Un análisis de la competitividad de la Energía Solar con las Tarifas de la Red eléctrica en los Estados Unidos Con el costo de la energía solar cayendo rápidamente (50% en los últimos cinco años), y los precios de la electricidad estables, la competitividad de la energía solar es cada vez mayor y se acerca a las fuentes tradicionales. El gráfico siguiente muestra la trayectoria de los costos s olares y los de la electricidad, y se ve su aproximación al punto de intersección. 1 El gráfico compara el costo de la instalación solar con el costo de la electricidad para una vivienda residencial. Los números son un promedio nacional de los Estados Unidos, y no reflejan la amplia variabilidad en el costo de la electricidad (desde 0.067 $/kWh en Seattle hasta más de 0 .170 $/kWh en New York City, por ejemplo). Ambas rectas convergen rápidamente rápidamente desde 2007. El punto clave para la energía solar es la intersección, cuando la electricidad proveniente de equipos solares PV – sin subsidios - sea igual o menor que el costo de la red. El siguiente análisis identifica este momento de “solar grid parity” para las principales 40 áreas metropolitanas de los Estados Unidos (que representa casi la mitad de la población) Para ver la lista de ciudades remitirse al Apéndice (pese a que Hawái ya está a solar grid parity, no incluimos Honolulu porque es la ciudad número 53 del país en población). Este análisis se enfoca exclusivamente en la solar grid parity residencial, y no en el sector comercial (con tarifas comerciales) o empresas generadoras que venden en el Mercado mayorista.
Análisis Solar Grid Parity Para calcular el precio de paridad en las grandes ciudades, comparamos el costo de la potencia solar instalada en una vivienda residencial durante su vida útil – los “costos nivelados” – con la tarifa esperada en el mercado minorista. La Prim era Mitad de la Paridad: El Cos to de la Energ ía Solar
El costo nivelado solar se calculó con las siguientes hipótesis. Primero, usamos un costo de instalación solar para una vivienda de $4.00 por Watt. Este número puede parecer bajo, ya que el costo de instalación de solares residenciales a mediados de 2011 fue de $6.40. $6.40.2 Pero al mismo tiempo las instalaciones solares residenciales construidas bajo la figura de grupos de compra presentaron precios significativamente inferiores. Por ejemplo en Los Ángeles, el grupo de compras compras Open Neighborhoods obtuvo un costo de instalación de $4.40 per Watt. Watt.3 Algunos expertos de la industria solar y observadores sugieren precios aun menores. Costos d e instalación de pequeña escala en Alemania promedian $3.40 por Watt o menos sugiriendo que existen oportunidades de corto plazo para menores costos en Estados Unidos Unido s4 El costo de capital para instalaciones solares e n viviendas está calculado en un 5 % en base a las bajas tasas de interés que persisten desde 2011 en los Estados Unidos. Asumimos que los propietarios financiarán el 80% del costo de la instalación. Para tener en c uenta la depreciación de la moneda, utilizamos una tasa de descuento del 5% (igual al costo del capital) y u na tasa de inflación del 3% (la tasa histórica promedio de los Estados Unidos) para contabilizar los pagos realizados en los años subsiguientes.
La vida útil del proyecto solar se estimó en 25 años, basados en la longevidad de las primeras instalaciones y la calidad de los actuales paneles solares. Los costos de operación y mantenimiento se estimaron en un 1% del costo inicial de instalación, un valor ligeramente mayor que el utilizado en otros estudios. La producción solar está basada en la localización de las instalaciones y el grado de insolación informado por el National Renewable Energy Laboratory’s PVWatts . Se estimó la degradación de la producción del panel en un 0.5% anual.
Utilizamos el mismo costo de instalación para todo el país, ignorando las variaciones que actualmente existen en el mercado solar, asumiendo que con el crecimiento del me rcado nacional solar, las variaciones regionales de precios se volverán insignificantes. Basado en estas hipótesis, el costo nivelado a ctual solar – con y sin incentivos – varía desde 0.19 $/kWh en Los Ángeles a 0.29 $/kWh en Seattle. Para mayor discusión en el costo solar ver el Apéndice o para cierto contexto ver el Análisis de Sensibilidad.
