Pagar por la energía solar

Los vagones que una vez transportaron mineral de hierro alrededor de la planta en expansión de Republic Steel en el borde del centro de Buffalo, Nueva York, se hundieron cuando la compañía siderúrgica abandonó el lugar en 1984. Fueron descubiertos recientemente cuando comenzó la excavación de la llamada gigafábrica para será operado por SolarCity, el principal proveedor de paneles solares del país. Ahora, los autos oxidados y una serie de otras reliquias de los días de Republic Steel reciben a los visitantes del sitio de construcción, un recordatorio del poderío manufacturero pasado de la ciudad y un testimonio del sueño de que la instalación de fabricación de paneles solares más grande de América del Norte pueda ayudar a revivirla. .

Cosas revisadas

• Gigafábrica SolarCity

  Búfalo, Nueva York

• El futuro de la energía solar

  Iniciativa energética del MIT, mayo de 2015

  
  
  

Buffalo está intentando una recuperación económica impulsada por la iniciativa Buffalo Billion del estado, un plan de redesarrollo de varios años encabezado por el gobernador Andrew Cuomo. El financiamiento incluye apoyo para un nuevo centro de investigación genómica y un centro de tecnología de la información, pero en el corazón de las ambiciones de la ciudad está la fábrica solar, en la que Nueva York está gastando $750 millones para construir y equipar. SolarCity, con sede en Silicon Valley, lo arrendará, esencialmente de forma gratuita, y se ha comprometido a gastar $5 mil millones en sus operaciones de Buffalo durante la próxima década. Para Buffalo, es un intento de reinventar su futuro en torno a la fabricación solar. Para SolarCity, consolidará su posición como una de las empresas solares más agresivas y de más rápido crecimiento del país.

Esta historia fue parte de nuestra edición de septiembre de 2015

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El plan para construir la instalación de fabricación masiva llega en un momento en que la demanda de energía solar está en auge en los Estados Unidos. En 2008, la nación tenía alrededor de 1,1 gigavatios de energía fotovoltaica, el tipo dominante de energía solar; a fines de 2014 tenía 18,3 gigavatios. El año pasado, los propietarios de viviendas, las empresas y las empresas de energía agregaron alrededor de 6,2 gigavatios y se espera que instalen otros ocho gigavatios este año. Gran parte de eso está en California, pero la energía solar se está afianzando en otros estados, impulsada por una combinación de créditos fiscales federales e incentivos estatales y locales. Aproximadamente un tercio de la capacidad de generación de electricidad agregada el año pasado en los Estados Unidos fue solar, solo superada por las plantas de gas natural. (Aún así, la energía solar aún proporciona menos del 1 por ciento de la electricidad del país).

SolarCity ha jugado un papel importante en la rápida expansión. Al ofrecer esquemas de financiación innovadores, ha estimulado una fuerte demanda de paneles de techo en los hogares, el sector de más rápido crecimiento del mercado solar. En lugar de comprar los costosos paneles solares y pagar su instalación, los propietarios de viviendas que participan en una de las ofertas de SolarCity pueden arrendar el sistema por 20 años pagando una tarifa mensual. Debido a que es propietaria de los paneles, SolarCity se beneficia del generoso crédito fiscal de inversión federal del 30 por ciento para la energía solar; al propietario se le acreditan las tarifas eléctricas minoristas por cualquier excedente de energía que se devuelva a la red. SolarCity aún no es rentable, pero sus ingresos se duplicaron entre 2012 y 2014, ya que su programa de arrendamiento resultó atractivo para los propietarios de viviendas, especialmente en lugares con tarifas eléctricas altas y mucho sol, como California. La compañía espera instalar suficientes paneles este año para producir un gigavatio de energía.

La fábrica de SolarCity en Buffalo, vista aquí y arriba en mayo, se completará el próximo año.

No por casualidad, un gigavatio será la capacidad de la fábrica de Buffalo cuando esté en pleno funcionamiento, lo cual está programado para principios de 2017. Hasta ahora, el negocio de la empresa se ha basado en la comercialización, el financiamiento y la instalación de sistemas solares. En lugar de producir paneles solares, los compra, principalmente a fabricantes chinos. La fábrica de Buffalo cambia todo eso. Nuestra aspiración es construir muchas más de estas fábricas con el tiempo, dice Peter Rive, director de tecnología, quien fundó SolarCity con su hermano hace nueve años (su primo Elon Musk es el presidente de la compañía). Y aunque Rive dice que la compañía no quiere perder el ojo en la construcción y operación de la planta de Buffalo, agrega que poco después de que se logre, queremos crear la instalación solar más grande del mundo, sin importar el oeste. Hemisferio. De hecho, SolarCity declaró anteriormente que su plan es agregar una o más plantas significativamente más grandes con una capacidad de producción anual de un orden de magnitud mayor que la de la planta de Buffalo.

