Si ya se ha alcanzado la paridad de red, ¿por qué es tan caro cambiar a energías renovables?

Debe considerar la intermitencia a corto plazo (el viento no siempre sopla y el sol se pone el 50% del tiempo). Eso debe cubrirse con alguna forma de almacenamiento a corto plazo, la mayoría de los cuales son costosos a gran escala. O interconexiones de red de larga distancia.

Pero peor que eso, tienes, al menos en algunas áreas, variaciones estacionales masivas. Miré, pero no puedo encontrarlo en este momento, un documento de la Comisión de Energía de California donde afirman un factor de diferencia de 5 entre la producción máxima de energía solar y eólica en las épocas altas y bajas del año. Eso parecía alto, para el clima de California, pero las zonas de mayor latitud tienen variaciones solares masivas de verano/invierno (¿sol de invierno alemán? ¡ja!).

Eso es algo con lo que ningún almacenamiento ayudará, tendrá que buscar en otro lugar o evitar el exceso de capacidad.

Estos factores no aparecen tanto cuando las energías renovables son una pequeña proporción, pero se vuelven más importantes a medida que los fósiles se retiran por completo (lo que debería). La conclusión es que, en este momento, las variaciones estacionales y la intermitencia del día a día harán que un sistema totalmente renovable sea difícil de lograr.

No olvidemos que el wende energético de Alemania se tragó 130.000 millones de dólares y luego aumentó las emisiones, porque su respaldo de referencia fue para el carbón, parte del cual es lignito.

• Tiempos de Nueva York - 2017
• DW - 2017
• Forbes - 2019

En este punto, en 2019, Alemania está operando alrededor de un 30 % de energía solar + eólica, por lo que esos problemas se manifiestan en lo que no se acerca a las "energías renovables totales" .

Mientras estoy en eso, ¿por qué Energiewende Wikipedia se refiere a las reducciones de CO2 desde 1990, ya que sus políticas solo comenzaron en 2000? Una mirada a este gráfico del Banco Mundial da una pista: permite reclamar una mano en las reducciones de emisiones que ocurrieron antes del Wende. Ahora, conecte algunos otros países de la zona euro y vea cómo se comparan menos el Wende .

Estoy totalmente a favor de tomar en serio el calentamiento global, pero no repitamos la tontería de los subsidios al etanol para ganancias dudosas una vez que se contabiliza el ciclo completo de producción. Cada dólar mal gastado es un dólar no disponible para mejores soluciones. No podemos darnos el lujo de hacer eso muy a menudo. Incluso reemplazar las plantas de carbón más antiguas con gas natural es arriesgado si nos ata al gas natural durante los próximos 50 años: el gas natural no es neutral en carbono de ninguna manera.

En un mundo perfecto, aumentaríamos gradualmente los impuestos al carbono y financiaríamos mejores sistemas a partir de los ingresos. En un mundo menos perfecto, haríamos precios de carbono neutrales a los ingresos + dividendos. En nuestro mundo actual, no ponemos precio al carbono, sino que subsidiamos varias tecnologías, no todas las cuales están listas para la escala de la red y no todas reducen mucho las emisiones .

Realmente necesitamos hacerlo bien, porque los números de CO2 de la mezcla de solución elegida tienen sentido, no solo porque se sienta bien. E incluso los números de $ deben vigilarse, porque la tecnología incorrecta no escalará fuera de los países ricos.

Además, como se discutió anteriormente, vale la pena entender qué significa "paridad". Se refiere a los costos promedio de construcción + operación por kwh. Entonces, ¿realmente dice nueva capacidad de carbón frente a nueva capacidad solar ? Cambiar significa sacar el fósil existente.

tldr: el gasto futuro para proporcionar energía limpia al mundo está muy en línea con el gasto actual para proporcionar energía principalmente sucia al mundo . La razón por la que el cambio no está ocurriendo lo suficientemente rápido se debe al poder político de los titulares y al hecho de que su gasto de capital es un costo irrecuperable.

