A global dataset for coal-to-renewables cost crossover analysis
Questo articolo presenta un dataset globale completo e una dashboard che integrano i costi operativi del carbone a livello di impianto con le condizioni locali delle energie rinnovabili e del finanziamento per consentire confronti diretti e trasparenti del punto di crossover economico tra la prosecuzione delle operazioni del carbone e la transizione verso l'energia solare ed eolica.
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Le reti elettriche mondiali sono nel mezzo di un cambiamento silenzioso e massiccio. Per oltre un secolo, il carbone è stato la spina dorsale affidabile della generazione di elettricità, un combustibile che brucia caldo e costante per mantenere accese le luci e far funzionare le fabbriche. Ma l'economia dell'energia sta cambiando più velocemente delle infrastrutture stesse. Da un lato, abbiamo centrali a carbone obsolete che sono già state costruite; il loro costo maggiore non è più la costruzione, ma semplicemente il combustibile e la manutenzione necessari per tenerle in funzione giorno dopo giorno. Dall'altro lato, abbiamo pannelli solari e turbine eoliche, che richiedono un grande investimento iniziale per essere costruiti, ma costano quasi nulla per operare una volta che stanno girando o splendendo al sole. La domanda critica per il futuro non è solo se le rinnovabili siano più economiche da costruire, ma se siano più economiche da gestire rispetto alle centrali a carbone che sono già in piedi. Questo è un puzzle complesso perché la risposta dipende da un mix unico di condizioni locali: quanto sole o vento riceve un luogo specifico, quanto è costoso prendere in prestito denaro per costruire nuovi progetti in quel paese e quanto costa effettivamente il combustibile alla centrale a carbone locale.
Un team di ricercatori della Columbia University ha costruito una mappa massiccia e dettagliata per risolvere questo puzzle per l'intero globo. Hanno creato un nuovo dataset che confronta il costo di mantenere in funzione le esistenti centrali a carbone con il costo di costruire nuovi parchi solari o eolici proprio accanto ad esse. Hanno esaminato 6.580 singole unità a carbone in funzione in 73 paesi. Per ognuna di esse, hanno calcolato il costo esatto per mantenere in funzione la centrale a carbone per un altro anno, inclusi combustibile e manutenzione. Poi, hanno modellato il costo di costruzione di un nuovo progetto di energia rinnovabile nelle vicinanze, tenendo conto della forza locale del vento o del sole e dei tassi di interesse specifici disponibili in quel paese. Il loro obiettivo era trovare il "punto di incrocio", il momento in cui la nuova energia rinnovabile diventa più economica del vecchio impianto a carbone.
I risultati mostrano che, per la stragrande maggioranza di queste centrali, il passaggio è già avvenuto. Nella loro analisi centrale, che utilizza stime standard sulla qualità delle risorse e sul finanziamento, i ricercatori hanno scoperto che l'energia solare o eolica nuova è più economica da gestire rispetto alle esistenti centrali a carbone in 2.702 unità su 2.836 nel loro gruppo di confronto principale. Ciò significa che, per queste centrali, i soldi spesi in combustibile e manutenzione per mantenere acceso il carbone sono superiori al costo totale di generazione della stessa quantità di elettricità da una nuova fonte rinnovabile. In molte regioni, in particolare in Africa e in Asia, l'energia solare è emersa come l'opzione più economica, mentre in altre aree come parti dell'Europa e delle Americhe, l'eolico è stato il vincitore. Lo studio ha anche identificato un gruppo più piccolo di 134 centrali in cui l'economia è molto vicina; queste sono quelle che i ricercatori chiamano "sensibili al finanziamento". Per queste specifiche unità, l'energia rinnovabile sarebbe più economica se il costo di prestito di denaro per costruirle fosse leggermente inferiore, ma anche qui, il divario è piccolo.
I ricercatori non si sono fermati a una semplice risposta sì-o-no. Hanno costruito un sistema flessibile che permette a chiunque di testare diversi scenari. Hanno tenuto conto del fatto che il vento e il sole sono intermittenti, il che significa che non producono energia 24 ore su 24, quindi hanno aggiunto il costo di un sistema di accumulo a batteria da quattro ore all'equazione. Quando hanno incluso il costo di stoccaggio di energia sufficiente per coprire i vuoti di sole o vento, il numero di centrali a carbone che sono più economiche da sostituire è diminuito significamente. Se ogni singola parte dell'energia rinnovabile dovesse passare attraverso una batteria, il punto di incrocio scomparirebbe per la maggior parte delle centrali, mostrando che lo stoccaggio è un pezzo critico e costoso del puzzle. Tuttavia, lo studio ha anche esplorato quanto diventerebbe economico se i tassi di interesse per i progetti rinnovabili fossero ridotti attraverso il supporto governativo o i cambiamenti nelle politiche. Hanno scoperto che se i costi di finanziamento fossero stati ridotti di solo pochi punti percentuali, quasi ogni singola centrale a carbone nel loro dataset sarebbe diventata più costosa da mantenere in funzione rispetto all'alternativa rinnovabile.
Questo lavoro fornisce un registro trasparente, unità per unità, che va oltre le medie nazionali per guardare alla realtà specifica delle singole centrali elettriche. I ricercatori hanno combinato dati dai tracker globali del carbone, dagli atlanti solari ed eolici e dai rapporti finanziari per creare una visione unica e coerente. Si sono assicurati di distinguere tra le centrali che alimentano direttamente la rete pubblica e quelle che servono industrie private o forniscono calore, concentrando le loro conclusioni principali sulle unità collegate alla rete che alimentano gran parte del mondo. Il dataset è ora disponibile per chiunque voglia usarlo, permettendo a decisori politici, investitori e ricercatori di vedere esattamente dove il caso economico per il ritiro del carbone è più forte e dove è più debole. Conferma che la transizione verso l'energia pulita non è solo una questione di tecnologia, ma di economia locale, e che per una grande parte del parco carbone mondiale, la matematica dice già che è tempo di procedere oltre.
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