divendres, 2 de gener de 2015

Fotovoltaica: pros y contras. Dos perspectivas desde el ecologismo

Conjunt d'articles publicats al  Colectivo Burbuja ,  a   La Marea  i a  Crisis Energética resultat de la discusió entre els autors  Marta Victoria i Rodrigo Moreton, per una banda,  i de Pedro Prieto, per l'altra,  sobre l'energia fotovoltaica:

Blog de Economia 8 Comentarios



Siete gráficos para ponerse al día en fotovoltaica

Autores: Marta Victoria y Rodrigo Moretón*  La Marea 

 La energía solar fotovoltaica es probablemente la tecnología de generación eléctrica que mayor desarrollo ha experimentado en los últimos años. Sobre ella se ha escrito y se seguirá escribiendo mucho en el futuro y no pretende este artículo analizar todos los aspectos técnicos, económicos, legislativos y sociales que han acompañado (o impedido, en algunos casos) su crecimiento. El objetivo de este artículo es más modesto. Los autores pretendemos poner de manifiesto que la evolución se está produciendo a tal velocidad que resulta imprescindible utilizar datos actualizados cuando hablemos de esta tecnología. Vistas en perspectiva, las mejoras experimentadas por la fotovoltaica en la última década son espectaculares. Proponemos a continuación un breve recorrido visual para que el lector interesado pueda, sin necesidad de preparación previa, ponerse al día en fotovoltaica.

Coste

El precio del panel fotovoltaico ha descendido drásticamente en los últimos cinco años. En la primera figura se muestra cómo hace un par de años que se superó la barrera de “un euro por vatio pico (Wp)”[1] que permite considerar esta tecnología competitiva con otras fuentes de generación eléctrica. El gráfico (¡atención, los ejes son logarítmicos!) muestra cómo, a medida que iba aumentando la producción acumulada[2], el precio del panel disminuía considerablemente. Este tipo de representación suele utilizarse para estimar el ritmo de aprendizaje de una tecnología, que está relacionada con la pendiente de los datos en estos ejes. Por ejemplo, si los puntos estuviesen sobre una horizontal esto significaría que la tecnología no mejora. Sin embargo, lo que nos muestra la gráfica es todo lo contrario, que la tecnología mejora y mucho. Un panel fotovoltaico cuesta hoy apenas un tercio de lo que costaba hace 5 años. Si en 2008 se pagaban más de 2€/Wp, en 2013 el precio se había reducido hasta llegar a 0.6€/Wp. Cabe destacar también cómo la evolución en los últimos cuatro años representados, alcanzando un precio muy inferior al que parecía esperable en función de los datos de años anteriores, indica la enorme influencia de otros factores no relacionados con el aprendizaje tecnológico, entre ellos la incorporación de productores asiáticos.
grafico1Fig. 1. Precio del panel fotovoltaico de panel plano (en euros por vatio pico) en función de la producción acumulada. Fuentes: elaboración propia usando datos de C. Breyer and A. Gerlach., Prog. in Phot.: Res. and App., 21(1):121–136, 2013 y Navigant Consulting.
En la actualidad, para instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo conectadas a la red con una potencia inferior a 5kWp, el precio en España varía entre 1.6 y 2.0 €/Wp para el sistema instalado llave en mano. Es posible que la cifra que más interese al lector no sea cuánto cuesta la instalación del sistema sino cuánto cuesta la energía de origen fotovoltaico, aunque obviamente ambas magnitudes están relacionadas. El coste actual del panel permite estimar el precio de la energía fotovoltaica en el rango de 126-265 $/MWh para instalaciones domésticas y 60-86 $/MWh para instalaciones en suelo. Estos valores son inferiores a otras fuentes de generación clásicas como centrales nucleares, de carbón o petróleo (nótese además que estas son estimaciones del coste de generación de la electricidad sin ninguna prima y elaboradas por asesorías financieras nada sospechosas de ecologistas como Lazard, Morgan Stanley o UBS). Estos números también han permitido que, según informa la propia Agencia Internacional de la Energía, la paridad con la red[3] sea haya alcanzado en 2013 en regiones tan variadas como Alemania, España, Italia, Australia o California.

Potencia instalada

El número de instalaciones fotovoltaicas ha dejado de ser testimonial. A finales de 2013 había instalados más de 138 GW fotovoltaicos en todo el mundo, lo que es equivalente (en potencia) a unos 138 reactores nucleares. De estos, 4 GW están instalados en España, 18 en Italia y 36 en Alemania.
gráfico2Fig. 2. Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en todo el mundo. Fuente: IEA.

Cobertura de la demanda

Como consecuencia evidente de la capacidad instalada, la fotovoltaica ha empezado a cubrir un porcentaje significativo de la demanda de electricidad en varios países. En 2013, la energía solar fotovoltaica cubrió el 7,5% de la demanda eléctrica de Italia y Grecia, el 6,7% de la demanda en Alemania y el 3% de la demanda en España.
gráfico3Fig. 3. Porcentaje de cobertura de la demanda mediante fotovoltaica en 2013. Fuente: IEA.

Fabricación de los paneles

El origen de los paneles y células fotovoltaicas se ha desplazado a Asia en la última década, expulsando a los fabricantes europeos y estadounidenses. En 2013, el 76% de los paneles fotovoltaicos se fabricó en un país asiático.
gráfico4Fig. 4. Producción de módulos fotovoltaicos por región. Fuente: Navigant consulting, ISE Photovoltaic Report 2014

Eficiencia

La fotovoltaica es un campo sobre el que se sigue investigando y avanzando. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL en sus siglas en inglés) de Estados Unidos mantiene actualizado el siguiente gráfico que recoge la evolución de los records de eficiencia de célula para las diferentes tecnologías. La eficiencia de una tecnología consolidada como es el silícico cristalino (en azul) o las células de lámina delgada (en verde) se han mantenido relativamente estables desde 1995. Lo que ha mejorado sustancialmente es la fabricación de las células, con esa eficiencia, de manera industrial y a un menor coste.
La figura también muestra la existencia de dos tecnologías alternativas que exhiben una pendiente mayor, es decir, están mejorando su eficiencia a un ritmo mayor en los últimos años. En la parte alta del gráfico aparecen (en violeta) las células multiunión cuyo objetivo es alcanzar la mayor eficiencia posible que pueda compensar el mayor coste de producirlas. En la parte baja emergen (en rojo) los diseños novedosos de células que se basan en obtener menores eficiencias pero con un coste menor.
gráfico5Fig. 5. Evolución de la eficiencia de las diferentes tecnologías de células fotovoltaicas. Fuente: NREL.

Área que utiliza

Por último, las últimas figuras muestran la superficie que sería necesario cubrir con paneles fotovoltaicos para satisfacer la demanda de energía eléctrica en España. En primer lugar, la figura 6 muestra la superficie necesaria asumiendo instalaciones en suelo para generar la demanda eléctrica total. Por supuesto, toda la electricidad no puede ser generada exclusivamente con esta tecnología, pero la figura nos da una idea de qué superficie se requeriría. Para contextualizar este dato, se muestra también la superficie cubierta por carreteras en España actualmente. En segundo lugar, la figura 7 muestra esquemáticamente la fracción de superficie de tejado que, cubierto con paneles fotovoltaicos, generaría el 100% de la demanda eléctrica doméstica española. Como puede apreciarse, ni siquiera sería necesario cubrir todos los tejados de edificios de viviendas para satisfacer esta demanda, apenas cubriendo el 43% sería suficiente.
grafico6Fig.6. Superficie que sería necesario cubrir con paneles fotovoltaicos para generar la demanda eléctrica española. Fuente: elaboración propia a partir del mapa de Wikimedia Commons.
grafico7Fig.7. Fracción de la superficie de tejado que sería necesario cubrir con paneles fotovoltaicos para satisfacer en su totalidad la demanda eléctrica doméstica española. Fuente: elaboración propia
A la vista de los datos anteriores, no queda duda de que el futuro es fotovoltaico. Aunque a algunos esto les dé mucho miedo. Se puede afirmar con bastante seguridad que en la próxima década un porcentaje significativo de energía fotovoltaica cubrirá la demanda eléctrica en los países desarrollados. La tecnología ya está lista. En España, las decisiones políticas determinarán cuándo ocurrirá esto y, lo más importante, cómo, si de forma distribuida, integrada en edificios y siendo propiedad de los consumidores o en manos de las grandes multinacionales eléctricas.
*Marta Victoria y Rodrigo Moretón son miembros del Observatorio Crítico de la Energía. Además, colaboran con el Círculo de Economía, Energía y Ecología de Podemos.
——–
[1] La potencia en vatios pico de un panel es la que produce bajo una irradiancia de 1000W/m2 cuando las células están a 25ºC.
[2] La producción acumulada se refiere al total de paneles fotovoltaicos producidos en todo el mundo.
[3] La paridad con la red se define como el momento en el que la tecnología fotovoltaica puede producir electricidad a un precio igual o inferior al precio generalista de compra de electricidad directamente de la red.

Resposta de Pedro Prieto a l'article anterior:

Permítaseme algún comentario, que espero resulte constructivo, sobre este artículo de Marta Victoria y Rodrigo Moretón.

