Durante los últimos 100 años, la sociedad global ha experimentado avances profundos en formas de producir, consumir y almacenar energía. Los sistemas energéticos de hoy continúan experimentando cambios significativos para remodelar la red, apoyar de manera sostenible a una población en crecimiento y mitigar los efectos de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables, dedicado a abordar los problemas energéticos y climáticos más urgentes del planeta, ha sido durante mucho tiempo un pilar de los esfuerzos estadounidenses para adoptar una economía de energía limpia. El liderazgo técnico de NREL ha ayudado a dar forma a lo que sigue aquí: una instantánea de las tecnologías que avanzan en la transición hacia la energía limpia. Las energías renovables maduras, como la energía solar y eólica, han beneficiado enormemente de la financiación federal anterior que permitió inversiones privadas masivas e implementación a gran escala, transformando la producción de energía global. También se espera que las tecnologías energéticas emergentes y incipientes, como la captura de carbono, la energía geotérmica y la descarbonización industrial, atraigan inversiones privadas considerablemente, pero la pregunta de cuándo estas tecnologías estarán listas para la actividad privada y comercial concentrada sigue en el aire. El Centro de Innovación y Emprendimiento de NREL se encuentra en la encrucijada de la financiación pública y privada, trabajando para llevar innovaciones de tecnología limpia económicamente viables al mercado para tener un impacto global. El punto de vista del IEC brinda la oportunidad de evaluar el impacto de la financiación pública y privada en los sectores emergentes, incipientes y maduros de tecnología limpia. En la primera parte, un análisis amplio basado en datos de financiamiento de agencias públicas (Departamento de Energía de EE. UU.) y privadas revela que la progresión hacia la inversión privada es más rápida hoy para tecnologías como la geotermia y la descarbonización industrial que para la solar o eólica. Muchos actores impulsan esta aceleración, incluidos inversores privados, el gobierno federal, innovadores y emprendedores. NREL y el IEC reúnen este ecosistema, al tiempo que catalizan el desarrollo tecnológico y trabajan en estrecha colaboración con la industria, inversores y startups. Los datos de NREL y el IEC de este ecosistema se utilizan para identificar sectores de tecnología limpia y tecnología climática que experimentan aceleración y crecimiento, y se comparten en la segunda parte. En el Foro de Crecimiento Industrial de NREL de 2023, una reunión de los principales inversores y talentos de startups de tecnología limpia, se presentaron las características y tendencias de este ecosistema de innovación y ahora se comparten aquí como un estado de la innovación en tecnología limpia de 2023. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL), dedicado a abordar los problemas energéticos y climáticos más urgentes del planeta, ha sido durante mucho tiempo un pilar de los esfuerzos estadounidenses para adoptar una economía de energía limpia.

Se recopilaron datos de varias fuentes para explorar la innovación en tecnología limpia y en tecnología climática en los Estados Unidos en tres puntos distintos (2015, 2018 y 2022), ilustrando las tendencias evolutivas en financiamiento. Para el sector público de los EE. UU., el financiamiento del Departamento de Energía (DOE) se extrajo de un conjunto de datos desarrollado y mantenido por Gallagher et al. Esta base de datos captura el financiamiento total asignado para cada oficina de tecnología en el DOE (por ejemplo, la Oficina de Tecnologías de Energía Solar o la Oficina de Tecnologías de Energía Eólica) de año en año. Cada oficina de tecnología en el DOE distribuye anualmente el financiamiento asignado a una variedad de partes interesadas, incluyendo la industria, pequeñas empresas y nuevas empresas, universidades, organizaciones sin fines de lucro y laboratorios nacionales. Otros organismos gubernamentales que financian la innovación energética no están incluidos en este conjunto de datos. Para el financiamiento privado en los Estados Unidos, se utilizó PitchBook para recopilar información sobre áreas tecnológicas distintas utilizando palabras clave como solar, eólica, hidrógeno, captura de carbono, geotérmica y descarbonización e electrificación industrial. Para cada palabra clave, se recopiló la cantidad total de inversión privada (en dólares estadounidenses), el número total de acuerdos privados y el número de nuevas empresas formadas ese año en particular. La inversión privada total es la combinación de inversiones ángel, subvenciones, capital de riesgo, fusiones y adquisiciones, y capital privado invertido en nuevas empresas con sede en los EE. UU. que comercializan tecnologías en cada sector de palabras clave. Los datos de PitchBook no se limitan a la inversión privada, dado que la base de datos también registra el financiamiento de subvenciones adquirido por nuevas empresas; sin embargo, PitchBook puede proporcionar información importante sobre la actividad de inversión privada. Para cada año evaluado y para cada sector tecnológico único, el financiamiento del DOE se comparó con el financiamiento privado total y se niveló por el número total de acuerdos privados realizados ese año en particular. Se calculó una proporción adimensional dividiendo el financiamiento privado total entre el financiamiento del DOE y se representó gráficamente con el número total de nuevas empresas formadas en ese año para cada sector tecnológico. Una proporción mayor que uno indica que la tecnología está recibiendo más financiamiento privado que público (DOE). El sector público ha influido continuamente en la innovación a través de inversiones directas en tecnologías de energía limpia, siendo el DOE uno de los principales inversores. Reconociendo el papel del sector público, los datos de financiamiento recientes del DOE se capturan y se comparan con el financiamiento del sector privado (ángel, capital de riesgo, fusiones y adquisiciones, y capital privado) para identificar sectores de tecnología limpia que aún están relativamente en etapas tempranas (es decir, sectores tecnológicos en los que el DOE es el principal inversor, en relación con el sector privado).

El informe destaca las tecnologías emergentes clave en el campo de la energía y el clima que están listas para recibir inversiones privadas. El informe identifica una serie de tecnologías prometedoras que podrían tener un impacto significativo en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y en la mitigación del cambio climático. Una de las tecnologías destacadas en el informe es la captura directa de aire, que se refiere a la tecnología que extrae el dióxido de carbono directamente del aire. Esta tecnología tiene el potencial de reducir de manera significativa las emisiones de CO2 y podría ser fundamental para lograr los objetivos de reducción de emisiones a largo plazo. Otra tecnología mencionada es el almacenamiento de energía a gran escala, que es crucial para integrar de manera efectiva las energías renovables intermitentes en la red eléctrica. El informe también destaca la importancia de la electrificación de la industria y el transporte, que podría reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero en sectores clave. Además, se mencionan tecnologías como la agricultura de precisión y los sistemas de gestión de residuos que podrían contribuir de manera significativa a la reducción de emisiones. En resumen, el informe de NREL identifica varias tecnologías emergentes que podrían tener un impacto transformador en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y en la mitigación del cambio climático, y destaca la importancia de la inversión privada en estas tecnologías para acelerar su desarrollo y despliegue a gran escala.