La energía solar se está convirtiendo en la forma de transformar energía más barata en todos los rincones del planeta. Hablan de ella como la nueva reina que sustituirá al petróleo como principal fuente energética. Pero para la mayoría de la gente aún es una desconocida, por eso el doctor en Física y catedrático de Electrónica, Ignacio Mártil, conocido en las redes sociales por su canal Un poco de ciencia por favor y otros blogs científicos, ha escrito el libro Energía Solar: De la utopía a la esperanza (Guillemo Escolar Editor) en el que repasa los grandes avances que ha dado esta tecnología hasta nuestros días y donde explica de manera pormenorizada cómo funciona esta energía.
El Periódico de la Energía ha tenido la suerte de charlar un rato con Ignacio sobre todas estas cuestiones y seguramente vayan a aprender alguna cosa sobre la energía solar.
Ignacio, ¿por qué un libro de energía solar? ¿Cómo surgió? ¿Pensaba usted hace años que iba a escribir algo así?
Llevo varios años escribiendo en diversos blogs sobre energía solar, tanto en prensa generalista como en webs especializadas. Es un tema que me apasiona, desde mis ya lejanos tiempos de realización de la Tesis Doctoral, cuando a principios de la década de 1980 estudié las propiedades de un semiconductor, el sulfuro de cadmio (CdS). En la actualidad, ese material es una parte esencial de los paneles solares basados en CdTe y en CGIS, las dos tecnologías comerciales alternativas al silicio en el mercado mundial. Ni en el mejor de mis sueños de joven investigador pensé que esto llegaría a suceder algún día.
A mediados de 2018 pensé que era un buen momento para trasladar a un libro todo lo que he aprendido y escrito en mis ya muchos años de experiencia en el campo y consideré muy adecuado hacerlo en un lenguaje asequible a cualquier persona que tenga interés por esta temática, como siempre hago en los artículos que publico en los blogs mencionados. Lamentablemente, cuando estábamos a punto de publicarlo se nos cruzó el coronavirus por el camino, pero mi editor Guillermo Escolar y yo pensamos que, además de pandemias, muchos ciudadanos tienen interés por conocer otros asuntos que también nos afectan y el de la energía es uno de los más trascendentales, así que seguimos adelante; los lectores juzgarán si el resultado satisface sus expectativas. Por cierto, quiero destacar aquí el magnífico trabajo que Guillermo ha hecho en la edición del libro, que ha quedado verdaderamente muy bien.
Al fin cogemos la energía del sol, ¿ya era hora?
Efectivamente, ya era hora. La trayectoria de la fotovoltaica en España ha estado sometida a avatares políticos que, sinceramente, no nos merecemos. Empezamos con una regulación del gobierno del PSOE en 2006 demasiado generosa, que dio lugar a disfunciones muy serias en el mercado eléctrico; luego, el hachazo a las renovables de la administración del PP en 2012…en fin, esperemos que se instale la cordura y que la regulación actual, vigente desde hace poco más de un año, se mantenga en el tiempo.
¿Cómo ha sido el desarrollo de la tecnología solar?
La tecnología fotovoltaica comenzó de la mano de la carrera espacial, principalmente en los EEUU, donde empezó a desarrollarse para alimentar los primeros satélites artificiales a finales de la década de 1950. Después se mantuvo en un segundo plano hasta que, con las grandes crisis del petróleo de la década de 1970 motivadas por la guerra del Yom Kipur (1973) y la guerra Irán-Irak (1979), los países industrializados empezaron a buscar alternativas al petróleo para evitar o limitar al menos la gran dependencia que tenían (y siguen teniendo) de él. Durante las décadas de 1980 y 1990 hubo avances en la ciencia de estos dispositivos, pero no tuvieron un reflejo directo en aplicaciones masivas. Al comienzo de este siglo, con la puesta en marcha en numerosos países de programas de estímulo a las renovables, asistimos a un verdadero despegue de esta tecnología. De hecho, esos programas se han generalizado por todo el planeta, de manera que en la actualidad hay una auténtica explosión de los huertos solares y de las instalaciones de autoconsumo. La fotovoltaica se ha convertido en una tecnología global, sin ninguna duda.
