La mayoría de las regiones pobladas del mundo puede hacer la transición a redes eléctricas abastecidas al 100% con eólica, solar y almacenamiento para 2030

Para 2030, los sistemas eléctricos compuestos completamente de energía solar, eólica y baterías (SWB) pueden proporcionar la energía más barata disponible y dos o tres veces más energía total que la red existente en Estados Unidos continental y las regiones más pobladas a nivel mundial, arruinando a las empresas de carbón, gas y energía nuclear y reduciendo drásticamente los costos de consumo, según un nuevo informe de RethinkX .

El informe “_Repensar la energía 2020-2030: 100% energía solar, eólica y baterías es solo el comienzo” _encuentra que las importantes reducciones de costos en las tecnologías de generación y almacenamiento de energía limpia impulsarán una disrupción rápida e inevitable del sector (ver gráfico).Un sistema de SWB al 100% poseerá mucha más capacidad de generación que la que se utiliza en la mayoría de los días actualmente, lo que producirá una enorme cantidad de electricidad a un costo marginal cercano a cero. Los autores del informe muestran que esta “superpotencia de energía limpia” permitirá nuevos modelos de negocios e industrias, creará billones en valor nuevo y podría ayudar a repatriar la fabricación de uso intensivo de energía.

"Las implicaciones de esta disrupción de la electricidad limpia son profundas", dijo el prestigioso experto en energía de la Universidad de Stanford, Tony Seba, cofundador de RethinkX y coautor del informe. “No solo puede resolver algunos de los desafíos más críticos de la sociedad, sino que también marcará el comienzo de cientos de nuevos modelos comerciales y creará industrias que transformarán colectivamente la economía global. Cuando un sistema genera electricidad hiperabundante a un costo marginal cercano a cero, el potencial para la creación de nuevo valor es ilimitado. Este no es un problema de exceso de capacidad. Esta es una solución de superpotencia".

"Existe la idea errónea de que demasiada energía solar y eólica es un problema", dijo Adam Dorr , coautor del informe. “Eso es mirar la ecuación a través de la lente del antiguo sistema de combustibles fósiles y no reconoce los fundamentos de la disrupción. La luz del sol y el viento son gratis, y es irracional reducir la energía limpia casi gratuita que producimos con ellos. Al igual que con otras interrupciones tecnológicas, es un error preguntar cómo se adaptará el sistema existente a SWB. La red, tal como la conocemos, evolucionará rápidamente hacia un sistema más grande, flexible, diverso y capaz, al igual que la red de telefonía fija evolucionó hacia Internet. En su lugar, debemos preguntarnos, '¿cómo puede un nuevo sistema energético basado en SWB minimizar los costos y maximizar los beneficios en todos los niveles de la sociedad y la economía?' ”

Tony Seba y RethinkX han sido consistentemente más precisos en la predicción de la velocidad, la escala y el impacto de la disrupción que los analistas y los think tanks convencionales, que adoptan una extrapolación lineal y un enfoque aislado para sus análisis. RethinkX utiliza el marco de disrupción tecnológica de Seba , que tiene en cuenta la naturaleza sistémica, compleja y dinámica de la disrupción.

Utilizando trayectorias conservadoras de costos de tecnología SWB y supuestos restrictivos, excluyendo importaciones de energía, arbitraje, avances tecnológicos, subsidios, eficiencias y otras mejoras, el informe analiza tres sistemas eléctricos: California, Texas y Nueva Inglaterra), que juntos representan el rango de los recursos solares y eólicos combinados de Estados Unidos continental y las regiones más pobladas a nivel mundial.

El análisis muestra que existe una compensación de costo fundamental entre la generación de energía y la capacidad de almacenamiento que sigue una función de costo convexa, que los autores denominan “Curva U de energía limpia" (ver gráfico a la izquierda). Optimizándose para esta curva no lineal, los sistemas 100%  SWB son la opción más barata para la nueva generación de energía y, en muchos casos, más baratos que solo el costo de operar las plantas nucleares y de combustibles fósiles existentes, además que generarán un excedente de electricidad, o superpotencia, la mayoría de los días.