Usted pregunta por qué cuesta billones de dólares proporcionar energía limpia al mundo. La respuesta corta es que esto es para proporcionar energía limpia al mundo durante décadas: una vez que se construya la infraestructura, seguirá produciendo energía durante 20 años o más; no hay que quemar combustible para que siga funcionando. En este momento, el mundo gasta alrededor del 10% del PIB mundial en energía: 6 billones de dólares estadounidenses en 2011 . Ese es el número crucial que pone el costo de la descarbonización en la perspectiva correcta: significa que el gasto futuro para proporcionar energía limpia al mundo está muy en línea con el gasto actual para proporcionar energía principalmente sucia al mundo (una vez que tengamos en cuenta el crecimiento demanda de energía de los países en desarrollo).

Aquí hay un gráfico del corrigendum de World Energy Outlook 2017 de la Agencia Internacional de Energía, que muestra la escala del gasto anual actual; como puede ver, en los cuatro vectores de energía enumerados, el mundo gasta alrededor de 6.5-7 billones de dólares por año: (pdf página 3, documento original p99)

Dejemos de lado sus pronósticos futuros por ahora, porque en repetidas ocasiones han estado muy equivocados: ese gráfico está ahí como evidencia de la escala actual del gasto energético.

Pasando a los detalles sobre el costo de la transición y por qué el mercado no está simplemente haciendo todo:

La paridad de red simplemente significa que el costo nivelado de la energía para la nueva energía fotovoltaica o eólica es el mismo que el del nuevo carbón o gas.

Pero en los mercados existentes, esa no es la competencia.

La competencia es entre la nueva energía fotovoltaica o eólica y el carbón o el gas existentes . Y mientras que el carbón o el gas existentes solo necesitan poder pagar sus facturas de combustible (y cualquier interés de la deuda) para permanecer abiertos, las energías renovables necesitan financiamiento inicial para cubrir el costo total. Y, por lo general, las plantas de carbón o gas habrán pagado su costo de capital hace algún tiempo. Entonces, allí, la competencia es entre el gasto de capital y el gasto operativo para las energías renovables, versus solo el gasto operativo para los combustibles fósiles.

Para la nueva generación, es diferente. Cualquier gobierno que construya una nueva planta fósil ahora, simplemente está ignorando la economía. Por lo general, tienen otra agenda en juego: por lo general, sirven a un grupo de presión poderoso.

El costo de intermitencia de las energías renovables (es decir, el costo de proporcionar los servicios de equilibrio, también conocidos como auxiliares, para integrarlos en la red y mantener la seguridad de la red) es algo así como una pista falsa, una irrelevancia . Hace veinte años, parecía que esos costos podrían volverse significativos, para penetraciones superiores al 30 % más o menos. En estos días, gracias a las subastas de servicios auxiliares en GB y en otros lugares, sabemos que esos costos son increíblemente bajos. Es posible que esos costos no sean triviales para penetraciones de más del 70 % aproximadamente en toda una red síncrona, pero todavía no hay nada que se le acerque; para cuando cualquier lugar se acerque a eso (y GB e Irlanda son dos de los lugares que podrían), los costos renovables habrán bajado aún más.

Estas son algunas cifras de las subastas de los servicios de la red que equilibran la intermitencia de las renovables. La subasta de capacidad de junio de 2019 se liquidó a 77p/kW: es decir, el precio por proporcionar energía de respaldo de 1 GW fue inferior a £1 millón. Las subastas de frecuencia mejorada también se liquidaron a precios inesperadamente bajos : menos de £ 12 / MW / hr.

La definición de paridad de red tiene que ver con LCOE (costo nivelado de energía). El problema con esta métrica es que los generadores de combustibles fósiles tradicionales son despachables, lo que significa que el operador de la red puede controlar su producción para satisfacer la demanda de la red. La energía solar y la eólica no son despachables, de hecho, son peores que simplemente "no despachables". Por lo general, una planta nuclear (muchos de los reactores franceses son la excepción a esta regla) no sería despachable, pero al menos produce una producción constante. La energía solar y eólica, como todos sabemos, producen energía solo cuando sale el sol o cuando sopla el viento. Estas son solo observaciones de la naturaleza de la paridad de red.