“Sería recomendable un poco de prudencia a la hora de instalar tanta potencia fotovoltaica en España
¿En qué ha ayudado la carrera espacial al desarrollo de la energía solar?
Como he dicho antes, fue el programa espacial de los EEUU el que dio el primer impulso a la tecnología fotovoltaica. En la actualidad, los satélites artificiales y los exploradores robóticos del Sistema Solar utilizan como fuente de energía las células solares de multiunión, que son, de lejos, las más eficientes en estos momentos. Ha sido y es un excelente banco de pruebas que ha permitido trasladar a la Tierra numerosas ideas y conceptos innovadores.
¿Se acuerda cuando España tenía una industria puntera? ¿Qué ha pasado para haber perdido esa posición?
Claro que me acuerdo, me viene a la cabeza el nombre de Isofotón, uno de los mayores fabricantes del mundo de células solares de silicio a comienzos de este siglo. ¿Qué ha pasado? Lo que en casi todos los países occidentales: no es posible competir con los precios de los fabricantes asiáticos. Tenemos multitud de industrias nacionales en toda la cadena de valor de la fotovoltaica (como de la eólica, por cierto), pero los paneles, desgraciadamente, no podemos fabricarlos a precios competitivos. España no es la excepción, a otros fabricantes europeos les ha pasado lo mismo. Por ejemplo, uno de los grandes de Europa, el alemán Q-Cells fue absorbido por el fabricante coreano Hanwha.
China tiene una ventaja con la que no es posible competir: su mercado interno de 1.400 millones de potenciales consumidores. No necesita exportar nada ni competir con nadie, los fabricantes chinos venden sus paneles fabricados en China, con las condiciones laborales de China a sus clientes chinos; con eso les basta para tener cifras de negocio astronómicas. Ninguna otra empresa fuera de China puede competir con esas condiciones. Además, el gobierno chino, a través de sus planes quinquenales, ha favorecido un crecimiento del mercado local sin precedentes, en la última década se han instalado en China, entre 50 y 70 GW de potencia fotovoltaica cada año. Esto ha acarreado una caída en picado de los precios de los paneles y como consecuencia a escala global, China se ha convertido en el suministrador casi único del mercado mundial de paneles fotovoltaicos. Así que podríamos decir que sí, han hecho bien su trabajo.
El silicio es el rey, pero tiene un hándicap, su eficiencia que le cuesta mejorarla. ¿Veremos algún día eficiencias del 50%?
La eficiencia de las células de silicio está en la actualidad por encima del 26%, muy cerca de su límite teórico, del 29%. Evidentemente, no veremos células de silicio con eficiencias por encima de esa cifra. Ahora bien, empleando otros materiales y otros conceptos (las estructuras de multiunión, la concentración de la radiación solar) no solo veremos algún día eficiencias del 50%, es que, de hecho, ya las vemos. En abril de este año (algo bueno tendría que tener este desdichado año), se ha dado a conocer un dispositivo con un 47.1% de eficiencia, una estructura integrada por seis células de diferentes materiales, que trabaja con la luz concentrada.
¿Qué otras tecnologías (perovskita, grafeno) pueden sorprender en un futuro y mejorar el actual mercado?
El año que viene Oxford Photovoltaics, una empresa “spin off” de la Universidad de Oxford (la misma Universidad que está detrás de la vacuna de Astra Zeneca contra el coronavirus), va a comercializar paneles solares de silicio en combinación con perovskitas, con una eficiencia anunciada del 28%. Esta semana se ha anunciado una célula similar con una eficiencia record del 29.15%. En definitiva, estamos en un momento interesantísimo en el campo de la fotovoltaica, es raro el mes que no se anuncia algún nuevo logro. Creo que si las perovskitas resuelven alguno de los problemas que tienen (inestabilidad, rápida degradación de la eficiencia), podemos estar en los comienzos de una nueva era en el campo de la energía solar. Por lo que respecta al grafeno, le diré lo que se dice en muchos ámbitos respecto a ese material: es el material del futuro…y siempre lo será. No sé cómo será su potencial y su realidad en otras aplicaciones, pero en el campo energético, no veo que vaya a ser una solución milagrosa, como se pronosticó hace algunos años.
“Los paneles solares van a estar tan presentes en nuestras vidas como lo está la actualidad el teléfono móvil
Los costes de la fotovoltaica han bajado estrepitosamente en los últimos 10 años. ¿Ha tocado suelo? ¿Habrá paneles más baratos?
