La energía solar y el auge de la Internet de la energía: el futuro de la energía P4

Hemos hablado de la caída de energía sucia. hemos hablado de la final del aceite. Y acabamos de hablar sobre el surgimiento de vehículos eléctricos. A continuación, hablaremos sobre la fuerza impulsora detrás de todas estas tendencias, y está destinada a cambiar el mundo tal como lo conocemos en solo dos o tres décadas.

Energía casi gratuita, ilimitada, limpia y renovable.

Es un gran problema. Y es por eso que el resto de esta serie cubrirá las tendencias y tecnologías que harán la transición de la humanidad de un mundo vulnerable a la energía a un mundo abundante en energía, al tiempo que cubre los efectos que esto tendrá en nuestra economía, la política mundial y en su vida cotidiana. Esto es algo bastante embriagador, lo sé, pero no te preocupes, no caminaré demasiado rápido mientras te guío.

Comencemos con la forma más obvia de energía renovable, limpia, ilimitada y casi gratuita: la energía solar.

Solar: por qué mola y por qué es inevitable

A estas alturas, todos estamos familiarizados con la energía solar: básicamente tomamos grandes paneles de absorción de energía y los apuntamos hacia el reactor de fusión más grande de nuestro sistema solar (el sol) con el objetivo de convertir la luz solar en electricidad utilizable. Energía libre, ilimitada y limpia. ¡Suena asombroso! Entonces, ¿por qué la energía solar no despegó hace décadas después de que se inventó la tecnología?

Bueno, aparte de la política y nuestra historia de amor con el petróleo barato, el principal obstáculo ha sido el costo. Solía ​​ser estúpidamente caro generar grandes cantidades de electricidad con energía solar, especialmente en comparación con la quema de carbón o petróleo. Pero como siempre, la cosa cambia, y en este caso, para bien.

Verá, la diferencia clave entre las fuentes de energía solar y las basadas en el carbono (como el carbón y el petróleo) es que una es una tecnología, mientras que la otra es un combustible fósil. Una tecnología mejora, se abarata y proporciona una mayor rentabilidad a lo largo del tiempo; mientras que con los combustibles fósiles, en la mayoría de los casos, su valor aumenta, se estanca, se vuelve volátil y finalmente disminuye con el tiempo.

Esta relación se ha desarrollado con demasiada claridad desde principios de la década de 2000. La tecnología solar ha visto dispararse la cantidad de energía que genera de manera eficiente, todo mientras sus costos se han desplomado (75 por ciento solo en los últimos cinco años). Para 2020, la energía solar tendrá un precio competitivo con los combustibles fósiles, incluso sin subsidios. Para 2030, la energía solar costará una pequeña fracción de lo que cuestan los combustibles fósiles y funcionará de manera más eficiente. Mientras tanto, el costo del petróleo se disparó durante gran parte de la década de 2000, junto con los costos (financieros y ambientales) de construir y mantener plantas de energía de combustibles fósiles (como el carbón).

Si seguimos las líneas de tendencia solar, el futurista Ray Kurzweil ha predicho que la energía solar podría satisfacer el 100 por ciento de las necesidades energéticas actuales en poco menos de dos décadas. La generación de energía solar ya se ha duplicado cada dos años durante los últimos 30 años. Asimismo, la Agencia Internacional de Energía predijo que el sol (solar) se convertirá en la mayor fuente de electricidad del mundo para 2050, muy por delante de todas las demás formas de combustibles fósiles y renovables combinados.

Estamos entrando en una era en la que no importa cuánta energía de combustibles fósiles haya disponible, la energía renovable seguirá siendo más barata. Entonces, ¿qué significa esto en el mundo real?

Inversión y adopción solar alcanzando el punto de ebullición

El cambio vendrá lentamente al principio, luego, de repente, todo será diferente.

Cuando algunas personas piensan en la generación de energía solar, todavía piensan en plantas de energía solar independientes donde cientos, tal vez miles, de paneles solares tapizan una enorme franja de desierto en alguna parte remota del país. Para ser justos, tales instalaciones jugarán un papel absolutamente importante en nuestra combinación energética futura, especialmente con el tipo de innovaciones que se avecinan.

