2010-2020 mostró fuertes victorias para la energía eólica y solar en China, retraso nuclear
En 2014, hice la firme afirmación de que el historial de China en despliegues de generación eólica y nuclear mostraba claramente que la energía eólica era más escalable. En 2019, volví al tema y evalué el total de TWh de generación eólica, solar y nuclear, afirmando que la energía eólica y solar estaban superando sustancialmente a la energía nuclear en la generación anual total, y proyecté que las dos formas renovables de generación producirían 4 veces más TWh totales de energía nuclear para 2030 cada año entre ellos. Mea culpa: en la evaluación de 2019, exageré el factor de capacidad experimentado para la generación eólica en China, que aún está por detrás de las experiencias de EE. UU., Pero que ha mejorado sustancialmente en los últimos años.
Mi tesis sobre la escalabilidad de la implementación se ha mantenido sin cambios: las enormes economías de escala numéricas para la fabricación y distribución de componentes eólicos y solares, combinadas con la masiva paralelización de la construcción que es posible con esas tecnologías, siempre las hará más rápidas y fáciles de escalar en capacidad. y generación que los megaproyectos de plantas nucleares de escala GW. Esto fue obvio en 2014, obviamente fue cierto en 2019, y sigue siendo claramente demostrable hoy. Además, mi punto fue que China era el experimento natural perfecto para esta evaluación, ya que estaba tratando ambos despliegues como estrategias nacionales (una condición absoluta para el éxito de la energía nuclear) y tenía la capacidad y la voluntad de anular las regulaciones locales y cualquier NIMBYism. Ningún otro país podría utilizarse para evaluar fácilmente qué tecnologías podrían implementarse más rápidamente.
En marzo de este año estaba dando el Actualización de energía eólica de WWEA USA + Canadá como parte de la presentación regular de WWEA alrededor del mundo por parte de analistas de la industria en las diferentes geografías. Mi informe no fue sorprendente. En la actualización de 2020, la atención se centró en cuál sería el impacto de COVID-19 en los despliegues eólicos en todo el mundo. Mi actualización se centró en un enfoque mucho mayor en el fuerza mayor partes de los contratos de construcción eólica, y esperaba que Canadá y los EE. UU. perdieran las expectativas sustancialmente. La historia fue muy parecida en otras geografías. Y eso fue cierto para Canadá, EE. UU. Y la mayoría del resto de las geografías.
Pero China sorprendió al mundo en 2020, desplegando no solo 72 GW de energía eólica, mucho más de lo esperado, sino también 48 GW de capacidad solar. El despliegue eólico fue un récord chino y mundial para un solo país, y el despliegue solar fue más de un 50% más que el año anterior. Mientras tanto, en 2020 se pusieron en servicio exactamente cero reactores nucleares.
Y entonces, vuelvo a mi análisis del despliegue de energía baja en carbono en China, analizando la capacidad instalada y la generación adicional adicional anual.
Conexiones a la red de la capacidad nominal de energía eólica, solar y nuclear en China 2010-2020 gráfico por autor
He agregado esta capacidad adicional agregada de varias fuentes, incluida la Asociación Nuclear Mundial, los Consejo Global de Energía Eólica, y el Material fotovoltaico de la Agencia Internacional de Energía. En tres de los 11 años desde 2010 hasta 2020, China no conectó generación nuclear a la red en absoluto. Está agregando más este año, pero el año no está completo.
Los programas solar y eólico se iniciaron a mediados de la década de 2000, y la energía eólica inicialmente experimentó despliegues mucho mayores. Habiendo prestado mucha más atención a la energía eólica que a la solar durante la última década, me sorprendió que los despliegues de capacidad solar excedieran a la energía eólica en 2017 y 2018, sin duda parte de por qué la energía solar estaba en camino de duplicar el objetivo de China para 2020 para la tecnología, mientras que la energía eólica solo se esperaba alcanzar el 125% de los objetivos. La energía nuclear estaba rezagada sustancialmente en los objetivos y no había ninguna expectativa de lograrlos. En 2019, la indicación clara fue que China establecería objetivos sustancialmente más altos para la energía eólica y solar, y rebajaría sus expectativas para la energía nuclear, lo que se ha confirmado.
Pero la capacidad de la placa de identificación no importa tanto como la generación real. Como se indica en el mea culpa, la energía eólica en China ha tenido un rendimiento inferior. Esto fue evaluado en un Carta en la revista Environmental Research por investigadores europeos y norteamericanos en 2018.
