La caída dramática en el costo de los módulos solares fotovoltaicos PV, que ha caído en un 99 por ciento en las últimas cuatro décadas, a menudo se promociona como una gran historia de éxito para la tecnología de energía renovable. Pero una pregunta nunca se ha abordado por completo:¿Qué explica exactamente esa sorprendente caída?
Un nuevo análisis realizado por investigadores del MIT ha señalado qué causó el ahorro, incluidas las políticas y los cambios tecnológicos que más importaban. Por ejemplo, descubrieron que la política gubernamental para ayudar a los mercados en crecimiento desempeñaba un papel fundamental en la reducción de los costos de esta tecnología.nivel, el factor dominante fue un aumento en la "eficiencia de conversión", o la cantidad de energía generada a partir de una cantidad dada de luz solar.
Las ideas pueden ayudar a informar políticas futuras y evaluar si se pueden lograr mejoras similares en otras tecnologías. Los hallazgos se informan hoy en la revista Política energética en un documento de la profesora asociada del MIT Jessika Trancik, postdoctorado Goksin Kavlak y el científico investigador James McNerney.
El equipo analizó los factores de nivel tecnológico "nivel bajo" que han afectado el costo al cambiar los módulos y el proceso de fabricación. La tecnología de células solares ha mejorado mucho; por ejemplo, las células se han vuelto mucho más eficientes para convertir la luz solara la electricidad. Factores como este, explica Trancik, pertenecen a una categoría de mecanismos de bajo nivel que se ocupan de los productos físicos mismos.
El equipo también estimó los impactos en el costo de los mecanismos de "alto nivel", incluido el aprendizaje práctico, la investigación y el desarrollo, y las economías de escala. Los ejemplos incluyen la forma en que los procesos de producción mejorados han reducido el número de células defectuosas producidas y, por lo tanto, han mejorado los rendimientos, y el hecho de que las fábricas mucho más grandes han dado lugar a economías de escala significativas.
El estudio, que cubrió los años 1980 a 2012 durante el cual los costos del módulo cayeron en un 97 por ciento, descubrió que había seis factores de bajo nivel que representaban más del 10 por ciento de cada una de las caídas generales en los costos, y cuatro deesos factores representaron al menos el 15 por ciento cada uno. Los resultados apuntan a "la importancia de tener muchas 'perillas' diferentes para girar, para lograr una disminución constante en el costo", dice Trancik. Cuantas más oportunidades diferentes haya para reducir costos, eles menos probable que se agoten rápidamente.
El estudio muestra que la importancia relativa de los factores ha cambiado con el tiempo. En años anteriores, la investigación y el desarrollo fueron el mecanismo dominante de alto nivel para la reducción de costos, a través de mejoras en los dispositivos mismos y en los métodos de fabricación. Durante aproximadamente el últimoSin embargo, en la década, el factor más importante de alto nivel en la continua disminución de costos ha sido la economía de escala, a medida que las plantas de fabricación de módulos y células solares se han vuelto cada vez más grandes.
"Esto plantea la pregunta de qué factores pueden ayudar a continuar la disminución de costos", dice Trancik. "¿Cuáles son los límites para el tamaño de las plantas?"
En términos de política gubernamental, dice Trancik, las políticas que estimularon el crecimiento del mercado representaron alrededor del 60 por ciento de la disminución general de los costos, por lo que "eso jugó un papel importante en la reducción de los costos". Las políticas que estimularon el crecimiento del mercado incluyeron medidas como los estándares de cartera renovable, tarifas de alimentación y una variedad de subsidios. La I + D financiada por el gobierno representó el otro 40 por ciento, aunque la I + D pública jugó un papel más importante en los años anteriores, dice ella.
Esta es información importante, agrega, porque "durante mucho tiempo ha habido un debate sobre si estas políticas funcionan, ¿realmente estaban impulsando la mejora tecnológica? Ahora, no solo podemos responder esa pregunta, podemos decir cómomucho."
Este hallazgo, que se basa en modelos de mecanismos a nivel de dispositivo en lugar de un análisis puramente correlacional, proporciona una fuerte evidencia de un "ciclo virtuoso" que se puede crear entre la innovación tecnológica y las políticas para reducir las emisiones, dice Trancik. A medida que se implementan las políticas de emisiones, los mercados de tecnología baja en carbono crecen, las tecnologías mejoran y los costos de futuras reducciones de emisiones pueden disminuir ". Este análisis nos ayuda a entender por qué sucede esto y qué tan fuertes pueden ser las retroalimentaciones".
Trancik y sus compañeros de trabajo planean aplicar una metodología similar para analizar otras tecnologías, como la energía nuclear, así como las otras partes de las instalaciones solares: el llamado equilibrio de sistemas, incluidas las estructuras de montaje y los controladores de energía necesariospara los módulos solares, que no se incluyeron en este estudio. "El método que desarrollamos puede usarse como una herramienta para evaluar los costos de diferentes tecnologías, tanto retrospectivamente como prospectivamente", dice Kavlak.
"Esto abre una forma diferente de modelar el cambio tecnológico, desde el nivel del dispositivo hasta las medidas de política y todo lo demás", dice Trancik. "Estamos abriendo la caja negra de la innovación tecnológica".
"En el futuro, podemos mejorar nuestra intuición sobre qué factores en general hacen que las tecnologías mejoren rápidamente. La aplicación de esta herramienta a la energía solar fotovoltaica es solo el comienzo de lo que podemos hacer", dice McNerney.
Si bien el estudio se centró en el rendimiento pasado, los factores que identificó sugieren que "parece que hay oportunidades para mejoras adicionales en los costos con esta tecnología". Los resultados también sugieren que los investigadores deberían continuar trabajando en tecnologías alternativas al silicio cristalino, quees la forma dominante de tecnología solar fotovoltaica en la actualidad, pero muchas otras variedades se están explorando activamente con eficiencias potencialmente más altas o menores costos de materiales.
El estudio también destaca la importancia de continuar el progreso en la mejora de la eficiencia de los sistemas de fabricación, cuyo papel en la reducción de costos ha sido importante. "Es probable que haya más ganancias en esta dirección", dice Trancik.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por David L. Chandler. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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