Potencial global de energía fotovoltaica por país

El Banco Mundial ha publicado el estudio  Potencial de energía fotovoltaica global por país , que  proporciona una visión agregada y armonizada sobre los recursos solares y el potencial para el desarrollo de plantas de energía fotovoltaica (PV) a escala de servicios públicos desde la perspectiva de países y regiones. Utilizando datos consistentes, de alta resolución y confiables y metodología replicable, este estudio presenta:

• Comparación y clasificación de países y regiones según su potencial de energía fotovoltaica
• Costo nivelado simplificado de electricidad (LCOE) relevante para proyectos fotovoltaicos actuales
• Correlación cruzada con los indicadores socioeconómicos, relevantes para el desarrollo fotovoltaico
• Hojas de datos del país con datos analíticos, que muestran su posición en el contexto del potencial fotovoltaico global

El estudio tiene como objetivo abordar las necesidades de los responsables políticos, los desarrolladores de proyectos, los sectores financieros y académicos, así como los profesionales y las personas interesadas en la energía solar

Resumen

Para establecer el escenario, caracterizamos la disponibilidad de energía a largo plazo del recurso solar en cualquier ubicación, el potencial teórico . Este potencial se ilustra mediante la variable física de la irradiación horizontal global ( GHI ), que es la suma de los componentes de irradiación directa y difusa recibidos por una superficie horizontal. El GHI se mide en kilovatios-hora por metro cuadrado (kWh / m 2). La cantidad permite comparar las condiciones naturales para la implementación de cualquier tecnología fotovoltaica sin considerar un diseño técnico particular y un modo de operación. Sin embargo, en un sitio determinado, GHI está modulado por la temperatura del aire local, el viento y la nieve, la contaminación atmosférica, el polvo y algunos otros factores geográficos. GHI se considera una aproximación simplificada y no describe completamente el potencial real para la producción de energía fotovoltaica.

Irradiación horizontal global (GHI) : promedio anual a largo plazo de totales diarios y anuales

La piedra angular del estudio es la evaluación de la  potencial práctico PV , es decir, el alcanzable salida de potencia por una configuración típica del sistema PV escala de utilidad, teniendo en cuenta el potencial teórico, la temperatura del aire que afecta al rendimiento del sistema, la configuración del sistema, el sombreado y suciedad, y restricciones topográficas y de uso del suelo. La salida de potencia fotovoltaica ( PVOUT ), definida como el rendimiento específico, se utiliza para ilustrar este potencial. PVOUT representa la cantidad de energía generada por unidad de la capacidad fotovoltaica instalada a largo plazo, y se mide en kilovatios- hora por kilovatio-pico instalado de la capacidad del sistema ( kWh / kWp ) .

Este estudio describe tres niveles de potencial práctico. El Nivel 0  ignora cualquier limitación al desarrollo y operación de plantas de energía solar . Para evaluar el potencial de manera más realista, excluimos tierras inadecuadas, con el uso de conjuntos de datos globales relevantes. En el  Nivel 1 , excluimos áreas debido a limitaciones físicas / técnicas, como terreno accidentado, presencia de áreas urbanizadas / industriales, bosques y áreas que están demasiado alejadas de los centros de actividad humana. En el  nivel 2 , También consideramos restricciones "blandas", es decir, áreas que pueden ser inadecuadas debido a regulaciones impuestas por las autoridades nacionales o regionales (como la conservación de tierras de cultivo o la conservación de la naturaleza). En consecuencia, evaluamos y comparamos la distribución espacial de los valores anuales de PVOUT en países y regiones, y también exploramos la variabilidad estacional derivada de los valores promedio mensuales de PVOUT.

 

Potencial de energía fotovoltaica práctica (PVOUT) en el nivel 1 : promedio anual a largo plazo de totales diarios y anuales

Un solo promedio anual a largo plazo de PVOUT no cuenta la historia completa, ya que oculta varios perfiles de variabilidad estacional. Por lo tanto, se presenta un índice de estacionalidad , una nueva estadística definida como el cociente entre el mayor y el total mensual más baja s . Los países de alto potencial tienden a tener baja estacionalidad (menos de 2) y viceversa. En total, el 86% de la población mundial vive en 150 países donde el índice de estacionalidad promedio es inferior a 2,0 y PVOUT supera los 3,5 kWh / kWp. Los perfiles y rangos mensuales completos se presentan en las hojas informativas del país. 

 

Valores absolutos del potencial práctico de potencia fotovoltaica (PVOUT) en comparación con el índice de estacionalidad fotovoltaica

También evaluamos el  potencial económico de la energía fotovoltaica a  través del costo nivelado de energía ( LCOE ), una métrica que describe cuánto cuesta producir una unidad de energía. LCOE permite la comparación de la energía solar con otras tecnologías de generación de energía. Esta estimación tiene un punto de vista global, con un país como la unidad más pequeña, para ilustrar el potencial económico solar global, que puede ser útil como base para un análisis más profundo de las complejidades regionales y locales.

