möjliga politiska åtgärder som främjar statliga initiativ för kollektiv självkonsumtion genomförs. I denna studie definieras ett kollektivt projekt för självkonsumtion med en tekniskt-ekonomisk optimerad systemdesign som baseras på nyckelutförandeindikatorer (KPI). Den viktigaste nyckelutförandeindikatorn är den solfraktion (SF) som motsvarar förhållandet mellan lokalbefolkningens egen energiförbrukning och dess belastning. Ett solcellssystem på 35 kWp med en standardtäckningsgrad på 34 % hittades för staden Montpellier. Denna undersökning bekräftar också att kollektiva projekt för självkonsumtion inte är lönsamma i Frankrike. CSPE-bolaget är i huvudsak den skattekomponent som hindrar sådana projekt från att vara lönsamma oavsett affärsmodell. Mervärdesskatten på lokal elförbrukning försvagar dessutom projektets lönsamhet i konsumentens affärsmodell. När det gäller budgeten är det mindre statens kostnader att ta bort CSPE (med 19 027 euro) än att subventionera direkta kostnader för solcellsinvesteringar till 638 euro/kW (med 22 330 €) för ett projekt som har en affärsmodell från tredje part inom det befintliga solcellssystemet. För ett projekt som har en konsumentaffärsmodell är en subvention på 511 euro/kW på kostnaden för direktinvesteringar i solcellssektorn att föredra för staten (med 17 885 euro) än att ta bort både CSPE och momsen på lokal elförbrukning, vilket leder till ett underskott på 29 732 euro. Sammanfattningsvis är ett kollektivt projekt för självkonsumtion inte ekonomiskt lönsamt i Frankrike inom ramen för den nuvarande lagstiftningen. För att sådana projekt ska kunna genomföras bör den franska staten anslå ett minimibidrag på 40 procent i direktinvesteringen i solcellssektorn (511 euro/kW för ett solcellssystem på 35 kWp) till projekt med en konsumentaffärsmodell. För de som har en affärsmodell från tredje part bör CSPE-bolaget tas bort.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-272010 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Dieme, Fatou Bintou |
| Publisher | KTH, Energiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:71 |
Page generated in 0.002 seconds