Si observa el documento en cuestión , el documento en cuestión , en realidad argumenta que ir a todas las energías renovables es más barato.

Los LCOE de 2050, ponderados entre todos los generadores de electricidad y países en los casos BAU y WWS, son 9,78 ¢/kWh-BAU-electricidad y 8,86 ¢/kWh-WWS-toda la energía, respectivamente (Tabla S34), excluyendo en este punto cualquier costo por pico y almacenamiento. Tomando el producto del primer número y los kWh-BAU en el sector eléctrico minorista, restando el producto del segundo número y los kWhWWS-electricidad que reemplazan la electricidad minorista BAU, y restando el costo amortizado de las mejoras de eficiencia energética más allá de las mejoras BAU en el El caso de WWS, brinda un ahorro de costos comerciales para 2050 debido al cambio de electricidad BAU a WWS de $ 115 / año per cápita ($ 2013 USD). La estimación de 0,8 ¢/kWhWWS-electricidad adicional para pico y almacenamiento en el sector de electricidad minorista BAU de Jacobson et al.4 da un costo comercial aproximado de WWS de 9.

Por supuesto, debe tomar nota de la frase "excluyendo en el punto cualquier costo por picos y almacenamiento", que sería significativa.

Si tomamos el caso de Alemania contra Irlanda como ejemplo , la paridad en Alemania se vio favorecida por los subsidios fotovoltaicos que en realidad aumentaron el costo de la electricidad:

[En Alemania:] La contribución por unidad a la expansión de FER aumentó de 1,33 céntimos/kWh en 2009 a 6,35 céntimos/kWh en 2016, lo que provocó, entre otros efectos, un aumento del precio minorista de la electricidad residencial de 21,4 céntimos/kWh a 27,7 céntimos/kWh lo que hizo que el autoconsumo fuera continuamente más atractivo en conjunto (Johann & Madlener 2014). [...]

Sin embargo, a diferencia de Alemania y muchos otros países, el REFIT irlandés no brinda apoyo para la energía solar hasta el momento. Además, REFIT es recaudado por la Obligación de Servicio Público (PSO), es decir, se paga por hogar en lugar de por unidad. Como resultado, los precios minoristas de electricidad residencial (por kWh) no han aumentado en la misma medida. Ascienden a aproximadamente 18 céntimos/kWh, que es mucho más bajo que en Alemania.

Entonces, a partir de esto, parece claro que la paridad es más o menos equivalente a precios más altos. (También cabe destacar que Irlanda todavía tiene precios de electricidad bastante altos en comparación con otros países de la UE; Alemania tiene el más alto).

Además, como se explica en un breve documento , pero debería ser bastante obvio, la paridad de la red es un promedio de costos/precios. No es un número mágico al que cambian todos los consumidores. Un determinado consumidor puede enfrentarse a un precio superior o inferior a ese, dependiendo de un buen número de factores:

Los costos fotovoltaicos por vatio varían debido a muchos factores, incluidos los costos de módulos, inversores, cableado y componentes de estanterías, dificultad de montaje según el tipo de techo o las condiciones del suelo, costos de mano de obra y márgenes de beneficio. Los costos por kWh en el primer año de producción dependerán de la insolación, la inclinación, la orientación, la sombra, las condiciones locales de suciedad y los muchos factores de pérdida más pequeños que afectan el rendimiento real del sistema. Los costos de por vida por kWh producido (sobre una base nivelada o de otro tipo) dependerán de las tasas de descuento o el costo del préstamo, las expectativas del inversionista, la degradación del módulo y del sistema, la disponibilidad del sistema, los costos de reemplazo del inversor, el mantenimiento, etc. Todos estos factores varían de un sitio a otro. sitio, contratista a contratista, producto a producto e inversionista a inversionista. Puede haber un "costo promedio", pero ciertamente también habrá un rango.

