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Girando hacia el Sol en busca de energía

9 de junio de 2011 .- Un componente clave de la estrategia de estabilización del clima del Plan B de Lester R. Brown y el Earth Policy Institute es la energía solar. Ésta es aún más ubicua que la energía eólica y puede ser atrapada tanto con tecnología solar fotovoltaica (FV o PV), como con los colectores termosolares.


Células solares de silicio policristalino en un panel solar fotovoltaico.

La tecnología solar fotovoltaica, -tanto la basada en silicio como la de capa fina-, convierte la luz del sol directamente en electricidad. El crecimiento en la producción de células solares subió de una expansión anual del 38% en 2006 a una extraordinaria del 89% en 2008, antes de resituarse de nuevo al 51% en 2009. A finales de 2009, había 23.000 megavatios de instalaciones fotovoltaicas por todo el mundo, que al funcionar a su capacidad máxima podrían emparejarse con la producción de 23 centrales nucleares. Alemania, con una capacidad de producción de energía instalada de fotovoltaica de casi 10.000 megavatios (MW), es con mucho el líder de mundo en instalaciones.

Al frente de la fabricación, China ha alcanzado a los líderes iniciales,  -Estados Unidos, Japón, y Alemania-, y produce en la actualidad más de dos veces tantas células solares al año como Japón. La producción de fotovoltaica en el mundo se ha doblado casi cada dos años desde 2001 y ha superado los 20.000 MW en 2010.

Históricamente, las instalaciones fotovoltaicas eran de pequeña escala, sobretodo instalaciones residenciales en el tejado. Ahora que está cambiando a instalaciones de escala empresarial, los proyectos del fotovoltaica se están lanzando en varios países. Estados Unidos, por ejemplo, tiene bajo construcción y en desarrollo cerca de 77 proyectos, que añadirán cerca de 13.200 MW de capacidad de producción. Marruecos actualmente está planeando cinco grandes proyectos de generación solar, fotovoltaicos o termosolares o ambos a la vez, y cada con tamaños a partir de 100 a 500 MW.Cada vez más los países, los estados, y las provincias se están fijando objetivos de instalaciones solares.

La industria solar de Italia está proyectando 15.000 MW de capacidad instalada antes de 2020. Japón está planeando 28.000 MW antes de 2020. El estado de California ha fijado una meta de 3.000 MW antes de 2017. Arabia Saudí, rica en radiación solar, anunció recientemente que planea cambiar de petróleo a energía solar para operar las nuevas desalinizadoras que suministran el agua residencial del país. Utiliza actualmente 1,5 millones de barriles de petróleo por día para hacer funcionar unas 30 plantas de la desalación.

Planta solar fotovoltaica con las placas solares sobre un soporte rotatorio para seguir la trayectoria solar e incrementar la producción final de la instalación; Huerta Solar de Milagro (Navarra), Foto: Fundación Tierra.

Con las instalaciones de fotovoltaica solar subiendo, con los costes cayendo de forma continuada, y a medida que las preocupaciones por el cambio de clima que se extienden, las instalaciones acumuladas de fotovoltaica podrían alcanzar 1,5 millones de MW (1.500 gigawatts) en 2020. Aunque esta estimación pueda parecer excesivamente ambiciosa, podría de hecho ser conservadora, porque si la mayor parte de los 1.500 millones de personas que carecen electricidad hoy la consiguen antes de 2020, será probablemente porque han instalado sistemas solares domésticos. En muchos casos, es más barato instalar células solares para hogares individuales, que construir una red y una planta eléctrica central.

La segunda muy prometedora vía para atrapar la energía solar a escala masiva es la tecnología termosolar de grandes dimensiones, designada a menudo como energía solar concentrada (CSP), que utiliza reflectores para concentrar la luz del sol en un líquido, produciendo vapor para operar una turbina y generar electricidad. Uno de los atractivos de las plantas de CSP a gran escala es que se puede almacenar el calor durante el día en sal fundida, a temperaturas por encima de los 530ºC. El calor se puede almacenar y emplear después para operar las turbinas durante ocho o más horas después de la puesta del sol.

Colectores cilindro parabólicos con el líquido calor portador en el centro. Foto: Fundación Tierra.

La CSP llegó primero a escena con la construcción de un complejo solar térmico de 350 megavatios (MW) en California. Terminado en 1991, era la única planta a gran escala del mundo de generación termosolar hasta que se terminó una central eléctrica de 64 megavatios en Nevada en 2007. Aunque el desarrollo de la energía termosolar haya sido lenta, las plantas de producción a gran escala ahora están siendo construidas rápidamente, lideradas por Estados Unidos y España. Estados Unidos tienen más de 40 centrales termosolares funcionando, bajo construcción, y en desarrollo de una tamaño a partir de 10 a 1.200 MW cada una. España tiene 60 centrales eléctricas en estas mismas etapas de desarrollo, la mayoría de ellas de unos 50 MW cada una. La American Solar Energy Society (Sociedad de energía solar americana) indica que los recursos termosolares en el sudoeste de los EE.UU. pueden satisfacer las necesidades actuales de electricidad de EE.UU. casi cuatro veces por encima.

En julio de 2009, un grupo de 11 firmas europeas líderes y una firma argelina, encabezadas por Munich Re e incluyendo Deutsche Bank, Siemens y ABB, anunciaron que iban a hacer una estrategia y una oferta de financiamiento para desarrollar capacidad de producción termosolar en África del Norte y el Oriente Medio. Su oferta cubriría las necesidades de los países productores y suministraría parte de la electricidad de Europa vía cable submarino.

