Nel 1956, una prima dimostrazione di energia solare fotovoltaica produsse 1 watt di energia al prezzo moderato di 1.865 dollari adeguato all’inflazione. In altre parole, è necessario spendere più di mezzo milione di dollari per avere l’equivalente di un moderno pannello solare da 320 watt sul tetto. Naturalmente, oltre al prezzo, bisogna trovare anche lo spazio per una nave di celle solari del 1956 per renderla pari alla resa di un unico pannello moderno e indipendente.
Nell'ultimo articolo sulla diminuzione dei costi delle energie rinnovabili, Max Roser di 'World in Data' scrive che fin dall'inizio l'energia solare non aveva alcun significato per chiunque in qualsiasi parte del pianeta.
Per fortuna qui c'è un posto soleggiato, la rete è inaccessibile, il prezzo non è un problema, c'è solo spazio. Il sole trovò un punto d'appoggio pratico nelle prime esplorazioni spaziali e da lì iniziarono a cadere le tessere del domino.
L’industria aerospaziale ha costruito pannelli solari per i satelliti e nel frattempo ha imparato a renderli migliori e più convenienti. Il prezzo dei moduli solari scende poco a poco finché non diventa realtà il ritorno alla terra in zone remote e lontane dalla rete. Nuove applicazioni hanno aumentato la produzione di energia solare e l’industria è riuscita ancora una volta a ridurre i costi di costruzione e implementazione dell’energia solare.
Con l'ulteriore incoraggiamento dei sussidi, questo ciclo dura da decenni ed è un buon esempio di una tendenza tecnologica chiamata Legge di Wright. La legge di Wright afferma che ogni volta che la produzione totale di una nuova tecnologia raddoppia (ad esempio, da 100 megawatt di energia solare a 200 megawatt di energia solare), il suo costo diminuirà di una certa percentuale.
L'autore, sostenitore delle energie rinnovabili e investitore Ramez Naam ha spiegato: 'Ciò si ottiene imparando facendo. Si tratta di un'innovazione che migliora la tecnologia stessa e riduce la manodopera, il tempo, l'energia e l'energia necessarie per produrre la tecnologia. Una miscela innovativa di materie prime. Tecnologia.' Questo processo è chiamato 'curva di apprendimento.'
Sebbene non tutte le tecnologie abbiano una forte curva di apprendimento, esistono infatti molte tecnologie che possono essere acquisite rapidamente da un mondo oscuro. (Assicurati di controllare il post di Roser per saperne di più sulla legge di Wright.)
Infatti, man mano che utilizziamo più energia solare, il costo di questa tecnologia è diminuito a un ritmo prevedibile, il che indica una curva di apprendimento. Per ogni raddoppio degli impianti solari, il prezzo dei moduli di celle solari diminuirà di circa il 20%.
Con l’aumento della capacità installata totale di energia solare tra il 1976 e il 2019, i moduli solari sono aumentati da 106 dollari per watt a 0,38 dollari. Tuttavia, nonostante il calo dei costi, il prezzo dell’energia solare è stato molto più alto di quello dell’elettricità tradizionale, come il carbone e il gas naturale, per gran parte della sua storia.
In un periodo di tempo relativamente breve, il costo dell’energia solare su scala industriale (vale a dire, una centrale elettrica centralizzata che fornisce energia alla rete) è passato da poco pratico a più economico. Per dimostrare questa tendenza, Rosser ha tracciato il costo energetico medio globale (LCOE) della costruzione di nuove centrali elettriche. Questi sono i prezzi stimati dai fornitori, che devono addebitare ai clienti per raggiungere il pareggio durante l'intero ciclo di vita del nuovo impianto, indipendentemente dall'energia, e coprono tutto, dalla costruzione ai prezzi del carburante fino alle operazioni.
Dal 2009 al 2019, il costo dell’elettricità dei nuovi impianti solari è diminuito dell’89%, superando le fonti energetiche a basso costo come il carbone e parte del gas naturale. Il costo della nuova energia eolica onshore è stato ridotto del 70% (anche questo è dovuto alla curva di apprendimento tecnologico). I numeri stessi sono mozzafiato, ma non c'è nulla che possa sostituire i buoni effetti visivi. Fortunatamente, era il pane quotidiano di Roser. In breve, questi sono gli ultimi dieci anni. (Tutti i prezzi in questa tabella non sono sovvenzionati.)