De manera similar, el valor de los ahorros de un sistema fotovoltaico por kWh varía significativamente de un cliente a otro (a menudo incluso entre los que tienen el mismo programa de tarifas), por lo general, tanto en el lado de la producción como en el del consumo del cálculo. Variará en el lado del consumo debido a los patrones de uso del cliente con respecto a las tarifas eléctricas según el tiempo de uso, el consumo total en una tarifa eléctrica escalonada, los cargos de demanda actuales y la capacidad del cliente para eliminar o reducir los cargos de demanda con PV y administración de carga. y/o cambiar el programa de tarifas a un programa de tarifas sin demanda.

Y dado que la paridad también está impulsada por incentivos fiscales (al menos en el caso de EE. UU.):

Las variaciones en el estado impositivo (residencial, comercial, no imponible), la categoría impositiva residencial, el impuesto mínimo alternativo, las tasas impositivas comerciales corporativas frente a no corporativas y las tasas impositivas estatales afectarán el costo neto del sistema y el costo de la energía producida a partir de sistemas idénticos.

Del mismo modo, para el rendimiento esperado de la inversión en energía fotovoltaica/renovable:

También hay un rango en las expectativas de los clientes de una tasa de rendimiento aceptable que los atraiga. Esto se evidencia regularmente en los mercados financieros de todo el mundo. A medida que aumentan los intereses (o son empujados más arriba), los inversores se mueven hacia los fondos de dinero, CD, bonos y bonos del Tesoro y se alejan de las acciones. Dentro de muchas carteras bien gestionadas suele haber cierta diversidad entre los activos que se poseen. Es necesario estimar que los valores de alto riesgo paguen un rendimiento más alto para que valga la pena el riesgo, sin embargo, los inversores aún ponen parte de su dinero en inversiones "más seguras" para el valor. Sucede dentro de un individuo, y ciertamente sucede entre los inversores. Algunos inversionistas no tocarán los bonos “basura” de alto rendimiento mientras que otros los aman. Lo mismo será cierto de cómo se ve la energía solar. Algunos lo ven como lo suficientemente seguro como para que el rendimiento sea aceptable. Otros no saben lo suficiente al respecto, no confíen en él, y esperarán hasta que se vuelva más seguro, o paguen un mejor rendimiento antes de que se sientan atraídos. Esta es la distribución de las expectativas en acción. [...]

El autor conoce dos anécdotas en las que un gran cliente potencial podría haber ganado hasta un 20 % de TIR antes de impuestos en una gran inversión fotovoltaica, pero optó por pasar porque tenía otro negocio que podría funcionar aún mejor, y era un negocio que él entendía, a diferencia de PV, que era nuevo para él. El otro caso fue una pareja con un estilo de vida modesto (su uso de energía estaba en los niveles 1 y 2 de las tarifas de PG&E), pero su respuesta a la presentación de una TIR del 5,6 % fue: “Es mejor que nuestra cuenta de ahorros, hagámoslo”. . Cada uno de estos clientes tuvo obstáculos muy diferentes debido a sus diferentes niveles de comodidad con PV y sus diferentes deseos de obtener la tasa o el rendimiento más alto que pudieran.

El artículo del Daily Mail que vinculó para los costos (que describe un estudio de Stanford que propone una visión para Green New Deal) trata sobre un programa de inversión gubernamental masivo que reemplazaría todos los combustibles fósiles.

En los EE. UU., esta hoja de ruta, que corresponde a la parte energética del Green New Deal, que eliminará el uso de todos los combustibles fósiles para la energía en los EE. UU., requiere una inversión inicial de 7,8 billones de dólares. Requiere la construcción de 288 000 nuevas turbinas eólicas grandes (5 megavatios) y 16 000 granjas solares grandes (100 megavatios) en solo el 1,08 % de la tierra de los EE. La tierra espaciadora puede duplicarse, por ejemplo, como tierra de cultivo. El plan crea 3,1 millones de puestos de trabajo más en EE. UU. que el caso habitual y salva 63.000 vidas de la contaminación del aire al año. Reduce los costos de energía, salud y clima en 1,3, 0,7 y 3,1 billones de dólares por año, respectivamente, en comparación con la infraestructura energética actual de combustibles fósiles.

