En la carrera por alcanzar las emisiones netas cero, los países de todo el entorno buscan aumentar y eventualmente depender de la energía renovable para sustituir los contaminantes combustibles fósiles. La energía solar es la fuente de energía más abundante, rápida y económica de la Tierra, y genera emisiones mínimas de gases de efecto invernadero. Aunque esta energía renovable está creciendo rápidamente en todo el entorno, con un número creciente de países invirtiendo en ella, existen algunos factores que podrían obstaculizar su crecimiento. ¿Cuáles son las principales ventajas y desventajas de la energía solar y cómo funciona este valioso recurso renovable?
¿Qué es la energía solar y cómo funciona?
El papel vital que juega el sol en la vida en la Tierra ha sido celebrado desde la antigüedad. Los egipcios de África fueron los primeros en utilizar la energía solar a gran escala para calentar sus hogares, diseñando de manera que pudieran almacenar el calor del sol durante el día y liberarlo por la noche. Avanzamos rápidamente hasta hoy, las sociedades de todo el entorno han desarrollado tecnologías innovadoras que nos permiten convertir la energía del sol en electricidad que alimenta sistemas de calefacción y refrigeración, transporte, iluminación y ventilación, solo por nombrar algunos.
Esta fuente de energía está creciendo rápidamente: entre 2010 y 2019, la energía solar pasó del 0,06% al 1,11% del mix energético global. En 2020, registró un crecimiento récord del 22% a medida que las instalaciones experimentaron un auge. Entre los países que han invertido más dinero en energía solar se encuentran China, que es de lejos el mayor inversor, Estados Unidos, Japón, Australia e India. Este último tiene como objetivo ser un líder mundial en energía solar, con el primer ministro Narendra Modi comprometiéndose a aumentar la energía proveniente de fuentes renovables hasta el 50% para fines de 2030. En Europa, España es uno de los primeros países en implementar la energía solar fotovoltaica a gran escala y el mayor productor de electricidad solar del continente.
Antes de pasar a algunas de las ventajas y desventajas de la energía solar, vale la pena responder una pregunta: ¿cómo funciona la energía solar?
Cuando la luz solar golpea la superficie de la Tierra, las tecnologías innovadoras hechas por el hombre capturan su luz y calor y los convierten en energía eléctrica. Esta conversión se produce a través de paneles fotovoltaicos (PV), que contienen células que pueden capturar la energía del sol. Esta energía genera cargas eléctricas que se mueven alrededor de la célula, lo que hace que fluya la electricidad. Una alternativa a los paneles fotovoltaicos son los paneles solares térmicos: a diferencia de los paneles fotovoltaicos que generan electricidad, los paneles térmicos generan calor. Cuando se instalan en un techo orientado al sol, capturan los rayos del sol caliente que se utilizan para calentar agua almacenada en un cilindro.
Aunque muchas naciones están empezando a reconocer el vasto potencial de la energía solar, una poderosa y extremadamente beneficiosa fuente de energía renovable, todavía hay algunas desventajas. Exploramos las principales ventajas y desventajas de la energía solar.
5 Ventajas de la energía solar
La energía solar es una fuente de energía renovable
Como su nombre lo indica, la energía solar es un recurso que nunca se agota. A diferencia de los combustibles fósiles, cuya producción requiere grandes esfuerzos, tiempo y maquinaria pesada costosa, las energías renovables convierten un recurso natural, en el caso de la energía solar, la luz del sol, directamente en electricidad. Otro factor importante que hace que la energía renovable sea mucho más atractiva que el carbón, el petróleo y el gas natural es la diferencia significativa en las emisiones, siendo los combustibles fósiles uno de los principales contribuyentes mundiales a la generación de gases de efecto invernadero. Las fuentes de energía renovable no solo son más limpias, sino también más baratas y fáciles de producir que cualquier combustible fósil. Pero, ¿qué hace que la energía solar sea particularmente ventajosa sobre otras fuentes de energía renovable?
