La paridad de red (o paridad de enchufe ) se produce cuando una fuente de energía alternativa puede generar energía a un costo nivelado de electricidad (LCOE) que es menor o igual al precio de la energía de la red eléctrica . El término se utiliza con más frecuencia cuando se habla de fuentes de energía renovables , en particular la energía solar y la energía eólica . La paridad de red depende de si se está calculando desde el punto de vista de una empresa de servicios públicos o de un consumidor minorista. [1]
Se considera que alcanzar la paridad de red es el punto en el que una fuente de energía se convierte en candidata a un desarrollo generalizado sin subsidios ni apoyo gubernamental. Se cree ampliamente que se producirá un cambio generalizado en la generación hacia estas formas de energía cuando alcancen la paridad de red.
Alemania fue uno de los primeros países en alcanzar la paridad para la energía solar fotovoltaica en 2011 y 2012 para la energía solar a gran escala y la energía solar fotovoltaica sobre tejado , respectivamente. [2] : 11 En enero de 2014, la paridad de red para los sistemas solares fotovoltaicos ya se había alcanzado en al menos diecinueve países. [3]
La energía eólica alcanzó la paridad de red en algunos lugares de Europa a mediados de la década de 2000, y su precio ha seguido bajando.
El precio de la electricidad de la red eléctrica es complejo. La mayoría de las fuentes de energía en el mundo desarrollado se generan en plantas a escala industrial desarrolladas por consorcios privados o públicos. La empresa que suministra la energía y la empresa que la entrega a los clientes suelen ser entidades separadas que celebran un contrato de compra de energía que establece una tarifa fija para toda la energía suministrada por la planta. En el otro extremo del cable, la empresa de distribución local (LDC) cobra tarifas que cubrirán sus compras de energía a los distintos productores que utiliza.
Esta relación no es sencilla; por ejemplo, una empresa de bajo consumo puede comprar grandes cantidades de energía de carga base de una planta nuclear a un costo fijo bajo y luego comprar energía de pico sólo cuando la necesite de las centrales de gas natural a un costo mucho más alto, quizás cinco o seis veces mayor. Dependiendo de su política de facturación, esto podría facturarse al cliente a una tarifa plana que combine las dos tarifas que paga la empresa de bajo consumo, o alternativamente sobre la base de una política de precios basada en el tiempo que intente ajustar más estrechamente los costos de los insumos a los precios al cliente.
Como resultado de estas políticas, la definición exacta de "paridad de red" varía no sólo de un lugar a otro, sino de un cliente a otro e incluso de una hora a otra.
Por ejemplo, la energía eólica se conecta a la red por el lado de la distribución (en lugar de por el lado del cliente). Esto significa que compite con otras grandes formas de energía a escala industrial, como las centrales hidroeléctricas, nucleares o de carbón, que suelen ser formas de energía baratas. Además, el operador de distribución cobrará al generador por llevar la energía a los mercados, lo que aumentará sus costos nivelados.
La energía solar tiene la ventaja de que se puede escalar fácilmente a partir de sistemas tan pequeños como un solo panel solar colocado en el techo del cliente. En este caso, el sistema tiene que competir con el precio minorista posterior a la entrega , que generalmente es mucho más alto que el precio mayorista en ese momento.
También es importante tener en cuenta los cambios en los precios de la red a la hora de determinar si una fuente está o no en paridad. Por ejemplo, la introducción de precios en función del tiempo de uso y un aumento general de los precios de la energía en México durante 2010 y 2011 ha provocado que muchas formas de energía renovable alcancen repentinamente la paridad con la red. Una caída de los precios de la energía, como ha sucedido en algunos lugares debido a la recesión de finales de la década de 2000 , también puede hacer que los sistemas que antes estaban en paridad ya no sean interesantes.
En términos generales, los precios de los combustibles siguen aumentando, mientras que las fuentes de energía renovables siguen reduciendo sus costos iniciales. Como resultado, se pronosticó que la paridad de red generalizada para la energía eólica y solar se daría entre 2015 y 2020.
La paridad de red se utiliza con mayor frecuencia en el campo de la energía solar , y más específicamente cuando se hace referencia a la energía solar fotovoltaica (PV). Como los sistemas fotovoltaicos no utilizan combustible y en gran medida no requieren mantenimiento, el costo nivelado de la electricidad (LCOE) está dominado casi en su totalidad por el costo de capital del sistema. Con el supuesto de que la tasa de descuento será similar a la tasa de inflación de la energía de la red, el costo nivelado se puede calcular dividiendo el costo de capital original por la cantidad total de electricidad producida durante la vida útil del sistema.
