La paridad de red (o paridad de enchufe ) ocurre 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 más comúnmente 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 calcula 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 un competidor para un desarrollo generalizado sin subsidios ni apoyo gubernamental. Se cree ampliamente que se producirá un cambio total 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 fotovoltaica a gran escala y la energía solar fotovoltaica en tejados , 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 es complejo. La mayoría de las fuentes de energía en el mundo desarrollado se generan en plantas a escala industrial desarrolladas por consorcios públicos o privados. La empresa que proporciona la energía y la empresa que la entrega a los clientes suelen ser entidades separadas que celebran un acuerdo de compra de energía que establece una tarifa fija para toda la energía entregada por la planta. En el otro extremo del cable, la empresa de distribución local (LDC) cobra tarifas que cubrirán sus compras de energía a la variedad de productores que utilizan.
Esta relación no es sencilla; por ejemplo, un PMA 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 sea necesaria a fuentes de pico de gas natural a un costo mucho mayor, tal vez cinco o seis veces. Dependiendo de su política de facturación, esto podría facturarse al cliente a una tarifa fija que combine las dos tarifas que paga LDC o, alternativamente, basándose en una política de precios basada en el tiempo que intenta hacer coincidir más estrechamente los costos de los insumos con los precios del cliente.
Como resultado de estas políticas, la definición exacta de "paridad de red" varía no sólo de un lugar a otro, sino también de un cliente a otro e incluso de una hora a otra.
Por ejemplo, la energía eólica se conecta a la red en el lado de la distribución (a diferencia del 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 generalmente son formas de energía económicas. 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 escalar fácilmente desde 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 al mismo tiempo mucho más alto que el precio mayorista.
También es importante considerar los cambios en los precios de la red al determinar si una fuente está o no en paridad. Por ejemplo, la introducción de precios por tiempo de uso y un aumento general de los precios de la energía en México durante 2010 y 2011 ha resultado repentinamente en que muchas formas de energía renovable alcancen la paridad de red. Una caída en los precios de la energía, como ha ocurrido 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 los costos iniciales de las fuentes de energía renovables continúan reduciéndose. Como resultado, en general se predijo una paridad de red generalizada para la energía eólica y solar para el período comprendido entre 2015 y 2020.
La paridad de red se utiliza más comúnmente 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. Suponiendo 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 paneles, los precios mayoristas de los módulos fotovoltaicos son la principal consideración al realizar un seguimiento de la paridad de la red. Un estudio de 2015 muestra que el precio/kWh ha caído un 10 % anual 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 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 costo mayorista de los módulos solares cayó aproximadamente un 70%. [8] Estas presiones han exigido eficiencias en toda la cadena de construcción, por lo que el costo total de instalación también se ha reducido considerablemente. Ajustando la inflación, a mediados de la década de 1970 un módulo solar costaba 96 dólares por vatio. Las mejoras en los procesos y un gran impulso en la producción han reducido esa cifra en un 99 por ciento, a 68 centavos por vatio en febrero de 2016, según datos de Bloomberg New Energy Finance. [9] Continúa la tendencia a la baja en los precios. Palo Alto California firmó un acuerdo de compra mayorista en 2016 que aseguraba energía solar a 3,7 centavos por kilovatio-hora. Y en el soleado Qatar, la electricidad generada por energía solar a gran escala se vendió en 2020 por sólo 0,01567 dólares el kWh, más barata que cualquier forma de electricidad de origen fósil. [10]
El precio minorista medio de las células solares, según lo supervisado por el grupo Solarbuzz, cayó de 3,50 dólares/vatio a 2,43 dólares/vatio en el transcurso de 2011, y una caída a precios por debajo de 2,00 dólares/vatio parece inevitable. [11] Solarbuzz rastrea los precios minoristas, lo que incluye un gran margen sobre los precios mayoristas, y los sistemas suelen ser instalados por empresas que compran al precio mayorista. Por esta razón, los costos totales de instalación suelen ser similares al precio minorista de los paneles únicamente. Los costes totales de instalación recientes de los sistemas rondan los 2.500 dólares/kW p en Alemania [12] o los 3.250 dólares en el Reino Unido. [13] A partir de 2011, el coste de capital de la energía fotovoltaica había caído muy por debajo del de la energía nuclear y estaba previsto que cayera aún más. [11]
Conocer la producción esperada permite calcular el LCOE. Los módulos generalmente tienen una garantía de 25 años y solo sufren 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 la instalación de este sistema cuesta 5.000 dólares ( 5 dólares por vatio ), muy conservador en comparación con los precios mundiales, el LCOE = 5.000/29.675 ~= 17 centavos por kWh. Esto es más bajo que la tarifa residencial japonesa promedio de ~19,5 centavos, lo que significa que, en este caso simple que omite el cálculo necesario del valor del dinero en el tiempo , 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 otras fuentes, debido al 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 escalar con éxito a sistemas tan pequeños como un panel o tan grandes como millones. En el caso de 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 todas las adiciones upstream como tarifas de transmisión, impuestos, etc. En el ejemplo anterior, la paridad de red se alcanzó 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, NEDO de Japón define la paridad de red en tres fases: [14]
Estas categorías se clasifican en términos del precio del poder que desplazan; La energía residencial es más cara que la comercial al por mayor. Por tanto, se espera que la primera fase se alcance antes que la tercera fase.