La energía solar es inmensamente abundante
De hecho, el sol es la fuente de energía más abundante del planeta y a lo largo de los años, hemos logrado desarrollar tecnologías innovadoras que nos permitirían depender completamente del sol durante el resto de nuestra existencia. Otra gran ventaja es que solo una pequeña fracción de la luz solar que recibimos todos los días puede proporcionar una gran cantidad de energía. De hecho, el Departamento de Energía de los Estados Unidos argumenta que una hora y media de luz solar que llega a la superficie del planeta genera suficiente energía para satisfacer todo el consumo de energía de la humanidad durante todo un año.
Las tecnologías solares están cada vez más eficientes
A lo largo de los años, los científicos han logrado importantes avances en el desarrollo de tecnologías solares, mejorando notablemente la eficiencia de los paneles solares y los sistemas de almacenamiento de baterías, así como su durabilidad general a lo largo del tiempo. Según Rhone Resch, presidente de la Asociación de Industrias de Energía Solar (SEIA), el sector global de PV ha estado creciendo a un promedio de más del 40% en los últimos ocho años y los avances importantes en automatización, fabricación y rendimiento han mejorado considerablemente esta tecnología. La mayoría de los paneles hoy en día tienen una eficiencia entre el 15% y el 20%, lo que significa que pueden convertir entre el 15% y el 20% de la cantidad de luz solar que absorben en electricidad. La eficiencia de los paneles ha mejorado constantemente en la última década, un factor prometedor y que contribuye a la reducción continua de costos. Además, su resistencia a las condiciones climáticas extremas ha mejorado drásticamente, lo que ha llevado a una durabilidad promedio de alrededor de tres décadas sin pérdida de eficiencia significativa.
También se han realizado mejoras en los sistemas de almacenamiento de baterías, que están emergiendo como una solución clave para integrar eficazmente las energías renovables solares en los sistemas de energía globales a gran escala. La mayoría de los sistemas de almacenamiento a gran escala del entorno se están implementando en Australia, Alemania, Japón, el Reino Unido y los Estados Unidos. Islas pequeñas y comunidades fuera de la red han invertido en sistemas de almacenamiento de baterías a gran escala para almacenar energía excedente. Sin embargo, se espera que un número cada vez mayor de baterías a pequeña escala se produzcan y se espera que complementen las aplicaciones a gran escala para 2030.
Los paneles solares están cada vez más baratos
En la lista de ventajas de la energía solar, el precio es un punto importante. En su informe Perspectivas de la energía mundial 2020, la Agencia Internacional de Energía (IEA) confirmó que los proyectos de energía solar ahora ofrecen la electricidad más barata de la historia. En su informe de 2021, la Agencia predijo que para 2050, la generación de energía renovable seguirá creciendo, con la producción de energía solar disparándose y convirtiéndose en la principal fuente de electricidad del entorno. La energía solar es elogiada por los costos operativos y de mantenimiento relativamente marginales de los paneles. Si bien el costo de los paneles en sí es la parte más crítica de la ecuación general, la energía solar es definitivamente una fuente de energía barata que puede reducir considerablemente la factura de electricidad a largo plazo.
El ciclo de vida solar genera emisiones mínimas de gases de efecto invernadero
Por último, la contribución mínima de la generación de energía solar a las emisiones globales de gases de efecto invernadero es uno de los principales beneficios de esta fuente de energía renovable. De hecho, la energía solar no produce emisiones durante la generación misma y los estudios demuestran que tiene una huella de carbono considerablemente menor que los combustibles fósiles a lo largo de su ciclo de vida. Aunque los módulos de PV y otros componentes están hechos de materiales que se extraen y procesan y, por lo tanto, generan algunos niveles de emisiones, la energía solar sigue siendo sin duda una fuente de energía inteligente en términos de carbono, cuyas emisiones durante su vida útil son insignificantes en comparación con el carbón y el gas natural. De hecho, una central eléctrica de carbón emite en promedio 25 veces más emisiones que las producidas por un sistema de energía solar. De manera similar, una central eléctrica de gas natural, a pesar de ser menos contaminante que el carbón, aún genera 10 veces más emisiones que una matriz solar.
