La radiación solar es tan abundante que, con tecnologías adecuadas, podría suplir todas las necesidades energéticas del ser humano, además de seguir garantizando el ciclo de la vida. El problema hasta ahora: si bien la fuente es abundante, los sistemas usados para capturarla han sido históricamente caros e ineficientes.
Laboratorios y compañías trabajan para que la energía solar fotovoltaica se abarate y sea más eficiente y así lograr que, en poco tiempo, el vatio solar sea más barato que el vatio de carbón.
Superar las 3 décadas perdidas de las renovables
Las buenas noticias: es posible. Las malas: el mundo lleva 30 años de retraso, ya que tras la crisis del petróleo del 73 se habían sentado las bases para haber logrado mucho antes semejante meta. El petróleo barato de los 80 generó la amnesia política que ahora pagamos.
Con tecnologías solares más baratas y eficientes, el ser humano reduciría drásticamente la dependencia de fuentes fósiles y sus consecuencias geopolíticas y económicas, que generan el 85% de la energía que consumimos.
El monopolio de los combustibles fósiles
Las predicciones para los próximos años mantienen o incrementan ligeramente la cuota de mercado para el carbón y el gas natural, segunda y tercera materia prima más empleadas para crear energía, tras el petróleo.
El precio del gas natural y, sobre todo, el carbón, se mantienen bajos en comparación con el del petróleo, que difícilmente volverá a ser baratos, al haber aumentado su demanda y mostrar síntomas de agotamiento, ya que cada vez cuesta más extraer la misma cantidad de hidrocarburos (pico petrolero). Pero, emplear otros combustibles fósiles como alternativa al petróleo caro ha bloqueado la innovación en renovables durante años.
Con el petróleo caro y el reto de reducir las peores consecuencias del cambio climático, parece el momento de las energías renovables, sobre todo después de que la catástrofe de Fukushima haya reavivado el rechazo tradicional contra la energía nuclear, que dudosamente es más peligrosa o mortífera que el carbón y, además, no genera CO2 ni inestabilidad política en terceros países.
Petróleo caro + rechazo nuclear + renovables más baratas = ?
Petróleo caro, rechazo a la energía nuclear, precio de las energías renovables en descenso. Parece haber llegado el momento de las energías renovables. Inexplicablemente, la energía solar fotovoltaica mantiene una cuota de mercado sobre la generación energética mundial con renovables testimonial, inferior (de menor a mayor cuota de mercado) a la de la energía geotérmica, eólica, solar térmica, hidrológica y biomasa.
La energía solar fotovoltaica busca un desarrollo equivalente al avance tecnológico sostenido de los microprocesadores, que han duplicado su densidad cada 18 meses desde 1965 (Ley de Moore), permitiendo la revolución informática.
(Consultar gráfico en mayor definición).
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Células fotoeléctricas más baratas, densas, eficientes
¿Tiene la energía solar una hoja de ruta equivalente a la Ley de Moore, para lograr que las células fotoeléctricas aumenten su densidad y eficiencia? Comparativamente, la energía solar fotovoltaica no se ha beneficiado de grandes inversiones en investigación y, dado el bajo rendimiento actual de la tecnología, hay grandes oportunidades de mejora.
La Ley de Moore solar será posible si el interés por la tecnología repercute en un aumento de las inversiones para aumentar la eficiencia de conversión de las células fotoeléctricas, que raramente supera el 30%. Es decir, de toda la radiación solar obtenida, la célula sólo convierte en energía un porcentaje inferior a esta cifra, de ahí el interés de los laboratorios por aumentarlo con nuevas técnicas y materiales.
La investigación en energía solar se benefició de una agresiva inversión en investigación tras la crisis del petróleo de 1973, sobre todo en Estados Unidos, pero el posterior descenso de los precios del petróleo y la mejora de la situación económica del país en los 80 dieron al traste con años de trabajo.
Convertir la mitad del sol recibido en electricidad
Ahora, la energía solar fotovoltaica, así como otras fuentes alternativas, tratan de superar las tres décadas perdidas de las renovables. Por ejemplo, ya se ha diseñado en laboratorio una célula capaz de convertir el 41,1% de la radiación recibida en electricidad. En unos años, los paneles fotovoltaicos comerciales podrían incluir células que aprovecharían más de la mitad luz solar recibida en su superficie.
En un artículo para Scientific American, Ramez Naam se pregunta si hay una hoja de ruta en el sector para que las células fotovoltaicas sean más pequeñas, baratas y eficientes.
Sus conclusiones son halagüeñas. Hay un plan a largo plazo, dice, y existen los incentivos económicos para que se materialice, si es posible, una evolución similar a lo que ha representado la Ley de Moore en el sector informático.
