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‘Energía extremadamente barata’: cómo la energía solar sigue impactando al mundo | energía

IEn 2000, Internacional energía La agencia (AIE) esperaba volver a atormentarlo: para 2020, el mundo habrá instalado un total de 18 gigavatios de energía solar fotovoltaica. Siete años después, el pronóstico resultó sorprendentemente erróneo cuando se instalaron casi 18 gigavatios de energía solar en solo un año.

Desde que se fundó la agencia en 1974 para medir los sistemas energéticos del mundo y anticipar los cambios anuales Perspectivas energéticas mundiales Un documento de lectura obligada para los responsables políticos de todo el mundo.

Pero durante las últimas dos décadas, la Agencia Internacional de Energía ha tenido continuamente No pudo ver venir el crecimiento explosivo de la energía renovable. La organización no solo subestimó el uso de energía solar y eólica, sino que también sobrestimó en gran medida la demanda de carbón y petróleo.

Para ser justos, la Agencia Internacional de Energía, ella no estaba sola, dice Jenny Chase, jefa de análisis solar de BloombergNEF.

“Cuando obtuve este trabajo en 2005, pensé que tal vez algún día la energía solar proporcionaría el 1% de la electricidad del mundo. Ahora es el 3%. Nuestro pronóstico oficial es que será del 23% para 2050, pero eso está totalmente subestimado”, dijo. dice Chase.

“Lo veo como las limitaciones del modelado. La mayoría de los modelos de sistemas de energía se han establecido, o configurado, para modelar los cambios sutiles en un sistema de energía que funciona con combustibles fósiles o energía nuclear. Cada vez que duplica la capacidad de producción, reduce el costo de la energía solar fotovoltaica en un 28 ”%.

“Hemos llegado al punto en que la energía solar es la fuente de energía más barata del mundo en la mayoría de los lugares. Esto significa que estamos tratando de diseñar una situación en la que la red se vea muy diferente hoy”.

Esta drástica y rápida caída en el precio de la energía solar fotovoltaica es una historia sobre la fuerza industrial china respaldada por el capital estadounidense, provocada por la sensibilidad política europea y posible en gran parte gracias al trabajo pionero del equipo de investigación australiano.

La historia profunda comienza con la sucesión de presidentes de Estados Unidos y la búsqueda de la independencia energética. Primero fue Richard Nixon, quien en noviembre de 1973 anunció el proyecto de independencia para destetar a los Estados Unidos del petróleo de Oriente Medio. Luego vino Jimmy Carter, quien declaró la transición energética como el “equivalente moral de la guerra” en abril de 1977 e invirtió miles de millones de dólares en la investigación de energías renovables, que se detuvo por completo cuando Ronald Reagan llegó al poder.

Pero para entonces, el interés en Australia había aumentado.

El padre de la energía solar fotovoltaica

La célula solar se inventó cuando Russell Shoemaker Uhl, investigador de Bell Laboratories, observó en 1940 que una muestra de silicio agrietado producía una corriente cuando se exponía a la luz. Sin embargo, se lograron pocas mejoras gracias a la contribución de Martin Green, un joven profesor de ingeniería en la Universidad de Nueva Gales del Sur.

Nacido en Brisbane, Green pasó algún tiempo en Canadá como investigador antes de regresar a casa en 1974. Un año más tarde, fundó un grupo de investigación de energía solar fotovoltaica que operaba en un pequeño laboratorio universitario construido con equipos no deseados de las principales empresas de ingeniería estadounidenses.

Martin Green, investigador de la Universidad de Nueva Gales del Sur, fundó el Grupo de Investigación Solar PV en 1975. Foto: Universidad de Nueva Gales del Sur

Sus primeros experimentos incluyeron, junto con un estudiante de doctorado, buscar formas de aumentar el voltaje en las primeras células solares.

“Muy pronto, comenzamos a atacar a todos estos grupos en los Estados Unidos en términos del voltaje que podíamos obtener”, dice Green. La NASA tiene un proyecto en el que están trabajando seis contratistas. Los derrotamos a todos “.

