Low-carbon innovation: Renewable energy drivers and policies

El desarrollo de la innovación baja en carbono es necesario para generar energía suficiente y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de manera suficientemente rápida para evitar un cambio climático extremo. Esto hace con que sea fundamental el entendimiento de los factores capaces de acelerar el desarrollo y la difusión de la innovación baja en carbono. La innovación baja en carbono en el sector energético involucra diversos desafíos en función de la especificidad de sus características y dinámica, razón por la hay renovado interés en su investigación. Esta tesis doctoral reúne una serie de cinco artículos científicos que buscan explorar tópicos emergentes en torno a particular dinámica de la innovación baja en carbono, a saber: la formación de mercados líder, la diversidad tecnológica, la trayectoria tecnológica, estrategias de obtención de conocimiento, e impacto en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. El primer artículo presenta una extensión del marco de referencia para análisis de mercados líder donde son adicionalmente considerados los factores referentes a la cadena de suministro y a políticas tecnológicas. Con base en la comparación del desarrollo de mercados líder en la industria eólica de Alemania, China, y Estados Unidos, este estudio demuestra el papel de los contextos de negocios y de las políticas de suporte a la innovación baja en carbono específicos de cada país. El segundo artículo explora el papel de la diversidad en el desarrollo de la innovación baja en carbono. Con base en el caso de la industria de energía fotovoltaica, nueve indicadores de diversidad tecnológica son aplicados para mapear la tendencia en la industria y su impacto en el desarrollo de nuevas innovaciones. El tercero artículo investiga la relación entre la evolución del conocimiento científico y la innovación baja en carbono en turbinas eólicas. Basándose en una nueva modelo para el análisis de citaciones, este artículo presenta nueva evidencia empírica de la relación entre desarrollo de conocimiento científico y la innovación baja en carbono. El cuarto artículo discute los resultados de una encuesta original realizada con organizaciones de investigación para analizar el impacto de diferentes estrategias de obtención de conocimiento en la innovación baja en carbono. Con base en la comparación de la investigación en energía solar y eólica, este estudio demuestra la importancia de políticas direccionadas a tecnologías específicas. Finalmente, el quinto artículo explora de que forma la rápida difusión de innovaciones bajas en carbono puede afectar su efecto en términos de reducciones de emisiones de gases de efecto invernadero. Analizando el caso de la energía eólica, este estudio demuestra el desequilibrio entre capacidad instalada y efectiva producción de energía eólica en cuatro países líderes en capacidad de generación eólica, a saber: Alemania, China, España y Estados Unidos. En resumen, esta tesis combina diferentes perspectivas de economía evolucionaria, ambiental y ecológica con estudios de innovación y clima para investigar las particular dinámica de innovación baja en carbono. Al estudiar los casos de las energías solar y eólica, esta tesis ofrece datos empíricos originales e ilustra nuevas posibilidades de suporte a la innovación baja en carbono.
Low-carbon innovation is required to match energy supply with GHG emissions reductions at a quick enough pace to avoid dangerous climate change. This calls for a deeper understanding of low-carbon innovation to explore factors capable of speeding up its development and diffusion. Low-carbon innovation in the energy sector involves a number of challenges due to its particular characteristics and dynamics which have renewed the interest in exploring its drivers. This doctoral dissertation combines a series of five research papers which address emerging issues regarding the particular dynamics of low-carbon innovation, namely: lead markets formation, technological diversity, technological trajectory, knowledge sourcing strategies and impact on GHG emissions reduction. In the first research paper, an extension of the lead market framework is developed to include supply side factors and technology policy issues. By comparing the development of lead markets in the wind power industry in China, Germany and the USA, this study shows the role of countries’ specific business contexts and policy responses on low-carbon innovation. The second study is dedicated to explore the role of diversity in low-carbon innovations. By looking at the solar photovoltaic (PV) industry, nine indicators of technological diversity are applied to map diversity trends in the industry and its impact on further innovation. Subsequently, the third research paper links scientific knowledge evolution and low-carbon innovation in wind turbines. Based on a novel approach to citation analysis, this study offers original evidence on this relationship. The fourth article is based on an original survey among research organisations to analyse the impact of distinct strategies of external knowledge sourcing on low-carbon innovation. By comparing research on solar and wind power, this study depicts the importance of technology-specific policies. The fifth and final study explores how fast deployment of low-carbon innovation can affect its potential of GHG emissions reduction. Considering the case of wind power, it addresses the mismatch between installed capacity and actual wind power output in four of the leading countries in terms of generation capacity, namely: China, the United States, Germany and Spain. In summary, this dissertation combines different perspectives from evolutionary, environmental and ecological economics with innovation and climate studies to explore the particular dynamics of low-carbon innovation. By looking at the cases of solar and wind power, this dissertation builds up original evidence and sheds new light into the possibilities of fostering innovation in low-carbon technologies.