No sé cuántos paneles fotovoltaicos hay en esos parques de 100 MW, pero para los parques eólicos :

La mayoría de las turbinas a escala comercial instaladas hoy en día tienen un tamaño de 2 MW y cuestan aproximadamente $ 3- $ 4 millones instaladas.

250K de esos son básicamente $ 1T solo para esos. Y el estudio de Stanford propone los de 5MW, que probablemente costarían el doble ($2T), etc.

Las granjas solares de 16K de 100MW también son enormes. Wikipedia tiene una lista de grandes granjas... que es mucho más corta que incluso 1K, en todo el mundo. Si tomamos los costos del Parque Solar Pavagada en $ 1 mil millones por 1000 MW, necesitamos otros $ 1,6 billones para las granjas solares (y probablemente cuesten más construirlas en los EE. UU.). El mercado de paneles solares puede tener un exceso de oferta, pero probablemente no por una suma de billones de dólares de exceso de existencias...

Entonces, si espera que el mercado produzca el mismo reemplazo total, tendrá que esperar un poco, ya que claramente algunas inversiones son mejores que otras...

Desafío tu premisa:

La paridad de red ocurre cuando la fuente de energía renovable es competitiva con los combustibles fósiles sin subsidios gubernamentales. Aparentemente ya ha sido alcanzado por la energía eólica y solar, al menos en algunas partes del mundo, en 2014.

El artículo de Wikipedia citado omite el "sin subsidios gubernamentales" de su definición:

La paridad de red (o paridad de enchufe) ocurre cuando una fuente de energía alternativa puede generar energía a un costo nivelado de electricidad (LCOE) que es menor o igual al precio de la energía de la red eléctrica.

El LCOE incluye el coste neto de la edificación, por lo que después de restar la subvención para la edificación.

Como ejemplo de cómo se puede abusar de esto para ocultar el subsidio, considere los Países Bajos. Según un mapa en dicho artículo de Wikipedia, los Países Bajos son uno de los países en los que se supone que la paridad de red es cierta.

Sin embargo, Holanda tiene un subsidio masivo para la energía renovable, llamado "SDE+" .

SDE+ es un subsidio de funcionamiento. Los productores de energía pueden recibir una compensación económica por la energía renovable que generan. No siempre es rentable producir energía renovable ya que el precio de coste es superior al precio de mercado. Esta diferencia de precio es la parte no rentable. SDE+ compensa el componente no rentable durante algunos años. La compensación depende de la tecnología utilizada para crear energía renovable.

Para la primavera de 2020, es un subsidio de 7 centavos (euro) por kWh para nuevos proyectos. El gobierno holandés espera que esa sea la diferencia entre la electricidad renovable y la electricidad de combustibles fósiles, por lo que estamos lejos de la paridad de red en los Países Bajos.

Dado que existe una brecha tan grande entre el reclamo (paridad de red sin subsidios) y la situación real en los Países Bajos, esto arroja serias dudas sobre el mismo reclamo para otros países.

Además de los problemas técnicos, como el almacenamiento para las noches y los días nublados, es simplemente una cuestión de costos irrecuperables. Puede costar lo mismo construir X MW de NUEVA generación solar que para NUEVA generación de combustibles fósiles, pero en general no se están construyendo nuevas plantas. Tiene la infraestructura de combustible fósil existente, por lo que solo tiene que pagar los costos continuos de combustible y mantenimiento.

Para decirlo en términos más personales, un poco de Google sugiere que podría obtener un sistema solar fuera de la red para mi casa por alrededor de $ 20K. (Y vivo en un lugar bastante bueno para la energía solar). O puedo, por una pequeña fracción de eso, hacer mejoras de eficiencia energética que resulten en que pague menos de $ 50 por mes por electricidad. Entonces, ¿por qué, como una decisión puramente económica, invertiría tanto dinero en algo que tarda más de 30 años en dar sus frutos?

