Pensando en ir solar? Los precios se están acercando al costo de la electricidad de la red, pero sólo en algunos lugares - hasta ahora. joncallas / flickr, CC BY-SA
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable esta semana dijo que los paneles solares en la azotea tienen el potencial de generar casi 40 ciento de la electricidad en los Estados Unidos. Pero, ¿qué hay del costo de ir a la energía solar?
Mucha gente pregunta cuándo el costo de producir energía a partir de paneles solares fotovoltaicos (PV) será igual o inferior a la compra de la red, un punto llamado "paridad de red" que podría acelerar la adopción de energía solar.
Pero al hacer la pregunta, que suelen comparar manzanas con naranjas y se olvidan de que la respuesta varía de un lugar a otro y de un tipo de instalación a otra.
Por ejemplo, la electricidad de los sistemas solares a escala de servicios públicos (generalmente arreglos grandes donde los paneles cambian lentamente de inclinación y orientación para hacer frente al sol todo el día) suele costar menos que la electricidad producida a partir de paneles solares instalados en la casa de alguien. Además, las tarifas eléctricas residenciales, en promedio sobre 12 centavos por kilovatio-hora en en los EE.UU., son mucho mayores que las tarifas de electricidad al por mayor - las utilidades precio que pagan a los generadores de energía - que son por lo general menos de 4 centavos de dólar por kilovatio-hora.
Al mismo tiempo, los diferentes estados tienen más o menos sol: la energía solar en Florida suele ser más económica que en Alaska, por ejemplo. Todos estos factores hacen que la pregunta sea más complicada de lo que la gente podría anticipar.
¿Cómo, entonces, podemos comparar el costo de la energía solar en la azotea con el costo de comprar energía de la red eléctrica local y así encontrar cuándo los estados alcanzarán el punto de paridad de la red?
Poniendo un número en el costo solar
El costo nivelado o promedio de la electricidad de un conjunto de paneles solares fotovoltaicos se deriva de todo el dinero gastado para comprar, instalar, financiar y mantener el sistema dividido por la cantidad total de electricidad que se espera que el sistema produzca a lo largo de su vida útil. Llamamos a este valor el Costo Nivelado de Electricidad (LCOE) y se expresa en términos de dólares por kilovatio-hora ($ / kWh). La misma métrica se puede usar para determinar el costo de una planta de carbón o gas natural. A los planificadores les gusta porque reduce el costo de una planta de energía en un lapso de varias décadas en un solo número.
A pesar de las fortalezas de LCOE como métrica, es fácil de entender y ampliamente utilizado, también tiene algunas deficiencias. A saber, deja fuera la variabilidad geográfica, cambia con las estaciones y generalmente ignora el costo de los impactos ambientales, como el costo de las emisiones de carbono. Esta métrica es demasiado simple cuando se comparan los generadores eólicos y solares variables con las centrales eléctricas que se pueden encender y apagar a voluntad, como las alimentadas con uranio, carbón y gas natural.
Hoy en día el costo promedio de energía a partir de energía solar fotovoltaica en los Estados Unidos se informó a ser 12.2 centavos por kWh, que es casi lo mismo que la tarifa minorista promedio.
Aquellos que vigilan de cerca los precios de la electricidad podrían pensar que está a la par de lo que están pagando por su propia electricidad en el hogar. Sin embargo, este número puede ser engañoso, ya que representa el precio promedio de la energía solar a escala de servicios públicos en los EE. UU., No necesariamente el costo derivado de producir electricidad a partir de paneles solares en nuestros hogares.
Entonces, ¿cómo sabemos qué tan cerca está la energía solar residencial de la paridad de red en la que vives? En última instancia, eso depende de dos cosas: cuánto paga por la electricidad que compra en la red local y cuánto puede pagar por la electricidad que puede producir a partir de energía fotovoltaica. Echemos un vistazo a ambos.
¿Cuánto sol obtienes?
La Energy Information Agency (EIA) ha creado un mapa de las tasas promedio de la electricidad por código postal, Promediado a nivel de condado y rehecho por el autor en el siguiente mapa. Los de color rojo oscuro (o más oscuras) colores indican las tarifas eléctricas residenciales promedio más altos.
Mapa de las tasas promedio de la electricidad a través de la evaluación del impacto ambiental de EE.UU.Las tarifas eléctricas varían mucho en todo el país, y estas diferencias podrían ser causados por una serie de razones económicas, históricas o reglamentarias. Del mismo modo, los costes de la energía solar y la disponibilidad del recurso solar (es decir, con qué frecuencia y qué tan fuerte el sol brilla) tampoco son homogéneos en todos los EE.UU. La siguiente figura muestra el LCOE de la energía solar residencial en todos los condados en todo el país.