La empresa fabricará un nuevo tipo de tecnología fotovoltaica en Buffalo. Las células solares utilizan silicio cristalino, el material utilizado en las células convencionales, con una película delgada de otra forma de silicio y una capa de óxido semiconductor. El diseño de celda solar híbrida, que obtuvo SolarCity cuando compró una pequeña empresa llamada Silevo en 2014, está diseñado para ser más eficiente que las celdas de silicio estándar en la conversión de la luz solar en electricidad, además de ser relativamente barato de fabricar. Pero si bien SolarCity opera una planta de 32 megavatios en Hangzhou, China, que Silevo construyó para fabricar las células solares, escalar rápidamente esas operaciones a la planta mucho más grande en Buffalo será una hazaña de ingeniería.

Incluso si todo va bien, la gigafábrica podría enfrentarse a un mercado de energía solar radicalmente diferente. A fines de 2016, el crédito fiscal federal para la energía solar se reducirá del 30 al 10 por ciento para las empresas y desaparecerá por completo para los consumidores que compran sus propios paneles solares. Al hacer que la energía solar residencial sea menos asequible, el cambio podría ser devastador para la industria. Y llegará justo cuando la fábrica de Buffalo esté aumentando su capacidad de fabricación.

costos reales

Los temores sobre lo que sucederá cuando disminuyan las exenciones fiscales se ven alimentados por una realidad desafortunada: en la mayoría de los lugares y en la mayoría de las condiciones, la energía solar no subsidiada sigue siendo demasiado costosa para competir con otras fuentes de electricidad. Y la energía solar en la azotea es especialmente cara. Los subsidios y otros incentivos gubernamentales son la razón por la que el mercado solar está en auge. Si las tecnologías se eligieran únicamente en función de lo que cuesta producir energía, no habría un mercado para la energía solar residencial, dice Severin Borenstein, profesor de la Escuela de Negocios Haas de la Universidad de California, Berkeley, y experto en economía de la electricidad. Sin incentivos gubernamentales para la energía limpia como la solar, dice, el gas natural acaba con todo lo demás.

Quite el crédito fiscal y la energía solar residencial permanecerá muy por encima de la paridad de la red en todos los estados en los años venideros.

Mucho se ha hablado del hecho de que la energía solar se está acercando a la paridad de la red, el punto en el que es tan barata como la electricidad a partir de gas natural o carbón. Más recientemente, un informe de Deutsche Bank calculó que la energía solar ya está en paridad de red en 14 estados de EE. UU. y que casi todos los demás estarán allí el próximo año. Pero eso no significa que sea tan barato producir energía solar como generar electricidad con gas natural. El informe de Deutsche Bank compara el costo actual de la energía solar con el precio minorista de la electricidad, que incluye varios cargos, incluidas las tarifas por actualizar y mantener la red. Esa es una comparación sensata para los consumidores que deciden instalar energía solar. Pero no es una comparación real de los costos para producir electricidad. Y ese es la comparación que importa para determinar la forma más rentable de introducir más energía limpia y reducir nuestras emisiones de carbono.

El costo del módulo fotovoltaico, el trozo de silicio u otros semiconductores que convierten la luz solar en electricidad, se ha reducido de manera impresionante a lo largo de los años. Un módulo solar de silicio se vendió a 4 dólares el vatio en 2008; en 2014 fue de 65 centavos por vatio. Pero ha sido más difícil reducir los otros gastos: los llamados costos de equilibrio del sistema (BOS), que incluyen hardware como los inversores que son necesarios para conectar los paneles a la red y, lo que es más importante, la mano de obra para instalar el sistema. equipo. La instalación de paneles solares pesados ​​en los techos de las casas es particularmente costosa. En tales instalaciones, los costos de BOS representan aproximadamente el 85 por ciento del gasto total del sistema, según un extenso informe del MIT llamado El futuro de la energía solar, lanzado en mayo. O como dice Robert C. Armstrong, director de la Iniciativa Energética del MIT y uno de los autores del informe: incluso si regalas los materiales [fotovoltaicos] de forma gratuita, aún no podrías producir electricidad a un precio tan bajo como con el carbón. o gas natural.