1. Es tendencia general relacionar el avance tecnológico de los módulos fotovoltaicos al precio de mercado en euros o dólares por vatio-pico. A mi juicio, esto es un error, que confunde la economía con la física y la ciencia. En el gráfico de la figura 1, hablan de la evolución en precio de los módulos desde 1980 a 2013. Si utilizamos la escala logarítmica, resulta impresionante: de unos 20 €/Wp a los 0,5€/Wp actuales.
Sin embargo, la eficiencia de las células promedio ha pasado de un 10% de aquella época a un 16% en la actualidad. Y me refiero, no a los supuestos logros de laboratorio, sino a la base instalada promedio, que es la que se refleja en el eje de abcisas, también logarítmico. Esta costumbre de hacer creer a la gente que los progresos exponenciales pueden seguir su marcha hasta dejar los costes económicos en valores mínimos que hagan viable “económicamente” cualquier instalación (el llamado grid parity o paridad de red), supone una forma distorsionada de presentar la realidad. Los ecologistas deberían huir de copiar a los productivistas en este tipo de creencias en el más allá del beneficio o la ventaja o la ganancia exponencial.
Muchas de estas creencias se hallan fuertemente arraigadas en la generación actual, que se ha desarrollado en paralelo con los fulgurantes avances de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC), que sacan a relucir a cada dos por tres la llamada Ley de Moore, como algo que hace al ser humano y a su ingenio (ingenuity en inglés) capaz de resolver cualquier problema y de saltar cualquier barrera. La ley de Moore se enunció en los años 60 del siglo pasado y venía a decir que, aproximadamente, cada dos años se duplica el número de transistores en un circuito integrado.
Esto venía a implicar, de manera a su vez aproximada, que la velocidad de proceso de la electrónica y la capacidad de almacenamiento de información en bits en los dispositivos seguían una evolución similar.
Moore corrigió el tiro hacia finales de los setenta y dijo que esa duplicación se daría cada dos años, no cada año. Las TIC han venido hasta ahora cumpliendo con esa ley, aunque ya dan síntomas de fatiga y evidentemente, van a tocar el techo a no mucho tardar.
Este avance ciertamente espectacular de las TIC, en velocidades de procesamiento y capacidad de almacenamiento de datos (bits, en realidad, ceros y unos virtuales) con crecimientos exponenciales, ha hecho pensar a muchos, incluyendo a ecologistas, que lo que es posible con los bits, también puede hacerse a igual velocidad con las baterías o con los cultivos de hortalizas o con el transporte por carretera, por barco o por avión de materia tangible. Y sobre todo, en mejoras de la eficiencia de máquinas y demás, ignorando ciertamente los límites de las leyes físicas y en especial las de la termodinámica.
En este sentido, resulta curioso ver cómo se sigue pensando o se induce a pensar que los costes de la producción de módulos FV sólo tienen el destino de seguir bajando…porque es lo que han hecho hasta ahora y es más, probablemente a velocidades igualmente fulgurantes. Ni una sola sospecha de que la saturación de los mercados con fábricas produciendo a espuertas, puede haber influido algo en la caída de los precios. Ni una sola sospecha de que quizá un uso masivo y generalizado de módulos FV llevaría o podría llevar al encarecimiento exponencial (si, también exponencial, pero en sentido inverso, hacia arriba) de los costes de ciertos elementos que son imprescindibles para los módulos y que se hallan en tierras raras o que el precio del cobre, del aluminio, o del vidrio templado puedan subir, dada su limitación o su coste energético. Un estudio serio que pretenda abordar el reemplazo de las energías fósiles (y nucleares) como productoras de electricidad, por energías renovables o aborda estas cuestiones con seriedad, o queda seriamente dañada en credibilidad.

2. Tampoco explica el artículo la paradoja de que justo cuando se reclama que ya estamos en la “paridad de red” en varios países con la fotovoltaica respecto de otras formas de producción de energía eléctrica (p.e. Alemania, España o Italia), estos hayan o bien parado completamente sus instalaciones, o bien caído de forma espectacular en los incrementos de potencia instalada, cuando apenas tiene o han alcanzando entre un 3 y un 6-7% de sus consumos eléctricos respectivos. No resulta aceptable, que el único argumento y además aburridamente recurrente, ante esta parada casi en seco de nuevas instalaciones, sea que los gobiernos son perversos de repente y que han decidido aliarse con los grandes de la energía fósil para hacer la puñeta a los pobrecitos fotovoltaicos. Háganselo ver.
3. Sobre la fabricación de los paneles, apenas hay una vaga referencia al brutal desplazamiento de los centros fabriles desde Europa y EE. UU. hacia Asia, pero sobre todo no a cualquier país de Asia, sino a los países que utilizan maquilas con trabajos semiesclavos y técnicas de extracción de tierras raras y utilización de lixiviados y demás, muy poco respetuosas con el medio, por no decir desastrosas. Ni una palabra sobre este desaguisado. Pasar sobre esto de puntillas es dejarse muchas plumas por el camino. No es serio. Este cambio telúrico exige estudios más serios sobre costes reales e impactos de tecnologías supuestamente verdes. Pero lo grave es que incluso China, que ante los dos años anteriores de desplome de Europa en potencia instalada, se dedicó a llenar sus fábricas con pedidos internos para instalar la potencia que no se instalaba en lo que pensaron serían sus mercados más prometedores y generadores de divisas, y lo hicieron, muy probablemente más para evitar su quiebra, que por una convicción ecológica. China está empezando a dar también signos de fatiga en este capítulo.
4. La eficiencia. Recurrir al mapa del desarrollo de las eficiencias de las diferentes tecnologías y marcas que va actualizando el National Renewable Energy Laboratory (NREL) estadounidense, es otro de los socorridos argumentos que enlaza con los sueños del crecimiento infinito tratados en el punto 1 anterior. Según esto, estaríamos ya en el 44,7% de eficiencia de conversión de energía solar a energía eléctrica directa. Esto es una simple falacia que no explica nada serio. Lo que interesa no es saber lo que puede hacer un diamante de muchos quilates para una determinada función, sino si esa función puede replicarse de forma masiva o los costes (energéticos y físicos, no sólo monetarios) son viables o no va a dejar de ser apenas un curioso ratón fluorescente de laboratorio sin aplicación real alguna. La realidad es que los campos de los ciento y pico gigavatios de instalaciones FV en el mundo tienen eficiencias reales del 15% aproximadamente, no del 44,7%, porque esas células cuestan decenas de miles de euros el metro cuadrado y están a años luz de la llamada “grid parity”, si es que alguna vez esa luz a años de distancia llega a tocar sus paneles.

5. La utilización de la superficie. Otra de las grandes muletillas de los apologistas de la energía solar FV.
Resulta algo patético mostrar que apenas se necesitaría ocupar un cuadrado de 53*53 Km (2.809 Km2) o el 0,6% del territorio nacional para satisfacer la demanda eléctrica nacional y para salir bien en la foto, decir que ya hemos asfaltado con carreteras y autovías el equivalente a 7.396 Km2, (el 1,5% de nuestra superficie nacional) para dar la sensación de que es poco.
Eso es una burrada, señores. Y además, a los quince o veinte años de haberlos instalado (no se crean eso de que TODOS duran 30 años) van a tener que tirar la mayoría de ellos y volver a instalar nuevos paneles. ¿O que se han creído que serían para siempre?
Lo peor es que aquí no se analiza la superficie que habría que ocupar con energías llamadas renovables (en realidad sistemas no renovables capaces de captar parte de los flujos energéticos renovables de la naturaleza), si en vez de tener el 100% de la energía eléctrica de este origen, tuviésemos que ponernos serios y aspirar a reemplazar el total del consumo de energía primaria, que a grandes rasgos sería unas tres veces más.
Para insistir en este asunto y convencer al personal que no sería necesario ocupar terrenos adicionales a los ya ocupados por el ser humano, se habla de utilizar los tejados de las construcciones humanas del país, y se concluye con una facilidad pasmosa, sin más datos, que con apenas el 40% de los tejados sería suficiente para generar toda la energía eléctrica que consumimos ahora. Pero se hace sin mencionar si esos tejados ya existentes están bien orientados (la inmensa mayoría de ellos no lo están) o si tienen sombras o si se las dan unos a otros o si están en provincias muy poco insoladas y sin mencionar la eficiencia de conversión promedio de los módulos FV.
También se callan los costes de asegurar la continuidad del suministro cunado no hay sol, mediante técnicas de almacenamiento de energía eléctrica de forma masiva, algo que hasta ahora se ha probado fuera del alcance de lo razonable y seguramente, porque empuja a la famosa “grid parity” como la zanahoria que persigue el burro sin jamás alcanzarla, porque va sujeta a un palo que sostiene el dueño que va en el carro detrás.
Sinceramente, esperaba algo más serio y profundo de estos responsables del Observatorio Crítico de la Energía, que además, colaboran con el Círculo de Economía, Energía y Ecología de Podemos.


