Per migliorare la tecnologia solare e altre tecnologie legate all’energia pulita, guarda oltre l’hardware

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Secondo i ricercatori del MIT, per continuare a ridurre i costi dell’energia solare e di altre tecnologie energetiche pulite, scienziati e ingegneri dovranno probabilmente concentrarsi, almeno in parte, sul miglioramento delle caratteristiche tecnologiche che non sono basate sull’hardware. Descrivono questa scoperta e i meccanismi dietro ad essa oggi in Nature Energy.

Sebbene il costo di installazione di un sistema di energia solare sia diminuito di oltre il 99% dal 1980, questa nuova analisi mostra che le caratteristiche della “tecnologia soft”, come le pratiche di autorizzazione codificate, le tecniche di gestione della catena di fornitura e i processi di progettazione del sistema necessari per l’implementazione un impianto a energia solare, ha contribuito solo per il 10-15% alla riduzione dei costi totali. I miglioramenti alle caratteristiche hardware hanno fatto la parte del leone.

Ma poiché la soft technology domina sempre più i costi totali di installazione dei sistemi di energia solare, questa tendenza minaccia di rallentare i futuri risparmi sui costi e di ostacolare la transizione globale verso l’energia pulita, afferma l’autrice senior dello studio, Jessika Trancik, professoressa presso l’Institute for Data del MIT, Sistemi e società (IDSS).

I coautori di Trancik includono l'autrice principale Magdalena M. Klemun, ex studentessa laureata e postdoc dell'IDSS che ora è assistente professore presso l'Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong; Goksin Kavlak, ex studente laureato e postdoc dell'IDSS che ora è associato al Brattle Group; e James McNerney, ex postdoc dell'IDSS e ora ricercatore senior presso la Harvard Kennedy School.

Il team ha creato un modello quantitativo per analizzare l'evoluzione dei costi dei sistemi di energia solare, che cattura i contributi sia delle caratteristiche della tecnologia hardware che delle caratteristiche della tecnologia soft.

Il quadro mostra che la tecnologia soft non è migliorata molto nel tempo e che le caratteristiche della tecnologia soft hanno contribuito alla riduzione dei costi complessivi anche meno di quanto stimato in precedenza.

I loro risultati indicano che per invertire questa tendenza e accelerare la riduzione dei costi, gli ingegneri potrebbero cercare di rendere i sistemi di energia solare meno dipendenti dalla tecnologia soft, oppure potrebbero affrontare direttamente il problema migliorando i processi di implementazione inefficienti.

“Capire veramente dove sono le efficienze e le inefficienze e come affrontarle è fondamentale per sostenere la transizione verso l’energia pulita. Stiamo facendo enormi investimenti di denaro pubblico in questo ambito, e la tecnologia soft sarà assolutamente essenziale per far sì che questi fondi contano”, afferma Trancik.

“Tuttavia”, aggiunge Klemun, “non abbiamo pensato alla progettazione di tecnologie soft in modo così sistematico come abbiamo fatto per l'hardware. Questo deve cambiare”.

La dura verità sui costi agevolati

I ricercatori hanno osservato che i cosiddetti “costi soft” della costruzione di un impianto solare – i costi di progettazione e installazione dell’impianto – stanno diventando una quota molto maggiore dei costi totali. In effetti, la quota dei costi agevolati varia attualmente dal 35 al 64%.

"Volevamo analizzare più da vicino l'origine di questi costi agevolati e il motivo per cui non diminuivano nel tempo con la stessa rapidità dei costi dell'hardware", afferma Trancik.

In passato, gli scienziati hanno modellato il cambiamento dei costi dell’energia solare dividendo i costi totali in componenti additivi – componenti hardware e componenti non hardware – e quindi monitorando come questi componenti sono cambiati nel tempo.

“Ma se vuoi davvero capire da dove provengono questi tassi di cambiamento, devi andare a un livello più profondo per esaminare le caratteristiche della tecnologia. Poi le cose sono andate diversamente”, dice Trancik.