Il punto di svolta solare irreversibile si è già verificato, affermano i ricercatori

L’elettricità alimenta il mondo. Illumina le nostre case, fa funzionare le nostre fabbriche e presto sarà la fonte di energia preferita per le nostre esigenze di trasporto. Può essere generato bruciando combustibili fossili, turbine eoliche o pannelli solari. Usare l’energia del sole per creare elettricità è del tutto logico. La luce solare è gratuita e il costo dell’energia solare è diminuito drasticamente negli ultimi due decenni. Tutto quello che dobbiamo fare è raccoglierlo, distribuirlo e immagazzinarlo per i momenti in cui il sole non splende e l’umanità può godere di un’elettricità che è quasi troppo economica per essere misurata fino a quando il sole non imploderà tra circa 2 miliardi di anni.

Il punto critico dell’energia solare

Immagine gentilmente concessa da Comunicazioni sulla natura

Alcuni ricercatori europei hanno pubblicato un nuovo studio sulla rivista Comunicazioni sulla natura il 17 ottobre 2023, che giunge a una conclusione piuttosto straordinaria. Hanno scoperto, con loro grande sorpresa, che il punto di svolta dell’energia solare non è ancora nel futuro. In effetti, è già avvenuto. Il risultato delle loro scoperte è che il passaggio all’energia solare è ormai irreversibile.

I ricercatori provengono da un gruppo eterogeneo di istituzioni tra cui il Global Systems Institute dell’Università di Exeter, il Center for Energy, Environment and Natural Resource Governance dell’Università di Cambridge, la Banca Mondiale, l’Institute for Sustainable Resources dell’University College di Londra, il Climate Action Center presso il Royal Institute of Technology di Stoccolma, Cambridge Econometrics a Cambridge, Regno Unito.

Spogliato del suo gergo tecnico, il rapporto suggerisce che gli studi precedenti sulla futura generazione di energia hanno eccessivamente enfatizzato il ruolo dei combustibili fossili e sottostimato il ruolo delle energie rinnovabili, in particolare del solare. “Senza ulteriori cambiamenti nella politica energetica, l’energia solare sembra seguire una traiettoria solida per diventare la futura fonte di energia dominante prima della metà del secolo”, hanno detto i ricercatori.

“A causa del rafforzamento della coevoluzione dei costi e dell’implementazione della tecnologia, la nostra analisi stabilisce prove empiriche quantitative, dalle tendenze dei dati attuali e storici, che è probabile che il punto di svolta dell’energia solare sia superato (enfasi aggiunta). Una volta che il costo combinato del solare e dello stoccaggio supererà la parità di costo con tutte le tecnologie alternative in diversi mercati chiave, la sua diffusione diffusa e ulteriori diminuzioni dei costi a livello globale potrebbero diventare irreversibili. Ciò fa eco ai risultati di Rupert Way et al., che hanno dimostrato che una tale configurazione sarebbe più economica delle alternative.

“Un punto di svolta verso la dominanza solare, tuttavia, non risolve la mitigazione del cambiamento climatico né raggiunge gli obiettivi climatici, poiché non garantisce un sistema energetico a zero emissioni di carbonio. I sistemi elettrici a predominanza solare potrebbero rimanere bloccati in configurazioni che non sono né resilienti né sostenibili, con una dipendenza dai combustibili fossili per l’energia dispacciabile.

“I problemi che potrebbero ostacolare il raggiungimento di sistemi energetici a zero emissioni di carbonio includono problemi di stabilità della rete, la disponibilità di capitale finanziario e minerali critici e la volontà dei decisori di impegnarsi in una rapida transizione che potrebbe generare sostanziali problemi distributivi nelle rispettive regioni. La crisi energetica derivante dalla guerra in Ucraina suggerisce che l’abbandono accelerato dei combustibili fossili è ancora più urgente.

“Concludiamo che il raggiungimento di sistemi energetici a zero emissioni di carbonio richiede probabilmente politiche di tipo diverso rispetto a quelle tradizionalmente discusse dalla comunità della modellazione energetica. Il prezzo del carbonio necessario per raggiungere il pareggio dei costi tra energie rinnovabili e combustibili fossili potrebbe presto essere pari a zero. Invece, sono le politiche che affrontano le barriere di cui sopra – resilienza della rete, accesso ai finanziamenti, gestione delle catene di approvvigionamento dei materiali e opposizione politica – che possono consentire il successo nel raggiungimento dell’azzeramento delle emissioni energetiche nette.

“Queste proiezioni e sensibilità ci danno una certa fiducia nel suggerire che i modelli di base realistici per l’energia dovrebbero, d’ora in poi, includere quote sostanzialmente maggiori di energia solare rispetto a quanto comunemente ipotizzato, poiché rendono gli scenari di base dominati dal carbone e dal gas in gran parte irrealistici. Il quadro degli scenari principali valutati nei rapporti dell’IPCC, i percorsi socioeconomici (SSP), include scenari con una crescente dipendenza dal carbone nel mix energetico. Questo funziona in particolare indica che questi scenari sono altamente improbabili (enfasi aggiunta).”

