Il futuro energetico della Cina è solare

Entro il 2060 il fotovoltaico potrebbe fornire il 43,2% della domanda di elettricità della Cina a meno di 2,5 centesimi di dollaro KWh

[19 Ottobre 2021]

La Cina, il più grande emettitore di CO2 al mondo, è attesa al varco alla prossima Conferenza delle parti Onu sul clima di Glasgow  (COP15 Unfccc) dove dovrà finalmente svelare come intende davvero decarbonizzare il suo sistema energetico, scelte essenziali per raggiungere l’obiettivo globale di limitare l’aumento della temperatura a 1,5 gradi Celsius.

Lo studio “Combined solar power and storage as cost-competitive and grid-compatible supply for China’s future carbon-neutral electricity system”, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) da un team di ricercatori delle università di Harvard, Tsinghua, Nankai University e Renmin si occupa proprio di questo e all’università di Harvard ricordano che «La Cina ha già assunto importanti impegni per la transizione dei suoi sistemi energetici verso le energie rinnovabili, in particolare la generazione di energia da fonti solari, eoliche e idroelettriche. Tuttavia, ci sono molte incognite sul futuro dell’energia solare in Cina, inclusi i suoi costi, la fattibilità tecnica e la compatibilità con la rete nei prossimi decenni. Le recenti proiezioni del costo del potenziale futuro dell’energia solare in Cina si sono basate su costi obsoleti e sovrastimati dei pannelli solari e della loro installazione e sulle tecnologie di stoccaggio come le batterie agli ioni di litio».

I ricercatori si sono chiesti: «Quanto costerà realmente l’energia solare in Cina nei prossimi decenni, comprese le sfide che la sua intrinseca variabilità pone alla rete?» La risposta è che «L’energia solare potrebbe fornire il 43,2% della domanda di elettricità della Cina nel 2060 a meno di due centesimi e mezzo di dollaro per chilowattora. Per fare un confronto, le tariffe per l’energia dal carbone in Cina variavano da 3,6 a 6,5 ​​centesimi di dollaro per chilowattora nel 2019».

Uno degli autori dello studio, Michael B. McElroy dell’ Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, ha detto che «I risultati evidenziano un punto cruciale della transizione energetica, non solo per la Cina ma per altri Paesi, nel quale l’energia solare combinata e i sistemi di accumulo diventano un’alternativa più economica all’elettricità a carbone e un’opzione più compatibile con la rete».

Il co.autore principale dello studio, Xi Lu della Tsinghua University di Pechino, fa notare che «Oggi, l’energia solare senza sovvenzioni è diventata più economica dell’energia a carbone nella maggior parte della Cina e questo vantaggio competitivo in termini di costi si estenderà presto a tutto il Paese grazie ai progressi tecnologici e al calo dei costi. I nostri risultati dimostrano che la competitività economica dell’energia solare combinata con gli investimenti nei sistemi di accumulo potrebbe fornire ulteriori vantaggi per il dispacciamento in rete, che sarà particolarmente importante per il funzionamento dei futuri sistemi elettrici in Cina».

Il team di ricercatori nglo-cinese ha sviluppato un modello integrato per valutare il potenziale dell’energia solare in Cina e il suo costo nel periodo 2020-2060 e spiega che «Per stimare il potenziale fisico dell’energia solare sia nello spazio che nel tempo, il modello tiene conto innanzitutto di fattori come l’utilizzo del suolo in tutta la Cina, la possibile inclinazione e distanza dei pannelli solari e le condizioni meteorologiche come la radiazione solare e la temperatura».  Il team ha quindi integrato i costi di investimento e la velocità dei cambiamenti tecnologici per prevedere l’evoluzione della competitività in termini di costi dell’energia solare rispetto a quella del carbone, ora e in futuro. Basandosi su questi dati, lo studio ha sviluppato un modello di ottimizzazione oraria per valutare i costi aggiuntivi dei sistemi di accumulo di energia necessari per attenuare le variazioni della produzione solare in modo che possa essere integrato nella rete per soddisfare la domanda di elettricità. E’ cosi che i ricercatori hanno scoperto per la prima volta che il potenziale fisico del solare fotovoltaico, che include quanti pannelli solari possono essere installati e quanta energia solare possono produrre, nel 2020  in Cina ha raggiunto i 99,2 petawattora. Si tratta di più del doppio del consumo totale del Paese di energia in tutte le forme, compresa non solo l’elettricità, ma anche i combustibili consumati direttamente da veicoli, fabbriche, riscaldamento degli edifici e altro ancora.

Gli scienziati cinesi e britannici evidenziano che «I risultati dimostrano che il solare fotovoltaico è un’enorme risorsa per la decarbonizzazione della Cina». Poi  hanno dimostrato la sua competitività in termini di costi, «Con il 78,6% del potenziale nel 2020 pari o inferiore ai prezzi attuali dell’energia locale a carbone, una quota destinata a crescere ulteriormente. Questo vantaggio in termini di costi significa che la Cina può investire in capacità di stoccaggio, come le batterie, e comunque fornire 7,2 petawattora o il 43,2% della domanda di elettricità a livello nazionale entro il 2060».

Un altro autore dello studio, Chris Nielsen, direttore esecutivo dell’Harvard-China Project, è convinto che « Ora la maggior parte delle persone si rende conto che il cambiamento climatico richiede la transizione dall’utilizzo dell’energia fossile. Non molti si rendono conto che la decarbonizzazione del sistema energetico è il fulcro, soprattutto quando più settori diventeranno elettrificati e che l’adattamento alla rete della variabilità rinnovabile sarà la parte più difficile del puzzle. Se lo stoccaggio può rendere compatibile la rete ad energia solare a un costo competitivo, è un enorme passo avanti, e non solo per la Cina».

Il co-autore principale dello studio, Shi Chen della Tsinghua University, conclude: «La nostra ricerca dimostra che se i costi continuano a diminuire, in particolare per lo stoccaggio, potrebbero esserci opportunità per alimentare veicoli, riscaldare o raffreddare edifici o per produrre prodotti chimici industriali, il tutto utilizzando l’energia solare. Ciò estenderebbe i benefici climatici e ambientali dell’energia solare ben oltre il settore energetico come tradizionalmente concepito».