Un argumento similar se aplica a la energía solar conectada a la red. De mi costo mensual de electricidad de $40-$50, alrededor de $15 son simplemente por el costo de conexión a la red y varios impuestos, lo que significa un costo real de energía de $25-$35, así que nuevamente, un largo tiempo de recuperación.

Un par de otros factores:

Vida útil de los colectores solares.

Los paneles solares actuales basados ​​en silicio tienen una vida útil de alrededor de 20 a 25 años, después de lo cual las partes fotovoltaicas muestran degradación por la simple exposición a la luz solar. Un gasto recurrente sustancial, ya que los colectores son el principal coste. La tecnología puede mejorar eso con el tiempo, pero debemos planificar lo que está disponible en este momento.

Costos prácticos de operación.

Tanto la energía solar como la eólica enfrentan su propia crisis climática: las plantas de energía renovable son muy grandes y, por necesidad, están expuestas al clima. No se pueden ubicar en edificios resistentes a la intemperie como plantas de combustible, sin invocar un gasto colosal.

Excluyendo los patrones climáticos inusuales, tanto la energía solar como la eólica enfrentan los mismos problemas a los que cualquier equipo pesado constantemente expuesto a la intemperie está sujeto: corrosión por lluvia y humedad, y ciclos térmicos por cambios en la luz solar y cambios de temperatura estacionales. El tamaño de un parque eólico o solar en comparación con una planta de combustible significa que los costos de exposición serán un componente mucho más alto de los costos operativos generales.

Las plantas solares y eólicas ubicadas en las áreas del norte se enfrentan a los desafíos del clima invernal, la acumulación de nieve y hielo. Una vez más, el enorme tamaño de las plantas renovables y su exposición a la intemperie significa que limpiar la acumulación invernal será mucho más costoso que las plantas de combustible.

Los patrones climáticos inusuales y los eventos naturales plantean serios problemas para las plantas renovables, donde la escala de la implementación y la exposición a los elementos hace que protegerlas contra el clima intenso sea difícil y costoso. No estamos hablando de plantas renovables construidas en ubicaciones ideales, sino donde se necesita la energía, en la cantidad necesaria.

En este caso, el equilibrio entre el costo de construcción y la capacidad de supervivencia deja a una gran planta solar o eólica vulnerable a condiciones climáticas raras pero muy intensas u otros eventos naturales, como un huracán o tifón que toque tierra, fuertes tormentas de granizo, terremotos o, en algunas áreas, tornados. Un solo clima catastrófico inusual o un evento natural podría devastar una gran granja renovable que requiere una reconstrucción completa, que las plantas de combustible mucho más pequeñas soportarían sin daños.

Simplemente siendo realista, no pesimista. Esos problemas se pueden abordar, pero costarán más dinero de lo que podrían sugerir las plantas piloto actuales construidas en ubicaciones óptimas.

La verdadera vulnerabilidad a la que se enfrentan las energías renovables es el contribuyente. Se les pedirá que financien todo esto con impuestos más altos y costos de energía más altos. Si se les vende el concepto de una red de energía totalmente renovable en base a estimaciones optimistas que no consideran todos los costos, el contribuyente/contribuyente se llevará una sorpresa desagradable cuando la factura resulte ser un poco más alta de lo que era. dijo.

Lo que conducirá a una reacción violenta en las urnas y a una reversión de la tendencia.

La visión pragmática sugiere que las plantas de energía renovable seguirán el ejemplo de los vehículos totalmente eléctricos. En los últimos años, los EV se han puesto al día y están comenzando a superar a los vehículos de combustible en capacidad y costo total de propiedad. Estamos viendo una adopción más generalizada de los EV hoy en día, no porque sean ecológicos, sino porque son realmente mejores.

Por lo tanto, cuando se reduzcan los costos de construcción y mantenimiento de las plantas renovables y se mitiguen los problemas de exposición, todo lo cual se está investigando ahora, los proveedores de energía comenzarán a recurrir a las energías renovables para reemplazar las plantas de combustible desgastadas, no a instancias de los gobiernos, sino porque son menos costosos de operar.

