Pagare per l'energia solare

I vagoni ferroviari che un tempo trasportavano il minerale di ferro intorno al vasto impianto di Republic Steel ai margini del centro di Buffalo, New York, furono spazzati via quando l'azienda siderurgica abbandonò la posizione nel 1984. Sono stati scoperti di recente quando sono iniziati gli scavi per la cosiddetta gigafactory per essere gestito da SolarCity, il principale fornitore del paese di pannelli solari. Ora le auto arrugginite e una manciata di altre reliquie dei giorni di Republic Steel accolgono i visitatori del cantiere, un promemoria della passata potenza manifatturiera della città e una testimonianza del sogno che il più grande impianto di produzione di pannelli solari del Nord America possa aiutare a rianimarlo .

Cose recensite

• Gigafactory di SolarCity

  Buffalo, New York

• Il futuro dell'energia solare

  MIT Energy Initiative, maggio 2015

  
  
  

Buffalo sta tentando una ripresa economica alimentata dall'iniziativa statale Buffalo Billion, un piano pluriennale di riqualificazione guidato dal Governatore Andrew Cuomo. Incluso nel finanziamento c'è il supporto per un nuovo centro di ricerca genomica e un centro di tecnologia dell'informazione, ma al centro delle ambizioni della città c'è la fabbrica solare, che New York sta spendendo 750 milioni di dollari per costruire e attrezzare. SolarCity, con sede nella Silicon Valley, lo affitterà, essenzialmente gratuitamente, e si è impegnato a spendere 5 miliardi di dollari per le sue operazioni di Buffalo nel prossimo decennio. Per Buffalo, è un tentativo di reimmaginare il suo futuro intorno alla produzione solare. Per SolarCity, consoliderà la sua posizione come una delle società solari più aggressive e in più rapida crescita del paese.

Questa storia faceva parte del nostro numero di settembre 2015

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Il piano per costruire l'imponente impianto di produzione arriva in un momento in cui la domanda di energia solare è in forte espansione negli Stati Uniti. Nel 2008, la nazione disponeva di circa 1,1 gigawatt di energia fotovoltaica, il tipo dominante di energia solare; entro la fine del 2014 aveva 18,3 gigawatt. L'anno scorso, proprietari di case, aziende e società energetiche hanno aggiunto circa 6,2 gigawatt e si prevede che quest'anno installeranno altri otto gigawatt. Gran parte di questo è in California, ma l'energia solare sta prendendo piede in altri stati, spinta da un mix di crediti d'imposta federali e incentivi statali e locali. Circa un terzo della capacità di generazione di elettricità aggiunta l'anno scorso negli Stati Uniti era solare, seconda solo agli impianti a gas naturale. (Anche così, l'energia solare fornisce ancora meno dell'1% dell'elettricità del paese.)

SolarCity ha giocato un ruolo importante nella rapida espansione. Offrendo schemi di finanziamento innovativi, ha stimolato una forte domanda di pannelli sui tetti delle case, il settore in più rapida crescita del mercato solare. Invece di acquistare i costosi pannelli solari e pagarne l'installazione, i proprietari di case che partecipano a una delle offerte di SolarCity possono affittare il sistema per 20 anni, pagando un canone mensile. Poiché possiede i pannelli, SolarCity beneficia del generoso credito d'imposta federale del 30% sugli investimenti per l'energia solare; il proprietario della casa viene accreditato alle tariffe elettriche al dettaglio per l'eventuale energia in eccesso restituita alla rete. SolarCity non è ancora redditizio, ma le sue entrate sono raddoppiate dal 2012 al 2014 poiché il suo programma di leasing si è rivelato interessante per i proprietari di case, specialmente in luoghi con tariffe elettriche elevate e molto sole, come la California. L'azienda prevede di installare abbastanza pannelli quest'anno per produrre un gigawatt di potenza.

La fabbrica di SolarCity a Buffalo, vista qui e sopra a maggio, dovrebbe essere completata il prossimo anno.

Non a caso, un gigawatt sarà la capacità dello stabilimento di Buffalo quando sarà completamente operativo, previsto per l'inizio del 2017. Finora, l'attività dell'azienda è stata costruita attorno al marketing, al finanziamento e all'installazione di sistemi solari. Invece di produrre pannelli solari, li acquista, principalmente da produttori cinesi. La fabbrica di Buffalo cambia tutto questo. La nostra aspirazione è costruire molte altre di queste fabbriche nel tempo, afferma Peter Rive, Chief Technology Officer, che ha fondato SolarCity con suo fratello nove anni fa (il cugino Elon Musk è il presidente dell'azienda). E sebbene Rive affermi che la società non vuole distogliere lo sguardo dalla palla nel far costruire e far funzionare l'impianto di Buffalo, aggiunge che poco dopo che sarà realizzato, vogliamo creare il più grande impianto solare del mondo, non importa quello occidentale Emisfero. In effetti, SolarCity ha affermato in precedenza che il suo piano è quello di aggiungere uno o più impianti significativamente più grandi con una capacità di produzione annuale di un ordine di grandezza superiore a quella dell'impianto di Buffalo.

