L'energia solar i l'auge de l'energia internet: el futur de l'energia P4

Hem parlat de la caiguda de energia bruta. Hem parlat del final de l'oli. I acabem de parlar de l'ascens de vehicles elèctrics. A continuació, parlarem de la força impulsora de totes aquestes tendències, i està previst que canviarà el món tal com el coneixem en només dues o tres dècades.

Energia gairebé gratuïta, il·limitada, neta i renovable.

És una mena de gran cosa. I és per això que la resta d'aquesta sèrie tractarà aquelles tendències i tecnologies que faran la transició de la humanitat d'un món vulnerable a l'energia a un món abundant en energia, alhora que cobreix els efectes que això tindrà en la nostra economia, la política mundial i la vostra vida quotidiana. Aquestes són coses bastant embriagadores, ho sé, però no us preocupeu, no caminaré massa ràpid mentre us guiaré.

Comencem amb la forma més òbvia d'energia gairebé gratuïta, il·limitada, neta i renovable: l'energia solar.

Solar: per què balanceja i per què és inevitable

A hores d'ara, tots estem familiaritzats amb de què és l'energia solar: bàsicament agafem grans panells absorbents d'energia i els apuntem cap al reactor de fusió més gran del nostre sistema solar (el sol) amb l'objectiu de convertir la llum solar en electricitat utilitzable. Energia gratuïta, il·limitada i neta. Sona increïble! Llavors, per què no es va enlairar el solar fa dècades després que es va inventar la tecnologia?

Bé, a banda de la política i la nostra història d'amor amb el petroli barat, el principal escull ha estat el cost. Solia ser estúpidament car generar grans quantitats d'electricitat amb l'energia solar, especialment en comparació amb la crema de carbó o petroli. Però, com sempre, les coses canvien, i en aquest cas, a millor.

Ja veieu, la diferència clau entre les fonts d'energia solar i basades en carboni (com el carbó i el petroli) és que una és una tecnologia, mentre que l'altra és un combustible fòssil. Una tecnologia millora, es fa més barata i proporciona una major rendibilitat amb el temps; mentre que amb els combustibles fòssils, en la majoria dels casos, el seu valor augmenta, s'estanca, es torna volàtil i, finalment, disminueix amb el temps.

Aquesta relació s'ha manifestat amb massa claredat des de principis dels anys 2000. La tecnologia solar ha vist disparar la quantitat d'energia que genera de manera eficient, tot i que els seus costos s'han reduït (un 75 per cent només en els últims cinc anys). L'any 2020, l'energia solar serà competitiva en preus amb els combustibles fòssils, fins i tot sense subvencions. L'any 2030, l'energia solar costarà una petita fracció del que fan els combustibles fòssils i funcionarà de manera més eficient. Mentrestant, el cost del petroli ha augmentat durant gran part dels anys 2000, juntament amb els costos (financers i ambientals) de la construcció i manteniment de centrals elèctriques de combustibles fòssils (com el carbó).

Si seguim les tendències solars, el futurista Ray Kurzweil ha predit que el solar podria cobrir el 100 per cent de les necessitats energètiques actuals en poc menys de dues dècades. La generació d'energia solar ja s'ha duplicat cada dos anys durant els darrers 30 anys. Així mateix, el va pronosticar l'Agència Internacional de l'Energia que el sol (solar) es convertirà en la font d'electricitat més gran del món l'any 2050, molt per davant de totes les altres formes de combustibles fòssils i renovables combinats.

Estem entrant en una època en què, per molta energia de combustibles fòssils disponible, les energies renovables encara seran més barates. Aleshores, què significa això al món real?

Inversió i adopció solar arribant al punt d'ebullició

El canvi arribarà lentament al principi, després, de sobte, tot serà diferent.

Quan algunes persones pensen en la generació d'energia solar, encara pensen en plantes d'energia solar autònomes on centenars, potser milers, de panells solars tapeixen una gran part del desert en alguna part remota del país. Per ser justos, aquestes instal·lacions tindran un paper important en la nostra futura combinació energètica, especialment amb el tipus d'innovacions que s'estan produint.