Esta iniciativa, conocida como el proyecto industrial Desertec, prevé desarrollar 300.000 MW de generación termosolar. –una capacidad enorme. Caio Koch-Weser, vicepresidencia de Deutsche Bank, señala que “la iniciativa demuestra en qué dimensiones y en qué escala debemos pensar si queremos dominar los desafíos del cambio de clima.” (Nota del traductor: Por su parte el prestigioso Hermann Scheer advertía sobre el peligro de la megalomanía renovable).

Incluso antes de esta oferta, Argelia -durante décadas un exportador de petróleo-, planeaba construir 6.000 MW de capacidad de producción termosolar para la exportación a Europa vía cable submarino. Los algerinos argumentan que tienen bastante energía solar para capturar en su extenso desierto para alimentar la economía mundial entera. Esto no es un error matemático. El gobierno alemán fue rápido a responder a la iniciativa argelina. El plan es construir una línea de transmisión de alto voltaje de más de 3.000 kilómetros millas desde Adrar, en lo más profundo del desierto argelino hasta Aquisgrán, una ciudad en la frontera de Alemania con los Países Bajos.

A nivel global, Greenpeace, la European Solar Thermal Electricity Association (Asociación termosolar europea de la electricidad), y el programa de SolarPACES de la Agencia Internacional de la Energía han esbozado un plan para desarrollar 1,5 millones de megavatios de capacidad termosolar antes de 2050. El Plan B del Earth Policy Institute sugiere un objetivo mundial más inmediato de 200.000 MW antes de 2020, una meta que bien puede ser excedida a medida que el potencial económico se pone más de manifiesto.

Parque termosolar Andasol, con colectores solares y estación de almacenamiento de calor para proporcionar electricidad a demanda. El primer complejo termosolar del mundo con almacenamiento térmico en la comarca de Guadix (Granada). Fuente: Schaeffler Group.

El camino del desarrollo de la energía solar se está acelerando mientras la instalación de calentadores solares para agua en los tejados –colectores termosolares de más pequeña escala-, despegan. Esta tecnología está barriendo China como reguero de pólvora, con más de 176 millones de metros cuadrados estimados de colectores termosolares de tejado instalados, suficientes para suministrar agua caliente a 120 millones de hogares chinos. Otros países en vías de desarrollo tales como India y Brasil también pueden ver pronto millones de hogares que optan por esta tecnología barata de calentar el agua. Una vez que el coste inicial de la instalación de calentadores de agua solares del tejado se restituye, el coste de calentar el agua caliente es esencialmente gratis.

En Europa, donde los costes energéticos son relativamente altos, los calentadores de agua solares dl tejado también se están instalando rápidamente. Los sistemas pagan habitualmente por sí mismos su coste con ahorro de electricidad en el plazo de 10 años. En Austria, el 15% de todos los hogares ahora confía en ellos para el agua caliente. Como en China, en algunas aldeas austríacas casi todos los hogares tienen colectores solares en el tejado. Y unos 2 millones de alemanes ahora están viviendo en hogares donde tanto el agua como las estancias están ambos calentados por el sistema solar del tejado.

Colector solar de tejado para calentar agua para uso doméstico, ya sea cocinar alimentos, calefacción o calentamiento de agua sanitaria (ACS).

La industria solar de la calefacción del agua en tejados de los EE.UU. se ha concentrado históricamente en un nicho de mercado, vendiendo y promocionando más de 9 millones de metros cuadrados de calentadores solares de agua para piscinas entre 1995 y 2005. La industria de los sistemas solares residenciales para calentar agua y espacios entró en el mercado de masas cuando se introdujeron créditos fiscales federales en 2006. Liderados por Hawaii, California y Florida, la instalación anual en los EE.UU. de estos sistemas se ha más que triplicado desde 2005. El estado de Hawaii requiere que todos los nuevos hogares unifamiliares tengan calentadores de agua solares de tejado. California apunta a instalar 200.000 calentadores de agua solares antes de 2017, y el Estado de Nuevo York pretende tener 170.000 circuitos de agua solares residenciales en funcionamiento antes de 2020.

Con el coste de sistemas de calefacción del tejado disminuyendo, muchos otros países se unirán probablemente a Israel, España y Portugal en legislar que todos los nuevos edificios incorporen calentadores de agua solares en el tejado. En todo el mundo, el Plan B pide un total de 1.100 gigawatts termales de capacidad solar de tejado para calentar agua y estancias antes de 2020.

PS10 la plataforma Solúcar de Abengoa en Sanlúcar la Mayor, en Sevilla fue la primera torre comercial del mundo con 11MW. Además de los heliostatos con espejos que enfocan a la torre central, en la imagen se observan colectores cilindroparabólicos de la instalación termosolar y heliostatos con paneles fotovoltaicos. Las distintas modalidades de aprovechamiento de energía solar para la producción eléctrica reunidas. Foto: Abengoa Solar.

Un movimiento rápido para atrapar el enorme potencial solar del mundo conllevaría un triunfo claro para las economías locales y para el clima.

Adaptado del libro World on the Edge" de Lester R. Brown. Accesible on line desde www.earth-policy.org/books/wote

 

 

actualizado: 
10/06/2011
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