Incentivo s y Costo de la Energía Solar
Existen actualmente una gran variedad de incentivos que re ducen el costo de la electricidad solar. A nivel federal existe un crédito del 30% a la inversión y amortización acelerada (que agrega un significativo descuento del 20%) reduciendo significativamente los costos nivelados de la energía solar. En muchos estados y áreas de concesión de empresas eléctricas, se agregan descuentos y otros incentivos a los federales.
Con estos incentivos, en escala comercial pa ra las empresas de distribución de electricidad, la energía solar ya es competitiva con nuevas plantas de producción en base a combustibles fósiles. Las empresas de California tienen 4.5 GW de contratos solares firmados a precios inferiores al costo de nuevas plantas de ciclo combinado de gas natural (el “precio de Mercado de referencia”) 5 La empresa eléctrica de San Antonio, CPS Energy, está pidiendo ofertas para 50 MW de energía s olar y si los precios son competitivos incrementará este proceso hasta llegar a los 400 MW.6 Incluso el sector residencial puede ser c ompetitivo con los precios de la red pública, especialmente con modelos cada vez más populares de propiedad de terceros, donde el consumidor es propietario de las instalaciones. Algunos esquemas de financiamiento (leasing) solares permite a los propietarios tener instalaciones solares con costos de instalación bajos, lo que implica que podrán ver una inmediata reducción de su factura eléctrica, aun cuando siga pagando los costos del leasing. El propietario residencial puede capturar los incentivos federales (incluida la depreciación, en otras ocasiones no disponible para usuarios residenciales) pudiendo competir favorablemente con aquellos que compran electricidad solar para sus hogares.
El costo de estos incentivos es significativo. Por ejemplo el crédito federal permite a los proyectos solares recuperar el 30% del costo instalado. Teniendo en cuenta todos los proyectos solares, en 2010 este crédito sumo casi $1.6 mil millones (para 878 MW solares a un precio promedio de $6.20 por Watt).7 El gráfico siguiente ilustra como el crecimiento exponencial de las instalaciones solares implicó un crecimiento exponencial del costo del incentivo pese a una proyección de precios decreciente. Valores proyectados posteriores a 2011, muestran mejores estimaciones para la capacidad adicional, asumiendo una declinación del 7% anual para el costo estimado solar .
El costo de los incentivos llegará con las anteriores condiciones a $22 mil millones anuales en el 2016 y este crédito no es el único subsidio. El gobierno federal estima que la amortización acelerada para proyectos solares y geotérmicos tendrá un costo aproximado de $300 millones por año, con proyecciones de crecimiento a $7 mil millones en 2016.8 Con el rápido crecimiento de la capacidad solar y costos decrecientes, el siguiente análisis muestra que es tiempo de reconsiderar los incentivos a la energía solar. Para más detalles sobre este tema ver Planning for Phasing Out Incentivos. Para evitar complicaciones en el análisis de los costos solares en este informe, con excepción de la sección precedente, siempre se reflejan los costos de la energía solar sin subsidios. La Segunda Mitad d e la Paridad: El Precio d e la Electricidad d e la Red
Utilizando el costo no subsidiado de la energía solar detallado anteriormente para cada área metropolitana, lo contrastamos con el precio promedio minorista de la electricidad residencial, calculado por PVWatts (y extraído de la Energy Information Administration). Nuevamente, encontramos una amplia variación, desde 0.067 $/kWh en Seattle hasta 0.175 $/kWh en New York City. Para calcular cuando alcanzamos la paridad solar en el sector residencial en cada ciudad, asumimos que los pr ecios de la electricidad crecerán un 2% por año (el promedio histórico 9) y el costo solar caerá un 7% por año (menos que el promedio de 5 años que fue del 10%).