3 Desventajas de la energía solar
La energía solar sigue siendo cara para los hogares
¿No dijimos que la energía solar se está volviendo más barata? Bueno, es cierto. Sin embargo, hay algunos aspectos de la tecnología solar que todavía son bastante caros. De hecho, la compra de un sistema solar requiere una inversión inicial significativa para cubrir los costos de los paneles, inversor, baterías, cableado y la instalación del sistema en sí. Una de las partes más caras del sistema son las baterías utilizadas para el almacenamiento de energía solar, que pueden costar más de USD$5,000. Cuando la energía solar comenzó a comercializarse hace 40 años, el precio de los paneles también era increíblemente alto. Sin embargo, las tecnologías solares se están desarrollando constantemente y esto está contribuyendo a una disminución significativa de los precios. Las estadísticas muestran que el costo promedio global de los módulos solares fotovoltaicos ha disminuido drásticamente en las primeras dos décadas de producción comercial de energía solar y ha estado disminuyendo lentamente pero de manera constante desde entonces. Hace solo una década, un sistema solar residencial promedio de 6 kilovatios hora podía costar USD$50,000 o más. Sin embargo, el precio ha bajado en un promedio anual del 62% y hoy en día, una instalación típica en el hogar rara vez supera los USD$20,000.
La energía solar depende del clima
Una desventaja innegable de la energía solar es que esta tecnología no es igualmente eficiente en todo el entorno. Si bien la energía solar se puede generar en un día nublado, aún se requiere cierto nivel de luz diurna para aprovechar la energía del sol, y la cantidad de energía que se puede producir varía mucho según muchos factores, como la cantidad y calidad de la luz solar directa que los paneles reciben, así como el tamaño, número y ubicación de los propios paneles. Por lo tanto, en países que reciben luz solar limitada durante todo el año, recursos renovables alternativos como la energía geotérmica y la energía hidroeléctrica pueden funcionar mejor. En Islandia, un área con poca luz solar y viento, por ejemplo, estas dos fuentes de energía representan el 27% y el 73% respectivamente, lo que permite al país generar el 100% de su energía a partir de fuentes renovables.
Las plantas de energía solar no son la opción más respetuosa con el medio ambiente
Como dijimos antes, la huella de carbono de la energía solar es mínima. Sin embargo, esta renovable aún tiene algunos aspectos, principalmente relacionados con el uso de la tierra y la generación de residuos, que pueden dañar el medio ambiente. En primer lugar, las plantas de energía solar requieren espacio. Por ejemplo, una planta de energía solar para proporcionar electricidad a 1,000 hogares requeriría 32 acres de tierra. Esto significa que, para satisfacer las necesidades de consumo de energía de los Estados Unidos, se necesitarían casi 19 millones de acres, equivalentes al 0.8% de todo el país.
Otro factor a tener en cuenta es la gestión y eliminación de materiales peligrosos como metales y vidrio necesarios para construir algunos componentes de la infraestructura solar que son intensivos en energía para producir y, por lo tanto, responsables de la generación de emisiones de carbono. La construcción de celdas y paneles fotovoltaicos también requiere algunos productos químicos peligrosos y metales pesados. Para evitar dañar el medio ambiente, estos materiales requieren una gestión cuidadosa y procedimientos de eliminación una vez que la vida útil de la planta solar llega a su fin. La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) estima que para 2050, los sistemas de energía solar podrían ser responsables de hasta 78 millones de toneladas de residuos.
¿Deberíamos seguir invirtiendo en energía solar?
La respuesta corta es sí. No existe tal cosa como una fuente de energía perfecta. Desde la energía nuclear y los combustibles fósiles hasta los recursos renovables, todos ellos tienen muchas ventajas pero también algunas desventajas, incluida la energía solar. Sin embargo, dado que nos estamos quedando rápidamente sin tiempo en la carrera hacia las emisiones cero, es crucial que todos los países comiencen a evaluar seriamente qué fuentes de energía pueden brindar mayores beneficios. Si bien la energía solar puede no ser la mejor solución para los países del norte debido a la falta de luz solar que reciben durante todo el año, y algunas de sus desventajas, como el uso extensivo de la tierra que requiere la instalación de paneles solares, pueden no hacerla la mejor opción para todos, este recurso renovable, junto con todos los demás, ciertamente tiene un potencial innegable y sigue siendo una alternativa mejor a los combustibles fósiles perjudiciales para el medio ambiente, más allá de ser la mejor oportunidad que tenemos para detener el calentamiento global.
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