Las predicciones del período de 2006 esperaban la paridad de la red minorista para la energía solar en la era 2016 a 2020, [15] [16] pero debido a los rápidos cambios de precios a la baja, cálculos más recientes han forzado reducciones dramáticas 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 ubicaciones. [8] La Asociación Europea de la Industria Fotovoltaica (EPIA) calculó que la energía fotovoltaica alcanzaría la paridad en muchos de los países europeos en 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 36 y 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, un generador de electricidad propiedad del gobierno de Queensland, registró 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 tejados, que redujo el precio de la electricidad durante el día; algunos días, el precio por MWh (normalmente entre 40 y 50 dólares australianos) era casi cero. [18] [19] El gobierno australiano y Bloomberg New Energy Finance pronostican que la producción de energía solar en tejados se multiplicará por seis entre 2014 y 2024. [19]
Desde principios de la década de 2010, la energía fotovoltaica comenzó a competir en algunos lugares sin subsidios. Shi Zhengrong dijo que, en 2012, la energía solar no subvencionada ya era competitiva con los combustibles fósiles en India , Hawaii , Italia y España. A medida que los precios de los sistemas fotovoltaicos bajaban, era inevitable que terminaran los subsidios. "La energía solar podrá competir sin subvenciones con las fuentes de energía convencionales en la mitad del mundo en 2015". [20] [21] [ necesita actualización ] De hecho, evidencia reciente sugiere que la paridad de la red fotovoltaica ya se ha alcanzado 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 hacerse realidad. Según muchas mediciones, la energía fotovoltaica es la fuente de energía de más rápido crecimiento en el mundo:
Para instalaciones a gran escala, los precios por debajo de 1 dólar por vatio son ahora comunes. En algunos lugares, la energía fotovoltaica ha alcanzado la paridad de red, el costo al que es competitiva con la generación a carbón o gas. En términos más generales, ahora es evidente que, dado un precio del carbono de 50 dólares por tonelada, lo que aumentaría el precio de la energía generada con carbón en 5 centavos/kWh, la energía solar fotovoltaica será competitiva en costos 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 totalizaron alrededor de 23 GW en 2011. Aunque es probable que se produzca cierta consolidación en 2012, a medida que las empresas intenten restablecer la rentabilidad, parece probable que el fuerte crecimiento continúe durante el resto de la década. Según una estimación, la inversión total en energías renovables para 2011 ya superó la inversión en generación de electricidad basada en carbono. [11]
Las drásticas reducciones de precios en la industria fotovoltaica han hecho que otras fuentes de energía se vuelvan menos interesantes. Sin embargo, persiste la creencia generalizada de que la energía solar de concentración (CSP) será incluso menos costosa que la fotovoltaica, aunque sólo es adecuada para proyectos de escala industrial y, por lo tanto, tiene que competir a precios mayoristas. Una empresa declaró en 2011 que producir CSP cuesta 0,12 dólares/kWh en Australia y esperaba que esta cifra cayera a 0,06 dólares/kWh en 2015 debido a las mejoras en la tecnología y las reducciones en los costos de fabricación de equipos . [23] Greentech Media predijo que el LCOE de la energía termosolar y fotovoltaica se reduciría a 0,07-0,12 dólares/kWh para 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 zonas de Europa a mediados de la década de 2000, y en Estados Unidos aproximadamente al mismo tiempo. La caída de los precios continúa haciendo bajar el costo nivelado y se sugirió que había alcanzado la paridad de la red general en Europa en 2010 y que alcanzaría el mismo punto en los EE. UU. alrededor de 2016 debido a una reducción esperada en los costos de capital de alrededor del 12%. [26] Sin embargo, una cantidad significativa del recurso de energía eólica en América del Norte permaneció por encima de la paridad de la red debido a las largas distancias de transmisión involucradas. (Consulte también la base de datos OpenEI para conocer el costo de la electricidad por fuente ).