Hemos propuesto una versión simplificada del LCOE como un proxy para el potencial económico, teniendo supuestos simplificadores sobre los costes de construcción y explotación de una típica gran escala montadas en el suelo planta de energía fotovoltaica. El valor LCOE, concebido como una instantánea en 2018, varió globalmente de menos de USD 0.06 a más de USD 0. 26 por kWh, con una parte significativa del mundo con una puntuación inferior a USD 0.12.

Costo nivelado de electricidad (LCOE) calculado para plantas de energía fotovoltaica montadas en tierra a gran escala con una vida útil prevista de 25 años

Además de LCOE, presentamos un conjunto de otros indicadores socioeconómicos para mostrar el potencial de generación de energía solar en el contexto del desarrollo económico, humano y social.

Si bien es útil conocer un solo valor promedio sobre el territorio del país, el indicador puede no ser lo suficientemente representativo para países con una geografía diversificada. Por lo tanto, proporcionamos estadísticas zonales más  detalladas  en las hojas informativas de los países preparadas para cada país . Siempre que sea posible, las instalaciones fotovoltaicas tienden a concentrarse en áreas con las condiciones de recursos solares más favorables, y a menudo una porción menor del área de un país con un potencial práctico factible puede albergar suficiente capacidad para satisfacer la demanda energética total del país. Dado eso, un percentil más alto , en lugar del promedio (por ejemplo, 75% o máximo) , podría ilustrar mejor el potencial para la instalación de grandes plantas de energía fotovoltaica en un país.

Los resultados muestran que el rango global de potencial PV práctico (PVOUT) es, sorprendentemente, bastante estrecho. La distribución de la temperatura del aire (el segundo factor geográfico más importante , que afecta inversamente a PVOUT) contrarresta parcialmente la distribución del potencial teórico por GHI (el principal factor contribuyente). Como resultado, la diferencia entre los países con el mayor potencial de energía fotovoltaica (Namibia) y el más bajo (Irlanda) es solo ligeramente superior a un factor de dos.

 

En total, el 93% de la población mundial vive en países donde el promedio del potencial fotovoltaico diario está en el rango entre 3 y 5 kWh / kWp. Alrededor del 20% de la población mundial vive en 70 países que cuentan con excelentes condiciones para la energía fotovoltaica, donde el promedio de PVOUT a largo plazo supera los 4,5 kWh / kWp por día . En el lado opuesto de la clasificación, 30 países (que representan solo el 9% de la población mundial) puntúan el PVOUT promedio por debajo de 3.5 kWh / kWp, dominado por los países europeos (excepto en el sur de Europa), pero incluidos también, países como Japón y ecuador. Incluso en los países con un rendimiento fotovoltaico más bajo, el potencial no es dramáticamente más bajo en comparación con el grupo de mejor desempeño. Por ejemplo, el potencial práctico promedio de Eslovaquiaasciende a aproximadamente dos tercios del promedio de Marruecos. Por último, los países en el rango medio favorable entre 3.5 y 4.5 kWh / kWp representan el 71% de la población mundial. Estos incluyen los cinco países más poblados (China, India, Estados Unidos, Indonesia y Brasil) y alrededor de otros 100 países .

 

Potencial de potencia fotovoltaica práctica promedio en el Nivel 1 (PVOUT) en comparación con el potencial teórico (GHI).

La comparación de PVOUT con las tarifas promedio de electricidad revela por qué la paridad de la red solar se ve en todos los países, independientemente del potencial real. Las diferencias relativas en las tarifas de electricidad pueden superar con creces las diferencias en el potencial fotovoltaico práctico (y LCOE). Por lo tanto, la generación fotovoltaica puede ser rentable también en países con algunos de los potenciales fotovoltaicos más bajos (como Dinamarca, Reino Unido , Alemania y Japón). Es importante destacar que hay varios países con tarifas altas (más de USD 0,20) que albergan un alto potencial fotovoltaico al mismo tiempo (más de 4 kWh / kWp). Este grupo incluye muchas de las naciones insulares y países con redes eléctricas menos desarrolladas, donde los generadores diesel de pequeña escala, costosos y contaminantes, son la principal fuente de generación de energía en la actualidad .

 

Potencial práctico de potencia fotovoltaica (PVOUT) frente a las tarifas de electricidad promedio típicas

Una comparación del potencial práctico con otros indicadores socioeconómicos proporciona nuevas ideas. Por ejemplo, los países menos desarrollados (según el índice de desarrollo humano, la confiabilidad del suministro de electricidad y el acceso rural a la electricidad) tienden a tener un potencial fotovoltaico práctico muy alto, hasta ahora sin explotar. Existe una oportunidad única de la tecnología fotovoltaica para proporcionar servicios de electricidad asequibles, confiables y sostenibles a una gran parte de la humanidad donde las oportunidades económicas mejoradas y la calidad de vida son las más necesarias.