Poco después, Green y su equipo comenzaron a elevar sus ambiciones. Después de incrementar el esfuerzo, el siguiente paso fue construir celdas de mejor calidad. Sus primeros esfuerzos rompieron el récord mundial de competencia en 1983, un hábito en el que el equipo duraría los siguientes 30 de los 38 años.

En los primeros años de la industria, la sabiduría predominante era que una tasa de conversión del 20% representaba el límite estricto de lo que era posible con la energía solar fotovoltaica. Sin embargo, Green no estuvo de acuerdo en un artículo de investigación publicado en 1984, y un año después, su equipo construyó la primera celda que excedió ese límite, y en 1989 construyó el primer panel solar completo capaz de operar al 20% de eficiencia.

Martin Green y el equipo que construyó la primera celda solar capaz de operar al 20% de eficiencia en 1989
Martin Green y el equipo que construyó la primera celda solar capaz de operar al 20% de eficiencia en 1989. Foto: Universidad de Nueva Gales del Sur

Fue un momento en el que se abrió lo que era posible de la industria, y el nuevo límite se “fijó” en el 25%, otra barrera que aplastaría a Green y su equipo en 2008. En 2015, construyeron la celda solar más eficiente del mundo. , logrando una tasa de conversión del 40,6% mediante el uso de luz enfocada reflejada en un espejo.

Ascensión del Rey Sol

De este torbellino de actividad, la industria solar china nació en gran parte gracias a un aspirante a físico llamado Zhengrong Shi.

Nacido en 1963 en la isla de Yangchong, recibió una maestría y llegó a Australia un año antes de las protestas de la Plaza de Tiananmen. Había descubierto un volante que anunciaba una beca de investigación y habló con Green para criarlo como estudiante de doctorado en 1989.

Xi terminará su doctorado en solo dos años y medio, un récord que aún se mantiene en la actualidad. Para cuando se convirtió en Dr. Shi, había impresionado tanto a Green que seguía siendo un investigador.

Con el tiempo, la universidad buscaba cada vez más comercializar la tecnología de células solares líder en el mundo y formó una sociedad con Pacific Power en 1995. Los servicios públicos del gobierno hundieron 47 millones de dólares en una nueva empresa llamada Pacific Solar. Se estableció una fábrica en el suburbio de Botany en Sydney, y Shi fue nombrado subdirector de investigación y desarrollo, ya que rápidamente ganó una reputación por su ingenio y precisión.

“Principalmente, Zhengrong dirigía la empresa”, dice Green.

Xi se mantuvo firme durante unos años, pero en noviembre de 2000 hizo una oferta. En una cena celebrada en su casa, cuatro funcionarios de Jiangsu, China, sugirieron que el investigador de 37 años y ciudadano australiano regresara a porcelana Y construir allí su propia fábrica. Después de pensarlo un poco, Xi estuvo de acuerdo y se instaló en la pequeña ciudad de Wuxi, donde fundó SunTech con $ 6 millones en fondos del gobierno municipal.

Un evento que marcó la fundación de la compañía solar líder en China SunTech en 2002
Un evento que marcó la fundación del fabricante chino de paneles solares SunTech en 2002. Fotografía: Judy Green

La llegada de Xi provocó un gran revuelo. La capacidad de construir paneles fotovoltaicos solares convencionales a bajo costo con un 17% de eficiencia superó con creces la de sus competidores.

“Fue un shock para ellos”, dice Shi. “Cuando vieron que estábamos fabricando células solares altamente eficientes de gran superficie, dijeron: ‘¡Guau!”.

La primera reacción fue: Este es el futuro. Todos decían que este era el futuro. Pero también dijeron que era un paso muy temprano. Lo que querían decir era que todavía no había mercado para él. En China en ese momento, si mencionaba la energía solar, la gente pensaba en calentar el agua con energía solar “.

Todo eso cambiará cuando Alemania apruebe nuevas leyes que fomenten la absorción de energía solar. Rápidamente se hizo evidente que había una inmensa demanda global y los fabricantes del mundo estaban luchando por mantenerse al día con la oferta.