Dos ejemplos rápidos: durante la próxima década, veremos cómo la tecnología de celdas solares aumenta su capacidad para convertir la luz solar en energía del 25 por ciento a casi el 50 por ciento. Mientras tanto, jugadores más grandes como IBM ingresarán al mercado con colectores solares que podrían magnificar el poder de 2,000 soles.

Si bien estas innovaciones son prometedoras, solo representan una fracción de lo que evolucionará nuestro sistema energético. El futuro de la energía tiene que ver con la descentralización, con la democratización, con el poder para la gente. (Sí, me doy cuenta de lo patético que sonó. Lidia con eso).

Lo que esto significa es que en lugar de centralizar la generación de electricidad entre las empresas de servicios públicos, se comenzará a generar cada vez más electricidad donde se usa: en el hogar. En el futuro, la energía solar permitirá a las personas generar su propia electricidad a un costo menor que obtener esa electricidad de su empresa de servicios públicos local. De hecho, esto ya está sucediendo.

En Queensland, Australia, los precios de la electricidad cayeron a casi cero en julio de 2014. Normalmente, los precios oscilan entre $40 y $50 por megavatio hora, entonces, ¿qué pasó?

Solar pasó. Solar en la azotea, para ser exactos. 350,000 1,100 edificios en Queensland tienen paneles solares en los techos, que juntos generan XNUMX megavatios de electricidad.

Mientras tanto, lo mismo está sucediendo en grandes regiones de Europa (Alemania, España y Portugal, especialmente), donde la energía solar a escala residencial ha alcanzado la "paridad de red" (cuesta lo mismo) con los precios promedio de electricidad residencial alimentados por servicios públicos tradicionales. Francia incluso legisló que todas las nuevas edificaciones en zonas comerciales se construyan con techos vegetales o solares. Quién sabe, tal vez una legislación similar algún día reemplace las ventanas de edificios y rascacielos enteros con paneles solares transparentes, sí, ventanas de paneles solares!

Pero incluso después de todo esto, la energía solar sigue siendo solo un tercio de esta revolución.

Baterías, ya no solo para tu coche de juguete

Así como los paneles solares han experimentado un renacimiento en el desarrollo y la inversión a gran escala, también lo han hecho las baterías. Una variedad de innovaciones (ej. una, dos, Tres) se están conectando para hacerlos más baratos, más pequeños, más ecológicos y, lo que es más importante, permitirles almacenar grandes cantidades de energía durante mucho más tiempo. La razón detrás de estas inversiones en I+D es obvia: las baterías ayudan a almacenar la energía solar que se acumula para usarla cuando el sol no brilla.

De hecho, es posible que haya oído hablar de Tesla haciendo un gran revuelo recientemente cuando debutó el Tesla powerwall, una batería doméstica asequible que puede almacenar hasta 10 kilovatios hora de energía. Baterías como estas permiten a los hogares la opción de desconectarse por completo de la red (en caso de que también inviertan en energía solar en el techo) o simplemente proporcionarles energía de respaldo durante los cortes de la red.

Otras ventajas de la batería para el hogar cotidiano incluyen una factura de energía mucho más baja para aquellos hogares que optan por permanecer conectados a la red eléctrica local, particularmente aquellos con precios de electricidad dinámicos. Esto se debe a que puede ajustar su uso de energía para recolectar y almacenar energía durante el día cuando los precios de la electricidad son bajos, y luego desconectarse de la red extrayendo energía doméstica de su batería por la noche cuando los precios de la electricidad suben. Hacer esto también hace que su hogar sea mucho más ecológico porque la reducción de su huella energética durante la noche desplaza la energía que normalmente generan los combustibles sucios, como el carbón.

Pero las baterías no solo cambiarán las reglas del juego para el propietario promedio; las grandes empresas y las empresas de servicios públicos también están comenzando a instalar sus propias baterías de tamaño industrial. De hecho, representan el 90 por ciento de todas las instalaciones de baterías. Su razón para usar baterías es en gran medida la misma que la del propietario promedio: les permite recolectar energía de fuentes renovables como solar, eólica y mareomotriz, y luego liberar esa energía durante la noche, mejorando la confiabilidad de la red de energía en el proceso.

Ahí es donde llegamos a la tercera pieza de nuestra revolución energética.