L'azienda realizzerà un nuovo tipo di tecnologia fotovoltaica a Buffalo. Le celle solari utilizzano silicio cristallino, il materiale utilizzato nelle celle convenzionali, con un film sottile di un'altra forma di silicio e uno strato di ossido semiconduttore. Il design ibrido delle celle solari, che SolarCity ha ottenuto quando ha acquistato una piccola azienda chiamata Silevo nel 2014, è progettato per essere più efficiente delle celle di silicio standard nella conversione della luce solare in elettricità, oltre che relativamente economico da produrre. Ma mentre SolarCity gestisce un impianto da 32 megawatt a Hangzhou, in Cina, che Silevo ha costruito per produrre le celle solari, il rapido aumento di tali operazioni fino all'impianto molto più grande di Buffalo sarà un'impresa ingegneristica.

Anche se tutto andasse bene, la gigafactory potrebbe trovarsi di fronte a un mercato dell'energia solare drammaticamente diverso. Alla fine del 2016, il credito d'imposta federale per l'energia solare dovrebbe scendere dal 30% al 10% per le imprese e scomparire del tutto per i consumatori che acquistano i propri pannelli solari. Rendendo l'energia solare residenziale meno accessibile, il cambiamento potrebbe essere devastante per il settore. E arriverà proprio mentre la fabbrica di Buffalo sta aumentando la sua capacità produttiva.

Costi veri

I timori per ciò che accadrà quando le agevolazioni fiscali diminuiranno sono alimentati da una sfortunata realtà: nella maggior parte delle località e nella maggior parte delle condizioni, l'energia solare non sovvenzionata è ancora troppo costosa per competere con altre fonti di elettricità. E il solare sul tetto è particolarmente costoso. I sussidi e altri incentivi statali sono la ragione per cui il mercato solare è in piena espansione. Se le tecnologie fossero scelte esclusivamente in base a quanto costa produrre energia, non c'è mercato per il solare residenziale, afferma Severin Borenstein, professore presso la Haas School of Business presso l'Università della California, Berkeley, ed esperto di economia elettrica. Senza incentivi governativi per l'energia pulita come quella solare, dice, il gas naturale spazza via tutto il resto.

Togliere il credito d'imposta e l'energia solare residenziale rimarrà molto al di sopra della parità di rete in tutti gli stati negli anni a venire.

Si è parlato molto del fatto che l'energia solare si sta avvicinando alla parità di rete, il punto in cui è altrettanto economica dell'elettricità prodotta dal gas naturale o dal carbone. Più di recente, un rapporto di Deutsche Bank ha calcolato che l'energia solare è già a parità di rete in 14 stati degli Stati Uniti e che quasi tutti gli altri saranno lì entro il prossimo anno. Ma ciò non significa che sia altrettanto economico produrre energia solare quanto generare elettricità con gas naturale. Il rapporto della Deutsche Bank confronta il costo odierno dell'energia solare con il prezzo al dettaglio dell'elettricità, che include vari oneri, comprese le tasse per l'aggiornamento e il mantenimento della rete. Questo è un confronto sensato per i consumatori che decidono se installare l'energia solare. Ma non è un vero confronto dei costi per produrre effettivamente elettricità. e quello è il confronto che conta per determinare il modo più conveniente per introdurre più energia pulita e ridurre le nostre emissioni di carbonio.

Il costo del modulo fotovoltaico, il pezzo di silicio o altri semiconduttori che convertono la luce solare in elettricità, è diminuito in modo impressionante nel corso degli anni. Un modulo solare al silicio venduto per $ 4 per watt nel 2008; nel 2014 era di 65 centesimi per watt. Ma è stato più difficile tagliare le altre spese, i cosiddetti costi di bilanciamento del sistema (BOS), che includono hardware come gli inverter necessari per collegare i pannelli alla rete e, soprattutto, la manodopera per installare il attrezzatura. L'installazione di pesanti pannelli solari sui tetti delle case è particolarmente costosa. In tali installazioni i costi BOS rappresentano circa l'85% della spesa totale del sistema, secondo un lungo rapporto del MIT chiamato Il futuro dell'energia solare, rilasciato a maggio. O come dice Robert C. Armstrong, direttore della MIT Energy Initiative e uno degli autori del rapporto: anche se dai via i materiali [fotovoltaici] gratuitamente, non potresti comunque produrre elettricità a buon mercato come con il carbone o gas naturale.