Los economistas favorecen una medida llamada costo nivelado de energía para comparar diferentes fuentes de electricidad. El cálculo estima el costo de instalar un sistema y el costo promedio de producir electricidad durante su vida útil. Cuando los gastos se calculan de esta manera, las grandes granjas solares que suministran electricidad directamente a las empresas de servicios públicos son el tipo de energía solar más rentable. Según el informe del MIT, las plantas de energía solar en el sur de California y Massachusetts habrían nivelado los costos de 10,5 centavos y 15,8 centavos por kilovatio-hora, respectivamente (California recibe mucho más sol, produciendo una mayor producción). Mientras tanto, una nueva planta de energía de gas natural puede generar energía a 6,6 centavos por kilovatio-hora. La comparación para la energía solar residencial es aún más desalentadora: una casa de Massachusetts genera energía solar a 28,7 centavos por kilovatio-hora, y una en el sur de California la produce a 19,2 centavos, dice el informe del MIT.

Eso es sin subsidios del gobierno. Con los incentivos actuales, incluido el crédito fiscal, las cifras se vuelven mucho más favorables para la energía solar, aunque en general sigue siendo más costosa que producir energía con plantas a gas.

Stefan Reichelstein, profesor de la escuela de negocios de la Universidad de Stanford y director del Centro Steyer-Taylor de Política y Finanzas Energéticas, y sus colegas han analizado cómo el cambio del crédito fiscal en particular afectará la economía solar. Descubrieron que incluso sin el crédito fiscal, las grandes granjas solares podrían ser competitivas con las plantas de gas natural para 2025 en estados como California. Pero la historia es muy diferente para el poder residencial. Con un crédito del 30 por ciento, una instalación solar residencial produce energía a un precio inferior al precio de la electricidad minorista en California (las tarifas de electricidad del estado son mucho más altas que el promedio nacional). Lo mismo ocurre en otros estados soleados como Colorado y Carolina del Norte, aunque no en un estado como Nueva Jersey. Pero reduzca el crédito al 10 por ciento y ningún estado estará en paridad de red. Elimine el crédito fiscal por completo e, incluso suponiendo una disminución continua en el costo de las celdas solares y la instalación, la energía solar residencial permanecerá muy por encima de la paridad de la red en todos los estados durante muchos años.

Sin días de nieve

Probablemente necesitaremos grandes cantidades de energía solar si queremos evitar los efectos más nefastos del cambio climático. Armstrong del MIT, por ejemplo, calcula que aproximadamente el 50 por ciento de la electricidad del mundo deberá provenir de la energía solar para 2050, lo que requerirá alrededor de 12,5 teravatios de capacidad fotovoltaica. Apenas hemos comenzado la difícil y costosa transformación. Eventualmente, se necesitarán materiales solares muy mejorados y mejores opciones de almacenamiento, como baterías, así como un precio realista de las emisiones de carbono. Pero mientras tanto, necesitamos políticas que sean más efectivas para ayudar a que la energía solar sea un contribuyente significativo a nuestro suministro de electricidad. Como dice Armstrong, el dinero no es infinito. Necesitamos obtener tanta energía solar como podamos por el dinero.

La realidad de que el auge de la energía solar ha dependido de los subsidios del gobierno no significa que tales incentivos deban terminar. Por el contrario, deja en evidencia lo importantes que son para lograr el objetivo que le importa a la sociedad: una reducción general de las emisiones de dióxido de carbono al menor costo posible. Pero deben diseñarse cuidadosamente para que sean lo más justos posible. Esto significa, dice Borenstein, que los subsidios no deberían favorecer versiones ineficientes de tecnologías de energía limpia, como la energía solar en los techos en lugar de plantas a escala de servicios públicos. Tenemos que quitar el pulgar de la balanza, dice.

Un peligro más amplio es que los incentivos para la energía solar en general se perciban cada vez más como injustos o demasiado costosos.

Tome la práctica de la medición neta, la política en la mayoría de los estados que permite efectivamente a los residentes vender energía solar a la red a precios minoristas de electricidad. Casi todas las casas con energía solar en la azotea están conectadas a la red, una necesidad dada la naturaleza intermitente de la energía solar. Básicamente, estos propietarios utilizan la red para almacenamiento y respaldo de energía, y obtienen una pequeña ganancia inesperada del alto precio minorista de la electricidad en muchos estados, incluidos California y Nueva York. Los defensores de la energía solar argumentan que estas instalaciones agregan energía a la red, ayudan a compensar la demanda durante el día y brindan otros beneficios que estabilizan la red. Aún así, dice Borenstein, la medición neta es claramente un subsidio que favorece a aquellos con energía solar residencial y agrega costos a la operación de la red, gastos pagados por otros usuarios.