El auge de la Internet de la energía

Existe este argumento que sigue siendo impulsado por los opositores a la energía renovable que dicen que dado que las energías renovables (especialmente la solar) no pueden producir energía las 24 horas del día, los 7 días de la semana, no se les puede confiar una inversión a gran escala. Es por eso que necesitamos fuentes de energía tradicionales de "carga base" como el carbón, el gas o la energía nuclear para cuando el sol no brilla.

Sin embargo, lo que esos mismos expertos y políticos no mencionan es que las plantas de carbón, gas o nucleares cierran todo el tiempo debido a piezas defectuosas o mantenimiento planificado. Pero cuando lo hacen, no necesariamente apagan las luces de las ciudades a las que sirven. Tenemos algo llamado red nacional de energía. Si una planta se apaga, la energía de una planta vecina toma el relevo al instante, respaldando las necesidades de energía de la ciudad.

Con algunas mejoras menores, esa misma red es la que usarán las energías renovables para que cuando el sol no brille o el viento no sople en una región, la pérdida de energía pueda compensarse desde otras regiones donde las energías renovables generan electricidad. Y al usar las baterías de tamaño industrial mencionadas anteriormente, podríamos almacenar de manera económica grandes cantidades de energía renovable durante el día para liberarla durante la noche. Estos dos puntos significan que la energía eólica y solar pueden proporcionar cantidades confiables de energía a la par de las fuentes de energía de carga base tradicionales.

Esta nueva red de comercio de energía renovable a escala doméstica e industrial constituirá una futura “Internet de la energía”, un sistema dinámico y autorregulador que (como la propia Internet) es inmune a la mayoría de los desastres naturales y ataques terroristas, aunque tampoco está controlado. por cualquier monopolio.

Al final del día, la energía renovable va a suceder, pero eso no significa que los intereses creados no vayan a desaparecer sin luchar.

La energía solar come el almuerzo de las empresas de servicios públicos

Curiosamente, incluso si la quema de carbón para obtener electricidad fuera gratis (que es en gran parte el caso en Australia, uno de los exportadores de carbón más grandes del mundo), todavía cuesta dinero mantener y operar la planta de energía, y luego transportar su electricidad a través de cientos de millas de líneas eléctricas para llegar a su casa. Toda esa infraestructura constituye una gran parte de su factura de electricidad. Y es por eso que muchos de los habitantes de Queensland sobre los que leyó anteriormente optaron por eludir esos costos generando su propia electricidad en el hogar:es solo la opcion mas barata.

A medida que esta ventaja del costo de la energía solar se acelere en las áreas suburbanas y urbanas de todo el mundo, más personas optarán por no participar en sus redes de energía locales en parte o en su totalidad. Eso significa que los costos de mantenimiento de la infraestructura de servicios públicos existente correrán a cargo de cada vez menos personas, lo que podría aumentar las facturas mensuales de electricidad y crear un incentivo financiero aún mayor para que los "adoptadores solares tardíos" finalmente inviertan en energía solar. Esta es la próxima espiral de muerte que mantiene a las empresas de servicios públicos despiertas por la noche.

Al ver este tren de carga abrirse camino, algunas de las empresas de servicios públicos más atrasadas han optado por luchar contra esta tendencia hasta el sangriento final. Han cabildeado para cambiar o poner fin a las políticas de "medición neta" que permiten a los propietarios de viviendas vender el exceso de energía solar de nuevo en la red. Otros están trabajando para lograr que los legisladores aprobar recargos en instalaciones solares, mientras que otros están trabajando para congelar o reducir los requisitos de energía renovable y eficiencia han sido legislados para reunirse.

Básicamente, las empresas de servicios públicos están tratando de que los gobiernos subsidien sus operaciones y, en algunos casos, legislen sus monopolios sobre las redes locales de energía. Eso definitivamente no es capitalismo. Y los gobiernos no deberían estar en el negocio de proteger a las industrias de las nuevas tecnologías disruptivas y superiores (es decir, la energía solar y otras energías renovables) que tienen el potencial de reemplazarlas (y beneficiar al público).

Pero mientras se gastan enormes sumas de dinero en cabildeo tratando de frenar el avance de la energía solar y otras energías renovables, las líneas de tendencia a largo plazo son fijas: la energía solar y las energías renovables se comerán el almuerzo de las empresas de servicios públicos. Es por eso que las empresas de servicios públicos con visión de futuro están adoptando un enfoque diferente.

