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‘Energia estremamente economica’: come l’energia solare continua a sconvolgere il mondo | energia

ioNel 2000 International energia L’agenzia (IEA) dovrebbe tornare a perseguitarlo: entro il 2020, il mondo avrà installato un totale di 18 gigawatt di energia solare fotovoltaica. Sette anni dopo, la previsione si è rivelata incredibilmente sbagliata quando sono stati installati quasi 18 gigawatt di energia solare in un solo anno.

Da quando l’agenzia è stata fondata nel 1974 per misurare i sistemi energetici mondiali e anticipare i cambiamenti annuali World Energy Outlook Un documento da leggere per i responsabili politici di tutto il mondo.

Ma negli ultimi due decenni, l’Agenzia internazionale per l’energia ha avuto continuamente Non è riuscito a vedere la crescita esplosiva delle energie rinnovabili in arrivo. L’organizzazione non solo ha sottovalutato l’uso di energia solare ed eolica, ma ha anche notevolmente sovrastimato la domanda di carbone e petrolio.

In tutta onestà, l’Agenzia internazionale dell’energia, non era sola, dice Jenny Chase, responsabile dell’analisi solare presso BloombergNEF.

“Quando ho ottenuto questo lavoro nel 2005, ho pensato che forse un giorno l’energia solare avrebbe fornito l’1% dell’elettricità mondiale. Ora è il 3%. La nostra previsione ufficiale è che sarà del 23% entro il 2050, ma è totalmente sottostimato”, ha detto. dice Chase.

“Lo vedo come i limiti della modellazione. La maggior parte dei modelli di sistemi di alimentazione sono stati istituiti, o impostati, per modellare i cambiamenti sottili in un sistema di alimentazione che funziona con combustibili fossili o energia nucleare. Ogni volta che si raddoppia la capacità di produzione, si riduce il costo del solare fotovoltaico del 28 ”%.

“Abbiamo raggiunto il punto in cui l’energia solare è la fonte di energia più economica al mondo nella maggior parte dei luoghi. Ciò significa che stiamo cercando di progettare una situazione in cui la rete sembra molto diversa oggi”.

Questo drastico e rapido calo del prezzo del solare fotovoltaico è una storia sulla forza industriale cinese sostenuta dal capitale statunitense, scatenata dalla sensibilità politica europea e resa possibile in gran parte grazie al lavoro pionieristico del gruppo di ricerca australiano.

La storia profonda inizia con la successione dei presidenti degli Stati Uniti e la ricerca dell’indipendenza energetica. Il primo fu Richard Nixon, che nel novembre 1973 annunciò il progetto di indipendenza per svezzare gli Stati Uniti dal petrolio mediorientale. Poi venne Jimmy Carter, che nell’aprile 1977 dichiarò la transizione energetica “l’equivalente morale della guerra” e investì miliardi di dollari nella ricerca sulle energie rinnovabili, che si fermò completamente quando Ronald Reagan salì al potere.

Ma a quel punto l’interesse per l’Australia era aumentato.

Il padre del solare fotovoltaico

La cella solare è stata inventata quando Russell Shoemaker Uhl, un ricercatore dei Bell Laboratories, osservò nel 1940 che un campione di silicio incrinato produceva una corrente quando esposto alla luce. Tuttavia, pochi miglioramenti sono stati apportati grazie al contributo di Martin Green, un giovane professore di ingegneria presso l’Università del New South Wales.

Nato a Brisbane, Green ha trascorso un po ‘di tempo in Canada come ricercatore prima di tornare a casa nel 1974. Un anno dopo, ha avviato un gruppo di ricerca sul fotovoltaico che operava da un piccolo laboratorio universitario costruito con apparecchiature indesiderate da importanti società di ingegneria americane.

Martin Green, ricercatore presso l’Università del New South Wales, ha avviato il Solar PV Research Group nel 1975. Foto: Università del New South Wales

I suoi primi esperimenti includevano, insieme a uno studente di dottorato, la ricerca di modi per aumentare la tensione nelle prime celle solari.

“Molto presto, abbiamo iniziato a colpire tutti questi gruppi negli Stati Uniti in termini di tensione che potevamo ottenere”, afferma Green. La NASA ha un progetto a cui stanno lavorando sei appaltatori. Li abbiamo sconfitti tutti “.