El resultado ha sido un debate polémico en muchas comunidades y estados sobre el establecimiento de límites en la cantidad de energía solar que califica para la medición neta. Un peligro más amplio es que los incentivos para la energía solar en general se perciban cada vez más como injustos o demasiado costosos en un momento en que claramente aún no está lista para competir sin subsidios. Incluso aquellos que critican la mezcolanza de incentivos estatales y federales existentes para la energía solar, como Borenstein y Armstrong, no están ansiosos por ver que el crédito fiscal cambie repentinamente el próximo año. Cortar el crédito abruptamente podría dañar la industria [solar], dice Armstrong. Y eso sería una pena.

De hecho, el cambio en la política fiscal será una prueba crítica de cuán dependiente es la industria solar de los subsidios. Rive de SolarCity cree que hará que el mercado se estanque durante un par de años. Reconoce que SolarCity ya no podrá competir en varios estados que tienen tarifas eléctricas bajas. Pero él predice que su compañía estará bien debido a sus productos de costo relativamente bajo. Y sugiere que la gigafábrica de Buffalo podría proporcionar una fuerte ventaja competitiva.

SolarCity espera que los paneles solares construidos en la fábrica puedan convertir del 22 al 23 por ciento de la luz solar que los golpea en electricidad, en comparación con alrededor del 15 al 16 por ciento de la tecnología de silicio convencional. Eso significa que los propietarios podrían instalar menos paneles para producir la misma cantidad de energía, o podrían instalar la misma cantidad de paneles y producir más energía. De cualquier manera, podría ayudar a mantener la competitividad de la empresa.

La nueva tecnología también podría ser un gran problema para Buffalo. En general, se espera que la gigafábrica cree 3.000 puestos de trabajo en la ciudad, la mitad en la fábrica y otros 1.500 con contratistas y proveedores. SolarCity también se ha comprometido a emplear a 2000 trabajadores en el estado durante los próximos cinco años en la venta e instalación de sus paneles solares. No es exactamente recrear los trabajos de la industria del acero que una vez dominó el área, pero es un comienzo. (Cuando Republic Steel cerró en 1984, tenía 2500 trabajadores, aunque Bethlehem Steel, a unas pocas millas de distancia en Lackawanna, tenía muchos más).

Como una de las ciudades más nubladas de los Estados Unidos, Buffalo no es un área particularmente atractiva para la energía solar. Más bien, SolarCity está haciendo su debut como fabricante allí debido a los generosos incentivos del estado y la experiencia e infraestructura industrial de la ciudad. Irónicamente, Buffalo ofrece otro gran beneficio: la tarifa de electricidad para los fabricantes promedia solo 4,79 centavos por kilovatio-hora, lo cual es posible gracias a la energía hidroeléctrica barata generada en las Cataratas del Niágara. Si la empresa quiere hacer la transición de ser esencialmente una empresa de servicios solares a un fabricante que juega un papel importante en la economía del país, Buffalo es un buen lugar para estar.

A principios de este verano, cientos de personas de la comunidad empresarial local abarrotaron un hotel del centro para escuchar a SolarCity describir sus planes y conocer las oportunidades para suministrar servicios a la gigafábrica. Fue la primera reunión formal entre ejecutivos de SolarCity, con su entusiasmo y ambición ilimitada de Silicon Valley, y muchos de los líderes empresariales en una ciudad industrial que ha sufrido décadas de decepciones económicas. SolarCity producirá 10.000 paneles al día en la fábrica, dijo uno de sus ejecutivos a la audiencia, y derribarlo debido al clima no es una opción. (Sin duda la afirmación hizo recordar a muchos que siete meses antes habían caído siete pies de nieve en unos pocos días, paralizando la ciudad).

Buffalo, una vez la octava ciudad más grande de los Estados Unidos, se enorgullece de su reciente renacimiento económico. El centro de la ciudad y un paseo marítimo renovado están llenos de actividad y salpicados de proyectos de construcción. Pero esta renovación está fuertemente respaldada por las inversiones del estado. Y el éxito de SolarCity, en sí mismo un gran receptor de fondos del estado, podría ser fundamental para determinar el futuro económico de la ciudad. También será una prueba decisiva para el papel que desempeñarán los incentivos gubernamentales para impulsar aún más la expansión de la energía solar.

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