El fabricante chino de paneles solares SunTech cotiza en la Bolsa de Valores de Nueva York en 2005
SunTech cotiza en la Bolsa de Valores de Nueva York en 2005. Foto: Bolsa de Valores de Nueva York

Espiando una oportunidad de inversión, un consorcio formado por Actis Capital y Goldman Sachs convenció a Xi de que pusiera a la empresa en una oferta pública inicial. Cuando la compañía cotizó en la Bolsa de Valores de Nueva York en 2005, recaudó 420 millones de dólares y convirtió a Xi en un multimillonario instantáneo. Un año después, su fortuna se estimó en $ 3 mil millones y fue coronado como el hombre más rico de China, lo que le valió el apodo de “El Rey Sol”.

Después de mostrar el camino, la industria solar fotovoltaica china comenzó una expansión masiva. Solo SunTech aumentó su capacidad de producción de 60MW a 500MW, luego a 1GW en 2009. La compañía ha crecido muy rápidamente, y sus suministros de vidrio, polisilicio y sistemas electrónicos necesarios para construir sus paneles se han visto sometidos a presión, lo que la ha obligado a invertir fuertemente en cadenas de suministro locales.

“Entonces sabes el resto”, dice Shi.

Energía barata y sucia – a un precio

Al igual que con el resto de China, la tasa de desarrollo tecnológico en el negocio de la energía solar fotovoltaica está provocando que una industria se construya a sí misma un día, se desgarre al día siguiente y luego se reconfigure nuevamente al día siguiente. Con márgenes reducidos y una dura competencia, todos están siempre a un paso de la ruina.

Alrededor de 2012, los mercados mundiales se inundaron con paneles solares, lo que hizo que los precios cayeran por el suelo y dejara a SunTech vulnerable. Bajo una intensa presión financiera, se produjo un desastre cuando una investigación interna descubrió que la oferta pública de adquisición que se lanzó estaba garantizada por 560 millones de euros en bonos del gobierno alemán falsos.

Al descubrir que los bonos no existían, Xi fue destituido del puesto de director ejecutivo de su empresa y un año después SunTech se declaró en quiebra cuando no pudo pagar un préstamo de 541 millones de dólares que se adeudaba en marzo de 2013.

Pase lo que pase con SunTech más tarde, el profesor emérito de la Universidad Macquarie, John Matthews, dice que la compañía ha desempeñado un papel fundamental en el cambio de China y del mundo para siempre.

En la rareza de la historia, lo que comenzó como un intento estadounidense de deshacerse del petróleo fue finalmente capturado por China, lo que hizo que la energía solar fuera barata en el proceso.

“El enfoque chino de las energías renovables gira en torno a la seguridad energética”, dice Matthews. “En la escala a partir de la cual construyen nuevas industrias, necesitarán grandes importaciones de combustibles fósiles tradicionales, lo que podría paralizarlos económicamente.

“Pueden superar este problema de obstáculos geopolíticos fabricando sus propios equipos energéticos”.

Hoy Green y Shi están en contacto. Ambos están trabajando en nuevos proyectos. Shi supervisa una nueva empresa, mientras que Green, de 72 años, busca nuevas innovaciones para explorar.

Una de estas innovaciones es la celda solar apilable. Aunque todavía es una tecnología altamente especializada en sus primeras etapas, la idea básica es colocar un material encima de una celda solar para potenciar su producción de energía.

“Creemos que la unidad del 40%, en lugar del 22% que puede hacer hoy en día con PERC, es lo que hará la industria una vez que dominemos este enfoque de apilamiento”, dice Green. “Solo estamos tratando de encontrar una nueva celda que contenga todas las propiedades del silicio que podamos apilar sobre el silicio.

La Agencia Internacional de Energía ahora dice que la energía solar proporciona la energía más barata que el mundo haya visto jamás. Pero nos dirigimos hacia un futuro energético increíblemente barato.

“Es un mundo completamente diferente al que nos estamos moviendo”.

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