Como el LCOE de la energía solar fotovoltaica está dominado por los costos de capital, y estos por los costos de capital de los paneles, los precios mayoristas de los módulos fotovoltaicos son la consideración principal al hacer un seguimiento de la paridad de red. Un estudio de 2015 muestra que el precio/kWh ha caído un 10% por año desde 1980, y predice que la energía solar podría contribuir con el 20% del consumo total de electricidad para 2030, mientras que la Agencia Internacional de la Energía predice un 16% para 2050. [7]
El precio de la electricidad procedente de estas fuentes se redujo unas 25 veces entre 1990 y 2010. Esta tasa de reducción de precios se aceleró entre finales de 2009 y mediados de 2011 debido al exceso de oferta ; el coste mayorista de los módulos solares se redujo aproximadamente un 70%. [8] Estas presiones han exigido eficiencias en toda la cadena de construcción, por lo que el coste total de instalación también se ha reducido considerablemente. Ajustando la inflación, costaba 96 dólares por vatio un módulo solar a mediados de los años 1970. Las mejoras de proceso y un gran impulso en la producción han reducido esa cifra un 99 por ciento, a 68 centavos por vatio en febrero de 2016, según datos de Bloomberg New Energy Finance. [9] El movimiento a la baja de los precios continúa. Palo Alto, California, firmó un acuerdo de compra al por mayor en 2016 que aseguraba energía solar a 3,7 centavos por kilovatio-hora. Y en el soleado Qatar, la electricidad generada mediante energía solar a gran escala se vendió en 2020 por solo 0,01567 dólares por kWh más barata que cualquier otra forma de electricidad de origen fósil. [10]
El precio minorista promedio de las células solares, según el seguimiento del grupo Solarbuzz, cayó de 3,50 dólares por vatio a 2,43 dólares por vatio en el transcurso de 2011, y parece inevitable que baje hasta situarse por debajo de los 2,00 dólares por vatio. [11] Solarbuzz hace un seguimiento de los precios minoristas, que incluyen un gran margen sobre los precios mayoristas, y los sistemas suelen ser instalados por empresas que compran a precio mayorista. Por este motivo, los costes totales de instalación suelen ser similares al precio minorista de los paneles solos. Los costes de instalación recientes de sistemas totales rondan los 2.500 dólares por kW p en Alemania [12] o los 3.250 dólares en el Reino Unido [13] . En 2011, el coste de capital de la energía fotovoltaica había caído muy por debajo del de la energía nuclear y estaba previsto que bajara aún más. [11]
Conocer la producción esperada permite calcular el LCOE. Los módulos generalmente tienen una garantía de 25 años y sufren solo una degradación menor durante ese tiempo, por lo que todo lo que se necesita para predecir la generación es la insolación local . Según PVWatts Archivado el 18 de enero de 2012 en Wayback Machine, un sistema de un kilovatio en Matsumoto, Nagano , producirá 1187 kilovatios-hora (kWh) de electricidad al año. Durante una vida útil de 25 años, el sistema producirá alrededor de 29.675 kWh (sin tener en cuenta los pequeños efectos de la degradación del sistema, alrededor del 0,25% al año). Si este sistema cuesta $5.000 para instalar ( $5 por vatio ), muy conservador en comparación con los precios mundiales, el LCOE = 5.000/29.675 ~= 17 centavos por kWh. Esta cifra es inferior a la tarifa residencial japonesa promedio de ~19,5 centavos, lo que significa que, en este caso simple que omite el cálculo necesario del valor temporal del dinero , la energía fotovoltaica había alcanzado la paridad de red para los usuarios residenciales en Japón.
Decidir si la energía fotovoltaica está o no en paridad de red es más complejo que en el caso de otras fuentes, debido a un efecto secundario de una de sus principales ventajas. En comparación con la mayoría de las fuentes, como las turbinas eólicas o las represas hidroeléctricas, la energía fotovoltaica puede escalarse con éxito a sistemas tan pequeños como un panel o tan grandes como millones. En el caso de los sistemas pequeños, se pueden instalar en la ubicación del cliente. En este caso, el LCOE compite con el precio minorista de la energía de la red, que incluye todos los agregados previos como tarifas de transmisión, impuestos, etc. En el ejemplo anterior, se ha alcanzado la paridad de red en Nagano. Sin embargo, los precios minoristas son generalmente más altos que los precios mayoristas, por lo que es posible que no se haya alcanzado la paridad de red para el mismo sistema instalado en el lado de la oferta de la red.
Para abarcar todas estas posibilidades, la NEDO de Japón define la paridad de red en tres fases: [14]
Estas categorías se clasifican en función del precio de la energía que desplazan; la energía residencial es más cara que la comercial al por mayor. Por lo tanto, se espera que la primera fase se alcance antes que la tercera.
