A enerxía solar e o auxe da enerxía en internet: o futuro da enerxía P4

Falamos da caída de enerxía sucia. Falamos do fin do aceite. E só falamos do ascenso de vehículos eléctricos. A continuación, imos falar sobre a forza motriz detrás de todas estas tendencias, e está preparado para cambiar o mundo tal e como o coñecemos en só dúas ou tres décadas.

Enerxía case gratuíta, ilimitada, limpa e renovable.

É unha especie de gran cousa. E é por iso que o resto desta serie cubrirá aquelas tendencias e tecnoloxías que farán a transición da humanidade dun mundo vulnerable enerxéticamente a un mundo abundante enerxéticamente ao tempo que cubrirán os efectos que isto terá na nosa economía, na política mundial e na túa vida cotiá. Estas son cousas bastante embriagadoras, seino, pero non te preocupes, non vou camiñar demasiado rápido mentres te guie.

Comecemos coa forma máis obvia de enerxía case gratuíta, ilimitada, limpa e renovable: a enerxía solar.

Solar: por que balance e por que é inevitable

A estas alturas, todos estamos familiarizados co que é a enerxía solar: basicamente tomamos grandes paneis absorbentes de enerxía e dirixímolos cara ao maior reactor de fusión do noso sistema solar (o sol) co obxectivo de converter a luz solar en electricidade utilizable. Enerxía gratuíta, ilimitada e limpa. Soa incrible! Entón, por que non despegou a luz solar hai décadas despois de que se inventase a tecnoloxía?

Ben, a política e a nosa historia de amor co petróleo barato aparte, o principal escollo foi o custo. Antes era estúpidamente caro xerar grandes cantidades de electricidade usando solar, especialmente en comparación coa queima de carbón ou petróleo. Pero como fan sempre, as cousas cambian, e neste caso, para mellor.

Xa vedes, a diferenza fundamental entre as fontes de enerxía solar e baseadas en carbono (como o carbón e o petróleo) é que unha é unha tecnoloxía, mentres que a outra é un combustible fósil. Unha tecnoloxía mellora, faise máis barata e proporciona unha maior rendibilidade co paso do tempo; mentres que cos combustibles fósiles, na maioría dos casos, o seu valor aumenta, estancase, vólvese volátil e finalmente diminúe co paso do tempo.

Esta relación presentouse con demasiada claridade desde principios dos anos 2000. A tecnoloxía solar viu dispararse a cantidade de enerxía que xera de forma eficiente, mentres os seus custos descenderon (un 75 por cento só nos últimos cinco anos). En 2020, a enerxía solar será competitiva en prezos cos combustibles fósiles, mesmo sen subvencións. Para 2030, a enerxía solar custará unha pequena fracción do que fan os combustibles fósiles e funcionará de forma máis eficiente. Mentres tanto, o custo do petróleo explotou durante gran parte da década de 2000, xunto cos custos (financeiros e ambientais) da construción e mantemento de centrais de enerxía de combustibles fósiles (como o carbón).

Se seguimos as liñas de tendencia solar, o futurista Ray Kurzweil predixo que a solar podería satisfacer o 100 por cento das necesidades enerxéticas actuais en pouco menos de dúas décadas. A xeración de enerxía solar xa duplicouse cada dous anos nos últimos 30 anos. Así mesmo, o Axencia Internacional da Enerxía predixo que o sol (solar) converterase na maior fonte de electricidade do mundo en 2050, moi por diante de todas as outras formas de combustibles fósiles e renovables combinados.

Estamos entrando nunha era na que non importa canta enerxía de combustibles fósiles haxa dispoñible, as enerxías renovables seguirán sendo máis baratas. Entón, que significa isto no mundo real?

Investimento solar e adopción chegando ao punto de ebulición

O cambio virá lentamente ao principio, despois de súpeto, todo será diferente.

Cando algunhas persoas pensan na xeración de enerxía solar, aínda pensan en centrais solares autónomas onde centos, quizais miles, de paneis solares alfombran unha enorme franxa de deserto nalgunha parte remota do país. Para ser xustos, este tipo de instalacións xogarán absolutamente un papel importante no noso futuro mix enerxético, especialmente co tipo de innovacións que se están a producir.