Resposta de Marta Victoria y Rodrigo Moretón a l'article anterior





Respuesta a los comentarios de Pedro Prieto sobre la fotovoltaica

Marta Victoria y Rodrigo Moretón nos hacen llegar su respuesta a los comentarios de Pedro Prieto
Respuesta a los comentarios de Pedro Prieto
Sinceramente no entendemos que una respuesta que pretende ser constructiva se redacte en un tono tan irrespetuoso. Las críticas de Pedro Prieto no se basan en lo que dice nuestro artículo, sino en lo que a él le gustaría que dijese para poder hilar su discurso habitual. Sin embargo, no queremos perder el tiempo respondiendo a descalificaciones que aportan muy poco así que pasamos directamente a argumentar por qué no estamos de acuerdo en muchas de las cosas que dice el señor Prieto.
Intentaremos responder de manera ordenada a sus comentarios, para que este ejercicio no sea inútil y sirva a un posible lector para profundizar en nuestros argumentos.
1. Empecemos por el primer punto: en ningún momento decimos que la disminución del precio de los paneles se deba a un aumento exponencial equivalente de la eficiencia que han ido alcanzando las células solares. Por supuesto, sabemos que entre los factores cruciales que determinan la evolución de los precios se encuentran la economía de escala, la mejora de los procesos industriales, la disminución de la cantidad de silicio empleada por el adelgazamiento de la oblea, etc. Es al conjunto de estos factores al que nombramos con el término aprendizaje tecnológico.
Dice el señor Prieto Ni una sola sospecha de que la saturación de los mercados con fábricas produciendo a espuertas, puede haber influido algo en la caída de los precios.”
Le animamos a releer nuestro artículo en el que decimos, cita textual, “Cabe destacar también cómo la evolución en los últimos cuatro años representados, alcanzando un precio muy inferior al que parecía esperable en función de los datos de años anteriores, indica la enorme influencia de otros factores no relacionados con el aprendizaje tecnológico, entre ellos la incorporación de productores asiáticos.”
En particular nosotros NO afirmamos que el precio de los paneles vaya a seguir bajando indefinidamente. De hecho, no es cuestión de ser ecologista o productivista: cualquier científico cuidadoso es consciente de la insostenibilidad de los crecimientos perpetuos, más aún si son exponenciales. Lo que nosotros decimos en el texto es que 1) El precio del panel ha disminuido de 2€/Wp en 2008 a 0.6€/Wp en 2013 luego es necesario desterrarla la falacia de que “la energía fotovoltaica es tan cara que no nos la podemos permitir”, 2) El precio que tiene el panel fotovoltaico HOY hace que ya se haya alcanzado la paridad con la red. De hecho, la paridad de generación también se ha alcanzado ya en numerosos escenarios.
Nuestro argumento no se basa en realizar una analogía con la ley de Moore ni mucho menos. Por supuesto tampoco ignoramos las leyes de la física y la termodinámica. Lo que decimos es que HOY el precio del panel es el que es y que debemos utilizar datos actualizados para promover un debate riguroso sobre energía.
Por otro lado, seamos serios en la discusión: el panel plano utiliza silicio, material enormemente abundante en la tierra. El aumento del precio del cobre, aluminio o vidrio templado afectará a su precio en la medida en que estos materiales influyen en el coste del panel. Así que no, no es esperable un aumento exponencial del coste de los paneles fotovoltaicos a corto o medio plazo. Además, es seguro que el precio de otras materias primas como el carbón, gas natural, petróleo o uranio tenga una influencia mucho más determinante (y mucho antes) en el precio final de las fuentes de generación convencionales, lo que mantendrá la competitividad de esta tecnología. Esto no quiere decir, de nuevo, que nos apoyemos en “la llamada Ley de Moore como algo que hace al ser humano y a su ingenio capaz de resolver cualquier problema y de saltar cualquier barrera“. Nadie en su sano juicio, y desde luego no estos autores, se apoyaría en la Ley de Moore para defender una mejora perpetua en ninguna magnitud vinculada con recursos materiales finitos. En ningún momento del artículo se intenta vender la energía solar fotovoltaica como la solución única y salvadora de la compleja crisis energética que padecemos, entre otras cosas, porque las panaceas tecnologicistas se suelen ver contrarrestadas por la llamada paradoja de Jevons. Estas reflexiones, no obstante, quedan totalmente fuera del objetivo del artículo, tal y como se explica de manera meridiana en el primer párrafo.
En cuanto al coste energético, es una de las gráficas que por limitaciones de espacio no han entrado en el artículo, pero puesto que es otra de las falacias que solemos oír, la desmentiremos aquí rápidamente. Un panel fotovoltaico tarda menos de 5 años en recuperar la energía que se ha empleado para su fabricación, mientras que su vida útil se estima en 30 años (se pueden consultar esta y esta referencia).
2. Respecto al segundo comentario empezaremos diciendo que, en nuestra opinión, conseguir porcentajes de generación de electricidad del 3% (en España), 6.7% (en Alemania) y 7.5% (en Italia y Grecia) en menos de una década no es algo ni mucho menos despreciable. Además, no es cierto que la instalación de potencia fotovoltaica se haya detenido en todo el mundo. Esto ocurre en España porque la inseguridad jurídica detiene la instalación de grandes plantas fotovoltaicas que entran a mercado y la existencia de un borrador de autoconsumo injusto y abusivo evita la implementación de instalaciones domésticas que ya son competitivas. Pero EEUU lleva 4 trimestres consecutivos instalando más de 1GW, y la potencia fotovoltaica representó el pasado trimestre un 37% del total de potencia instalada en el país. China instaló casi 12 GW de potencia fotovoltaica en 2013, lejos de ningún síntoma de fatiga.
Por último, lamentamos profundamente que estos argumentos le parezcan aburridos y repetitivos, pero es así, el gobierno español (perverso o incompetente, probablemente las dos cosas) está aliado con las grandes empresas eléctricas que utiliza combustibles fósiles. Algunos de nosotros estamos comprometidos con la democratización de la energía y con la recuperación del rigor en el debate y, por tanto, dispuestos a repetir estos argumentos las veces que sean necesarias. La relación entre legislación y desarrollo del sector en este caso es tan directa que sólo se puede negar desde la mala intención. Por cierto, si los autores somos pobres o precarios es por nuestra condición de investigadores y no porque seamos empresarios fotovoltaicos afectados por estas medidas.
3. Como explica en su introducción el artículo pretende ser un recorrido visual por la realidad de la fotovoltaica en estos momentos. Es parte de esa realidad el hecho de que la mayoría de los paneles fotovoltaicos se produzcan en Asia y queríamos reflejarlo. Leyendo sus comentarios podría entenderse que a los autores nos parecen bien las consecuencias que se derivan de este hecho. Esto no es así en absoluto. Nuestra opinión sobre este asunto puede encontrarse en otro artículo que ha sido citado en el texto y que le animamos a leer. Reproducimos aquí algunos párrafos relevantes:
Son muchos los expertos y analistas que asocian el bajo precio de los paneles fotovoltaicos en la actualidad a la entrada en el mercado de las compañías chinas. Sus reducidos costes de fabricación, unidos a la capacidad de endeudamiento que les ofrecían sus bancos o el propio gobierno, han conseguido echar del mercado a la mayoría de fabricantes europeos o estadounidenses. Si bien esto es cierto, la pregunta que debemos hacernos es si este fenómeno, la deslocalización de la producción a países con mano de obra más barata y menor control, ha ocurrido exclusivamente en los paneles fotovoltaicos o si, por el contrario, es representativo del sistema económico capitalista y global que impera actualmente.
Quiero decir: ¿no ha hundido la fabricación de juguetes chinos a las empresas jugueteras españolas? ¿No es el precio al que se cosen todo tipo de prendas de ropa y calzado tan bajo que resulta imposible competir en coste si se fabrican en España? En opinión de la autora, si nos quedamos con los grandes rasgos, lo único que diferencia el caso fotovoltaico del resto es que todo el proceso -que incluye la investigación y desarrollo del producto en Europa, su traspaso a las industrias europeas, la posterior transferencia a las industrias chinas y, consecuentemente, la quiebra de las europeas- ha sido tan rápido en el caso fotovoltaico que en apenas 10 años se ha completado permitiéndonos observar la “película completa en muy poco tiempo.
Por supuesto, a muchas personas nos parece inaceptable esta situación. Queremos que las empresas tecnológicas y los puestos de trabajo asociados a ellas se mantengan en Europa. Queremos que los paneles fotovoltaicos que producen nuestra electricidad (así como nuestra ropa y nuestros ordenadores) sean fabricados en condiciones de trabajo dignas y que respeten el medio ambiente. Pero resulta hipócrita denunciar la terrible injusticia que supone la deslocalización de la producción fotovoltaica a China e ignorar que lo mismo está ocurriendo para el resto de nuestros productos de consumo.
Por otra parte, también es parte de la realidad que para la fabricación de la mayor parte de los paneles fotovoltaicos (de Silicio) no se utilizan tierras raras.
4. Mostrar el mapa de eficiencias del NREL no es un “socorrido argumento” sino unos datos en los que apoyarse para trasmitir la idea de que, y vuelvo a citar textualmente nuestro artículo, “la fotovoltaica es un campo sobre el que se sigue investigando y avanzando”. Sentimos disentir también en la opinión de Pedro Prieto de que las células multiunión que alcanzan eficiencias records del 44.7% sean un ratón fluorescente de laboratorio sin aplicación real. En primer lugar la eficiencia media que alcanzan las células multiunión en fabricación es similar a las del record (aquí, aquí y aquí fabricantes que venden obleas de células multiunión con eficiencias centradas en el 42%). En segundo lugar, estas células más caras se utilizan en sistemas de concentración. En ellas se utiliza una óptica más barata para concentrar la luz del sol sobre la célula multiunión de manera que se reduzca la superficie de célula necesaria y su peso en el coste final del sistema. Los módulos de concentración que utilizan células multiunión han reportado eficiencias del 35.9% (prácticamente el doble que los de panel plano) y la principal empresa que utiliza esta tecnología Soitec está instalando en EEUU centrales solares que suman una potencia de 300MW (referencia aquí). Por supuesto, el desarrollo de la tecnología fotovoltaica de concentración está lejos de la del panel plano (se ha fabricado prácticamente tres órdenes de magnitud menos) y solo el futuro dirá si es capaz de alcanzar menores precios que el panel de silicio. Pero sobre lo que no hay ninguna duda, y de nuevo es esto (y no otra cosa) lo que decimos los autores, es que la investigación en fotovoltaica es actualmente muy activa y está consiguiendo hitos importantes. Algunos de ellos, por cierto, en España.
5. Respecto a la cantidad de suelo necesaria para fotovoltaica. Nuestro objetivo al mostrar esos gráficos es de nuevo contrarrestar la falacia de que “para generar la electricidad que consume España con fotovoltaica tendríamos que cubrir tanta superficie que lo haría inviable”. Pues bien, esto es rigurosamente falso. Es obvio que, no tiene sentido generar el 100% de la electricidad con fotovoltaica pero el gráfico nos da una idea muy intuitiva. También es obvio que generar un porcentaje de nuestra electricidad, y no el total, con fotovoltaica se traduciría en un porcentaje equivalente del cuadrado de 53x53km2 cubierto de paneles. En nuestra opinión este argumento no es en absoluto patético.
Para rebatir las últimas afirmaciones solo nos queda exigirle al señor Prieto un poco de rigor porque si no la discusión deja de ser constructiva y se vuelve inútil. No se trata de que haya que creerse nada. La realidad es que los fabricantes de paneles fotovoltaicos garantizan que la potencia de los mismos a los 25 años es como mínimo un 80% de la que era al principio de su vida útil. Esto es una garantía. Es más que probable que la mayoría de los paneles lleguen a los 30 años con una potencia muy similar a la que tenían cuando empezaron a funcionar. Además, los estudios científicos realizados hasta la fecha respaldan ampliamente esta duración (referencias, por ejemplo, aquí), tiempo después del cual se puede reciclar más del 60% del módulo (referencia aquí).
En cuanto las críticas referentes a la instalación de paneles en tejados, es cierto que no todos están bien orientados. Como en el hipotético caso de que generásemos todo el consumo eléctrico doméstico con fotovoltaica solo haría falta cubrir el 43% de los tejados usaremos los que sí lo están. Por supuesto, repitiendo lo que hemos dicho antes: generar un porcentaje de esa energía reduciría la superficie de tejados a utilizar proporcionalmente. Por último, el dato de la eficiencia de paneles que hemos utilizado puede encontrarlo en el pie de figura, el hecho de que unas provincias estén más insoladas que otras se tiene en cuenta al usar un número de horas equivalentes de sol de 1300, número que corresponde al promedio de insolación que se recibe en España. Este dato también está en la figura junto con el hecho de que utilizamos el Censo de población y vivienda de 2011 para estimar la superficie de tejados (el método detallado lo explicamos aquí). En definitiva, el resultado no se ha obtenido con una facilidad pasmosa sino con un cálculo riguroso.
La solución de la integración de energías renovables que generan de manera intermitente no se produce exclusivamente con el almacenamiento masivo sino con un control de la generación (usando de manera adecuada la generación hidráulica y los ciclos combinados) y la demanda. En España en 2014 las energías renovables generaron el 42% (la fotovoltaica el 3%) de nuestro consumo eléctrico total. Vamos, el burro ya se está comiendo un trozo bastante importante de la zanahoria.
Por terminar, en el Observatorio Crítico de la Energía pensamos que el debate es necesario para encontrar soluciones a los retos a los que nos enfrentamos. En particular uno de estos retos es conjugar los límites físicos de nuestro planeta (que se manifiestan entre otros efectos a través del cambio climático) con obtener la energía que consumimos (o el mínimo de energía que necesitaremos consumir para mantener los aspectos que consideremos esenciales en nuestra sociedad).
Los autores de este artículo somos conscientes de la complejidad del problema energético que tenemos por delante y de que su solución nunca podrá pasar por una sola respuesta, sino por una combinación de muchas otras, empezando por una reducción del consumo. Pero pensamos que la fotovoltaica puede ser una de las piezas que contribuya al cambio de modelo energético. Por tanto, estamos dispuestos a debatir cuanto sea necesario sobre los problemas asociados a esta solución desde el rigor y el respeto.

