El compromiso de Hillary Clinton de que Estados Unidos dependa más de la energía renovable —en caso de llegar a la Casa Blanca en 2017— y de aumentar la capacidad solar del país en un 700 % es, sin duda, muy audaz.
Considerada en el contexto del desarrollo de la tecnología solar, una propuesta tan ambiciosa podría suponer a largo plazo un cambio tan significativo como la introducción del ordenador personal por parte de IBM hace más de 30 años.
¿Es, por tanto, viable?
Ampliación de escala
En cuanto a la tecnología, la propuesta de Clinton es, sin duda, viable. La fotovoltaica (FV) es una forma reciente de generación de electricidad, que comparte sus orígenes con el desarrollo del transistor a mediados del siglo pasado.
Hasta alrededor de 1990, la energía solar se limitaba principalmente a aplicaciones industriales, como el suministro de electricidad a satélites, la alimentación de pequeñas instalaciones remotas y algunos proyectos de demostración a gran escala. La mayoría de las células solares no salían de los laboratorios de investigación de Estados Unidos, Japón y Europa.
La situación cambió cuando, en 1991, el Gobierno alemán anunció el programa 1000 Roofs Program, que se amplió en 1999 a 100 000 tejados, con un coste de, en moneda actual, unos 560 millones de euros.
Esta iniciativa dio lugar, en última instancia, a una potencia total de 38 gigavatios (GW) de módulos fotovoltaicos instalados en Alemania (y 88 GW en Europa) a finales de 2014. Esta cifra contrasta con los unos 18 GW que, hasta la fecha, se han instalado en Estados Unidos.
Este crecimiento, sin embargo, no ha estado exento de dificultades. A mediados de la década de 2000, la industria fotovoltaica (FV) en rápida expansión sufrió restricciones de suministro en su principal materia prima —el silicio cristalino—, que hasta entonces compartía con la industria microelectrónica.
La respuesta de la industria fotovoltaica mundial a la aparente «escasez de silicio» fue drástica: a lo largo de la década siguiente, la mayor parte de la fabricación de células y módulos se trasladó a China y al Lejano Oriente. Y los costes de fabricación se redujeron en más de un factor de cuatro.
Las consecuencias siguen dejándose sentir hoy. Los precios actuales, bajos debido a un exceso sustancial de oferta, hacen que las empresas que quedan tengan dificultades para mantenerse en beneficios. Por ello, nuevas reducciones de precio en la fotovoltaica de silicio son poco probables en el futuro inmediato, pero hay una serie de otras tecnologías esperando su turno entre bastidores.
Las células solares de capa fina ya se fabrican e instalan a gran escala, y las sensibilizadas por colorante y las orgánicas avanzan con rapidez en los laboratorios de investigación. También existen conceptos más exóticos basados en la fabricación de materiales para células solares mediante nanoestructuras, que mejoran la conversión de la luz solar en electricidad.
Comparación con Europa
¿Cuánta más capacidad solar necesitará Estados Unidos para alcanzar los objetivos señalados en el plan de Clinton? En términos de volumen de módulos fotovoltaicos necesarios, haría falta un objetivo de instalar unos 150 GW de capacidad fotovoltaica en Estados Unidos para 2027.
La industria fotovoltaica calcula que se instalarán unos 1 000 GW de módulos en el mundo para 2025, por lo que las instalaciones de Estados Unidos representarían entonces probablemente menos del 15 % del total mundial. Pese a la desaceleración de las instalaciones europeas, es probable que Europa alcance antes de 2020 una capacidad similar a la prevista para Estados Unidos.
Por tanto, es posible describir el objetivo de Clinton como desafiante pero, en última instancia, viable. Las instalaciones estadounidenses solo tienen que ponerse al nivel de Europa y del resto del mundo.
Alcanzar el objetivo, sin embargo, es probable que también plantee otros desafíos. La integración de un número relativamente grande de generadores intermitentes, como los módulos fotovoltaicos (y también los aerogeneradores), no encaja fácilmente con la estructura del suministro eléctrico centralizado que existe hoy en la mayoría de los países del mundo.
Algunos de los problemas son de naturaleza económica. Dado que el combustible de los generadores solares y eólicos es gratuito (el sol y el viento), en los momentos de alta generación de energía renovable, el precio mayorista de la electricidad puede caer sustancialmente (en casos extremos, llegar a ser negativo), lo que reduce los márgenes de beneficio de los generadores convencionales.
Muchos países que ya tienen o planean tener una alta penetración de renovables están reforzando sus redes de transporte de alta tensión para contrarrestar las variaciones geográficas en el momento en que se genera la energía renovable (también pueden existir soluciones a este problema a nivel local).
De nuevo, estos desafíos pueden superarse, sobre todo porque se prevé que la capacidad total de generación fotovoltaica de Estados Unidos ronde el 14 % de la capacidad total de generación (incluidas la nuclear y, en particular, la de combustibles fósiles, que pueden despacharse a voluntad y compensar la naturaleza fluctuante de la energía solar), frente al 22 % de la capacidad de generación solar actual de Alemania.
Pero los precios de la electricidad tendrán, sin duda, que subir. El precio de la electricidad en Alemania, donde los consumidores pagan para subvencionar la electricidad renovable, es actualmente alrededor de tres veces mayor que los de Estados Unidos. Será interesante ver cómo responde el público estadounidense.
¿Una oportunidad para las nuevas tecnologías?
Un desafío significativo será incorporar el almacenamiento de energía necesario para suavizar la generación intermitente. Actualmente, la electricidad se genera cuando se necesita, y el almacenamiento de energía introduce un componente novedoso; persisten interrogantes e incertidumbre tanto sobre el aspecto del sistema como sobre la disponibilidad de tecnologías adecuadas a gran escala que puedan utilizarse para satisfacer esta necesidad.
Pero quizá el impacto más significativo de la iniciativa de Clinton podría ser que la aceptación de la generación solar en Estados Unidos desencadenaría un «cambio de paradigma» que daría lugar a importantes desarrollos tecnológicos, sobre los que en esta fase solo se puede especular, en la línea del PC de IBM, que catalizó la adopción generalizada de las tecnologías informáticas.
Con una adopción más rápida de la energía solar, los investigadores e inversores, por ejemplo, podrían intensificar los esfuerzos para comercializar nuevos tipos de células solares.
Estos cambios podrían incluir una revolución generalizada en la forma en que generamos y utilizamos la energía, incluidos el transporte y la calefacción. También podría implicar la electrificación de las regiones más pobres del mundo, sin depender de las redes de suministro eléctrico.
Aunque el objetivo de Clinton es alcanzable con la tecnología actual, el impulso y la financiación que resultarían podrían dar lugar a tipos de células solares y otros generadores aún desconocidos que transformarían el sector energético más allá de lo reconocible.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Tom Markvart es catedrático de Conversión de Energía en la Universidad de Southampton.
Imagen: Un prototipo de panel solar con seguimiento solar, fabricado por Concentrix Solar, recoge energía en su ubicación en la Universidad de California en San Diego, el 10 de febrero de 2011. REUTERS/Mike Blake.