El día en que la energía solar sea más barata que el carbón
Para empezar, el coste solar por vatio se ha reducido drásticamente en los últimos años y continuará haciéndolo según las previsiones, hasta caer por debajo del coste de generación de energía con carbón, lo que resolvería el reto del mundo energético representado por Google en forma de ecuación: las renovables eclosionarán cuando RE Con la eficiencia de las células fotovoltaicas aumentando rápidamente y el precio del vatio solar siguiendo la tendencia opuesta, la energía solar fotovoltaica pronto podría tener una cuota de mercado equiparable a su notoriedad mediática. Hoy representa una minúscula fracción de la generación eléctrica mundial: 30 gigavatios en funcionamiento, o el 0,2% de toda la producción. El sector fotovoltaico ya se beneficia, según Ramez Naam, de una evolución en precio (a la baja de manera sostenida) y eficiencia (al alza de manera sostenida) equivalente a la Ley de Moore, y pronto se recogerán sus frutos. Desde 22 dólares a 3 dólares por vatio generado El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL en sus siglas en inglés) del Departamento de Energía de Estados Unidos, ha estudiado la tendencia en precios del sector fotovoltaico, y el precio por vatio de la tecnología ha pasado, sin contar su instalación, de los 22 dólares en 1980 a menos de 3 dólares en la actualidad. Y bajando. Plasmada en un gráfico con dos ejes, precio del vatio solar fotovoltaico y año (30 en total), la curva descendiente sigue prácticamente una tendencia regular con respecto al período inmediatamente anterior, como ocurre con la Ley de Moore. Pese a que el precio varía ligeramente de un año a otro, hay una reducción consistente del coste de en torno al 7% anual, en dólares por vatio de energía solar fotovoltaica producida. La Ley de Moore solar En los últimos años, la tendencia se ha mostrado menos consistente, cuando a principios de la década pasada el coste se mantuvo estable, pero los datos de 2009, con los precios del vatio solar bajando de nuevo se vuelven a alinear con la hipótesis del equivalente a la Ley de Moore solar. Se espera que la reducción sea aún más drástica en 2010, del orden del 30% con respecto al año anterior, lo que aceleraría el proceso sostenido de mayor eficiencia a menor coste. Ramez Naam expone en su artículo de Scientific American que esta evolución es producida por dos factores: Hace tres décadas, habría sido imposible alcanzar eficiencias del 41% en el laboratorio, como ya se ha logrado. Se ultiman métodos económicos para producir células a gran escala con un 20% de eficiencia, el doble que la media lograda en la actualidad. Equiparar el coste fotovoltaico al de la electricidad mayorista El futuro es prometedor y confirma la hoja de ruta de todo el sector. Ramez Naam: “si el descenso en el coste del 7% continúa (y 2010 y 2011 superarán esta cifra), en 20 años el coste por vatio de las células fotovoltaicas podría superar ligeramente 0,50 dólares”. Más que pecar de optimista, este cálculo es conservador, según First Solar, la primera empresa en producir células fotovoltaicas a un coste inferior a 1 dólar por vatio. La empresa con sede en Tempe, Arizona, ya ha anunciado modelos a un coste de producción 0,75 dólares por vatio, y espera rebajarlo a 0,50 dólares por vatio en 2016. Al ritmo actual, el coste de la electricidad solar fotovoltaica en Estados Unidos se situará al mismo nivel que el precio de la electricidad mayorista (0,12 dólares por kilovatio hora) en 2020, aunque el alineamiento podría acelerarse, de proseguir la tendencia al alza del precio de la electricidad. El objetivo de 2030 (o antes) En 2030, una década después de que la energía solar fotovoltaica equipare su precio a la electricidad mayorista, el vatio fotovoltaico habrá caído hasta que su coste iguale al de la electricidad producida con carbón, la más barata y tóxica, y la que más emisiones de CO2 genera. De cumplirse las predicciones, la sociedad actual no cometería el mismo error de Estados Unidos en la década de los 80, cuando el retorno del petróleo barato implicó el abandono de ambiciosos programas de investigación sobre renovables. Un abaratamiento y aumento de la eficiencia de la tecnología fotovoltaica haría viable la autogestión energética, con hogares produciendo toda la energía necesaria para su funcionamiento e incluso vendiendo su excedente a la red. Y el siguiente paso, después de que la solar fotovoltaica fuera tan barata como el resto de la energía, consistiría en aumentar la eficiencia fotovoltaica hasta la densidad necesaria para hacerla viable también en medios de transporte comerciales. Si el vehículo híbrido enchufable y el eléctrico suponen un paso adelante, el utópico coche solar con freno regenerativo reduciría el impacto del transporte personal a su mínima expresión. Ya hay proyectos piloto no sólo para coches solares, sino también aviones. Y barcos como el Solar Sailor (ver vídeo y fotogalería), que visitamos en el puerto de Sídney hace ya unos años.