Las empresas de servicios públicos del viejo mundo ayudan a liderar el nuevo orden energético mundial

Si bien es poco probable que la mayoría de las personas se desconecte por completo de la red (quién sabe, qué sucederá cuando su futuro hijo conduzca su Tesla borracho contra la batería de la casa en su garaje), la mayoría de las personas EMPEZARÁ a usar sus redes de energía locales cada vez menos con cada década que pasa. .

Con la escritura en la pared, algunas empresas de servicios públicos han decidido convertirse en líderes en la futura red de energía renovable y distribuida. Por ejemplo, varias empresas de servicios públicos europeas están invirtiendo una parte de sus ganancias actuales en nueva infraestructura de energía renovable, como la solar, la eólica y la mareomotriz. Estas empresas de servicios públicos ya se han beneficiado de su inversión. Las energías renovables distribuidas ayudaron a reducir la tensión en las redes eléctricas durante los calurosos días de verano cuando la demanda era alta. Las energías renovables también reducen la necesidad de las empresas de servicios públicos de invertir en nuevas y costosas centrales eléctricas centralizadas y líneas de transmisión.

Otras empresas de servicios públicos están buscando aún más en el futuro para pasar de ser puramente proveedores de energía a convertirse en proveedores de servicios de energía. SolarCity, una startup que diseña, financia e instala sistemas de energía solar, ha comenzado a cambio hacia un modelo basado en servicios donde poseen, mantienen y operan las baterías domésticas de las personas.

En este sistema, los clientes pagan una tarifa mensual para tener paneles solares y una batería doméstica instalada en su hogar, potencialmente conectados a una red de energía comunitaria hiperlocal (microrredes), y luego la energía del hogar es administrada por la empresa de servicios públicos. Los clientes solo pagarían por la energía que usan, y los usuarios de energía modestos verán reducidas sus facturas de energía. Incluso pueden obtener ganancias utilizando el excedente de energía que generan sus hogares para alimentar a sus vecinos más hambrientos de energía.

Lo que realmente significa energía limpia, casi gratuita e ilimitada

Para 2050, gran parte del mundo tendrá que reemplazar por completo su antigua red de energía y plantas de energía. Reemplazar esta infraestructura con energías renovables más baratas, más limpias y que maximizan la energía tiene sentido desde el punto de vista financiero. Incluso si reemplazar esta infraestructura con energías renovables cuesta lo mismo que reemplazarla con fuentes de energía tradicionales, las energías renovables siguen ganando. Piénselo: a diferencia de las fuentes de energía centralizadas tradicionales, las energías renovables distribuidas no conllevan el mismo bagaje negativo, como las amenazas a la seguridad nacional de los ataques terroristas, el uso de combustibles sucios, los altos costos financieros, los efectos adversos en el clima y la salud, y la vulnerabilidad a ataques a gran escala. apagones

Las inversiones en eficiencia energética y energías renovables pueden alejar al mundo industrial del carbón y el petróleo, ahorrar a los gobiernos billones de dólares, hacer crecer la economía a través de nuevos empleos en la instalación de redes inteligentes y renovables, y reducir nuestras emisiones de carbono en alrededor del 80 por ciento.

A medida que nos adentramos en esta nueva era energética, la pregunta que debemos hacernos es: ¿Cómo es realmente un mundo con energía ilimitada? ¿Cómo afectará a nuestra economía? ¿Nuestra cultura? ¿Nuestro modo de vida? La respuesta es: más de lo que piensas.

Exploraremos cómo será este nuevo mundo al final de nuestra serie El futuro de la energía, pero primero, debemos mencionar las otras formas de energía renovable y no renovable que pueden impulsar nuestro futuro. A continuación: Energías renovables frente a los comodines de torio y energía de fusión: el futuro de la energía P5.

ENLACES DE LA SERIE EL FUTURO DE LA ENERGÍA

La muerte lenta de la era de la energía del carbono: El futuro de la energía P1

¡Aceite! El detonante de la era renovable: Future of Energy P2

El auge del coche eléctrico: el futuro de la energía P3

Energías renovables frente a los comodines de energía de torio y fusión: el futuro de la energía P5

Nuestro futuro en un mundo abundante en energía: El futuro de la energía P6