Poco dopo, Green e il suo team hanno iniziato ad aumentare le loro ambizioni. Dopo aver aumentato lo sforzo, il passo successivo è stato quello di costruire celle di migliore qualità. I loro primi sforzi hanno battuto il record mondiale di competenza nel 1983, un’abitudine in cui la squadra sarebbe durata per i successivi 30 dei 38 anni.

Nei primi anni del settore, la saggezza prevalente era che un tasso di conversione del 20% rappresentasse il limite rigido di ciò che era possibile dal solare fotovoltaico. Tuttavia, Green non era d’accordo in un documento di ricerca pubblicato nel 1984 e un anno dopo, il suo team ha costruito la prima cella che ha superato tale limite e nel 1989 ha costruito il primo pannello solare completo in grado di funzionare al 20% di efficienza.

Martin Green e il team che ha costruito la prima cella solare in grado di funzionare al 20% di efficienza nel 1989
Martin Green e il team che ha costruito la prima cella solare in grado di funzionare al 20% di efficienza nel 1989. Foto: Università del New South Wales

È stato un momento in cui ciò che era possibile per l’industria si è aperto e il nuovo limite è stato “fissato” al 25% – un’altra barriera che avrebbe infranto Green e il suo team nel 2008. Nel 2015, hanno costruito la cella solare più efficiente del mondo , ottenendo un tasso di conversione del 40,6% utilizzando la luce focalizzata riflessa da uno specchio.

Ascensione del Re Sole

Da questo turbine di attività, l’industria solare cinese è nata in gran parte grazie ad un aspirante fisico di nome Zhengrong Shi.

Nato nel 1963 sull’isola di Yangchong, ha conseguito un master ed è arrivato in Australia un anno prima delle proteste di piazza Tienanmen. Aveva scoperto un volantino che pubblicizzava una borsa di ricerca e ha parlato con Green per allevarlo come studente di dottorato nel 1989.

Xi terminerà il suo dottorato in soli due anni e mezzo, un record che è ancora valido oggi. Quando divenne il dottor Shi, aveva impressionato così tanto Green che rimase un ricercatore.

Nel corso del tempo, l’università ha cercato sempre più di commercializzare la tecnologia delle celle solari leader a livello mondiale e ha stretto una partnership con Pacific Power nel 1995. I servizi pubblici hanno affondato 47 milioni di dollari in una nuova società chiamata Pacific Solar. Fu aperta una fabbrica nel sobborgo di Botanica di Sydney e Shi fu nominato vicedirettore della ricerca e sviluppo poiché si guadagnò rapidamente una reputazione di intraprendenza e precisione.

“Principalmente, Zhengrong dirigeva l’azienda”, afferma Green.

Xi è rimasto fedele per alcuni anni, ma nel novembre 2000 ha fatto un’offerta. Durante una cena tenutasi a casa sua, quattro funzionari di Jiangsu, in Cina, hanno suggerito al ricercatore 37enne e cittadino australiano di tornare a Cina E costruire lì la sua fabbrica. Dopo un po ‘di riflessione, Xi acconsentì e si stabilì nella piccola città di Wuxi dove fondò SunTech con 6 milioni di dollari in finanziamenti del governo municipale.

Un evento che segna la fondazione della principale azienda solare cinese SunTech nel 2002
Un evento che segna la fondazione del produttore cinese di pannelli solari SunTech nel 2002. Fotografia: Judy Green

L’arrivo di Xi ha causato un putiferio. La capacità di costruire pannelli solari fotovoltaici convenzionali a basso costo con un’efficienza del 17% ha superato di gran lunga quella dei suoi concorrenti.

“È stato uno shock per loro”, dice Shi. “Quando hanno visto che stiamo producendo celle solari di grandi dimensioni e altamente efficienti, hanno detto, ‘Wow”.

La prima reazione è stata: questo è il futuro. Tutti dicevano che questo era il futuro. Ma hanno anche detto che si trattava di un passo molto precoce. Quello che volevano dire era che non c’era ancora mercato per questo. In Cina a quel tempo, se si parlava di energia solare, la gente pensava al riscaldamento solare dell’acqua “.