Gli economisti preferiscono una misurazione chiamata costo dell'energia livellato per confrontare diverse fonti di elettricità. Il calcolo stima la spesa di installazione di un sistema e il costo medio di produzione di elettricità nel corso della sua vita. Quando le spese sono calcolate in questo modo, i grandi parchi solari che forniscono direttamente elettricità alle utenze sono il tipo di energia solare più conveniente. Secondo il rapporto del MIT, le centrali solari nel sud della California e nel Massachusetts avrebbero livellato i costi rispettivamente di 10,5 centesimi e 15,8 centesimi per kilowattora (la California riceve molto più sole, producendo una maggiore produzione). Nel frattempo, una nuova centrale a gas naturale può generare energia a 6,6 centesimi per kilowattora. Il confronto per il solare residenziale è ancora più scoraggiante: una casa del Massachusetts genera energia solare a 28,7 centesimi per kilowattora e una nel sud della California la produce a 19,2 centesimi, afferma il rapporto del MIT.

Questo senza sussidi governativi. Con gli incentivi odierni, compreso il credito d'imposta, i numeri diventano molto più favorevoli per l'energia solare, anche se generalmente è ancora più costosa rispetto alla produzione di energia con impianti a gas.

Stefan Reichelstein, professore presso la business school della Stanford University e direttore dello Steyer-Taylor Center for Energy Policy and Finance, e i suoi colleghi hanno esaminato come la modifica del credito d'imposta influirà in particolare sull'economia solare. Hanno scoperto che anche senza il credito d'imposta, i grandi parchi solari potrebbero essere competitivi con gli impianti a gas naturale entro il 2025 in stati come la California. Ma la storia è molto diversa per l'energia residenziale. Con un credito del 30%, un'installazione solare residenziale produce energia a un prezzo inferiore al prezzo dell'elettricità al dettaglio in California (le tariffe elettriche dello stato sono di gran lunga superiori alla media nazionale). Lo stesso vale in altri stati soleggiati come il Colorado e la Carolina del Nord, sebbene non in uno stato come il New Jersey. Ma abbassa il credito al 10 percento e nessuno stato è a parità di griglia. Eliminare completamente il credito d'imposta e, anche supponendo una continua diminuzione del costo delle celle solari e dell'installazione, l'energia solare residenziale rimane molto al di sopra della parità di rete in tutti gli stati per molti anni a venire.

Nessun giorno di neve

Probabilmente avremo bisogno di grandi quantità di energia solare se vogliamo evitare gli effetti più terribili del cambiamento climatico. Armstrong del MIT, per esempio, calcola che circa il 50 percento dell'elettricità mondiale dovrà provenire dall'energia solare entro il 2050, richiedendo circa 12,5 terawatt di capacità fotovoltaica. Abbiamo appena iniziato la difficile e costosa trasformazione. Alla fine, saranno necessari materiali solari notevolmente migliorati e migliori opzioni di stoccaggio come le batterie, oltre a un prezzo realistico delle emissioni di carbonio. Ma nel frattempo, abbiamo bisogno di politiche che siano più efficaci nell'aiutare a rendere l'energia solare un contributo significativo alla nostra fornitura di elettricità. Come dice Armstrong, il denaro non è infinito. Abbiamo bisogno di ottenere quanto più solare possibile per i soldi.

La realtà che il boom dell'energia solare sia dipeso dai sussidi governativi non significa che tali incentivi debbano cessare. Al contrario, rende evidente quanto siano importanti per raggiungere l'obiettivo che sta a cuore alla società: una riduzione complessiva delle emissioni di anidride carbonica al minor costo possibile. Ma devono essere attentamente progettati per essere il più equi possibile. Ciò significa, afferma Borenstein, che i sussidi non dovrebbero favorire versioni inefficienti di tecnologie per l'energia pulita, come il solare sui tetti, rispetto agli impianti su scala industriale. Dobbiamo togliere il pollice dalla bilancia, dice.

Un pericolo più ampio è che gli incentivi per l'energia solare in generale siano sempre più percepiti come iniqui o troppo costosi.

Prendi la pratica dello scambio di rete, la politica nella maggior parte degli stati che consente ai residenti di rivendere l'energia solare alla rete a prezzi al dettaglio dell'elettricità. Quasi tutte le case con solare sul tetto sono collegate alla rete, una necessità data la natura intermittente dell'energia solare. Questi proprietari di case utilizzano essenzialmente la rete per l'accumulo di energia e il backup e traggono un piccolo guadagno inaspettato dall'alto prezzo al dettaglio dell'elettricità in molti stati, tra cui California e New York. I sostenitori dell'energia solare sostengono che queste installazioni aggiungono energia alla rete, aiutano a compensare la domanda durante il giorno e forniscono altri vantaggi che stabilizzano la rete. Tuttavia, afferma Borenstein, lo scambio di rete è chiaramente un sussidio che favorisce coloro che hanno il solare residenziale e aggiunge costi al funzionamento della rete, spese pagate da altri utenti.