Dous exemplos rápidos: durante a próxima década, veremos que a tecnoloxía das células solares aumenta a súa capacidade converte a luz solar en enerxía do 25 por cento a case o 50 por cento. Mentres tanto, xogadores máis grandes como IBM entrarán no mercado con colectores solares que poderían magnificar a potencia de 2,000 soles.

Aínda que estas innovacións son prometedoras, só representan unha fracción do que evolucionará o noso sistema enerxético. O futuro da enerxía é a descentralización, a democratización, o poder ao pobo. (Si, doume conta do coxo que soaba. Tratalo.)

O que isto significa é que, en lugar de centralizar a xeración de electricidade entre os servizos públicos, comezará a xerarse cada vez máis electricidade onde se usa: na casa. No futuro, a enerxía solar permitirá ás persoas xerar a súa propia electricidade a un custo inferior ao de obter esa electricidade da súa empresa local. De feito, isto xa está a suceder.

En Queensland, Australia, os prezos da electricidade caeron case cero en xullo de 2014. Normalmente, os prezos oscilan entre os 40 e os 50 dólares por megavatio hora, entón que pasou?

O solar pasou. Solar no tellado, para ser exactos. 350,000 edificios de Queensland teñen paneis solares nos tellados, que xeran xuntos 1,100 megavatios de electricidade.

Mentres tanto, o mesmo está a suceder en grandes rexións de Europa (Alemaña, España e Portugal, especialmente), onde a solar a escala residencial alcanzou a "paridade da rede" (custa o mesmo) cos prezos medios da electricidade residencial alimentada por servizos públicos tradicionais. Francia mesmo lexislaba que todos os edificios novos en zonas comerciais se fagan con tellados vexetais ou solares. Quen sabe, quizais unha lexislación semellante vexa algún día as fiestras de edificios e rañaceos enteiros substituídas por paneis solares transparentes, si, fiestras de paneis solares!

Pero aínda despois de todo isto, a enerxía solar é só un terzo desta revolución.

Pilas, xa non só para o teu coche de xoguete

Do mesmo xeito que os paneis solares experimentaron un renacemento no desenvolvemento e o investimento a gran escala, tamén o teñen as baterías. Varias innovacións (ex. un, dous, tres) están entrando en liña para facelos máis baratos, máis pequenos, máis respectuosos co medio ambiente e, o máis importante, permitirlles almacenar grandes cantidades de enerxía durante moito máis tempo. O motivo destes investimentos en I+D é obvio: as baterías axudan a almacenar a enerxía que recolle o solar para usala cando non brilla o sol.

De feito, quizais escoitou falar de Tesla facendo un gran salto recentemente cando estrearon o Tesla powerwall, unha batería doméstica asequible que pode almacenar ata 10 quilovatios hora de enerxía. As baterías como estas permiten aos fogares a opción de saír totalmente fóra da rede (se tamén invisten en solar no tellado) ou simplemente proporcionarlles enerxía de respaldo durante os cortes da rede.

Outras vantaxes da batería para os fogares de todos os días inclúen unha factura de enerxía moito máis baixa para aqueles fogares que optan por permanecer conectados á rede eléctrica local, especialmente aqueles con prezos dinámicos da electricidade. Isto débese a que podes axustar o teu uso de enerxía para recoller e almacenar enerxía durante o día cando os prezos da electricidade son baixos e, a continuación, saír da rede extraendo enerxía da túa batería pola noite cando os prezos da electricidade suban. Facer isto tamén fai que a túa casa sexa moito máis ecolóxica porque reducir a túa pegada enerxética durante a noite despraza a enerxía xerada normalmente polos combustibles sucios, como o carbón.

Pero as baterías non serán só un cambio de xogo para o propietario medio; as grandes empresas e servizos públicos tamén están empezando a instalar baterías de tamaño industrial propias. De feito, representan o 90 por cento de todas as instalacións de baterías. O seu motivo para usar baterías é en gran parte o mesmo que o propietario medio: permítelles recoller enerxía de fontes renovables como a solar, o vento e as mareas, para despois liberar esa enerxía durante a noite, mellorando a fiabilidade da rede enerxética no proceso.

Aí é onde chegamos á terceira peza da nosa revolución enerxética.

