La energía solar flotante podría ser una herramienta valiosa para ayudar a los países africanos a ampliar de forma sostenible su infraestructura eléctrica, según un nuevo estudio y un experto en energía.
Si los paneles cubrieran el 1 % de los embalses, esto por sí solo podría duplicar la capacidad hidroeléctrica africana y aumentar en un 50 % la generación de electricidad de las presas.
Sin embargo, persisten incógnitas, como los efectos sobre la calidad del agua y los desafíos técnicos, entre ellos el impacto de los excrementos de aves y la corrosión.
Según un nuevo estudio, los paneles solares flotantes en los lagos formados por las presas hidroeléctricas de África podrían convertirse en una importante nueva fuente de energía.
Si estos paneles cubrieran apenas el 1 % de los embalses, esto por sí solo podría duplicar la capacidad hidroeléctrica africana y aumentar en un 50 % la generación de electricidad de las presas.
Las presas hidroeléctricas son la mayor fuente de energía renovable de un continente donde millones de personas todavía carecen de acceso a la electricidad. Sin embargo, su potencial futuro podría verse obstaculizado por el cambio climático.
En un nuevo artículo publicado en Renewable Energy, los investigadores exponen la posibilidad de instalar paneles solares flotantes en lagos para aumentar la capacidad de generación de las presas existentes.
Con el continente atrapado entre «una crisis climática y una pobreza energética generalizada», un experto regional declara a Carbon Brief que la energía solar flotante podría ser una herramienta valiosa para ayudar a los países africanos a ampliar de forma sostenible su infraestructura eléctrica.
Impulso a la energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica representa el 17 % de la electricidad generada en África y más del 90 % en algunos países, como Etiopía, Mozambique y Zambia.
El Dr. Samuel Gyamfi de la Universidad de Energía y Recursos Naturales de Ghana, que no participó en el nuevo estudio, declara a Carbon Brief que los países africanos todavía han construido mucho menos que otras partes del mundo:
«Esto se debe básicamente a las limitaciones financieras… África tiene cerca del 90 % de sus recursos hidroeléctricos aún por desarrollar para la generación de electricidad»
Actualmente, menos de la mitad de la población del África subsahariana tiene acceso a la electricidad. Con más de 50 nuevas presas actualmente en construcción, esta tecnología suele presentarse como una solución renovable para satisfacer las necesidades energéticas de África.
Sin embargo, dado que el aumento de las temperaturas mundiales está alterando las precipitaciones y provocando sequías, se prevé que las instalaciones africanas existentes generen menos energía en el futuro. Además, las presas construidas suelen estar vinculadas a problemas sociales, ambientales y políticos.
El nuevo artículo propone los paneles solares flotantes como una solución para aumentar la capacidad hidroeléctrica aprovechando los «vastos recursos solares» de África. Los paneles pueden montarse sobre estructuras flotantes y conectarse a la infraestructura eléctrica existente.
Los autores* —un equipo del Centro Común de Investigación de la Comisión Europea— declaran a Carbon Brief:
«La energía fotovoltaica flotante podría ser una alternativa potencial a la ampliación de la capacidad hidroeléctrica en ciertas zonas, sobre todo en regiones con escasez de agua, donde las sequías están teniendo graves repercusiones en la generación hidroeléctrica»
Al mismo tiempo, señalan que durante la estación lluviosa la energía hidroeléctrica podría compensar la intermitencia de la energía solar en estos sistemas híbridos.
Los investigadores combinaron imágenes satelitales con datos de los embalses hidroeléctricos y de la radiación solar para estimar el potencial de la energía solar flotante en las 146 mayores instalaciones hidroeléctricas de África, según los datos de 2016.
En un escenario máximo en el que los paneles solares cubrieran el 100 % de cada embalse, la capacidad aumentaría cien veces, al sumarse 2.922 gigavatios (GW) de energía solar a los 28 GW de energía hidroeléctrica existentes.
Esto supondría multiplicar por 50 la producción de electricidad respecto de la generación hidroeléctrica actual, de 106 teravatios hora (TWh) a 5.293 TWh. Esta cifra supera con creces la demanda total de electricidad de todo el continente africano, que es de apenas 700 TWh.
Aunque cubrir todos los embalses con paneles es claramente «inviable», los autores señalan que incluso con una cobertura mucho menor las ganancias fueron sustanciales.
Con solo un 1 % de cobertura, la capacidad instalada de las centrales hidroeléctricas existentes podría más que duplicarse, al pasar de 28 GW a 58 GW.
Esto elevaría a 159 TWh la producción total de electricidad del sistema híbrido hidroeléctrico y solar, un aumento del 50 % respecto de la energía hidroeléctrica por sí sola.
El artículo también incluye un escenario en el que la capacidad solar instalada igualaba exactamente la capacidad hidroeléctrica, lo que permitiría aprovechar plenamente la conexión de la presa a la red eléctrica.