Resposta de Pedro Prieto publicada a Crisis Energética

FOTOVOLTAICA: PROS Y CONTRAS. DOS PERSPECTIVAS DESDE EL ECOLOGISMO


  • miércoles, 31 diciembre 2014 @ 19:32 CET
  • Autor:
  • Lecturas 370
Informes El pasado 22 de diciembre de 2014 se publicó en el periódico La Marea un artículo titulado “Siete gráficos para ponerse al día en fotovoltaica” http://www.lamarea.com/2014/12/22/siete-graficos-para-ponerse-al-dia-en-fotovoltaica/, firmado por la Sra. Marta Victoria y el Sr. Rodrigo Moretón, como miembros del Observatorio Crítico de la Energía. Además, firmaban como colaboradores con el Círculo de Economía, Energía y Ecología de Podemos.
Este artículo fue enlazado por Juan Carlos Barba, una vez recibido el permiso de los autores, en la web del llamado Colectivo Burbuja y en la sección de energía, que habitualmente visito y en la que a veces hago algún comentario.
En este caso, como en muchos otros, me sentí obligado a comentar algunas cosas, algo que hice de manera informal. Juan Carlos me pidió permiso para publicarlo en el Colectivo Burbuja, también como contrapunto al artículo antes mencionado. Algo que concedí, como tengo por costumbre y se terminó publicando al final de dicho artículo.
Esto dio lugar el 24 de diciembre de 2014 a una respuesta de Victoria y Moretón, titulada “Respuestas a los comentarios de Pedro Prieto sobre la fotovoltaica".  
Empezaré por pedir disculpas a la Sra. Marta victoria y al Sr. Rodrigo Moretón si se han visto afectados por mis críticas, hechas en un contexto informal, como es el de un blog de Internet y que ellos consideraron eran irrespetuosas.
Si existe alguna justificación al asunto, se debe seguramente a mi cansancio generalizado por la inagotable lista de artículos de apología a la energía solar fotovoltaica, que generalmente aportan sólo los pros y ocultan generalmente los contras de este tipo de tecnología. El propio contenido del artículo y los gráficos incluidos, creo que son un ejemplo más dónde abunda lo primero y escasea o no existe lo segundo.
Entiendo que empresas fotovoltaicas escriban o publiquen ensalzando muy principalmente las ventajas de sus productos o sistemas y oculten o minimicen los problemas o los inconvenientes de las mismas para según que utilidades. Esto es una actitud habitual de los departamentos de marketing o comerciales. Sin embargo, cuando se desea tratar un problema desde una perspectiva científica o incluso como una posible solución técnica a algún problema socioeconómico o como respuesta política a una situación de necesidad social, parece que es más conveniente hacer análisis en ambos sentidos y creo que de eso es de lo que adolecía el documento inicial. Ahora sí, desde Colectivo Burbuja están tratadas ambas perspectivas.