O auxe da Enerxía Internet

Hai este argumento que segue a ser impulsado polos opositores ás enerxías renovables que din que, dado que as renovables (especialmente a solar) non poden producir enerxía 24 horas ao día, 7 días ao día, non se lles pode confiar investimentos a gran escala. É por iso que necesitamos fontes de enerxía de "carga básica" tradicionais como o carbón, o gas ou a nuclear para cando non brilla o sol.

O que eses mesmos expertos e políticos non mencionan, con todo, é que as centrais de carbón, gas ou nucleares pechan todo o tempo por pezas defectuosas ou por mantemento planificado. Pero cando o fan, non necesariamente apagan as luces das cidades ás que serven. Temos algo que se chama unha rede enerxética nacional. Se unha planta se apaga, a enerxía dunha planta veciña recupera a folga ao instante, facendo unha copia de seguridade das necesidades de enerxía da cidade.

Con algunhas melloras menores, esa mesma rede é a que utilizarán as renovables para que, cando non brille o sol ou o vento non sopra nunha rexión, a perda de enerxía pode ser compensada doutras rexións onde as renovables están a xerar electricidade. E usando as baterías de tamaño industrial mencionadas anteriormente, poderiamos almacenar barato grandes cantidades de enerxía renovable durante o día para a súa liberación durante a noite. Estes dous puntos significan que a eólica e a solar poden proporcionar cantidades fiables de enerxía á par das fontes de enerxía de base tradicionais.

Esta nova rede de comercio a escala doméstica e industrial de enerxías renovables conformará unha futura "internet enerxética": un sistema dinámico e autorregulado que (como a propia Internet) é inmune á maioría dos desastres naturais e ataques terroristas, aínda que tampouco está controlado. por calquera monopolio.

Ao final do día, a enerxía renovable vai ocorrer, pero iso non significa que os intereses creados non caigan sen loitar.

Solar come o xantar dos servizos públicos

É curioso que aínda que queimar carbón para obter electricidade fose gratuíto (o que ocorre en gran medida en Australia, un dos maiores exportadores de carbón do mundo), aínda custa cartos manter e operar a central eléctrica, e despois transportar a súa electricidade a centos de quilómetros de distancia. liñas eléctricas para chegar á súa casa. Toda esa infraestrutura constitúe unha gran parte da túa factura eléctrica. E é por iso que moitos dos Queenslanders dos que leu arriba optaron por evitar eses custos xerando a súa propia electricidade na casa...é só a opción máis barata.

A medida que esta vantaxe do custo solar se acelera ás áreas suburbanas e urbanas de todo o mundo, máis persoas optarán por non participar das súas redes enerxéticas locais en parte ou na súa totalidade. Iso significa que os custos de mantemento da infraestrutura de servizos públicos existentes correrán a cargo de cada vez menos persoas, aumentando potencialmente as facturas mensuais de electricidade e creando un incentivo financeiro aínda maior para que os "adoptadores solares tardíos" finalmente invistan en solar. Esta é a próxima espiral da morte que mantén as compañías de servizos públicos de noite.

Ao ver este tren de mercadorías cobrar o seu camiño, algunhas das empresas de servizos públicos máis atrasadas optaron por loitar contra esta tendencia ata o final. Eles presionaron para cambiar ou rematar coas políticas de "medición neta" que permiten aos propietarios vender o exceso de enerxía solar á rede. Outros están a traballar para que os lexisladores o fagan aprobar recargos nas instalacións solares, mentres que outros están a traballar conxelar ou reducir os requisitos enerxéticos renovables e de eficiencia foron lexislados para cumprir.

Basicamente, as empresas de servizos públicos están tentando que os gobernos subvencionen as súas operacións e, nalgúns casos, lexislan os seus monopolios sobre as redes locais de enerxía. Iso definitivamente non é capitalismo. E os gobernos non deberían estar no negocio de protexer as industrias de novas tecnoloxías disruptivas e superiores (é dicir, solares e outras renovables) que teñen o potencial de substituílas (e beneficiar ao público).

Pero mentres se gastan enormes cantidades de diñeiro de lobby para tentar frear o avance da enerxía solar e outras renovables, as liñas de tendencia a longo prazo están fixadas: a solar e as renovables están destinadas ao xantar dos servizos públicos. É por iso que as empresas de servizos públicos con visión de futuro están adoptando un enfoque diferente.