Las predicciones del marco temporal de 2006 esperaban paridad de red minorista para la energía solar en la era 2016 a 2020, [15] [16] pero debido a los rápidos cambios a la baja de los precios, los cálculos más recientes han obligado a reducciones drásticas en la escala de tiempo, y la sugerencia de que la energía solar ya ha alcanzado la paridad de red en una amplia variedad de lugares. [8] La Asociación Europea de la Industria Fotovoltaica (EPIA) calculó que la energía fotovoltaica alcanzaría la paridad en muchos de los países europeos para 2020, con costos que se reducirían a aproximadamente la mitad de los de 2010. [4] Sin embargo, este informe se basó en la predicción de que los precios caerían entre un 36 y un 51% entre 2010 y 2020, una disminución que en realidad tuvo lugar durante el año en que se redactó el informe. Se afirmó que la línea de paridad se había cruzado en Australia en septiembre de 2011, [17] y los precios de los módulos han seguido cayendo desde entonces.
Stanwell Corporation, una empresa generadora de electricidad propiedad del gobierno de Queensland, tuvo pérdidas en 2013 debido a sus 4.000 MW de generación a carbón y gas. La empresa atribuyó esta pérdida a la expansión de la generación solar en los tejados, lo que redujo el precio de la electricidad durante el día; algunos días el precio por MWh (normalmente 40-50 dólares australianos) era casi cero. [18] [19] El gobierno australiano y Bloomberg New Energy Finance pronostican que la producción de energía mediante energía solar en los tejados se sextuplicará entre 2014 y 2024. [19]
Desde principios de la década de 2010, la energía fotovoltaica ha empezado a competir en algunos lugares sin subsidios. Shi Zhengrong afirmó que, en 2012, la energía solar sin subsidios ya era competitiva con los combustibles fósiles en India , Hawái , Italia y España. A medida que los precios de los sistemas fotovoltaicos disminuyeron, era inevitable que los subsidios terminaran. "La energía solar podrá competir sin subsidios con las fuentes de energía convencionales en la mitad del mundo en 2015". [20] [21] [ necesita actualización ] De hecho, evidencia reciente sugiere que ya se ha alcanzado la paridad de red fotovoltaica en países de la cuenca mediterránea (Chipre). [22]
Las predicciones de que una fuente de energía se vuelve autosuficiente cuando se alcanza la paridad parecen estar cumpliéndose. Según muchos indicadores, la energía fotovoltaica es la fuente de energía que crece más rápidamente en el mundo:
En el caso de las instalaciones a gran escala, hoy en día es habitual que los precios sean inferiores a 1 dólar por vatio. En algunos lugares, la energía fotovoltaica ha alcanzado la paridad de red, el coste al que puede competir con la generación a base de carbón o gas. En términos más generales, ahora es evidente que, dado un precio del carbono de 50 dólares por tonelada, que elevaría el precio de la energía a base de carbón en 5 céntimos por kWh, la energía solar fotovoltaica será competitiva en cuanto a costes en la mayoría de los lugares. La caída del precio de la energía fotovoltaica se ha reflejado en un rápido crecimiento de las instalaciones, que en 2011 sumaron unos 23 GW . Aunque es probable que en 2012 se produzca cierta consolidación, a medida que las empresas intenten recuperar la rentabilidad, parece probable que el fuerte crecimiento continúe durante el resto de la década. Según una estimación, ya en 2011 la inversión total en energías renovables superó la inversión en generación de electricidad a base de carbón. [11]
Las drásticas reducciones de precios en la industria fotovoltaica han hecho que otras fuentes de energía pierdan interés. No obstante, sigue existiendo la creencia generalizada de que la energía solar de concentración (CSP) será incluso más barata que la fotovoltaica, aunque sólo es adecuada para proyectos a escala industrial y, por lo tanto, tiene que competir a precios mayoristas. Una empresa afirmó en 2011 que producir CSP cuesta 0,12 dólares/kWh en Australia y esperaba que este precio bajara a 0,06 dólares/kWh en 2015 debido a las mejoras en la tecnología y las reducciones en los costos de fabricación de los equipos . [23] Greentech Media predijo que el LCOE de la energía CSP y fotovoltaica bajaría a 0,07–0,12 dólares/kWh en 2020 en California. [24]
La paridad de red también se aplica a la energía eólica, donde varía según la calidad del viento y la infraestructura de distribución existente. ExxonMobil predijo en 2011 que el costo real de la energía eólica se acercaría a la paridad con el gas natural y el carbón sin secuestro de carbono y sería más barato que el gas natural y el carbón con secuestro de carbono para 2025. [25]
Las turbinas eólicas alcanzaron la paridad de red en algunas áreas de Europa a mediados de la década de 2000, y en los EE. UU. aproximadamente en la misma época. La caída de los precios sigue haciendo bajar el costo nivelado y se sugirió que había alcanzado la paridad de red general en Europa en 2010, y alcanzaría el mismo punto en los EE. UU. alrededor de 2016 debido a una reducción esperada en los costos de capital de aproximadamente el 12%. [26] Sin embargo, una cantidad significativa del recurso de energía eólica en América del Norte permaneció por encima de la paridad de red debido a las largas distancias de transmisión involucradas. (Véase también la base de datos OpenEI para el costo de la electricidad por fuente ).