Es posible que el costo de la energía solar se estabilice, o que la electricidad crezca más lentamente, para lo que preparamos un análisis de sensibilidad para examinar estas contingencias. El gráfico siguiente muestra la cantidad de ciudadanos de los Estados Unidos en las principales 40 ciudades que cambiarán a energía solar por un precio menor que la electricidad minorista de red, desde 2011 hasta 2027. San Diego es la primera ciudad en alcanzar la paridad con la red, en 2013, y Seattle la última en 2027. Cuando las ciudades alcanzan la paridad con la red, se muestran clasificadas geográficamente en el gráfico . En el Apéndice se puede ver el cuadro utilizado para construir el gráfico. En el corto plazo California del sur alcanza la paridad con la red con precios de la electricidad moderadamente elevados y excelente coeficiente de insolación, New York sigue r ápidamente debido a sus elevados precios de red. Hacia el final de la presente década uno de cada cuatro ciudadanos de Estados Unidos en las mayores áreas metropolitanas podrían útil izar energía solar con precios más bajos que los que ofrecerá la red.
Precios Estacionales Pese a que las comparaciones anteriores entre la energía solar y la electricidad de la red son ajustadas, no tienen en cuenta un elemento importante del precio de la e lectricidad de la red y el valor de la energía solar. En algunas zonas de Estados Unidos las empresas de distribución ofrecen un precio “estacional” que varía según la hora del día y la época del año para reflejar los mayores costos de producir electricidad durante los periodos en los cuales la demanda es particularmente alta.
En general estos periodos de alta demanda (e.g. altos costos) se producen cuando hace calor, en tardes soleadas con una alta demanda para climatización de locales. Por supuesto, estos días calurosos, soleados y de alta demanda (y altos precios en la red bajo el sistema de precios horarios-estacionales), coincide con elevados niveles de potencial producción de electricidad solar. Esto implica que la energía solar puede proporcionar un valor mucho más económico a la empresa eléctrica reduciendo su demanda y entregando generación adicional en el momento en que es más requerida. Los dos gráficos siguientes muestran como los sistemas de energía solar PV producen más electricidad en momentos del día y del año en los que la demanda de electricidad es más alta. Por ejemplo, un panel solar en Los Ángeles entregara un desproporcionado 28% de su electricidad anual durante los meses de verano (Junio a Agosto) y entregara 43% de su producción diaria de electricidad en las horas pico de cada jornada. Porcentaje de la producción horaria de electricidad durante cada día
La superposición de la producción del panel solar con los altos precios de la electricidad implica que tanto en Los Ángeles como en otras comunidades el periodo “estacional” de la empresa distribuidora produce una recuperación de la inversión más rápida, porque el comprador está substituyendo electricidad más cara que el promedio del costo
solar. Si es diseñado correctamente, cualquier exceso de generación inyectado en la red en los periodos de pico debería ser compensado a los precios de pico establecidos por la empresa y el regulador. El gráfico siguiente muestra el sistema de “precios estacionales” de la empresa de distribución municipal de la ciudad de Los Ángeles que carga mayores precios durante ciertas horas del día en los meses de verano, junio, Julio y agosto.
La existencia de precios estacionales implica que la comparación de la energía solar con la energía de la red subestima el valor que representa para el usuario residencial. El panel solar reducirá para el propietario el consumo que tiene sobre la red durante los periodos más caros. Por eso, evaluamos la paridad solar en una segunda aproximación incrementando el precio minorista de la electricidad un 30% (para reflejar el valor de la estacionalidad para la energía solar).10 En este escenario, la paridad solar con la red se adelanta entre dos y tres años en la mayor parte de las ciudades, como se muestra en el gráfico siguiente.