Dos exemples ràpids: durant la propera dècada, veurem que la tecnologia de cèl·lules solars augmenta la seva capacitat convertir la llum solar en energia del 25 per cent a gairebé el 50 per cent. Mentrestant, jugadors més grans com IBM entraran al mercat amb col·lectors solars que puguin magnificar la potència de 2,000 sols.

Tot i que aquestes innovacions són prometedores, només representen una fracció del que evolucionarà el nostre sistema energètic. El futur de l'energia és la descentralització, la democratització, el poder a la gent. (Sí, m'adono del coix que sonava. Tracta-ho.)

Això vol dir que en comptes de centralitzar la generació d'electricitat entre els serveis públics, cada cop es començarà a generar més electricitat on s'utilitza: a casa. En el futur, l'energia solar permetrà a les persones generar la seva pròpia electricitat a un cost més baix que obtenir aquesta electricitat de la seva empresa local. De fet, això ja està passant.

A Queensland, Austràlia, els preus de l'electricitat van caure gairebé a zero al juliol de 2014. Normalment, els preus oscil·len entre els 40 i els 50 dòlars per megawatt hora, i què va passar?

Solar va passar. Solar al terrat, per ser exactes. 350,000 edificis de Queensland tenen panells solars al terrat, que junts generen 1,100 megawatts d'electricitat.

Mentrestant, el mateix està succeint a grans regions d'Europa (Alemanya, Espanya i Portugal, especialment), on l'energia solar a escala residencial ha arribat a la "paritat de xarxa" (cost igual) amb els preus mitjans de l'electricitat residencial alimentats per serveis públics tradicionals. França fins i tot va legislar que tots els edificis nous en zones comercials es construeixin amb cobertes vegetals o solars. Qui sap, potser una legislació similar veurà un dia substituir les finestres d'edificis sencers i gratacels per plaques solars transparents, sí, finestres de panells solars!

Però fins i tot després de tot això, l'energia solar encara és només un terç d'aquesta revolució.

Bateries, ja no només per al vostre cotxe de joguina

De la mateixa manera que els panells solars han experimentat un renaixement en el desenvolupament i la inversió a gran escala, també ho han fet les bateries. Diverses innovacions (ex. 01:00, 02:00, 03:00) estan entrant en línia per fer-los més barats, més petits, més respectuosos amb el medi ambient i, el més important, permetre'ls emmagatzemar grans quantitats d'energia durant molt més temps. El motiu d'aquestes inversions en R+D és evident: les bateries ajuden a emmagatzemar l'energia que recull el solar per utilitzar-la quan el sol no brilla.

De fet, és possible que hagis sentit a parlar de Tesla fent un gran esclat recentment quan van debutar powerwall, una bateria domèstica assequible que pot emmagatzemar fins a 10 quilowatts hora d'energia. Bateries com aquestes permeten a les llars l'opció d'anar completament fora de la xarxa (en cas que també inverteixin en solar al terrat) o simplement proporcionar-los energia de reserva durant les interrupcions de la xarxa.

Altres avantatges de la bateria per a la llar quotidiana inclouen una factura energètica molt més baixa per a aquelles llars que opten per mantenir-se connectades a la xarxa elèctrica local, especialment aquelles amb preus d'electricitat dinàmics. Això es deu al fet que podeu ajustar el vostre ús d'energia per recollir i emmagatzemar energia durant el dia quan els preus de l'electricitat són baixos, i després sortir de la xarxa extraient l'energia domèstica de la bateria a la nit quan pugen els preus de l'electricitat. Fer això també fa que la vostra llar sigui molt més ecològica, ja que reduir la vostra petjada energètica durant la nit desplaça l'energia que normalment generen els combustibles bruts, com el carbó.

Però les bateries no només seran un canvi de joc per al propietari mitjà; Les grans empreses i serveis públics també estan començant a instal·lar bateries de mida industrial. De fet, representen el 90 per cent de totes les instal·lacions de bateries. La seva raó per utilitzar les bateries és en gran mesura la mateixa que el propietari mitjà: els permet recollir energia de fonts renovables com el solar, el vent i les marees, i després alliberar aquesta energia durant la nit, millorant la fiabilitat de la xarxa energètica en el procés.

Aquí és on arribem a la tercera peça de la nostra revolució energètica.