Los costes de la fotovoltaica, efectivamente, no dejan de bajar. Si uno mira lo que se denomina en el sector la “curva de aprendizaje” (una tendencia que refleja una realidad que parece obvia: cuanto más hacemos un producto, mejor y más barato lo sabemos hacer), no le vemos fin a esa disminución de costes. Obviamente algún día esta reducción se frenará. Cuando veo los precios del vatio solar en los últimos años, no salgo de mi asombro: una célula solar comercial, que es un compendio de ciencia, de tecnologías y de procesos impresionante, no cuesta más que un paquete de chicles. Así está el mercado ahora mismo.
¿Qué queda por mejorar? ¿En qué hay que investigar para mejorar?
Por lo que respecta al silicio, el material hegemónico del mercado fotovoltaico, hay varias líneas de mejora: obtener el material de partida sigue siendo caro en términos energéticos. Se está trabajando en procesos que reduzcan esa huella energética en el producto final. Por lo que respecta a las células, hay ideas muy interesantes sobre la mesa: células HIT, células bifaciales, células con contactos selectivos….queda margen, pero estamos peleando por subir un 2-3% la eficiencia, no más.
¿Qué le parece lo que está sucediendo con la fotovoltaica en España? ¿Estamos ante una burbuja?
Básicamente, lo que está sucediendo es que el sector está recuperando más deprisa de la cuenta los años perdidos por la regulación contraria a las renovables de la anterior administración. Lo de los años 2012-2018, con el tristemente célebre “impuesto al Sol” fue un sinsentido, pero lo del año pasado, con 4,2 GW instalados de una tacada, me parece peligroso. La ventaja con la que jugamos ahora, es que con los costes actuales no se necesitan primas y por lo tanto, el consumidor doméstico no lo va a notar. En todo caso, sería recomendable un poco de prudencia a la hora de instalar potencia fotovoltaica.
¿Veremos España llena de paneles? ¿Y el mundo? ¿Para cuándo la solar será la energía predominante en el planeta?
De hecho, ya tenemos más de 9 GW fotovoltaicos instalados en España, la mayoría en huertos solares de tamaños diversos. Cuando el autoconsumo despegue (ya lo está haciendo, de hecho), efectivamente, creo que veremos España llena de paneles. Yo siempre digo cuando me peguntan por esta cuestión que en pocos años, los paneles solares van a estar tan presentes en nuestras vidas como lo está la actualidad el teléfono móvil.
Le hablaba de potencia. Ya andamos por los paneles de 600 W, ¿cree posible alcanzar el megavatio de potencia en un solo panel? ¿Cuándo?
****Todo depende de cuántas células pongas en un panel, pero si la tendencia se mantiene en 60 o en 72 células y todo parece apuntar en esa dirección, no veremos esas cifras en panel nunca. Si hablamos de kilovatios, desde luego que sí veremos paneles de esa potencia antes de lo que podemos imaginar.
La energía solar, ya no es una utopía…pero ¿cree que es la esperanza? ¿No cree que ya es una realidad?
El título del libro “Energía solar. De la utopía a la esperanza” pretendía ser un guiño no tanto al presente si no a la trayectoria que esta fuente energética ha recorrido en poco más de 30 años y cómo ha pasado en ese tiempo de ser poco más que una curiosidad científica con aplicaciones escasas y marginales, a ser hoy en día, como bien dice, una realidad. Realidad que además, según acaba de publicar la Agencia Internacional de la Energía, es ya la forma más barata de producir electricidad en un gran número de países. Así que definitivamente si, la energía solar fotovoltaica es una realidad y es y será cada día más, una poderosa herramienta para luchar contra los efectos del Calentamiento Global.
El libro Energía Solar: De la utopía a la esperanza lo puede encontrar en cualquier librería de España.
Sin duda, se ha recorrido un largo trecho. Estoy de acuerdo en que el siguiente paso es ver los tejados llenos de paneles solares. Los edificios pueden y deben ser autosuficientes. Si sumamos a eso loa techos de fabricas, colegios, polideportivos, centros comerciales... Lo tenemos hecho. Son muchos metros.
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Jeremías
18/12/2020