Perché e come la produzione solare aumenterà nei prossimi anni

Era da un po’ che volevo scrivere questo articolo, ma questo post su X di Chamath Palihapitiya mi ha spinto all’azione:

Osservate la crescita esplosiva e il calo dei costi delle batterie, dell’energia solare ed eolica nel grafico qui sotto… i numeri sono davvero impressionanti.

Questo è il motivo per cui penso che entro il 2030 avremo un costo marginale dell’energia vicino allo zero. Il costo incrementale della generazione di energia si avvicinerà a circa 0,005 dollari/kWh in… pic.twitter.com/NBNsL3AWCV

— Chamath Palihapitiya (@chamath) 5 ottobre 2023

Chamath sottolinea che i costi dello stoccaggio solare e delle batterie stanno diminuendo ad un sorprendente tasso annuo del 18% e del 19% (rispettivamente), e questo è significativamente più veloce di due eventi storicamente famosi, l’ascesa della Ford Modello T e la produzione degli Stati Uniti. aerei durante la seconda guerra mondiale. Non lo mostra qui, ma ho esaminato il costo dei combustibili fossili e il loro prezzo è crollato drasticamente quando ciascuno di essi è entrato in scena: il carbone secoli fa, il petrolio un secolo fa e il gas naturale tramite perforazione orizzontale (fracking) più recentemente.

Queste curve di apprendimento sui combustibili fossili hanno per la maggior parte fatto il loro corso, e i costi dei combustibili fossili stanno aumentando sia a causa dell’inflazione generale (che colpisce anche le energie rinnovabili) sia, cosa più importante, perché i luoghi facili da trovare ed estrarre hanno per lo più stato esaurito. C’è ancora molto carbone, petrolio e gas naturale, ma è sempre più costoso da produrre e anche costoso da bruciare, soprattutto perché i paesi di tutto il mondo approvano leggi che ne regolano l’uso mentre vengono a conoscenza degli effetti negativi dell’inquinamento atmosferico e dell’effetto della combustione. combustibili fossili sul nostro clima. Le persone si sono rese conto di questi problemi molti anni fa, ma prima che le energie rinnovabili fossero accessibili, la scelta era bruciarle o vivere una vita più semplice e a minore consumo energetico. Sebbene non ci sia nulla di sbagliato in questo stile di vita, gli attivisti climatici non sono riusciti a convincere molte persone ad adottarlo o a convincere i governi a imporlo. Mi oppongo anche all’imposizione di una vita a basso consumo energetico, ma molti dei miei lettori potrebbero non essere d’accordo.

Chamath presuppone inoltre che queste tendenze continueranno fino a quando non arriveremo a un costo dell’energia di mezzo centesimo per kWh. Penso che questo potrebbe essere un po’ sbagliato, perché il tasso di riduzione dei costi è più elevato per i pannelli solari e le batterie che per i sistemi completi che producono elettricità. Penso che eserciteremo una pressione significativa sui servizi di pubblica utilità con la generazione distribuita, ma potrebbe volerci un po’ più di tempo. Cambiamo argomento per parlare delle 3 fasi del solare.

3 fasi della generazione solare

Per semplicità di questo articolo, diremo che il prezzo dell’elettricità a gas naturale è di circa 12 centesimi al kWh, 6 centesimi per la distribuzione, 2 centesimi per la centrale elettrica e 4 centesimi per il carburante e i costi di esercizio.

Costi solari inferiori ai costi alternativi (capitale + esercizio)

La prima fase avviene quando il costo totale del solare è inferiore a quello del gas naturale (che non molto tempo fa era il modo più economico per produrre elettricità nella maggior parte dei luoghi). Ciò è accaduto in molte aree quando l’energia solare su scala industriale ha raggiunto circa 6 centesimi al kWh un paio di anni fa. Ciò copre i costi di carburante, funzionamento e centrale elettrica. Quindi, quando si cerca di aggiungere nuova capacità o sostituire una centrale a carbone, il solare vince nella maggior parte dei casi.

Costi solari inferiori rispetto ai costi alternativi (solo operativo)

Diapositiva della teleconferenza del secondo trimestre di NextEra.