L'auge de l'Energia Internet

Hi ha aquest argument que segueix sent impulsat pels opositors a les energies renovables que diuen que, com que les renovables (especialment la solar) no poden produir energia les 24 hores del dia, els 7 dies de la setmana, no es pot confiar en elles amb inversions a gran escala. És per això que necessitem fonts d'energia tradicionals de "càrrega bàsica" com el carbó, el gas o la nuclear per quan el sol no brilla.

El que aquests mateixos experts i polítics no esmenten, però, és que les centrals de carbó, gas o nuclears tanquen tot el temps a causa de peces defectuoses o de manteniment previst. Però quan ho fan, no necessàriament apaguen els llums de les ciutats a les quals serveixen. Tenim una cosa anomenada xarxa energètica nacional. Si una planta s'apaga, l'energia d'una planta veïna agafa el fluix a l'instant, donant suport a les necessitats d'energia de la ciutat.

Amb algunes millores menors, aquesta mateixa xarxa és la que utilitzaran les renovables perquè quan no brilli el sol o el vent no bufi en una regió, la pèrdua d'energia es pugui compensar d'altres regions on les renovables estan generant electricitat. I utilitzant les bateries de mida industrial esmentades anteriorment, podríem emmagatzemar de manera econòmica grans quantitats d'energia renovable durant el dia per alliberar-les durant la nit. Aquests dos punts signifiquen que l'eòlica i la solar poden proporcionar quantitats fiables d'energia a la par de les fonts d'energia de càrrega base tradicionals.

Aquesta nova xarxa de comerç d'energies renovables a escala domèstica i industrial constituirà una futura "internet energètica": un sistema dinàmic i autorregulat que (com la mateixa Internet) és immune a la majoria de desastres naturals i atacs terroristes, encara que no està controlat. monopoli de qualsevol.

Al cap i a la fi, hi haurà energia renovable, però això no vol dir que els interessos creats no disminueixin sense lluitar.

El dinar solar menja els serveis públics

Curiosament, fins i tot si la crema de carbó per a l'electricitat era gratuïta (que és en gran mesura el cas a Austràlia, un dels exportadors de carbó més grans del món), encara costa diners mantenir i operar la central elèctrica i després transportar la seva electricitat a centenars de milles de línies elèctriques per arribar a casa. Tota aquesta infraestructura constitueix una gran part de la vostra factura elèctrica. I és per això que molts dels Queenslanders dels quals llegiu més amunt van optar per evitar aquests costos generant la seva pròpia electricitat a casa:és només l'opció més barata.

A mesura que aquest avantatge de costos solars s'accelera a les zones suburbanes i urbanes d'arreu del món, més persones optaran per abandonar les seves xarxes energètiques locals en part o totalment. Això vol dir que els costos de manteniment de la infraestructura de serveis públics existents seran assumits per cada vegada menys persones, augmentant potencialment les factures mensuals d'electricitat i creant un incentiu financer encara més gran perquè els "usuaris tardans de l'energia solar" invertiran finalment en solar. Aquesta és la propera espiral de la mort que manté les empreses de serveis públics despertes a la nit.

Veient com aquest tren de mercaderies cobra el seu camí, algunes de les empreses de serveis públics més endarrerides han optat per lluitar contra aquesta tendència fins al final sagnant. Han pressionat per canviar o acabar amb les polítiques de "mesuració neta" que permeten als propietaris vendre l'excés d'energia solar a la xarxa. Altres estan treballant per aconseguir que els legisladors ho facin aprovar recàrrecs a les instal·lacions solars, mentre que altres estan treballant congelar o reduir els requisits energètics renovables i d'eficiència han estat legislats per reunir-se.

Bàsicament, les companyies de serveis públics estan intentant que els governs subvencionin les seves operacions i, en alguns casos, legislan els seus monopolis sobre les xarxes energètiques locals. Definitivament, això no és capitalisme. I els governs no haurien d'estar en el negoci de protegir les indústries de noves tecnologies disruptives i superiors (és a dir, solars i altres renovables) que tenen el potencial de substituir-les (i beneficiar el públic per començar).

Però mentre es gasten grans sumes de diners de lobby per intentar frenar l'avanç de l'energia solar i d'altres renovables, les línies de tendència a llarg termini es fixen: l'energia solar i les renovables s'alimentaran del dinar dels serveis públics. És per això que les empreses de serveis públics avançades estan adoptant un enfocament diferent.