Tutto ciò cambierà quando la Germania approverà nuove leggi che incoraggiano l’assorbimento dell’energia solare. È diventato subito evidente che c’era un’immensa domanda globale e che i produttori nel mondo stavano lottando per tenere il passo con l’offerta.

Produttore cinese di pannelli solari SunTech quotato alla Borsa di New York nel 2005
SunTech è quotata alla Borsa di New York nel 2005. Foto: Borsa di New York

Spiando un’opportunità di investimento, un consorzio composto da Actis Capital e Goldman Sachs ha convinto Xi a presentare la società per un’IPO. Quando la società è stata quotata alla Borsa di New York nel 2005, ha raccolto 420 milioni di dollari e ha reso Xi un miliardario istantaneo. Un anno dopo, la sua fortuna fu stimata in 3 miliardi di dollari e fu incoronato l’uomo più ricco della Cina, guadagnandosi il soprannome di “Re Sole”.

Dopo aver mostrato la strada, l’industria cinese del solare fotovoltaico ha iniziato una massiccia espansione. La sola SunTech ha aumentato la sua capacità di produzione da 60 MW a 500 MW, quindi a 1 GW nel 2009. L’azienda è cresciuta molto rapidamente e le sue forniture di vetro, polisilicio e sistemi elettronici necessari per costruire i suoi pannelli sono state sottoposte a pressioni, costringendola a investire pesantemente in filiere locali.

“Allora sai il resto”, dice Shi.

Potenza sporca a buon mercato – a un prezzo

Come nel resto della Cina, il tasso di sviluppo tecnologico nel settore del solare fotovoltaico sta facendo sì che un settore si costruisca un giorno, si rompa il giorno successivo e poi si riconfiguri di nuovo il giorno successivo. Con margini sottili e forte concorrenza, tutti sono sempre a un passo dalla rovina.

Intorno al 2012, i mercati globali sono stati inondati di pannelli solari, facendo scendere i prezzi fino in fondo, lasciando SunTech vulnerabile. Sotto un’intensa pressione finanziaria, un’indagine interna ha scoperto che l’offerta pubblica di acquisto lanciata era garantita da 560 milioni di euro in falsi titoli di Stato tedeschi.

Dopo aver scoperto che le obbligazioni non esistevano, Xi è stato rimosso dalla posizione di CEO della sua azienda e un anno dopo SunTech ha presentato istanza di protezione dal fallimento quando non è stata in grado di rimborsare un prestito di 541 milioni di dollari dovuto nel marzo 2013.

Qualunque cosa accada a SunTech in seguito, il professore emerito della Macquarie University John Matthews afferma che l’azienda ha svolto un ruolo fondamentale nel cambiare per sempre sia la Cina che il mondo.

Nella stranezza della storia, quello che era iniziato come un tentativo americano di sottrarsi al petrolio è stato infine catturato dalla Cina, rendendo l’energia solare poco costosa nel processo.

“L’approccio cinese alle energie rinnovabili ruota intorno alla sicurezza energetica”, afferma Matthews. “Nella scala da cui costruiscono nuove industrie, avranno bisogno di enormi importazioni di combustibili fossili tradizionali, che potrebbero paralizzarli economicamente.

“Possono superare questo problema di ostacolo geopolitico producendo le proprie apparecchiature energetiche”.

Oggi Green e Shi sono in contatto. Entrambi stanno lavorando a nuovi progetti. Shi supervisiona una nuova società mentre Green, 72 anni, è alla ricerca di nuove innovazioni da esplorare.

Una di queste innovazioni è la cella solare impilabile. Sebbene sia ancora una tecnologia altamente specializzata nelle fasi iniziali, l’idea di base è quella di posizionare un materiale sopra una cella solare per aumentare la sua produzione di energia.

“Riteniamo che l’unità del 40%, anziché il 22% che puoi fare oggi con PERC, sia ciò che il settore farà una volta che padroneggeremo questo approccio di impilamento”, afferma Green. “Stiamo solo cercando di trovare una nuova cella che abbia tutte le proprietà del silicio che possiamo impilare sul silicio.

L’Agenzia internazionale dell’energia ora afferma che l’energia solare fornisce l’energia più economica che il mondo abbia mai visto. Ma ci stiamo dirigendo verso un futuro energetico follemente a buon mercato.

“È un mondo completamente diverso in cui ci stiamo muovendo.”

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