Os servizos públicos do vello mundo axudan a liderar a nova orde enerxética mundial

Aínda que é improbable que a maioría da xente se desconecte por completo da rede, quen sabe, que pasa cando o teu futuro fillo conduce borracho o teu Tesla á batería da casa do teu garaxe, a maioría da xente comezará a usar as súas redes de enerxía locais cada vez menos con cada década que pasa. .

Coa escrita na parede, algunhas empresas de servizos públicos decidiron converterse en líderes na futura rede de enerxía renovable e distribuída. Por exemplo, varias empresas europeas de servizos públicos están a investir unha parte dos seus beneficios actuais en novas infraestruturas de enerxía renovable, como a solar, a eólica e as mareas. Estes servizos xa se beneficiaron do seu investimento. As enerxías renovables distribuídas axudaron a reducir a tensión nas redes eléctricas durante os días calorosos do verán, cando a demanda era alta. As renovables tamén reducen a necesidade das utilidades de investir en novas e caras centrais de enerxía centralizadas e liñas de transmisión.

Outras empresas de servizos públicos están mirando aínda máis abaixo na liña para pasar de ser puramente provedores de enerxía a converterse en provedores de servizos enerxéticos. SolarCity, unha startup que deseña, financia e instala sistemas de enerxía solar, comezou a facelo cambio cara a un modelo baseado en servizos onde posúen, manteñen e operan as baterías domésticas das persoas.

Neste sistema, os clientes pagan unha tarifa mensual para ter instalados paneis solares e unha batería da casa na súa casa, potencialmente conectados a unha rede enerxética comunitaria hiperlocal (microredes), e despois xestionar a enerxía da súa casa pola empresa de servizos públicos. Os clientes só pagarían pola enerxía que usan e os usuarios modestos de enerxía verán reducidas as súas facturas de enerxía. Incluso poden obter beneficios empregando o excedente de enerxía que xeran as súas casas para alimentar aos seus veciños con máis enerxía.

O que realmente significa enerxía case gratuíta, ilimitada e limpa

Para 2050, gran parte do mundo terá que substituír por completo a súa envellecida rede enerxética e as centrais eléctricas. Substituír esta infraestrutura por enerxías renovables máis baratas, limpas e que maximizan a enerxía só ten sentido financeiro. Aínda que substituír esta infraestrutura por enerxías renovables custa o mesmo que substituíla por fontes de enerxía tradicionais, as renovables seguen gañando. Pense niso: a diferenza das fontes de enerxía tradicionais e centralizadas, as enerxías renovables distribuídas non levan a mesma bagaxe negativa que as ameazas á seguridade nacional dos ataques terroristas, o uso de combustibles sucios, os altos custos financeiros, os efectos adversos sobre o clima e a saúde e a vulnerabilidade a gran escala. cortes de luz

Os investimentos en eficiencia enerxética e enerxías renovables poden afastar o mundo industrial do carbón e do petróleo, aforrar billóns de dólares aos gobernos, facer crecer a economía a través de novos postos de traballo na instalación de redes renovables e intelixentes e reducir as nosas emisións de carbono nun 80 por cento.

Mentres nos adentramos nesta nova era enerxética, a pregunta que debemos facernos é: como é realmente un mundo con enerxía ilimitada? Como afectará a nosa economía? A nosa cultura? O noso modo de vida? A resposta é: máis do que pensas.

Exploraremos como será este novo mundo ao final da nosa serie Future of Energy, pero primeiro, cómpre mencionar as outras formas de enerxía renovable e non renovable que poden impulsar o noso futuro. A continuación: Renovables fronte aos comodíns de torio e enerxía de fusión: o futuro da enerxía P5.

FUTURO DAS ENLACES DA SERIE ENERXÉTICA

A morte lenta da era da enerxía do carbono: o futuro da enerxía P1

Aceite! O detonante da era renovable: o futuro da enerxía P2

Auge do coche eléctrico: Futuro da Enerxía P3

Renovables fronte aos comodíns de enerxía de torio e fusión: o futuro da enerxía P5

O noso futuro nun mundo enerxético abundante: Futuro da Enerxía P6