La mitad de la población de l os Estados Unidos alcanzará la paridad con la red en 2021 con un sistema de precios estacionales comparado con la información usada con p recios minoristas promedio de la electricidad. Se podría concluir que la implementación de precios estacionales seria un objetivo importante para quienes promueven políticas cuyo objetivo es lograr que la energía solar sea competitiva lo más rápidamente posible. Si la generación solar distribuida se amplía significativamente, la ventaja financiera de los precios de pico podría desvanecerse pero en el corto plazo es un mecanismo que puede hacer que la energía solar s ea más accesible.
Paridad Economica con la Red
La mayoría piensa la paridad solar en términos simples como: “ el costo de la electricidad solar menor que el precio de la electricidad actual?” Pero con precios de la electricidad creciendo al 2% anual en la década pasada, instalar capacidad solar en forma inmediata permitiría ahorrar dinero en el largo plazo, aunque el costo actual de la electricidad solar sea mayor que el precio de la red. También modelizamos un tercer escenario de precios, llamado “paridad económica con la red” y este concepto puede acelerar aun más el momento de la paridad con la red. La paridad económica con la red ocurre a causa del incremento de los precios de la electricidad y hace que la capacidad solar instalada hoy sea más provechosa en el largo plazo. El costo de la electricidad solar es fijo, y está basado en el costo de instalación de los equipos. Este equipo continuará entregando electricidad sin costo de combustible o variable, con un mantenimiento mínimo durante 25 años o más. Los precios de la electricidad crecerán valorizando la capacidad solar a lo largo del tiempo. El gráfico anterior se muestra este concepto para Los Ángeles. La electricidad de la red es más barata que paneles solares instalados en el techo de las casas en los próximos años, pero luego esta tendencia se invertirá. En 25 años, los ahorros provenientes de la instalación solar crecerán significativamente Para calcular el año en el que alcanzamos la paridad con la red en cada ciudad, simplemente comparamos el costo solar durante su vida útil (costo nivelado en 25 años), con el costo esperado de la red en el año en que el equipo solar fue instalado. Cada año, el precio de la red crece 2%, mientras que el c osto solar se mantiene fijo. Usamos el valor actual (VAN) 11 de los costos determinando así el año en el que alcanzamos la paridad con la red.
Usando este método en general se acelera el tiempo en que se alcanza la paridad solar con la red en promedio en dos años en la mayor parte de las áreas metropolitanas consideradas, como se muestra en el gráfico siguiente. Una tabla detallada se muestra en el Apéndice . La elección del método de evaluación favorece mucho la paridad solar. Con precios estacionales implementados y una cuidadosa mirada sobre la vida útil de la producción solar, en los próximos cinco años un tercio de la población de los Estados Unidos podría alcanzar la paridad solar.
En el mapa siguiente se pueden ver las áreas que podrían alcanzar la paridad solar con la red hacia el 2016 con precios estacionales y utilizando la “paridad económica con la red ”, representando una población total d e 96 millones de personas.
Análisis de Sensibilidad Si bien confiamos en nuestras hipótesis sobre los análisis realizados concernientes a la paridad solar con la red, las condiciones pueden cambiar en forma imprevista y en dirección incierta. Esta sección examina el impacto de la varía ción de varía s de estas hipótesis, incluyendo la inflación en los precios de electricidad de la red y los c ostos iniciales de la instalación solar.