“Nuestros hallazgos subrayan que la mayor brecha entre el rendimiento real y el potencial técnico en China en comparación con los Estados Unidos se debe significativamente a los retrasos en la conexión a la red (14% de la brecha) y la reducción debido a las limitaciones en la gestión de la red (10% de la brecha ), dos desafíos de la expansión de la energía eólica de China cubiertos ampliamente en la literatura. Sin embargo, nuestros hallazgos muestran que el bajo rendimiento de China también se debe a la selección del modelo de turbina subóptima (31% de la brecha), la ubicación del parque eólico (23% de la brecha) y la altura de los cubos de las turbinas (6% de la brecha), factores que han recibieron menos atención en la literatura y, lo que es más importante, están bloqueados durante la vida útil de los parques eólicos “.
Algunos de los problemas del factor de capacidad están bloqueados, y otros no, pero la energía eólica general en la capacidad de China está muy por debajo de la de la flota estadounidense. He ajustado los factores de capacidad para que la energía eólica sea del 21% a principios de la década y hasta el 26% para las implementaciones de 2020, lo que sigue estando muy por debajo de la experiencia de EE. UU. La energía solar, por otro lado, es menos susceptible a algunos de los desafíos que impiden la generación de energía eólica, y la mediana experimentada china del 20% se utiliza a lo largo de la década. La flota nuclear de China ha tenido una capacidad mucho mejor para conectarse a la red y, como los reactores son nuevos, aún no se están desconectando para un mantenimiento sustancial. Se utiliza el factor de capacidad promedio para la flota de 91.1% para la década.
Generación en TWh añadida cada año por eólica, solar y nuclear en China 2010-2020
Y esto cuenta la historia. Incluso ajustado por el factor de capacidad pobre experimentado por el viento y el factor de capacidad promedio global superior para la energía nuclear, en ningún año la flota nuclear agregó más generación real que la energía eólica. La historia es más mixta en la historia de la energía solar que la nuclear, pero solo una vez en los últimos cinco años se agregó más generación anual en TWh por el programa nuclear que por la energía solar. Y como recordatorio, los programas chinos de despliegue de energía eólica y solar comenzaron más de una década después del programa nuclear que vio sus primeras conexiones a la red en 1994.
Lo que también es interesante de ver es la reversión en los despliegues de energía eólica y solar en China en los últimos dos años. 2019 y 2020 vieron el doble o más del doble de la generación real en TWh agregada por la energía eólica que la solar. Para ser claros, parte de este repunte se debe a un esperado y posteriormente anunciado eliminación de subsidios federales para proyectos de energía solar, solar comercial y eólica terrestre a escala de servicios públicos en 2021.
“La nueva regla, vigente a partir del 1 de agosto, sigue a una caída drástica en los costos de fabricación de dispositivos solares y eólicos en medio del auge renovable capacidad en China “.
Esto parece haber impulsado los despliegues de energía eólica chinos en 2020 para garantizar que recibirían la compensación, al igual que los despliegues en EE. UU. Han experimentado aumentos y pausas significativos debido a cambios en el crédito fiscal a la producción. Como resultado, se especula que la capacidad de generación eólica anunciada no está tan completa como se anunció. Sin embargo, eso no debería cambiar los factores de capacidad esperados para los próximos años, por lo que dejé la entrega proyectada de 120 TWh de los parques eólicos implementados en 2020 como está.
Vale la pena señalar que, a día de hoy, 7 de los 10 mayores fabricantes de turbinas eólicas y 9 de los 10 mayores fabricantes de componentes solares son empresas chinas. China sigue siendo, como señalé hace un par de años, el único fabricante a escala de muchas de las tecnologías necesarias para la descarbonización. Además, está expandiendo rápidamente su participación de mercado en esas tecnologías.
Mi tesis de 2014 sigue estando respaldada por el experimento natural que se lleva a cabo en China. En mi reciente evaluación publicada de pequeños reactores nucleares modulares (tl’dr: mala idea, no va a funcionar), me quedó claro que China ha caído en una de las muchas condiciones de falla del despliegue rápido de energía nuclear, es decir, un conjunto de tecnologías en expansión en lugar de una tecnología única estandarizada, algo que es una de las muchas razones por las que los SMR no se implementarán en grandes cantidades.
La energía eólica y solar serán los principales proveedores de energía baja en carbono durante el próximo siglo, y a medida que electrifiquemos todo, los electrones provendrán principalmente del viento y el sol, en un modelo energético eficiente, efectivo y de bajo costo que no contamina ni provoca el calentamiento global. De hecho, es una buena noticia que estas tecnologías estén cumpliendo tan claramente su promesa de ayudarnos a lidiar con la crisis climática.
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