Potresti aver notato che i prezzi del carbone non hanno oscillato. Questo perché il carbone e il gas naturale non sono sulla curva di apprendimento come l’energia solare ed eolica. Nonostante il calo dei prezzi del gas naturale, Roser ritiene che ciò sia dovuto principalmente al calo dei prezzi del carburante causato dalla fratturazione idraulica e dal boom dello shale gas.
Vale la pena notare che i costi del carburante (ovviamente pari a zero per l’energia eolica e solare) rappresentano gran parte del prezzo dell’elettricità fornita dai combustibili fossili. Fluttuerà, ma non sarà mai pari a zero.
Roser ha scritto: 'Ciò significa che per tutte le centrali elettriche non rinnovabili che hanno questi costi del carburante, la quantità di costi dell'elettricità che possono essere ridotti è un limite inferiore difficile.'
Dato che le attuali centrali elettriche a energia rinnovabile sono in media più economiche delle centrali elettriche a combustibili fossili, si potrebbe pensare che i fornitori di elettricità sceglieranno sempre più fonti energetiche rinnovabili invece del carbone o del gas naturale. Questo è infatti il caso. Secondo Roser, nel 2019 l’energia rinnovabile ha rappresentato il 72% della nuova capacità globale di produzione di energia. Nonostante la pandemia, si stima che entro il 2020 l’energia rinnovabile rappresenterà circa il 90% della nuova capacità globale di generazione di energia.
I combustibili fossili rappresentano ancora la quota maggiore della produzione di elettricità e, attualmente, il costo di costruzione di un nuovo impianto di energia rinnovabile non è inferiore al costo di gestione di un impianto di combustibili fossili esistente. Inoltre, il costo dell’energia solare varia in base al clima e al paese/regione, in base alle normative e al costo del capitale, del terreno e della manodopera.
Nahm ha detto che quando il sole sarà dall’altra parte della terra, avremo bisogno di batterie migliori (che sembrano essere in uso) e di dispositivi di stoccaggio per mantenere il flusso di energia. La stessa sfida è che l’energia solare raggiunge il picco in estate, mentre la domanda di elettricità raggiunge il picco in inverno.
Naam scrive: 'Ad esempio, in Germania, anche se la domanda di elettricità in inverno è maggiore che in estate, la produzione di energia solare a dicembre rappresenta solo 1/5 della produzione di energia solare a giugno.'
All’inizio di quest’anno, Naam ha fatto una previsione assumendo un tasso di apprendimento “conservativo” del 30% per i prezzi degli impianti solari – ricordate, il primo 20% ha monitorato il tasso di apprendimento dei moduli solari – e ha utilizzato la capacità solare installata stimata dall’IEA. La crescita annuale della capacità è del 16%. Ha diviso le previsioni tra posizioni di costo ultra basso, basso, medio e alto.
Queste previsioni indicano che entro il 2030 o il 2035, nei luoghi più soleggiati, in altre parole, 'costruire nuova energia solare è solitamente più economico che gestire impianti già esistenti a combustibili fossili'. Allo stesso tempo, entro la fine degli anni '30, lo stesso potrebbe valere verso luoghi relativamente costosi come il Nord Europa (almeno in estate).
Naturalmente la previsione è soltanto: previsione. Dipendono dalla durata effettiva del tasso di apprendimento e di distribuzione osservato. Naam ha detto che i prezzi potrebbero scendere al punto più basso perché incontreranno costi più incrollabili, come quelli della terra e di altre risorse.
Pertanto, Naam ha affermato che, sebbene l’energia solare sia un attore sempre più potente, non è una panacea. Data la complessità del mondo reale, la diversificazione ha senso. Il futuro a basse emissioni di carbonio potrebbe appartenere a una varietà di fonti energetiche, tra cui l’energia eolica, nucleare e idroelettrica. Ma qualunque cosa accada, sembra che il modo in cui elettrizziamo la vita moderna stia cambiando rapidamente.
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