Y no podemos pasar por alto los beneficios para la estabilidad económica de una menor dependencia del petróleo de regiones políticamente inestables, como lo demuestran los acontecimientos actuales.

tl; dr: Esto es un malentendido. El estudio no se trata solo de cambiar la generación de electricidad actual a fuentes renovables, sino de reemplazar todos los usos de los combustibles fósiles, también para cosas como vehículos de motor y calefacción.

Está malinterpretando el estudio donde se originan las afirmaciones de "trillones y trillones de dólares" y, por lo tanto, compara manzanas con naranjas.

El estudio al que se hace referencia es probablemente Impacts of Green New Deal Energy Plans on Grid Stability, Costs, Jobs, Health, and Climate in 143 Countries, Mark Z. Jacobson et al. , publicado en One Earth Volumen 1, número 4 ( texto completo , comunicado de prensa de Standford ).

El comunicado de prensa describe las hojas de ruta propuestas por el estudio (énfasis mío):

Las hojas de ruta exigen la electrificación de todos los sectores energéticos , una mayor eficiencia energética que conduzca a un uso reducido de energía y el desarrollo de infraestructura eólica, hidráulica y solar que pueda suministrar el 80 % de toda la energía para 2030 y el 100 % de toda la energía para 2030. 2050. Todos los sectores energéticos incluyen electricidad; transporte; calefacción y refrigeración de edificios; industria; La agricultura, la silvicultura y la pesca; y los militares. El modelo de los investigadores sugiere que la eficiencia de los vehículos eléctricos y de celdas de combustible de hidrógeno sobre los vehículos de combustibles fósiles , de la industria electrificada sobre la industria fósil y de las bombas de calor eléctricas sobre la calefacción y refrigeración fósil, junto con la eliminación de la energía necesaria para extraer, transportar y refinar los combustibles fósiles, podría disminuir sustancialmente el uso general de energía.

En otras palabras:

El estudio no se trata solo de reemplazar la generación de electricidad actual con generación a partir de fuentes renovables, sino también de convertir todo el uso actual de combustibles fósiles en fuentes de energía renovable , incluido el uso industrial, los vehículos de motor y la calefacción.

Obviamente, eso es mucho más trabajo que "solo" usar paneles solares en lugar de centrales eléctricas de carbón, por lo tanto, la estimación de alto costo.

Capacidad de producción de materiales

Simplemente no hay suficiente capacidad de producción en el mundo para las energías renovables a un ritmo más alto que el asombroso que hay actualmente. Todavía pasará un tiempo antes de que la tasa de instalación de energía renovable pueda alcanzar la tasa de aumento de la demanda de energía.

Si descontamos la energía hidráulica, una fuente que no crece mucho (y se ha instalado desde la antigüedad), la capacidad total de las renovables superó los 1000 GW en 2017 y agregó 161 GW en 2018. La demanda mundial de energía aumentó en casi 300 GW.

Las razones del bloqueo de capacidad son muchas y complicadas, pero la guerra comercial actual ciertamente está ejerciendo su influencia. Los metales de tierras raras y las células solares se enfrentan a aranceles y peajes, y sin mencionar la feroz competencia política de una industria del carbón que teme por su sustento. Todo presenta un poderoso detractor para una mayor capacidad. Si los mercados tuvieran la libertad de actuar por sí mismos, los resultados ciertamente serían a favor de las energías renovables. Pero, lentamente, la tendencia está cambiando, y espero que continúe haciéndolo, si no para nadie más, al menos para los mineros del carbón. Ese es un trabajo tan arduo y peligroso que debería seguir el camino del acarreo de mierda de caballo, enterrado entre las otras peculiaridades de la historia.

