Ignacio Mártil de la Plaza es catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid y miembro de la Real Sociedad Española de Física. Sus investigaciones actuales le han llevado al estudio de conceptos avanzados en células solares y en fotodetectores de infrarrojo basados en silicio.
Además, es autor del blog de divulgación científica Un poco de ciencia, por favor y en su último libro Energía solar. De la utopía a la esperanza desgrana la tecnología, la ciencia, la economía y la historia de esta fuente energética.
¿Qué lugar ocupa la energía solar en España?
Nuestro sistema eléctrico tiene en estos momentos 11.547 MW de potencia fotovoltaica instalada, lo que representa el 10,45 % del total. Esta tecnología fue responsable el año pasado del 6,1 % del total la energía eléctrica producida en España. Esto supone un récord histórico que se superará en la próxima década si se cumplen las previsiones. La potencia instalada se ha visto incrementada significativamente durante los dos últimos años, cuando la regulación jurídica ha permitido este aumento sin trabas, al contrario de lo sucedido en el período entre 2011 y 2018, donde apenas se instaló potencia solar. Sin duda, la década de los 2020 está llamada a ser la década de la fotovoltaica.
¿Es suficiente el desarrollo fotovoltaico actual para llegar a este objetivo?
Diría que no. En España disponemos de unos niveles de irradiación solar envidiables, ya que en promedio para todo el país, recibimos el equivalente a 1.500 kWh/m2 cada año, con niveles del orden de 1.900 kWh/m2 en el sur de la Península. Con esa cantidad de radiación podríamos generar energía eléctrica para satisfacer nuestra demanda nacional de manera más que sobrada con energía fotovoltaica. Por tanto, no estamos a la altura de lo que nuestra privilegiada situación geográfica nos permitiría.
“Esta tecnología fue responsable el año pasado del 6,1 % del total la energía eléctrica producida en España. Esto supone un récord histórico”
Efectivamente, la fabricación no es renovable, ya que se consume mucha energía durante la purificación de su materia prima –el silicio– y la posterior fabricación de la célula. Es decir, para purificar 1 kg de silicio y posteriormente fabricar células solares con él, se necesitan del orden de 150 kWh de energía durante el proceso. Si se contabiliza esa energía, cosa que debe hacerse, una instalación fotovoltaica emite durante su vida útil (unos 25 años) del orden de 25-35 gr CO2/kWh, cantidad que es varios órdenes de magnitud inferior a las emisiones de las tecnologías basadas en combustibles fósiles. Así pues, la fotovoltaica no es una fuente energética de cero emisiones, pero se le aproxima mucho.
Además, esta fabricación se hace casi al 100 % en China…
Este país acapara el mercado por una cuestión de costes de fabricación y laborales con los que no es posible competir. Con un mercado interno de 1.400 millones de potenciales consumidores, no necesita exportar nada ni competir con nadie. Además, el gobierno chino, a través de sus planes quinquenales, ha favorecido un crecimiento del mercado local sin precedentes. En la última década se han instalado en el país asiático, entre 50 y 70 GW de potencia fotovoltaica cada año. Esto ha acarreado una caída en picado de los precios de los paneles que se ha trasladado al mercado mundial. En consecuencia, China se ha convertido en el suministrador casi único de paneles fotovoltaicos.
“China se ha convertido en el suministrador casi único de paneles fotovoltaicos”
Hay dos clases de obstáculos. Por un lado los políticos y regulatorios, es decir, durante años la instalación de paneles solares no solo no ha sido promovida, es que se ha penalizado. El tristemente famoso ‘impuesto al Sol’ paralizó el sector durante casi una década. Afortunadamente, desde hace poco más de un año este panorama ha cambiado. Esperemos que se instale la cordura y que la regulación actual se mantenga en el tiempo.
Por otro, como cualquier otra tecnología de producción de electricidad, la fotovoltaica tiene ventajas e inconvenientes. Esta energía no funciona sin luz (de noche o en días nublados) y no es posible aún el almacenamiento a gran escala a costes viables. Estas son sus dos principales limitaciones de cara a su expansión más acelerada. Pero goza de una ventaja que la hace única: el inmenso potencial del recurso solar. Cada año la Tierra recibe una cantidad de energía del Sol equivalente a 7.000 veces el consumo total de energía del planeta. Ninguna otra fuente goza de una materia prima de estas características.
Seguimos dependiendo en gran medida de los combustibles fósiles, ¿cómo se está llevando a cabo la transformación energética en Europa?
Todos los países europeos están realizando esa transición, aunque a ritmos desiguales y con algún fiasco notable en el camino. Por ejemplo, Alemania, que fue de las primeras que empezó a instalar potencia renovable en cantidades apreciables desde comienzos de este siglo, cerró muy rápidamente sus centrales nucleares por presiones políticas y sociales. La consecuencia fue que tuvo que empezar a tirar del carbón para satisfacer sus necesidades energéticas, elevando sus emisiones de CO2.
“Cada país tiene sus peculiaridades y pensar en una transición homogénea y acompasada es irreal”
¿Es lo suficientemente rápida para que en menos de 30 años sea realista el cambio?
Centrándonos en España, considero perfectamente viable alcanzar un mix energético en el que las renovables aporten cerca del 80 % del total de la energía eléctrica producida en 2030. Para lograrlo, la potencia fotovoltaica debería multiplicarse por tres al final de la década, objetivo ambicioso pero factible.
¿Qué tipo de energías fotovoltaicas existen?
Las tecnologías comerciales de aplicación terrestre en estos momentos son tres: las basadas en el silicio, en sus dos variantes (silicio monocristalino, c-Si y silicio multicristalino, mc-Si) y las basadas en otros dos semiconductores, conocidos genéricamente como tecnologías de lámina delgada: CdTe y CuGaInSe2. Desde comienzos de este siglo, la hegemonía del silicio es absoluta. Luego existen otras tecnologías más sofisticadas destinadas al mercado espacial, principalmente a suministrar energía a los satélites artificiales y a los exploradores robóticos del sistema solar.
¿Qué son las perovskitas y cómo mejoran la eficiencia de los paneles fotovoltaicos?
Las perovskitas son una clase de materiales conocidos desde hace más de un siglo. En el mundo de la energía solar fotovoltaica, irrumpieron hace muy poco, en 2009, cuando se publicó un resultado de una célula construida con estos materiales que tenía una eficiencia del 3,8 %. Hace pocos días se ha publicado un nuevo estudio en el que, usadas en combinación con una célula de silicio en una estructura que se denomina ‘tándem’, tiene una eficiencia del 29,52 %. Es decir, en poco más de una década han recorrido el camino que el silicio ha tardado medio siglo en transitar.
“La fotovoltaica está en pie de igualdad con la eólica y por encima de otras renovables como la termosolar, biomasa, geotérmica o hidráulica”
La fotovoltaica está en pie de igualdad con la eólica y por encima de otras renovables como la termosolar, biomasa, geotérmica o hidráulica. La combinación de eólica y solar fotovoltaica puede permitir a nuestro país alcanzar la ansiada independencia energética, al menos en lo que a producción de electricidad se refiere. Dado el inmenso potencial del recurso solar y el precio tan económico que tiene (el vatio solar está por debajo de 20 céntimos de euros), unido a la regulación actual que permite las instalaciones de autoconsumo en condiciones muy favorables, no tengo la menor duda de que será un futuro radiante, como el de la materia prima de la que se nutre.