Pero vayamos a los argumentos y evitemos las descalificaciones, aclarando que no tengo discursos habituales sobre la energía solar fotovoltaica o sobre ninguna otra, porque llevo más de una década trabajando y analizando esta energía desde todos los ángulos, incluido el de los que las apoyan, las calculan, las instalan, las operan y las disfrutan y sufren, pero sin haber podido concluir, ni dar por hecho hasta ahora, que las modernas energías renovables (principalmente eólica y solar en sus dos variantes más conocidas), van a ser la salvación de la sociedad mundial actual en cuanto a disponibilidad de energía, como sí parece que dan por sentado muchos grupos ecologistas.
1. No he atribuido a los autores que la reducción del precio de los paneles se deba a un aumento exponencial de la eficiencia. Apenas he indicado que colocar como primer gráfico del artículo la caída del precio del Wp del panel desde 1980 es un argumento recurrente de los defensores de los sistemas fotovoltaicos, del que no hace falta mucho más para inferir que a este paso, será pronto algo tan barato que se podrá instalar en cualquier hogar. Un argumento similar al que utilizaba inicialmente la energía nuclear (“too cheap to meter” decían que iba a resultar). Esta suposición, si quieren inferida, casa muy mal con la realidad del mundo actual, a finales de 2014, y no sólo de la malhadada España. La energía solar fotovoltaica, más de 100 años después de haberse descubierto el efecto fotovoltaico y al menos 60 años desde las primeras comercializaciones de paneles, sigue ocupando una porción minúscula de la generación eléctrica mundial (el 0,05% del total de la electricidad mundial y mucho menos, unas tres veces, del total de la energía primaria mundial).
Si el argumento que se emplea para desterrar la falacia de que “la energía fotovoltaica es tan cara que no nos la podemos permitir” es el argumento de la caída de los precios de los módulos en estos últimos años, entramos en argumentaciones económicas y nos salimos de argumentaciones científicas, algo que también empieza a ser cada vez lamentablemente más frecuente en las publicaciones científicas, incluidas las que tratan sobre energía solar fotovoltaica. Pero si además, esa argumentación económica es que los 0.6€/Wp (yo los he conseguido incluso a 0,5 €/Wp y de calidad en 2014), ya los hacen asequibles, o que ese precio permite que hayan alcanzado la famosa “paridad de red”, como contra-argumentación económica, que no científica, habrá que poner en cuestión el valor del logro, porque por ninguna parte se ven progresos espectaculares como para confirmarlo. Y vuelvo a repetir que incluso excluyendo la desgraciada política energética de nuestro país (algo en lo que parece que concuerdo totalmente con los autores), sino en el contexto mundial, que es el que importa, donde prevalecen todo tipo de políticas económicas y fiscales o de ayudas y subvenciones y no existen trabas para este tipo de instalaciones.
Ayudas y subvenciones que, por otra parte, si se hubiese alcanzado realmente la “paridad de red” no serían necesarias para ver un fulminante despegue en todos los países del mundo.
Por ofrecer datos concretos, en 2013 las instalaciones fotovoltaicas supusieron menos de 40 GW de potencia instalada, mientras que el sector eléctrico mundial vio un incremento de instalaciones, a pesar de la crisis económica y financiera mundial de más de un lustro, de 5950 GW en el mismo periodo (WEO 2104 de la AIE. Página 201), con lo que el porcentaje de potencia instalada fue del 0,06%. Si la “paridad de red” sirve para esto, realmente, sirve para poco; o es que quizá no se ha alcanzado todavía en realidad. O, como me temo, que hay algo más que no se está teniendo en cuenta y no sólo es la laxitud y estulticia del gobierno español en política energética.
Por otro lado, si estos precios han hecho asequible a la energía solar FV habrá que ver a quienes. A finales de 2013, apenas una decena de países occidentales o desarrollados con muchos recursos económicos y financieros, además de tecnológicos, de los cerca de 200 países de los que se compone nuestro mundo, copaban el 80% de los de las instalaciones fotovoltaicas y dos países emergentes, China e India, con maquilas fotovoltaicas, se llevaban el 15% de los 140 GW fotovoltaicos instalados en todo el mundo, desde el principio de los tiempos. El resto, es un erial fotovoltaico, que dice muy poco de que se haya alcanzado la paridad de red para la inmensa mayoría de la población del planeta.
Esto son datos actualizados y este es el debate riguroso que espero poder alcanzar con mis interlocutores. Espero un debate fructífero de por qué esto sigue sin despegar, más de 60 años después de haberse empezado a comercializar los módulos fotovoltaicos. Y aunque es ampliamente conocida mi crítica al gobierno español actual (y al anterior y al anterior del anterior) en materia de energías renovables, confío en que se entienda que esta situación de atasco en el despliegue que sería mínimamente necesario, trasciende de la inepcia de nuestros gobernantes nacionales.
Y si quieren que seamos serios en la discusión, ya sabía, desde hace bastante años que el panel fotovoltaico plano suele utilizar silicio y que este material es muy abundante en la corteza terrestre, pero no se si mis interlocutores han entendido o aceptado que en mis cálculos sobre los costes energéticos de un sistema fotovoltaico con sus fronteras de cálculo ligeramente extendidas sobre los cálculos convencionales, indica que el coste del módulo (no sólo del silicio, sino del vidrio, el aluminio, la caja de conexiones, el inversor y hasta la estructura de soporte y orientación), representa apenas un tercio del coste energético total del sistema completo.

Es incierto hasta que punto los costes de las materias primas vayan a subir o bajar y cómo, pero me alegro de que los autores entiendan que existen límites del aumento de la eficiencia y que sin embargo, no sólo el silicio cuenta, sino la energía para fundirlo y purificarlo con varios nueves de decimales de pureza. Que cuenta el cobre que llevan los paneles dentro y el que llevan los cables que los conectan a los inversores, de ahí a los transformadores y de ahí a la red (y ese sí está subiendo y empezando a escasear y cómo), que sube el precio del aluminio y el de las infraestructuras en las que se tienen que apoyar los sistemas fotovoltaicos y que son conditio sine qua non para que estos sistemas puedan funcionar durante los 25 años que se les supone de vida útil. Y sobre todo, que si sube el precio de la energía fósil y estos sistemas están fuertemente apuntalados en ese consumo, sus precios también van a subir; más cuanto más apuntalados estén en la energía fósil.

Esto nos lleva a otra diferencia de criterio sustancial y me toca a mi lamentar la falta de respeto de mis interlocutores, cuando califican de “falacia” que los sistemas fotovoltaicos tengan una tasa de retorno energético baja o muy baja. Y para desmontar esto “rápidamente”, se despachan con un par de citas de autores (Alsema, Fthenakis et al y Perpiñán, Lorenzo et al) que opinan lo contrario.

Mis interlocutores concluyen de esta forma que el panel fotovoltaico recupera la energía que se supone embebida o embutida en él, en apenas 5 años y que el panel dura 30 años. Se quedaron cortos. Hay muchísimos más estudios mucho más favorables que estos, donde se concluye que incluso los sistemas fotovoltaicos (no el panel per se) tienen fabulosos tiempos de recuperación de la energía invertida en ellos, en algunos casos de menos de un año (Raugei, Kim, Jacobson, etc., etc.) Hay de todo como en botica.

Pero sin duda, no han leído, podido o querido leer las conclusiones del libro que he conseguido publicar en los EE. UU. titulado “Spain’s Photovoltaic Revolution: The Energy Return on Investment” (Springer, 2013), en coautoría con el profesor Charles A. S. Hall, donde analizamos la Tasa de Retorno Energético (TRE) de los sistemas fotovoltaicos de España entre 2009 y 2011 de casi 4 GW de potencia instalada.

No me consta que ni uno de los muchos autores de alto nivel arriba mencionados, haya realizado una prospección de este nivel sobre instalaciones funcionando en el mundo real, en el país más insolado de Europa y durante tanto tiempo.

En este trabajo llegamos a la conclusión de que el promedio de los 4 GW analizados en España durante tres ciclos anuales consecutivos completos (2009 a 2011), en la vida real, en todas las latitudes y climas, con todos los sistemas fotovoltaicos que el ingenio humano ha decidido libremente montar (en un mercado libérrimo para comprar e instalar) tenían una TRE de 2-3:1.

Este resultado fue sorprendente incluso para nosotros, porque además dejamos de lado un par de factores claves muy importantes y de alto contenido energético como son la fuerza de trabajo, que solo se analizó parcialmente para evitar duplicaciones y también se dejó fuera el coste financiero (que aunque muchos no lo crean, tiene un coste energético asociado importante). De haberlos incluido, seguramente la TRE hubiese estado en el entorno de 1:1

Este resultado ha pasado por filtros varios y variados intercambios con muchos de los autores citados, algunos con muchas más referencias académicas que un simple servidor (no que del profesor Charles A. S. Hall, que es considerado el padre del concepto moderno y desarrollado de la TRE, o en inglés más conocida como EROI o ERoEI). En ningún caso, sin embargo, se nos ha tratado de falaces ni nosotros hemos tratado de falaces a tan eximios profesores. Sí provocó sorpresas por la nueva metodología empleada y el campo de experimentación tan amplio y largo en la potencia instalada y en el tiempo, al contrario que la mayoría de los análisis hechos hasta la fecha, que analizaban TREs o tiempos de retorno energético de la energía embutida en el sistema (Energy PayBack Time –EPBT- por sus siglas en inglés), con plantas individuales, en lugares generalmente de muy favorable insolación y bajo condiciones controladas de laboratorio.

Este debate se ha quedado en un punto en el que por parte de Hall y Prieto se admite (incluso en el libro) que la TRE del sistema FV que incluye al módulo y a los inversores y estructura inmediata, es de aproximadamente 7:1 (esto da un tiempo de recuperación de la energía invertida en ello de entre 3 y 4 años para 25 años de vida útil o de 4-5 años si la vida útil es de 30 años), pero que si se incluyen otros factores que dichos autores no habían considerado, pero terminaron entendiendo (creemos) que eran conditio sine qua non, para que los sistemas FV funcionasen, la TRE o EROI bajaba a aproximadamente un tercio de ese valor.

En ningún momento de nuestros intercambios los demás expertos cuestionaron con argumentos ni el monto ni el concepto de estos costes energéticos. Simplemente es que estos especialistas no los habían considerado en sus análisis, ni figuraban, como se puede ver en sus múltiples documentos publicados. Se trataba de metodologías diferentes, como diferente era la consideración de los 30 años de vida útil de estos sistemas, que nosotros consideramos 25. La razón para ello, es que no encontramos un solo fabricante de más de 30 que garantizase más de 25 años la potencia de generación del panel con su degradación habitual (y ninguno que garantizase más de 10 años el equipo) y nos parecía fuera de lugar ser más papistas que el Papa, aunque Fthenakis hubiese conseguido imponer esta su metodología en la Agencia Internacional de la Energía.

Baste decir, a propósito de este debate abierto, en el que participaron decenas de investigadores y expertos, que el editor de una prestigiosa revista internacional sobre energía, que spuervisó los intercambios de información, llegó a concluir que si la metodología de la AIE no había considerado los costes energéticos del tipo de los considerados por Prieto y Hall, sería muy conveniente que la AIE cambiase su metodología.

 El que este año se hayan instalado en España prácticamente tantos MW como se han desmontado (del orden de 40 MW), indica que los 30 años de ciclo de vida útil eran ciertamente optimistas por las razones que sean. Y por tanto, que ese factor de duración estimada de los paneles generando ininterrumpidamente durante 30 años está obviamente sobrevalorada cuando se enfrenta al mundo real. Y la falta de respuesta de los fabricantes, la mayoría de ellos quebrados o desaparecidos a los pocos años de haber vendido los módulos, es otro indicio siniestro al respecto. El tiempo nos está dando la razón cuando los sistemas se instalan en el mundo real y éste los somete a prueba, fuera de laboratorio y condiciones controladas, por los que tienen un interés específico en obtener un resultado concreto y apriorístico.