Las hipótesis de base son:
Incremento de los precios de la electricidad del 2% anual; Declinación de los costos de instalación solar del 77% anual Los costos solares decrecen continuamente hasta 22027; Costo solar inicial 4.00 $/ Watt Los precios de la electricidad son relativamente estables, por lo que el pequeño intervalo chequeado en el análisis de sensibilidad tiene un bajo impacto relativo sobre la eventual fecha de llegada a paridad entre solar y red. El papel de los costos solares es desproporcionado y menos predecible que los precios de la electricidad, por lo que el análisis de sensibilidad muestra como los cambios en las hipótesis del costo solar tienen un impacto significativo sobre los resultados globales. Análisis de Sensibilidad sobre la paridad entre Solar y precios promedio de la Red
Un porcentaje de ±2 puntos en la trayectoria anual de los costos s olares podría cambiar la cantidad de ciudadanos que alcancen la paridad con la red en 30 millones en cada dirección en 2026 (el gráfico muestra el impacto global porque nuestro universo esta artificialmente acotado a las 40 áreas metropolitanas). Una estabilización de los costos solares en 2020 limita severamente la expansión de la paridad c on la red posteriormente; pero es interesante notar que a un crecimiento del costo de $1.00 no empeora el resultado (en el largo plazo) más que una caída del 1% en los costos de instalación solar Algunos podrán argumentar que el análisis de sensibilidad subestima los costos solares y es muy favorable a esta tecnología, pero los valores internacionales indican otra cosa. A fines de 2011, mientras el costo promedio del costo de instalación solar en Estados Unidos fue de $5.20 por Watt, mientras que el costo promedio solar instalado en Alemania fue de $2.80 por Watt.12 Esta enorme diferencia sugiere que existe un enorme terreno para un movimiento descendiente de los costos.
John Farrell – Clean Technica Referencias 1.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
El precio de la electricidad fue calculado usando el Bureau of Labor Services indice para precios de la electricidad e informacion de la Energy Information Administration. El costo solar proviene en forma primaria del Lawrence Berkeley Laboratory’s Tracking the Sun series, con informacion calculada en base al recurso solar en St. Louis, MO. ↑ Wald, Matthew. Solar Installations Rise, but Manufacturing Declines. (New York Times Green blog, 9/20/11). Accessed 1/4/12 at http://tinyurl. com/3ugtvlp.↑ http://openneighborhoods.net/gosolar ↑ Farrell, John. Really, Really Astonishingly Low Distributed Solar PV Prices from German Solar Policy. (Energy Self-Reliant States blog, 7/13/11). Accessed 1/4/12 at http://tinyurl.com/3lbsa85. ↑ Who says solar is too expensive? (Vote Solar blog, 9/15/11). Accessed 1/6/12 at http://tinyurl. com/7sbvcwv. ↑ San Antonio útil ity ‘floored’ by low prices, increases order to 400 MW of solar. (Vote Solar blog, 7/8/11). Accessed 1/6/12 at http://tinyurl. com/445j26b. ↑ Barbose, G., et al. Tracking the Sun IV: An Historical Summary of the Installed Cost of Photovoltaics in the United States from 1998 to 2010. (Lawrence Berkeley National Laboratory, September 2011). Accessed 12/16/11 at http://tinyurl.com/3kg3tum. ↑
8. http://tinyurl.com/87o6lca ↑ 9. Los precios de la electricidad para el sector residencial se incrementaron 2.4% por año entre 1997-2010. ↑ 10. El valor del precio estacional puede varía r ampliamente de acuerdo a la duración del periodo de pico, la estación del año, y el valor relativo de precios pico y fuera de pico. Por ejemplo, el plan de precio estacional ofrecido por la empresa municipal de Los Ángeles incrementa el valor de la electricidad entregada por energía solar un 5%,, mientras que el plan ofrecido por PG&E in San Francisco podría agregar una prima del 200% o mayor. ↑ 11. El Valor Actual Neto compare el “valor presente” de los ingresos y egresos durante el periodo del proyecto ajustando estas cantidades por la tasa de inflación y la tasa de descuento. La tasa de descuento es un método para contabilizar el hecho que la gente valoriza el dólar obtenido hoy mas que el que obtendrá dentro de un año.. ↑ 12. Lacey, Stephen. Germany Installed 3 GW of Solar PV in December — The U.S. Installed 1.7 GW in All of 2011. (ThinkProgress, 1/10/12). Accessed 2/21/12 at http://tinyurl.com/6tkll2p. ↑ Read more at http://cleantechnica.com/2013/07/09/solar-costs-and-grid-prices-on-a-collisioncourse/#IRzm2MzpV3Dgm2Qx.99