En California, por ejemplo, la producción de superpotencia de 309 teravatios-hora del sistema 100% SWB de menor costo es mayor que la demanda total de electricidad existente de 285 teravatios-hora. La inversión para construir un sistema 100% SWB para EEUU continental sería de menos de $ 2 billones de aquí a 2030, y generará un costo promedio de generación de electricidad en todo el país de menos de 3 centavos por kWh si el 50% o más de la superpotencia del sistema es utilizado. Esto es menor que el costo promedio de continuar operando las centrales eléctricas de carbón o gas existentes.

La cantidad de superpotencia producida por los sistemas 100% SWB es tan grande y tan barata que podría desplazar hasta la mitad de todo el uso de energía de combustibles fósiles más allá del sector de energía eléctrica existente. Combinado con vehículos eléctricos, un sistema 100% SWB podría eliminar todo el uso de combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector del transporte por carretera, reduciendo la mitad de la huella de carbono general del país para 2030.

Los hallazgos más destacados del informe incluyen:

• Es físicamente posible y económicamente asequible satisfacer el 100% de la demanda de electricidad con un sistema solar, eólico y de baterías (SWB) para 2030 en todo el territorio continental de Estados Unidos y la mayoría de las demás regiones pobladas del mundo.
• Un sistema 100% SWB proporcionará el costo de electricidad más bajo para 2030, mucho menos costoso que las nuevas plantas de energía convencionales y, en muchos casos, menos costoso que operar plantas de carbón, gas o nucleares existentes.
• Los sistemas 100% SWB producirán un enorme excedente de electricidad a un costo marginal cercano a cero, o Energía Limpia Superpotencia. En California, la superpotencia proyectada del sistema SWB de menor costo de 309 teravatios-hora es mayor que la demanda existente de 285 teravatios-hora.
• Las aplicaciones de superpotencia incluyen vehículos eléctricos, calefacción, desalinización y tratamiento de agua, procesamiento / reciclaje de desechos, fundición y refinación de metales, procesamiento y fabricación de productos químicos, criptomonedas, minería, computación y comunicaciones en la nube y eliminación de carbono.
• La superpotencia podría ayudar a repatriar las industrias pesadas que se benefician de la energía limpia hiperabundante de costo marginal casi nulo, y crear billones de dólares de valor adicional y millones de empleos.
• SWB puede ser autocatalítico al dedicar una porción de superpotencia a la fabricación de paneles solares, turbinas eólicas y baterías.
• La curva en U de energía limpia muestra que existen rendimientos desproporcionados de las inversiones en capacidad de generación solar adicional por encima de la combinación más barata posible de SWB. Por ejemplo, una inversión incremental del 20% en California casi duplicaría la producción de superpotencia de 309 teravatios-hora a 592 teravatios-hora. Ninguna otra tecnología energética conocida puede competir con esto.
• La inversión para construir un sistema de BS al 100 por ciento en los Estados Unidos continentales sería de menos de 2 billones de dólares durante los próximos diez años, solo el 1 por ciento del PIB, y respaldaría millones de nuevos empleos.
• La superpotencia producida por sistemas 100% SWB podría desplazar hasta la mitad del uso de energía de combustibles fósiles fuera del sector de energía eléctrica existente.
• El 100 por ciento de SWB eliminará prácticamente todas las emisiones de gases de efecto invernadero del sector de energía eléctrica existente y reducirá aún más las emisiones al desplazar el uso de combustibles fósiles en los sectores residencial, comercial, industrial, de transporte y agrícola también.
• Combinado con vehículos eléctricos, un sistema 100 por ciento SWB podría eliminar el uso de combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero en los sectores de electricidad y transporte por carretera, mitigando la mitad de la huella de carbono total del país.
• Los sistemas 100% SWB de menor costo generalmente requerirán solo 35-90 horas promedio de demanda de almacenamiento de energía de la batería, según la geografía.

Este informe es el primero de una serie que examina las decisiones que se requieren ahora para maximizar los beneficios extraordinarios de un nuevo sistema energético.

“Ya no se trata de si se producirá la disrupción de la energía de SWB, es solo una cuestión de cuándo y dónde”, dijo James Arbib, cofundador de RethinkX. “El tiempo importa y los riesgos sociales, económicos, políticos y ambientales no podrían ser mayores. Los resultados reales dependen de las decisiones que se tomen hoy, y quienes lideren en lugar de seguir o resistir serán los que más se beneficiarán".