Il risultato è stato un controverso dibattito in molte comunità e stati sulla fissazione di limiti alla quantità di energia solare che si qualifica per lo scambio di rete. Un pericolo più ampio è che gli incentivi per l'energia solare in generale siano sempre più percepiti come iniqui o troppo costosi in un momento in cui chiaramente non è ancora pronto per competere senza sussidi. Anche coloro che criticano il miscuglio di incentivi statali e federali esistenti per il solare, come Borenstein e Armstrong, non sono ansiosi di vedere il credito d'imposta cambiare improvvisamente l'anno prossimo. La chiusura improvvisa del credito potrebbe danneggiare l'industria [solare], afferma Armstrong. E sarebbe un peccato.

In effetti, il cambiamento nella politica fiscale sarà un test critico di quanto l'industria solare dipenda dai sussidi. Rive di SolarCity ritiene che causerà una stagnazione del mercato per un paio d'anni. Riconosce che SolarCity non sarà più in grado di competere in diversi stati che hanno tariffe elettriche basse. Ma prevede che la sua azienda andrà bene visti i suoi prodotti relativamente a basso costo. E suggerisce che la gigafactory di Buffalo potrebbe fornire un forte vantaggio competitivo.

SolarCity prevede che i pannelli solari costruiti in fabbrica siano in grado di convertire dal 22 al 23 percento della luce solare che li colpisce in elettricità, rispetto a circa il 15-16 percento della tecnologia convenzionale del silicio. Ciò significa che i proprietari di case potrebbero installare meno pannelli per produrre la stessa quantità di energia, oppure potrebbero installare lo stesso numero di pannelli e produrre più energia. In ogni caso, potrebbe aiutare a mantenere l'azienda competitiva.

La nuova tecnologia potrebbe essere un grosso problema anche per Buffalo. Complessivamente, si prevede che la gigafactory creerà 3.000 posti di lavoro in città, metà in fabbrica e altri 1.500 con appaltatori e fornitori. SolarCity si è inoltre impegnata a impiegare 2.000 lavoratori nello stato nei prossimi cinque anni nella vendita e nell'installazione dei suoi pannelli solari. Non si tratta esattamente di ricreare i posti di lavoro dell'industria siderurgica che un tempo dominava l'area, ma è un inizio. (Quando Republic Steel chiuse nel 1984, aveva 2.500 dipendenti, anche se Bethlehem Steel, a poche miglia di distanza, a Lackawanna, ne aveva molti di più.)

Essendo una delle città più nuvolose degli Stati Uniti, Buffalo non è un'area particolarmente attraente per l'energia solare. Piuttosto, SolarCity sta facendo il suo debutto manifatturiero lì grazie ai generosi incentivi dello stato e alle infrastrutture industriali e all'esperienza della città. Ironia della sorte, Buffalo offre un altro enorme vantaggio: la tariffa dell'elettricità per i produttori è in media di soli 4,79 centesimi per kilowattora, il che è possibile grazie all'energia idroelettrica a basso costo generata dalle cascate del Niagara. Se l'azienda vuole passare dall'essere essenzialmente un'azienda di servizi solari a un produttore che svolge un ruolo importante nell'economia del paese, Buffalo è un buon posto dove stare.

All'inizio di quest'estate, centinaia di persone nella comunità imprenditoriale locale hanno riempito un hotel del centro per ascoltare SolarCity descrivere i suoi piani e conoscere le opportunità per fornire servizi alla gigafactory. È stato il primo incontro formale tra i dirigenti di SolarCity, con il loro entusiasmo nella Silicon Valley e l'ambizione illimitata, e molti dei leader aziendali in una città industriale che ha sofferto per decenni di delusioni economiche. SolarCity produrrà 10.000 pannelli al giorno in fabbrica, ha detto uno dei suoi dirigenti al pubblico, e abbatterlo a causa del tempo non è un'opzione. (Senza dubbio l'affermazione ha fatto ricordare a molti che sette mesi prima erano caduti sette piedi di neve in pochi giorni, paralizzando la città.)

Buffalo, un tempo l'ottava città più grande degli Stati Uniti, è orgogliosa di una recente rinascita economica. Il centro cittadino e un lungomare rinnovato sono pieni di attività e costellati di progetti di costruzione. Ma questo rinnovamento è fortemente sostenuto dagli investimenti dello Stato. E il successo di SolarCity, a sua volta un grande destinatario dei finanziamenti statali, potrebbe essere fondamentale nel determinare il futuro economico della città. Sarà anche un test determinante per il ruolo che gli incentivi governativi svolgeranno nel guidare ulteriormente l'espansione dell'energia solare.

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