E l'energia solare a concentrazione?

Per quanto riguarda l'energia solare, esistono due tecnologie: il solare a concentrazione (CSP) e il fotovoltaico (PV). Dieci anni fa, CSP e FV erano alla pari in termini di costi e capacità installata. Tuttavia, dopo il clamore suscitato dal progetto Desertec [1] circa cinque anni fa, le due tecnologie si sono sviluppate in modo diverso. Mentre i costi del fotovoltaico sono letteralmente crollati, i prezzi delle centrali solari termiche sono scesi solo lentamente. Oggi il fotovoltaico produce 300.000 megawatt (MW), mentre i sistemi CSP forniscono solo 5.000 MW. Quindi, mentre il fotovoltaico sta conquistando il mondo, l'energia solare a concentrazione sta conducendo un'esistenza piuttosto triste.

Una rinnovabile controllabile

Il trionfo del fotovoltaico è notevole, ma comporta anche dei problemi. Come per l'energia eolica, la potenza generata dal fotovoltaico non è costante, ma dipende dalle condizioni meteorologiche. Se la percentuale di fonti fluttuanti aumenta, le reti elettriche diventano più instabili. Soprattutto nelle zone a clima temperato, ci sono spesso periodi in cui non c'è vento e il sole splende appena. Se la Svizzera dovesse sprofondare nella nebbia alta per settimane e settimane, un approvvigionamento energetico basato esclusivamente sull'energia fotovoltaica ed eolica fallirebbe, anche con le batterie come accumulo intermedio.

Gli impianti CSP possono essere collegati a un sistema di accumulo di calore per utilizzare in un secondo momento il calore catturato da grandi specchi durante il giorno. In questo modo, una flotta di diverse centrali solari termiche può fornire energia solare completamente controllabile, anche di notte [2]. Una flotta di centrali di questo tipo potrebbe contribuire a bilanciare le fluttuazioni dell'energia eolica negli stessi Paesi desertici e a rifornire di elettricità regioni lontane come l'Europa quando il vento e il sole sono scarsi: il CSP è probabilmente l'unica soluzione rinnovabile in grado di fornire energia controllabile sufficiente per questo scopo.

Il "tasso di apprendimento" dà speranza

La sopravvivenza del CSP nel breve periodo dipende da due fattori: Deve essere espanso più rapidamente e i costi devono diminuire con sufficiente rapidità. In uno studio [3], abbiamo determinato il "tasso di apprendimento" della tecnologia CSP e abbiamo scoperto che negli ultimi cinque anni è stato superiore al 20%: ogni volta che la capacità CSP installata a livello globale è raddoppiata, i costi di investimento sono diminuiti di oltre il 20% - un valore molto buono che supera addirittura quello del fotovoltaico. Questo ci fa ben sperare e dimostra che il CSP non ha un potenziale di riduzione dei costi limitato: il problema è che questa tecnologia si sta diffondendo solo lentamente.

La continuità abbassa i costi

Tuttavia, il tasso di apprendimento si è rivelato molto volatile, riflettendo l'espansione incerta del CSP. Quando negli anni '80 sono state costruite le prime centrali solari termiche negli Stati Uniti, i costi sono scesi rapidamente. Negli anni Novanta, l'espansione si è fermata quando l'unica società è fallita. In seguito, per quasi 20 anni non ci sono state nuove centrali.

Quando è iniziata l'espansione in Spagna nel 2007, i costi sono raddoppiati perché sono entrate in scena nuove aziende inesperte. Con l'aumentare dell'esperienza, i costi hanno ricominciato a scendere a partire dal 2011. Tuttavia, nel 2013 la Spagna ha cancellato le sovvenzioni, il che significa che non sono stati costruiti altri impianti CSP. Ma molte aziende CSP spagnole sono sopravvissute spostandosi su altri mercati, come il Marocco e il Sudafrica. E i costi hanno continuato a scendere.

L'esperienza nel settore CSP si è ormai diffusa a livello globale. Sono nate nuove aziende in Medio Oriente, negli Stati Uniti e in Cina. Il crollo dei prezzi sta accelerando: ad esempio, in Australia è stato recentemente concluso un contratto per 60 dollari per megawattora. Si tratta di un prezzo competitivo rispetto alle nuove centrali a gas e significativamente più economico di tutte le opzioni rinnovabili comparabili (ad esempio, l'energia eolica combinata con le batterie) [4].

La pressione sui costi è necessaria

Abbiamo anche scoperto che Il tipo di misure di sostegno ha un forte impatto sull'andamento dei costi. In tutti i Paesi, tranne la Spagna, il CSP è stato promosso attraverso sistemi di aste in cui il fornitore più economico riceve sovvenzioni per la costruzione di un impianto. Questi sistemi generano una forte concorrenza e un'elevata pressione sui costi, e i prezzi sono effettivamente scesi con queste politiche.

In Spagna, l'unico Paese in cui il numero di impianti solari termici è aumentato tra il 2007 e il 2012, è stata utilizzata una tariffa di alimentazione: Tutti i fornitori ricevevano un prezzo fisso per la loro elettricità. Sebbene le tariffe di alimentazione siano in genere una misura efficiente, il sistema spagnolo presentava due difetti principali: in primo luogo, la tariffa era troppo alta e, in secondo luogo, non veniva ridotta. Di conseguenza, in Spagna non c'è stata alcuna pressione sui costi, che al contrario sono aumentati mentre gli operatori continuavano a fare la cresta sui profitti.

Un sistema di sovvenzioni sensato

La chiave per ridurre i costi sta in una più rapida diffusione. Ma i politici terranno duro finché il CSP sarà più costoso di altre energie rinnovabili: il classico problema dell'uovo e della gallina.

Trovare il giusto equilibrio tra una forte pressione sui costi e una tariffa di alimentazione sufficientemente alta è un gioco di equilibri: da un lato, le aziende devono ridurre i costi per rimanere competitive. Dall'altro, devono ricevere tariffe di alimentazione sufficientemente alte per rimanere in attività.

Siamo stati in grado di dimostrare che i sistemi di sovvenzione che gestiscono questo equilibrio possono migliorare rapidamente il lato dei costi. Se i Paesi si atterranno a questi principi, l'energia solare a concentrazione sopravviverà e il mondo conserverà quest'arma nella lotta contro il cambiamento climatico.