LCOE de solar residencial en los EE. UU.Los datos sobre los costos de energía solar residencial se obtuvieron a partir de un proyecto de investigación a gran escala en todo el campus en el Instituto de Energía de la Universidad de Texas en Austin. Las suposiciones principales detrás de los datos son un costo total de US $ 3.50 / vatio para la instalación de energía solar fotovoltaica para una matriz fija que apunta hacia el sur con una inclinación de grados 25. Los datos de producción solar se basan en un laboratorio nacional de energía renovable 2013. estudio .
Esa orientación e inclinación sur representan una regla de oro y podrían no ser colocación solar óptima en cada localidad.
El Departamento de Energía de EE.UU. Iniciativa SunShot tiene un objetivo declarado de reducir las instalaciones de sistemas solares fotovoltaicos residenciales a $ 1.50 / Watt. Los paneles fotovoltaicos baratos de China han reducido los costos de hardware hasta el punto en que el precio de un sistema fotovoltaico total está ahora dominado por los "costos blandos", es decir, adquisición de clientes, instalación, cadena de suministro, permisos, etc. Aún así, el sistema total instalado los costos continúan cayendo
Mientras que los recortes de costos son impresionantes, el principal motor del coste de la energía producida es la cantidad de radiación solar que incide sobre los paneles solares. Obviamente, algunos lugares son más soleado que otros por una serie de paneles solares en Arizona producirá más energía que una en el estado de Washington, haciendo el sistema más económico para el dueño de casa.
Y, el costo predominante de la electricidad varía a nivel nacional. Algunas de las áreas con el menor costo de energía de la red (por ejemplo, Washington) tienen algunos de los costos solares más altos debido a los bajos niveles de luz solar. Será difícil hacer que la solar alcance la paridad en esos lugares.
Por otro lado, hay otros lugares donde el precio de la electricidad de la red eléctrica es alto y el LCOE solar es relativamente bajo, incluidos Nuevo México, California y Hawai; estos lugares son ubicaciones principales para que la energía solar esté a la paridad más pronto.
Objetivo en movimiento
Para ilustrar este punto, tomamos la misma información que subyace en el mapa de costos solares y reducimos el costo total instalado de la energía solar instalada en incrementos de $ 0.50 / Watt - de $ 3.50 / Watt a $ 1.50 / Watt (el objetivo SunShot). Luego, podemos restar la tarifa de electricidad del LCOE solar en cada condado. Cuando esta diferencia es cero o negativa (tarifas de electricidad> LCOE), podemos estimar cuándo ese condado estará en paridad de red para la energía solar fotovoltaica residencial.
A continuación se muestra un GIF que muestra la estimación del punto de paridad a medida que cae el precio del solar instalado. Tenga en cuenta que los costos totales instalados incluyen el crédito tributario de la inversión federal y cualquier reembolso local e incentivo fiscal.
GIF que muestra las ubicaciones donde el LCOE solar residencial alcanza la paridad con las tarifas eléctricas locales promedio a varios costos de instalación solar.Estos cálculos y estimaciones vienen con varias advertencias. En primer lugar, el cálculo anterior asume que a los propietarios de PV se les paga por su generación a tarifas eléctricas estándar en su área. Esta disposición se conoce típicamente como medición neta.
Pero existe una amplia gama de formas en que las empresas de servicios públicos interactúan con los clientes que han instalado energía solar fotovoltaica. Algunos servicios públicos pueden pagarle a los propietarios de viviendas las tasas del mercado mayorista por el exceso de electricidad que alimentan a la red desde sus paneles, que tienden a ser considerablemente más bajos que las tarifas minoristas. Si los servicios públicos pagan a los propietarios basados en la tasa mayorista, en lugar de la tarifa minorista, la energía solar es menos económica.
Pero eso no es todo. Se podrían incluir en los beneficios de costo de reducción de las emisiones CO2 y otros contaminantes. Por otro lado, hay costos asociados a "reafirmar" la energía solar cuando es de noche o nublado.
Teniendo en cuenta estos factores, la respuesta a la pregunta: "¿Tiene sentido económico para mí instalar energía solar?" Es: depende. Como lo demuestra el mapa, lo más importante a tener en cuenta, además de cualquier cambio en los costos de electricidad, es la rapidez con la que los costos generales de la energía solar disminuyen.
Sobre el Autor
Joshua D. Rodas, Investigador Postdoctoral de Energía, Universidad de Texas en Austin. Su investigación actual se examina el campo de las aplicaciones residenciales de red inteligente, incluyendo aplicaciones a nivel de sistema de eficiencia energética y la generación distribuida. También está interesado en la política y los impactos que una buena política puede tener sobre la eficiencia de la economía local, especialmente la política que utiliza las fuerzas del mercado para aumentar la eficiencia del parque inmobiliario residencial.
Este artículo fue publicado originalmente en la conversación
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