Por resumir, los costes energéticos que calculamos de forma conservadora eran accesos, cimientos canalizaciones o vallas perimetrales de plantas FV, líneas de evacuación y derechos de paso (esto es vital en tejados comunitarios), costes de O&M, lavados y limpiezas de módulos, autoconsumos seguridad y vigilancia, transporte (desde el transporte local, hasta el transporte desde China, ahora mucho más generalizado), obsolescencia de equipos de fabricación y otros sin amortizar, seguros, ferias, exhibiciones, promociones, viajes, etc. gastos de administración, tasas y impuestos municipales, coste del alquiler o adquisición del terreno, mano de obra indirecta o circunstancial (no la directa), coste del agente representante, robo de equipos y vandalismo, comunicaciones, control remoto y gestión, costes de inscripción, registro, avales y demás, reestructuración de las redes eléctricas, módulos averiados y defectuosos, costes asociados de otros sistemas de estabilización (hidro o ciclos combinados) o actos de fuerza mayor. Dejamos fuera un capítulo importante que habría degradado todavía de forma más considerable la TRE, cual es el de la energía asociada al coste de la inyección de energías intermitentes en red, como bombeos inversos y otros sistemas de almacenamiento masivo de energía, porque aunque es de extrema importancia para poder disponer de una red estable, tiene mucha controversia entre los expertos a la hora de definir en cada red su coste de implantación.

Para ilustrar esta diferencia de criterios, nada mejor que utilizar las gráficas siguientes:
Figura 1
La figura 1 representa el ciclo de vida clásico, según, por ejemplo Cutler Cleveland (por cierto, discípulo de Hall)
Figura2
La figura 2 representa en la parte izquierda lo que los analistas de costes energéticos de sistemas fotovoltaicos generalmente ignoran y es el coste energético preexistente, que generalmente ha aportado a nuestra moderna sociedad fundamentalmente la energía fósil.
2. Respecto de los porcentajes de generación de electricidad, nadie ha despreciado los esfuerzos de España, Alemania, Italia o Grecia por intentar instalar sistemas fotovoltaicos. Simplemente los ha puesto en contexto, con respecto al mundo en general, con respecto al consumo o demanda de energía eléctrica y por supuesto, con respecto al consumo y demanda de energía primaria que es mucho mayor que la demanda eléctrica y no fácilmente sustituible por ella.
Que un sistema de generación de energía, como es el fotovoltaico, tenga una TRE alta o baja es de enorme importancia para determinar su viabilidad social. Aún siendo difícil aprehender dicha TRE en cada sistema, dada la gran complejidad de nuestro entramado social y la cantidad de factores entrelazados e interconectados que influyen unos a otros y muchas veces los determinan, saber si una TRE es alta o baja decide considerablemente a la hora de saber si su implantación masiva tendrá sentido o si incluso será posible. O si el esfuerzo de implantarla llevará aparejado unos esfuerzos energéticos que hagan inviable su despliegue masivo como fuente general de energía.
A veces, da la sensación de que este aspecto es olímpicamente ignorado por muchos, que se centran exclusivamente en el coste económico específico de una parte de un sistema energético y no en la energía que hay que gastar por adelantado para ponerlo en marcha.
En este sentido, Charles Hall ha descrito en numerosas ocasiones lo que considera sería una fuente necesaria y viable para cada tipo o estadio de civilización. Otros autores han hecho cosas similares (Lambert & Lambert, 2012 y otros).
Me limitaré aquí a representar la pirámide energética de Lambert & Lambert de forma más o menos invertida, con ejemplos sencillos de lo que implica cada estadio civilizatorio en términos de exigencias mínimas de TRE.
Figura 3. Niveles aproximados de Tasas de Retorno Energético de fuentes de energía para mantener distintos tipos de civilizaciones.
Es decir, lo que se desprende de este enfoque es que una civilización en un estadio con TRE de 3 a 6 podría vivir perfectamente en ese nivel de consumo energético, pero no dispondría de la complejidad técnica o tecnológica para producir sistemas complejos como el fotovoltaico. Por el contrario, la sociedad que sí puede fabricarlos, necesita en su complejidad disponer de una fuente energética de una TRE que la fotovoltaica precisamente no le puede ofrecer, por mucha mejora tecnológica de la oblea o del módulo FV que se pueda dar. Esta es la paradoja que puede estar detrás de este frenazo en las instalaciones mundiales, mucho antes de que siquiera hayan alcanzado un estatus de reemplazo serio de las energías fósiles.
En cuanto a la aseveración de Vitoria y Moretón de que
Además, no es cierto que la instalación de potencia fotovoltaica se haya detenido en todo el mundo. Esto ocurre en España porque la inseguridad jurídica detiene la instalación de grandes plantas fotovoltaicas que entran a mercado y la existencia de un borrador de autoconsumo injusto y abusivo evita la implementación de instalaciones domésticas que ya son competitivas.
Permítaseme volver a disentir. En primer lugar, porque no he dicho que la instalación de sistemas fotovoltaicos se haya detenido en todo el mundo, sino que o se ha detenido (como virtualmente ha sucedido en España) o bien que ha caído de forma espectacular en los incrementos de potencia instalada, cuando apenas tiene o han alcanzando entre un 3 y un 6-7% de sus consumos eléctricos respectivos.
No voy a romper no ya una lanza, sino ni siquiera un palillo, en favor de las actuaciones lamentables del gobierno español en política de energías renovables
Pero como una imagen vale más que mil palabras, permítaseme utilizar ahora los gráficos de la European Photovoltaic Industry Association (EPIA) para ver el frenazo que la fotovoltaica ha tenido en los principales adalides mundiales. Otra forma de ver la figura 2 del artículo de mis interlocutores.