Els serveis públics del vell món ajuden a liderar el nou ordre energètic mundial

Tot i que és poc probable que la majoria de la gent es desconnecti completament de la xarxa —qui sap, què passa quan el teu futur fill condueixi borratxos el teu Tesla a la bateria de casa del teu garatge—, la majoria de la gent començarà a utilitzar les xarxes d'energia locals cada vegada menys amb cada dècada que passa. .

Amb l'escriptura a la paret, unes quantes empreses de serveis públics han decidit convertir-se en líders en la futura xarxa d'energia renovable i distribuïda. Per exemple, diverses empreses de serveis públics europees estan invertint una part dels seus beneficis actuals en noves infraestructures d'energia renovable, com ara la solar, l'eòlica i les marees. Aquestes utilitats ja s'han beneficiat de la seva inversió. Les renovables distribuïdes van ajudar a reduir la tensió a les xarxes elèctriques durant els dies calorosos d'estiu quan la demanda era alta. Les renovables també redueixen la necessitat de les empreses d'invertir en centrals centrals i línies de transmissió noves i cares.

Altres companyies de serveis públics busquen encara més avall la transició de ser purament proveïdors d'energia a convertir-se en proveïdors de serveis energètics. SolarCity, una startup que dissenya, finança i instal·la sistemes d'energia solar, ha començat a fer-ho canvi cap a un model basat en serveis on posseeixen, mantenen i operen les bateries de la llar de les persones.

En aquest sistema, els clients paguen una quota mensual per tenir instal·lades plaques solars i una bateria domèstica a casa seva, potencialment connectada a una xarxa energètica de la comunitat hiperlocal (microxarxes), i després tenir l'energia de la seva llar gestionada per la companyia. Els clients només pagaran per l'energia que utilitzen, i els usuaris d'energia modestos veuran retallades les seves factures d'energia. Fins i tot poden obtenir beneficis utilitzant l'energia excedentària que generen les seves cases per alimentar els seus veïns més afamats d'energia.

Què significa realment energia gairebé gratuïta, il·limitada i neta

L'any 2050, gran part del món haurà de substituir completament la seva xarxa energètica envellida i les seves centrals elèctriques. Substituir aquesta infraestructura per energies renovables més barates, més netes i que maximitzin l'energia només té sentit financer. Tot i que substituir aquesta infraestructura per energies renovables costa el mateix que substituir-la per fonts d'energia tradicionals, les renovables encara guanyen. Penseu-hi: a diferència de les fonts d'energia centralitzades tradicionals, les renovables distribuïdes no porten el mateix equipatge negatiu com les amenaces a la seguretat nacional d'atacs terroristes, l'ús de combustibles bruts, costos financers elevats, efectes adversos sobre el clima i la salut i la vulnerabilitat a gran escala. apagues

Les inversions en eficiència energètica i energies renovables poden eliminar el carbó i el petroli al món industrial, estalviar bilions de dòlars als governs, fer créixer l'economia mitjançant nous llocs de treball en instal·lacions de xarxes renovables i intel·ligents i reduir les nostres emissions de carboni al voltant d'un 80 per cent.

Mentre ens endinsem en aquesta nova era energètica, la pregunta que hem de fer és: Com és realment un món amb energia il·limitada? Com afectarà la nostra economia? La nostra cultura? La nostra forma de vida? La resposta és: més del que penses.

Explorarem com serà aquest nou món al final de la nostra sèrie El futur de l'energia, però primer, hem d'esmentar les altres formes d'energia renovable i no renovable que poden impulsar el nostre futur. A continuació: Energies renovables enfront dels comodins de tori i energia de fusió: futur de l'energia P5.

EL FUTUR DELS ENLLAÇOS SÈRIES ENERGIA

La mort lenta de l'era de l'energia del carboni: el futur de l'energia P1

Oli! El detonant de l'era renovable: el futur de l'energia P2

Auge del cotxe elèctric: futur de l'energia P3

Energies renovables enfront dels comodins d'energia de tori i fusió: futur de l'energia P5

El nostre futur en un món abundant en energia: Futur de l'energia P6