Esto se logró con una cobertura del 0,9 %, pero solo en 108 embalses, ya que los 38 restantes requerían una cobertura superior al 100 % para igualar la capacidad hidroeléctrica. Estos embalses aparecen en el mapa de abajo; el tamaño de los círculos indica la producción de energía solar.
«Simplemente, energía solar en un barco»
Aunque aún está en las primeras etapas de desarrollo, la energía solar flotante ha «crecido exponencialmente», según un informe de 2018 del Banco Mundial.
Algunos países africanos han dado los primeros pasos hacia esta nueva tecnología, pero están muy rezagados con respecto a los principales actores, como China. Un informe de 2019 estimó que se habían instalado 64 kW de energía solar flotante en África, frente a 813.788 kW en Asia.
Mohamed Adow, director del centro de estudios con sede en Nairobi Power Shift Africa, declara a Carbon Brief que diversificar la matriz energética del continente con tecnologías como la energía solar flotante podría reducir los «cortes de suministro y la dependencia excesiva» de la energía hidroeléctrica.
Jenny Chase, analista de energía solar de BloombergNEF (BNEF), quien no participó en el nuevo estudio, declara a Carbon Brief que «instalar energía solar en las centrales hidroeléctricas debería ser una opción claramente ventajosa». Añade:
«Es simplemente energía solar en un barco. Ya tienes la conexión a la red, así que todo está listo»
En general, se prevé un crecimiento considerable de la energía solar en la región, que aprovechará los abundantes recursos solares de África y la bajada de los precios. «Al continente solo le hacía falta que se abaratara», afirma Chase.
Añade que, aunque el nuevo estudio cifra la capacidad solar total de África en 5 GW, según las cifras de BNEF era de 12,7 GW en 2020 y se prevé que alcance los 16,7 GW a finales de 2021.
Otro beneficio de los paneles solares flotantes en los embalses hidroeléctricos es su potencial para reducir la pérdida de agua durante las sequías, al formar una barrera que impide que se evapore la humedad.
Esto, a su vez, podría aumentar aún más la producción de energía de las presas. El artículo concluyó que el uso de paneles flotantes que cubrieran por completo el 1 % de la superficie del agua aumentaría la producción hidroeléctrica un 0,17 % gracias al ahorro de agua.
«Para un continente que tendrá que valorar hasta la última gota a medida que siga aumentando el calentamiento global, esto es significativo», afirma Adow.
Costes y desafíos
Expertos declaran a Carbon Brief que, aunque el nuevo artículo ofrece un panorama interesante, la energía solar flotante plantea problemas en África.
«La tecnología es excelente, pero bastante cara», afirma la Dra. Mmantsae Moche Diale, investigadora de energía solar en la Universidad de Pretoria.
El estudio menciona pruebas de la UE que indican que la energía solar flotante puede costar alrededor de un 20-25 % más que la convencional.
Sin embargo, los autores declaran a Carbon Brief que, dado que las centrales hidroeléctricas ya cuentan con infraestructura de red eléctrica, el ahorro en los costes de conexión a la red puede hacer que la energía solar flotante sea «más viable desde el punto de vista económico».
Chase resta importancia a los costes adicionales y declara a Carbon Brief que «es un poco más cara que la instalada en tierra, pero no mucho», y añade:
«La energía solar se ha abaratado tanto que hoy la pregunta es más bien “¿por qué no?” que “¿por qué hacerlo?”»
No obstante, Adow afirma que, para hacer realidad los escenarios expuestos en este artículo, los países más ricos deberán brindar apoyo financiero específico a los gobiernos africanos:
«Por eso los países en desarrollo hablan de la importancia de la «transferencia de tecnología» en las cumbres climáticas de la ONU… Debe ocupar un lugar prioritario en la agenda cuando los países se reúnan este año en la COP26 de Glasgow»
«África está atrapada entre una crisis climática y una pobreza energética generalizada. Sus dirigentes deben pensar de forma creativa y recibir apoyo», añade.
Los autores del nuevo estudio señalan que, dado que la energía solar flotante sigue siendo una tecnología relativamente nueva, aún hay muchas incógnitas, como sus efectos sobre la calidad del agua y los desafíos técnicos, entre ellos el impacto de los excrementos de aves y la corrosión.
Gyamfi afirma que estos problemas variarán considerablemente de un país a otro y señala que será necesario investigar más para determinar cuál es la mejor manera de ampliar la energía solar flotante en la región.
Los autores afirman que los países que más podrían beneficiarse de la energía solar flotante son los del norte de África y Sudáfrica, debido a su capacidad hidroeléctrica relativamente baja.
Casi toda la electricidad de Sudáfrica se genera actualmente con carbón, mientras que países como Argelia y Libia dependen en gran medida del gas natural.
