Hoogtij voor de zonnepanelenmarkt in ons platte, dichtbevolkte landje, kortom. Vooralsnog lijkt de trend niet te stoppen. Tot 2030 verwachten we nog minstens een verdubbeling van het aantal panelen en in 2050 liggen er waarschijnlijk vijf tot tien keer het huidige aantal zonnepanelen. Deze grootschalige toepassing van zonnepanelen brengt nieuwe uitdagingen met zich mee. En dat betekent kansen voor innovatie.

Nederland heeft nu het hoogste aantal zonnepanelen per inwoner van heel Europa. Die panelen produceren 15 procent van onze elektriciteit, en voorzien daarmee in 3 procent van onze totale energiebehoefte.

De kosten van zonnestroom gingen afgelopen decennium spectaculair naar beneden (90 procent in tien jaar) en het rendement schoot omhoog (van gemiddeld 14 naar 20 procent in dezelfde periode). In combinatie met stimulering door de overheid heeft dit voor een enorme groei van het aantal geïnstalleerde zonnepalen gezorgd. Wereldwijd, en in Nederland in het bijzonder.

De noodzaak van meer innovatie
Ten eerste is er veel oppervlak voor al die panelen nodig, meer dan dat er op de daken van onze gebouwen geschikt is. In Nederland willen we alle ruimte zo verantwoord mogelijk inzetten. Dus werken innovators aan zonnepanelen die goed te combineren zijn met andere oppervlakken dan daken, zoals geïntegreerd in gebouwgevels, in voertuigen, boven parkeerplekken, of gecombineerd met landbouw.

Daarnaast betekent die groeiende hoeveelheid zonnestroom een enorme uitdaging voor ons energiesysteem. Tot voor kort konden zonnepanelen vrijwel direct op het elektriciteitsnet worden aangesloten en verving elke opgewekte kilowattuur zonnestroom die van een gas- of kolencentrale. Dat verandert de komende jaren. Het net zit bijna overal ‘vol’ en er zijn jarenlange wachttijden om aangesloten te worden.

Op zonnige dagen zal er meer zonnestroom opgewekt worden dan het directe elektriciteitsverbruik. En een steeds groter deel daarvan zal alleen via opslag in batterijen of conversie naar warmte of waterstof nuttig ingezet kunnen worden. Om dit technisch en economisch mogelijk te maken is nog veel innovatie nodig. Zo wordt nu onderzoek gedaan naar goedkopere batterijtechnologie en slimme systeemontwerpen.

Ook leidt opschaling van zonnestroom tot meer gebruik van (schaarse) grondstoffen. En Nederland streeft juist naar een circulaire economie in 2050. De huidige zonnepanelen worden al wel gerecycled, maar deze afvalstromen worden nog niet gebruikt voor nieuwe zonnepanelen of andere hoogwaardige producten. Niet circulair dus.

Het zonnepaneel van de toekomst
Gelukkig wordt er al volop geëxperimenteerd om zonnepanelen circulair te ontwerpen. Om dit tot een succes te maken is er nog veel innovatie nodig. Zo zijn onderzoekers bijvoorbeeld bezig de encapsulant, de lijmlaag die het zonnepaneel bij elkaar houdt, zo te ontwerpen dat deze aan het einde van de gebruiksduur makkelijk weer loskomt.

Oplossingen voor een verantwoord ruimtegebruik, aansluiting op het energiesysteem en circulair ontwerp leiden onherroepelijk tot aanvullende kosten en energieverliezen. Om te voorkomen dat zonne-energie zich hiermee uit te markt prijst, blijft inzet op verdere kostendaling en rendementsverhoging noodzakelijk. Ook hier is nog ontzettend veel innovatie mogelijk.

Zo verwachten we binnen enkele jaren de introductie van tandemzonnepanelen, waarbij twee verschillende materialen op elkaar zijn gestapeld. Dit levert een flink hoger omzettingsrendement op dan een klassiek paneel. Naar verwachting is in 2030 een paneelrendement van 30 procent mogelijk, en op de lange termijn wordt 40 procent waarschijnlijk geacht.

Dit ‘wensenlijstje’ voor nieuwe zonnepanelen biedt grote kansen voor de Europese en Nederlandse maakindustrie om opnieuw een positie op de wereldmarkt te veroveren. Nederlandse onderzoekers en bedrijven zijn koplopers op de genoemde innovatie-uitdagingen en de komende drie jaar worden er al meerdere productiefabrieken in Nederland bijgebouwd.

Zo ontstaat het toekomstbeeld van een circulair, efficiënt en goedkoop zonnestroom-halffabricaat dat zich leent voor integratie in allerlei oppervlakken. Het liefst lokaal geproduceerd. Dat is nog ver weg. Maar honderden mensen in Nederland, en tienduizenden in de wereld, werken er al hard aan.