Figura 4. Fuente: EPIA. GLOBAL MARKET OUTLOOK FOR PHOTOVOLTAICS 2014-2018 página 21
Si se analiza sin pasión el gráfico de la propia industria y la evolución de potencia instalada en Europa, resulta evidente que España, esa prometedora franja amarilla de 2007 a 2011, ha desaparecido de mapa. No tengo ningún inconveniente en que se le achaque al gobierno español todo tipo de deficiencias o inseguridades jurídicas sobrevenidas sobre estos sistemas, pero negar que Alemania e Italia, los dos grandes puntales europeos han sufrido un frenazo, si no una caída de proporciones desastrosas, es negar la realidad y no querer entender que debe haber algo más que una perversidad del gobierno de Rajoy en este asunto.
Y si vamos al panorama mundial, podemos observar anomalías importantes en el perfil de crecimiento exponencial de la potencia instalada, que tanto entusiasma a muchos apologistas poco reflexivos sobre el potencial de la energía fotovoltaica.
Figura 5. Fuente: EPIA. GLOBAL MARKET OUTLOOK FOR PHOTOVOLTAICS 2014-2018 página 18
En efecto, la cuasi perfecta curva de crecimiento exponencial de la potencia instalada, que Vitoria y Moretón destacaban en su artículo, se ve en esta otra gráfica de la propia industria del sector, que ha sufrido un frenazo de considerables proporciones, entre el 2011 y la actualidad, principalmente por la caída de Alemania e Italia.
Achacar esto a los desvaríos del gobierno español en materia energética, me parece que es sencillamente echar balones fuera y no querer entrar a analizar posibles causas estructurales más profundas en todo el mundo. El gráfico de la figura 5 muestra claramente que los poderosos EE. UU. apenas han influido en nada, por mucho que Vitoria y Moretón se sigan agarrando al GW que llevan instalando los EE. UU. los tres últimos trimestres. Poner 4 GW al año no es prácticamente nada serio cuando desde 2011 se instalan 40 GW en el mundo y siguen siendo absolutamente insuficientes como alternativa o esperanza energética de recambio.
3. En realidad, el tirón que ha evitado el desplome mundial se debe a lo que se “han comido” o más bien se han “tenido que comer” en forma de paneles manufacturados los fabricantes asiáticos, justo cuando habían completado su conocida estrategia de reducir las fábricas europeas a cenizas compitiendo con salarios y condiciones ambientales de miseria para ganar cuota de mercado o más bien para absorberla casi toda ella, como han ido haciendo con otros sectores industriales. Ello, justo en el momento en que sus esperanzas de colocar su producción a los occidentales se han difuminado.
Estos son los argumentos de rigor que deben exponer los que realmente desean democratizar la energía y no el recurrir sistemáticamente a buscar el chivo expiatorio mundial en los despropósitos innegables del gobierno español y seguir ignorando u ocultando que hay otros importantes factores que están haciendo naufragar el desarrollo de la energía solar fotovoltaica al nivel que sería teóricamente deseable. Uno de ellos, precisamente, puede ser que tiene una TRE tan baja que implicaría una pérdida neta de energía o cuando menos, un aporte gigantesco de energía anticipada (que además debería ser en su mayoría de energía fósil) si la sociedad mundial se volcase en su instalación masiva, para poner en marcha dispositivos que no son RENOVABLES, sino sistemas no renovables capaces de captar temporalmente parte de los flujos renovables del medio. Y si esto es a un coste energético (insisto, no necesariamente económico, pero quizá también) enorme, pues sencillamente terminan no instalándose. 
Seguir insistiendo en que “la realidad” es que para la fabricación de la mayor parte de los paneles fotovoltaicos (de Silicio) no se utilizan tierras raras, no contribuye a la seriedad exigible al debate, cuando es básico que la gente entienda que el silicio en sí no es un material que permita el efecto fotovoltaico. Para ello, hay que recurrir a inyectar en la oblea partes del llamado dopante, que puede ser de algunos elementos, aunque casi todos ellos provenientes de tierras raras, como el fósforo, boro, arsénico, indio, talio o antimonio y dotar así a las uniones de ese deseado efecto.
4. Siguen Vitoria y Moretón insistiendo en que las células multiunión son algo más que una curiosidad y para abundar en su tesis, largan tres enlaces, para augurar que se fabrican y se venden con eficiencias de conversión de energía solar incidente a eléctrica saliente centradas en el 42%. Pero no ofrecen ni un dato sobre cuántos GW o al menos MW de este tipo de células se han vendido en los 140 GW instalados por todo el mundo.
Después, Vitoria y Moretón recurren a admitir de forma indirecta que estas células sólo se utilizan en sistemas de alta concentración, porque así reducen el tamaño de la célula con la utilización de una óptica más barata. Y como ejemplo devastador, recurren a la empresa Soitec que “está instalando” en EE. UU. unos 300 MW (¡un verdadero ratón fluorescente en los 40 GW que se instalan anualmente y los cerca de 6.000 GW de nueva potencia eléctrica instalada anualmente de todo tipo!) Es una forma curiosa de darme la razón quitándomela. Lo peor es que cuando falta el argumento del dato, se recurre al argumento de que sólo es futuro nos dirá si esto podrá ver la luz (a través que algo más que una lupa)
Esto es muy poco serio. Lo que se había instalado en España en alta concentración en 2011, según fuentes del propio sector: el 0,6% de los aproximadamente 4 GW de potencia instalada. Y efectivamente, España tiene un sector de investigación en alta concentración de los mejores del mundo. Es la sede de ISFOC en Ciudad Real, dónde un grupo de muy buenos científicos investigan desde hace años con más de diez diferentes sistemas de alta concentración, eso si, con tan magros resultados como envidiable empeño. España tenía además dos de los mejores fabricantes de sistemas de alta concentración del mundo, Guascor Solar, con tecnología de la estadounidense Amonix y sistemas de concentración a 400 y 600 soles e Isofotón, con un sistema de alta concentración a 1.000 soles. Supongo que no hace falta que les detalle a mis interlocutores en qué situación se encuentran estos sistemas y por favor, espero que no volvamos a utilizar al ínclito ministro Soria como chivo expiatorio de estos intentos tan loables como fallidos.
Por cierto, dos de los más grandes expertos antes citado, H. C. Kim y Vasilis Fthenakis de la Universidad de Columbia, hicieron un detallado estudio del EPBT[1] o tiempo de recuperación de la energía invertida en el sistema de alta concentración de Amonix con resultados de los que supongo que ocho años después no se deben sentir muy orgullosos. Para un supuesto de 30 años de operación y determinadas características asignadas de irradiancia y demás, el retorno de la energía utilizada en el sistema era…¡inferior a un año!
Los argumentos de Kim y Fthenakis eran muy similares a los empleados hoy por Vitoria y Moretón, en cuanto a la alta eficiencia de las células, menores recursos de agua, menor impacto ambiental y mejor comportamiento que los módulos convencionales planos de base de silicio.
Hacia 2011 tuve algún intercambio con este profesor, que insistió en sus cifras, hasta que le conté como estaba viendo el funcionamiento real de estos sistemas tan avanzados en España y las dificultades obvias de mantener un sistema de seguimiento a dos ejes de la precisión que exigen estos dispositivos con lentes sobre célula para no desenfocarse, los problemas con las vibraciones, el viento, la luz difusa y muchos otros. Ahí acabó la discusión. Hoy la práctica totalidad de estos intentos languidece en ese laboratorio de Ciudad Real, que se ve según se pasa con el AVE camino de Andalucía.
 Sería muy de agradecer desde el punto de vista científico, que en vez de fiar todo a la investigación de futuro, dijesen la cantidad de MW instalados y operativos en todo el mundo. Decir que son “tres órdenes de magnitud menor que los paneles convencionales”, es una forma ciertamente curiosa de utilizar milésimas para explicar que son prometedoras.

Los sistemas FV de alta concentración que se han desmontado por ineficientes y por mal funcionamiento, desmintiendo de forma rotunda la constante de los 30 años de funcionamiento, que dan unas TREs o unos retornos de energía invertida en el sistema (función inversa de la TRE) tan espectaculares como resbaladizos, si la mayoría de ellos no llegan a funcionar nunca o funcionan durante menos de una década y luego se desmontan por quiebra del fabricante y falta del complejo mantenimiento requerido.

Ahora veo que este tipo de cosas vuelve sobre mi mesa años después, con ímpetu renovado. En fin.

5. El último asunto tratado fue el de la superficie requerida para dotar a una sociedad de electricidad. La novedad del cálculo de Vitoria y Moretón está en que lo hicieron para España ( 53*53 Km de cuadrado) y para los tejados españoles, en vez del socorrido cuadrado que tantos han pintado o copiado y repetido hasta la saciedad del cuadrado que supondría cubrir toda la demanda eléctrica mundial en el vacío e inútil desierto del Sahara.

Aducen que el motivo era contrarrestar la “falacia” (¡de nuevo la palabra!) de que la superficie requerida lo haría inviable.
Esto de 53*53= 2.809 Km2 puede parecer poco o mucho, según se mire. A ellos no les parece patético. A mi, si. Que haya luego que tirar esto a los 25 años y volver a poner nuevos paneles me resulta dramático, poco realista y desde luego, nada renovable.
Vitoria y Moretón me exigen rigor en cuanto a la credibilidad de la vida útil de los módulos fotovoltaicos en 25 ó incluso 30 años. No se cuántos contratos habrán firmado con fabricantes y cuántas especificaciones habrán estudiado para hacer parques fotovoltaicos en España y por el mundo. Yo tengo unos cuantos a las espaldas y unos 30 años como responsable comercial de empresas de telecomunicaciones, que entre otras cosas, instalan módulos fotovoltaicos desde en satélites, hasta en repetidores de microondas en lugares inaccesibles con muy buen resultado.
Efectivamente, todos los fabricantes ofrecen 25 años de garantía de potencia con un cierto decaimiento que cifran adecuadamente en un 20% en los 25 años considerados o garantizados. Bien. Esa es la garantía de potencia. Pero también se firma en los contratos una garantía de material. Esta garantía la ofrecen algunos fabricantes como máximo en 10 años. Ahora la mayoría lo ha recortado a 5 años. ¿Y cual es la diferencia? Yo he preguntado decenas de veces a fabricantes qué sucede con la garantía de potencia a 25 años, si un módulo fotovoltaico se avería en el año 6, si la garantía de material es de 5 años o en el año 11 si es de la garantía de material es de 10 años. La respuesta invariable resultaba ser: tiene usted que comprar un módulo nuevo, porque nosotros, como fabricantes, le aseguramos la potencia nominal, menos la degradación especificada  “si el módulo no se avería durante la vida útil”, pero si se avería más allá de la garantía de material, tiene usted que comprar otro.
Si a esto se suma es desbarajuste fabril europeo y mundial, en el que una gran parte de las empresas que fabricaban módulos han cerrado sus puertas en la mayoría de los casos al lustro o incluso menos (hay fábricas con los equipos fabriles de última generación envueltos en plásticos y sin abrir o de fabricación de paneles de película delgada sin haber fabricado apenas un solo módulo desde hace años), tenemos completo el panorama, ya que difícilmente estas empresas van a poder honrar sus compromisos.
En el caso de empresas chinas, la cosa es todavía más sangrante, porque incluso aunque sigan existiendo, nunca ponen avales o garantías bancarias que cubran sus desperfectos y fallos de fabricación. Vayan ustedes a reclamar a tribunales chinos. Esto, que parece anecdótico, no lo es en absoluto. Hay litigios en España y en otros países que implican devoluciones de plantas completas por defectos de fabricación. Esto incluye no sólo a fábricas chinas, sino a empresas estadounidenses líderes en película delgada, que han tenido que llevarse de vuelta alguna planta completa por no cumplir especificaciones.
Ciertamente en España tenemos muy buenos científicos. Entre ellos, hay líderes mundiales en valoración de cumplimiento de especificaciones de plantas FV. Uno de estos centros es el Instituto de Energía Solar en la Escuela de Ingenieros de Telecomunicación de la Complutense de Madrid. Más de un profesor y científico ha terminado harto de tener que arbitrar entre fabricantes y promotores, porque las expectativas de las especificaciones técnicas estaban lejos de cumplirse.
Al respecto, para los que no estén en los detalles, existe todo un universo de triquiñuelas sobre el cumplimiento de la potencia nominal y la pico en según qué condiciones. Cuando se llega al juicio, resulta que eran 1.000 W/m2 (850 W/m2 esegún estándar americano que se está generalizando por el abuso de los 1.000 W/m2 requeridos en el anterior europeo) y en absoluta perpendicularidad y con un coeficiente de Air Mass (masa de Aire) de 0,5 y temperatura del panel de 20 ó 25º C; algo que resulta que si se cumple en el desierto de Atacama es que va bien, pero en cuanto hay algo de calima, eso no marcha ni para atrás o si no hay calima y se da esa irradiancia, estamos en los 40º C en panel y entonces no hay forma de sacar la potencia pico o la nominal.