Un risultato sorprendente

“La politica storica volta a stimolare il solare fotovoltaico ha ridotto i costi. Siamo ora al punto in cui un ciclo virtuoso tra riduzione dei costi e ulteriore implementazione non richiede più politiche più ambiziose mirate al solare”, ha detto l’autore principale Femke Nijsse dell’Università di Exeter. Antropocene. “Politiche più ambiziose per le altre rinnovabili [are] ancora necessario.”

Nell’ultimo decennio e mezzo, il costo dei pannelli solari e dell’energia eolica è crollato. I ricercatori avevano iniziato a parlare di un “punto di svolta” in cui le energie rinnovabili avrebbero potuto superare le fonti energetiche fossili sulla base dei soli costi, ma c’era poco accordo su quando e come ciò potrebbe verificarsi. Di conseguenza, i modelli del sistema energetico globale presuppongono generalmente che il dominio dei combustibili fossili continuerà. I modelli precedenti hanno inoltre costantemente sottostimato la velocità con cui l’energia solare crescerebbe nel mondo reale.

Nijsse e i suoi colleghi hanno invece analizzato il sistema energetico globale utilizzando una serie di tre modelli che incorporano quel ciclo virtuoso tra espansione delle tecnologie verdi e riduzione dei costi. I modelli utilizzano dati tecnologici ed economici reali per prevedere l’introduzione di varie tecnologie energetiche entro il 2060. “Stavamo cercando di scoprire quale politica fosse necessaria per ‘ribaltare’ questo punto di svolta. Abbiamo scoperto che la situazione si era già ribaltata, presupponendo che una serie di quattro barriere potesse essere superata o evitata”.

Quattro barriere al solare

I quattro ostacoli alla presa del potere da parte del solare sono le reti elettriche instabili, la mancanza di finanziamenti per il solare nei paesi in via di sviluppo, la capacità della catena di approvvigionamento e la resistenza politica delle regioni che perdono posti di lavoro. Le politiche che affrontano queste barriere potrebbero essere più efficaci nel realizzare la transizione verso l’energia pulita rispetto agli sforzi per abbassare il prezzo del solare, come attraverso le tasse sul carbonio, hanno detto i ricercatori.

1. Per ottenere reti elettriche resilienti in grado di adattarsi alle variazioni giornaliere, stagionali e meteorologiche della quantità di energia solare disponibile, i politici possono aggiungere altre energie rinnovabili, collegamenti di trasmissione di energia tra regioni, batterie e altre forme di stoccaggio dell’energia e politiche per gestire la domanda. per il potere. Altrimenti, il mondo potrebbe rimanere bloccato in un sistema energetico che fa affidamento sui combustibili fossili per soddisfare i picchi di domanda energetica.

2. Sono inoltre necessarie nuove politiche per estendere i finanziamenti per la diffusione dell’energia solare ai paesi in via di sviluppo. Attualmente, la finanza solare è concentrata nei paesi ad alto reddito, e anche gli aiuti internazionali allo sviluppo a questo scopo sono concentrati nei paesi a reddito medio. I paesi a basso reddito, soprattutto in Africa, vengono esclusi. Di conseguenza, non è certo che il solo calo dei costi consentirà ai paesi in via di sviluppo di decarbonizzarsi.

3. L’elettrificazione e le batterie richiedono grandi quantità di determinati minerali e metalli, come rame, nichel, cobalto, litio ed elementi delle terre rare, e le catene di approvvigionamento per questi sono talvolta deboli. È necessaria la ricerca per trovare alternative e saranno importanti anche le politiche per massimizzare il riciclaggio e il riutilizzo dei materiali.

4. Infine, l’opposizione politica da parte degli interessi dei combustibili fossili e delle comunità che dipendono dall’impiego dei combustibili fossili potrebbe frenare lo sviluppo dell’energia solare. Garantire che le comunità dipendenti dai combustibili fossili siano tutelate durante la transizione verde potrebbe aiutare a prevenire alcune di queste resistenze.

Una cascata di punti critici

Nijsse e i suoi colleghi sono ora alla ricerca di punti critici in altre parti del sistema energetico globale, in particolare legati al riscaldamento domestico e ai veicoli elettrici. “Ciò che vogliamo studiare in modo molto più dettagliato sono le interazioni tra i settori e il modo in cui ciò influisce sulla prima barriera che identifichiamo, ovvero la stabilità della rete)”, afferma. “Possiamo utilizzare l’energia solare in eccesso per preriscaldare l’acqua calda o le case? Possiamo utilizzare le batterie delle auto elettriche per lo stoccaggio in rete? Se è così, possiamo creare cascate di punti critici?”

La chiave, come sempre, è il costo. Vincerà l’energia dal costo più basso, presupponendo che non vi siano distorsioni del mercato da parte degli attori politici. Anche la giustizia sociale sarà una considerazione chiave. Nel mondo, circa 12 milioni di persone lavorano nelle aziende energetiche tradizionali. Affinché la rivoluzione delle energie rinnovabili possa andare avanti, i loro bisogni sociali ed economici devono essere soddisfatti. Fortunatamente, molte delle competenze necessarie oggi nel settore energetico saranno pienamente trasferibili alle energie rinnovabili domani.