La paridad de red ocurre cuando la fuente de energía renovable es competitiva con los combustibles fósiles sin subsidios gubernamentales

"Competitivo" y "exclusivo" son cosas completamente diferentes. ¿Son los plátanos competitivos con las manzanas? Claramente sí: hay gente que compra plátanos cuando podría comprar manzanas. Entonces, ¿por qué las tiendas venden manzanas? Porque la gente no quiere comprar una sola fruta. No hay un precio al que las bananas vayan a expulsar por completo a las manzanas del mercado, y mucho menos a los bistecs.

entonces la energía eólica y solar en realidad se ha vuelto más barata que los combustibles fósiles en estos lugares hoy (2020)

En este contexto, eso es una tontería. ¿Son los plátanos más baratos que las manzanas? ¿Por qué métrica? ¿Peso? Calorías? ¿Vitamina A? ¿Vitamina B? No hay conversión uno a uno entre diferentes fuentes de energía. No se puede mirar una planta de energía nuclear, de carbón, hidroeléctrica y fotovoltaica de 1 MW y decir: "Son completamente equivalentes". Si lo fueran, ¿por qué hay más de una fuente de energía no renovable ? Tanto el carbón como la nuclear son más baratos. ¿Por qué no usamos cualquiera que sea? La misma pregunta para camiones, trenes, barcos y aviones. O madera, cemento, acero y ladrillos. O algodón, lana, poliéster y seda. Etc.

Los combustibles fósiles y las plantas nucleares satisfacen diferentes necesidades. Las plantas de combustibles fósiles son mucho más manejables que las plantas nucleares: puede quemar más o menos combustible a medida que cambia la demanda. Las plantas nucleares tienen un suministro de energía prácticamente constante, y estrangularlas no ahorra mucho dinero e incluso puede aumentar el costo. Por lo tanto, tiene sentido generar suficiente energía nuclear para su demanda base y luego construir plantas de combustibles fósiles para su demanda máxima.

Las fuentes renovables tienden a ser intermitentes, por lo que no cumplen bien los roles de demanda pico ni base. No existe un número mágico en el que sean "más baratos" que los no renovables. En cada punto de precio, habrá algunas aplicaciones en las que serán más rentables y otras en las que no lo serán. A medida que su precio baje, habrá más de los primeros y menos de los segundos.

No se trata solo de costos iniciales; los costos recurrentes también son gigantescos.

El almacenamiento de energía en particular es extremadamente costoso con las llamadas fuentes de energía "renovables": solo un galón de gasolina o propano almacena 33 kWh , el equivalente a aproximadamente 33 baterías de plomo-ácido de 83 Ah y 12 V (sin contar el nivel de descarga máximo recomendado). del 50 % para las baterías de plomo-ácido, por lo que en realidad necesitaría 66 de ellas para alcanzar el mismo nivel de almacenamiento de energía que un galón de combustible fósil). Esto también significa que los combustibles fósiles son mucho más portátiles que la electricidad pregenerada, lo cual es una limitación considerable cuando se enfrentan las necesidades de escalar la producción y distribución de energía en respuesta a cargas estacionales u otras cargas temporales.

Considere los costos de producción, mantenimiento y alojamiento de su batería, y es bastante evidente que, salvo algunos avances sorprendentes en la eficiencia del almacenamiento de energía eléctrica, los combustibles fósiles seguirán dominando. Simplemente no existe una forma razonable de abordar la llamada "energía verde" sin abordar el problema del almacenamiento.

El uso diario de energía en un hogar estadounidense ahora promedia más de 30 kWh . Gran parte del uso de energía residencial alcanza su punto máximo en la noche , después del tiempo de recolección de la luz solar principal.

Entonces, si está preparado para la tarea de fabricar, transportar, almacenar, mantener y reemplazar regularmente un promedio de al menos 30 baterías de plomo-ácido por hogar estadounidense, además de satisfacer las necesidades comerciales y militares, además de todos los equipos generadores y dispositivos de seguridad para proporcionar la electricidad necesaria en caso de escasez de energía solar, eólica o hidroeléctrica, todo por un precio considerablemente y sosteniblemente inferior al que ya podemos quemar carbón en una planta a pedido de los clientes, tal vez estemos hablando de una moneda de cambio, pero esa ficha de negociación aún tendría que jugarse con éxito en el mundo real de la economía.