La seconda fase avviene quando il costo del solare fisso (solare + batteria) diventa inferiore rispetto al semplice costo variabile di un impianto a gas naturale (o carbone). Poiché gli economisti ignorano i costi irrecuperabili, ma i contabili no, nel breve periodo contano solo i costi variabili. Ciò significa che se la tua fata madrina ti costruisse una nuovissima centrale elettrica a gas moderna e all’avanguardia e tutto ciò che dovrai pagare sarà il carburante e le persone per gestirla e mantenerla, ad un certo prezzo di scala di utilità consolidata solare (diciamo 4 centesimi al kWh), diresti alla tua discreta madrina: “no grazie, non vale i costi di carburante e di esercizio, ma se riesci a trasformare questa zucca in una carrozza elettrica, sarebbe molto apprezzato. “

Perchè ho cambiato la barra da solare a solare rassodato? Perché quando il solare rappresenta solo un paio di punti percentuali della tua energia, non è necessario rafforzarlo, poiché il resto della rete ha abbastanza energia di riserva per gestire le cose quando non stai producendo; ma poiché l’energia solare diventa una fonte significativa, è necessario risolvere il problema dell’intermittenza. In questa fase, nella quale stiamo entrando ora in alcuni luoghi, non solo si sceglie il solare per la nuova capacità di generazione a causa della crescita di energia o della sostituzione di impianti a combustibili fossili che hanno superato la fine della loro vita utile, ma si inizia a chiudere l’energia a gas interamente pagata. piante che hanno solo pochi anni e sono in perfette condizioni. Potrebbe essere saggio metterle semplicemente fuori servizio e allevarle per alcune settimane all’anno (simile a una pianta di punta) finché non diventeremo un po’ più solari, ma molte di queste piante semplicemente non possono competere nel mercato generale. CleanTechnica hanno iniziato a riferire su casi come questo diversi anni fa, ma non sono ancora diffusi.

Costi solari inferiori ai costi di rete

La fase 3 è chiamata “parità DIO” da Tony Seba. È quando il prezzo del solare consolidato distribuito (nella tua casa o azienda) è inferiore al costo di distribuzione del tuo servizio locale (6 centesimi nel mio esempio). Ciò causa l’interruzione non solo della centrale elettrica a gas, ma anche dell’energia solare ed eolica centralizzata! In questo caso non esiste alcuna giustificazione economica per la rete pubblica. Anche se una fata madrina regalasse alla società una centrale elettrica magica che non richiede carburante, non potrebbe comunque competere poiché la manutenzione dei cavi costa 6 centesimi.

Le quotazioni che ricevo in alcuni posti per un sistema solare da 10 kWh sono di circa $ 16.422 più $ 12.250 per due Telsa Powerwall, per un totale di $ 28.672. Ciò fornirà 13.695 kWh di elettricità all’anno per 25 anni (o 342.375 kWh). Naturalmente, ci sarebbero tempi di inattività e degrado nel tempo, quindi diciamo 300.000 kWh. Quindi, oggi, 28.672 dollari/300.000 kWh (senza considerare anche il valore temporale del denaro o i costi degli interessi) ci danno 9,6 centesimi a kWh. Questo è molto competitivo con i 12 centesimi per kWh imposti dalle utenze, ma non con i 6 centesimi per kWh necessari per raggiungere questa “parità DIO”. Se il costo dell’energia solare scendesse del 17% all’anno (che è la curva di apprendimento dell’energia solare negli ultimi 10 anni), raggiungerà i 6 centesimi per kWh in 3 anni, nel 2026. Questo sarà il momento in cui le persone inizieranno ad uscire dalla rete. La massa e i servizi pubblici hanno un grosso problema.

Un’altra grande riduzione è quando posso usare semplicemente il mio Tesla Cybertruck o Model Y invece di acquistare due Powerwall. Diciamo che devi spendere un paio di migliaia di dollari per agganciare quel veicolo a casa tua: il tuo costo sarebbe di circa $ 18.422/300.000 kWh, o 6 centesimi a kWh.

C’è anche il potenziale problema che le luci si spengono se corri al supermercato per il gelato! Quindi, probabilmente avremo bisogno di una piccola batteria che rimanga a casa.

Nel complesso, potrebbe essere più vicino all’interruzione dei servizi pubblici di quanto pensiamo! Penso che la maggior parte delle persone voglia rimanere connessa alla rete come backup e sarebbe disposta a spendere $ 30 al mese per questo, ma i giorni in cui tutti pagheranno centinaia di dollari al mese ai propri servizi locali potrebbero essere contati.

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