Los estudios científicos en condiciones de laboratorio pueden decir muchas cosas. La realidad en el mundo habla de forma diferente. Y es la que “científicamente” hay que considerar.  Si en España hemos tenido casos de vandalismo y robo de paneles, en muchos otros países, hubiesen durado lo que un caramelo a la puerta de un colegio. Si en los desiertos hay una gran irradiancia, resulta que la erosión de las tormentas de arena destroza los paneles mucho antes de lo que dice la teoría, pero el fabricante se lava las manos (en su despacho, donde hay agua). Si se instalan en un ambiente de niebla salina a 200 m. de una costa, la corrosión de las cajas de conexión a los tres años puede ser horrorosa. Si una empresa española con financiación preferente instala aldeas solares en Marruecos y luego no paga las cuotas, el sistema se abandona y las aldeas dejan de funcionar en buena medida y la constante de 25 ó 30 años vuela por los aires porque no hay infraestructura mínima ni capacidad para mantener. Si uno lava lo paneles con agua de una acequia o de un pozo, las sales o los minerales que puedan contener pueden dañar los módulos mucho antes que lo especificado. El fabricante no se hará cargo de esta falta de cuidado en lavar con agua libre de estos contaminantes. La curva de aprendizaje de las pequeñas empresas dedicadas a lavar paneles ha sido fulgurante y aún así insuficiente. Si un pedrisco de consideración destroza un parque y el promotor o dueño reclama al fabricante porque no han aguantado, se puede esperar que el fabricante diga que el pedrisco era de un tamaño de pelota de tenis y que cayó a velocidad superior a la especificada, según las pruebas de laboratorio de su cañón. Si va al seguro para que le cubra los destrozos, se encontrará que el perito del seguro le dirá probablemente que ellos no pagan porque el granizo era minúsculo y debe cubrirlo el fabricante. El juez está esperando todavía las muestras del granizo, ya derretidas hace años, para dictar sentencia. He dedicado cierto tiempo con una universidad alemana a tratar de homologar un detector de granizo que habían desarrollado, capaz de analizar tamaño y velocidad y además número de impactos por metro cuadrado, que quedaban registrados en un sistema lacrado. Salvo algún promotor, ni las compañías de seguros ni los fabricantes mostraron interés.

En fin, si, seamos serios y tengamos cierto rigor, pero no nos creamos todo a pies juntillas. Examinemos con independencia los detalles y el mundo real.

Y para acabar, la instalación sobre tejados debería empezar por considerar cómo es, de nuevo, el mundo real. En mi vida como experto en telecomunicaciones, disponíamos de grandes bases de datos de mapas en 3D de muy alta precisión para la instalación de sistemas urbanos de comunicaciones inalámbricas de alta capacidad, llamados Local Multi Point distribution Systems (LMDS). Estos sistemas de microondas tenían que enlazarse en línea de vista y para ello, sin necesidad de subirse a los tejados, la precisión de los mapas en altura de los tejados de las grandes ciudades era de menos de un metro.

Estoy por tanto, algo acostumbrado a ver tejados de grandes urbes y los sombreados de una gran ciudad en amaneceres y atardeceres, si se quiere recuperar esa energía solar con un cierto grado de inclinación sobre la vertical, es mucho más considerable y compleja de lo que generalmente se piensa. Los edificios se dan sombra unos a otros. Muchos de ellos no soportan instalaciones de cierto peso y habría que sumar al coste de la instalación el de reestructuración del tejado. La gran mayoría de los edificios ya construidos, no tienen los tejados orientados a sur y mucho menos con la inclinación (tilting) adecuada, lo que exige una parafernalia de herrajes para conseguirlo. 
Si queremos ser serios, estas cosas deberían tratarse ciertamente con más rigor. Pondré ejemplo de dos bloques de viviendas en los que viví durante años (uno también fue modestamente pobre) en los barrios obreros de Vallecas y de San Cristóbal de los Ángeles, ambos en Madrid, edificios ya con 67 y 58 años de antigüedad respectivamente.

Figura 6. Tejado de bloques de viviendas en Vallecas.
Figura 7. Tejado de bloques de viviendas en San Cristóbal de los Ángeles

En el primero, el tejado es de teja a dos aguas con tejado de tabiques palomeros, por el que algún amigo de la infancia ya se cayó al último piso hace unas décadas tratando de recoger una pelota de béisbol. Esa es su consistencia. Su orientación está desviada casi 45º del óptimo. En el otro, el tejado es también a dos aguas, pero de asbestos, un material cancerígeno, del que solo un portal ha tenido dinero en estos años para cambiar por tejado de teja. Una de las caídas sí está orientada a sur. El resto de los tejados de los demás portales está que se cae, empezando por el edificio, en semi ruina y con grietas por las paredes. Lo habitan fundamentalmente inmigrantes, con un poder adquisitivo que queda a años luz de la famosa “paridad de red”.

Doy fe de que no hay apenas espacio para instalar inversores y mucho menos trafos. El único hueco es el de la escalera del bajo, que ya está ocupado por carritos de niños.

En España, la propiedad del tejado en bloques de viviendas suele ser de dominio común. En muchos sitios se utiliza para tender ropa, si el tejado es plano. Para cualquier instalación que afecte a la estructura, hay que contar con unanimidad. Si la inversión la hacen unos pocos , están ocupando dominio ajeno y tienen que responsabilizarse (ya no comunitariamente) de los daños al propietario del último piso si acaecen. Y lo primero que desearían estas personas, es tener una vivienda sin grietas, antes que paneles fotovoltaicos sobre sus tejados, sinceramente. Esto es ser riguroso: ponerse a estudiar esto en todas sus vertientes y no teorizar con sencillas extrapolaciones.

Esto con la Sra. Vitoria y el Sr. Moretón en que “el debate es necesario para encontrar soluciones a los retos a los que nos enfrentamos. En particular uno de estos retos es conjugar los límites físicos de nuestro planeta (que se manifiestan entre otros efectos a través del cambio climático) con obtener la energía que consumimos (o el mínimo de energía que necesitaremos consumir para mantener los aspectos que consideremos esenciales en nuestra sociedad)” y me alegro de que sean conscientes de las complejidades a las que nos enfrentamos. Coincido con ellos en queq la principal prioridad es la reducción (añado, DRÁSTICA) del consumo y a ello dedico ahora más tiempo, para intentar ser algo consecuente, que a la energía fotovoltaica o a la eólica, a las que no veo como posibles reemplazos de las energías fósiles, ni en tiempo, ni en forma, ni en funciones y versatilidad. Al respecto sobre los límites de estos sistemas de energías llamados renovables, recomiendo los artículos de los profesores del grupo de Energía, Economía y Dinámica de Sistemas de la Universidad de Valladolid, publicados en Energy Policy. Todo un par de estudios serios y rigurosos sobre los límites de las energías eólica y solar fotovoltaica, hecho de arriba (todo el potencial terrestre) hacia abajo (el realmente utilizable)  y no de abajo (un ejemplo concreto de parque eólico o planta fotovoltaica) extrapolando hacia las necesidades humanas actuales, como se suele hacer.
Global wind power potential: Physical and technological limits
Global solar electric potential: A review of their technical and sustainable limits
Son ejemplos palmarios sobre cómo investigadores independientes pueden aportar al mundo de la energía con sensatez y sin apriorismos que lleven necesariamente a que las modernas renovables nos va a sacar con seguridad del apuro en que pronto estaremos.
Si alguien piensa o cree que la energía fotovoltaica puede ser todavía una de las piezas de nuestro futuro energético común, debe empezar por dibujar el propuesto mix, si es que es consciente de que todo no lo va a poder cubrir, algo parecido a lo que hicieron Mark Jacobson y Mark Delucci en Investigación y Ciencia, para que podamos comparar peras con peras. De momento, ganan las fósiles por goleada, para mi disgusto, con más de 13.000 MTep o unos 17 TW equivalentes. Y para mi disgusto, las modernas renovables, no creo que puedan ser una solución, visto lo visto.
Confío finalmente en que el Círculo de Economía, Energía y Ecología de Podemos, organización o ahora partido que tantas ilusiones de renovación está despertando, aborde estas cuestiones con la profundidad, el rigor que a mi se me ha pedido y he tratado de aportar en esta segunda intervención y la urgencia que requiere el modelo energético mundial en crisis. Pero sin apriorismos que abran falsas esperanzas a la gente y la conduzcan de forma automática a creer que las modernas renovables les salvarán el pellejo y serán románticamente distribuidas y democráticas, que es lo que lamentablemente ahora flota en el ambiente. 
Uno de los mayores actos de dignidad de los jóvenes dirigentes de Podemos, que ahora están aparentemente cerca del gobierno, tiene que ser, a mi juicio, la capacidad de decirle las verdades a los ciudadanos, aunque sean noticias malas, dolorosas y les puedan hacer perder votos y seguramente hasta las elecciones.
Y si hay que decir a los ciudadanos que vienen tiempos de sangre, sudor y lágrimas y de apretar los puños y arrimar el hombro, para encontrarse con un mundo de sacrificios, si eso es lo que sale, se les dice.

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