Perovskitas, ¿el “Santo Grial” de la futura energía solar? Superará las limitaciones de la tecnología del silicio

 "De cara a superar las limitaciones de la tecnología del silicio, desde hace pocos años se está investigando muy activamente en las posibilidades que ofrece la tecnología de unos materiales denominados perovskitas.

 Las perovskitas (una familia de materiales que incorpora en su composición elementos orgánicos e inorgánicos) han supuesto una de las mayores sorpresas en el campo de la investigación en dispositivos fotovoltaicos, ya que su eficiencia se ha incrementado sustancialmente en sólo una década. Si a eso se une que estas células pueden fabricarse con procesos industriales muy económicos, estamos ante lo que puede ser una auténtica revolución en el campo de la energía solar. Lo describo a continuación.

1.- ¿Qué hace que las células solares basadas en perovskita sean tan especiales?

El Nunca antes se había avanzado tan rápido con la tecnología de células solares como con las células basadas en perovskita. Desde el primer dispositivo referido en 2009 hasta hoy, que tenemos dispositivos estables con más de un 25% de eficiencia, este factor se ha multiplicado por 6. La figura muestra esa evolución, en comparación con la de las tecnologías fotovoltaicas comerciales: (...)

 El proceso de producción también es relativamente simple, el material es barato y está disponible en grandes cantidades. Además, las células solares se pueden hacer sobre sustratos flexibles.

 Las perovskitas pertenecen a una clase de materiales que se encuentran en la naturaleza y que también se pueden sintetizar en un laboratorio. El primer miembro de la familia de las perovskitas fue el titanato de calcio (CaTiO₃), extraído en 1839 por el químico alemán Gustav Rose durante una expedición a los Montes Urales. Llamó al mineral «perovskita» en honor al mineralogista ruso Lev Perovski.

Todos los materiales con la misma estructura cristalina que el titanato de calcio, que fueron posteriormente descubiertos o sintetizados, recibieron el nombre de perovskita. Esta familia de materiales es enorme, se pueden utilizar más del 90% de los metales de la Tabla Periódica para sintetizar alguna perovskita. La composición química de los que se utilizan en las células solares es CH₃-NH₃-PbX₃, donde X es un átomo de un elemento halógeno -I, Br o Cl-.

2.- ¿Aparecerán pronto en el mercado fotovoltaico?

Decenas de empresas de todo el mundo están adaptando sus procesos de producción para hacerlos compatibles con estos dispositivos y se espera que tanto Europa como China jueguen un papel destacado en esta nueva tecnología. Tal y como indiqué en una entrevista publicada en este mismo medio, la compañía Oxford PV, anuncia el comienzo de la producción de células solares basadas en la unión de silicio con perovskita para los próximos meses.

Hay dos tipos de células solares basadas en perovskita que hay que mencionar. Como digo en el párrafo anterior, una es la unión en un único dispositivo de una célula de silicio con una célula de perovskita colocada encima de la primera, conocida como célula solar “tándem”. Las células solares de silicio están llegando a su límite en términos de eficiencia de conversión; situar encima de la célula de silicio una de perovskita puede aumentar significativamente la eficiencia sin cambiar drásticamente el proceso de producción.

 Esto se debe a que las propiedades de absorción de la radiación solar por parte de la célula de silicio y de la construida con perovskita son complementarias, lo que hace que su unión cree una sinergia casi perfecta: la célula de perovskita, situada en la parte superior del tandem, absorbe (y convierte en energía eléctrica)  las longitudes de onda cortas del espèctro del Sol (es decir, los colores amarillo, verde, azul, violeta y ultravioleta), mientras que la célula de silicio hace lo propio con la parte de longitudes de onda largas del espectro solar (esencialmente el naranja, el rojo y una parte del infrarrojo), que la célula de perovskita no absorbe. 

Fruto de ese acoplo óptimo entre ambas células, hace pocos días se ha anunciado un dispositivo similar al que se muestra en la figura siguiente con una eficiencia de conversión record para este dispositivo de 29.15%, dato que supera en un 2.5% a la máxima eficiencia obtenida con una célula de silicio (26.6%), lo que es una diferencia muy significativa

 La otra opción son las denominadas células de perovskita de lámina delgada, que se podrían utilizar en diferentes aplicaciones integradas, como por ejemplo automóviles, materiales de construcción, ventanas e incluso ropa. Como esto requiere un enfoque completamente nuevo para el proceso de fabricación e integración, es probable que este tipo de células basadas en perovskita aparezca en el mercado en años venideros

 El “optimismo” con esta tecnología se debe a varias ventajas adicionales:

• Abundancia de los constituyentes

El N, C, H, Pb, etc. son muy abundantes, con lo que la producción de paneles a gran escala no estaría limitada por este factor.

• Excelentes propiedades físicas

Las perovskitas tienen propiedades muy deseables para fabricar células solares: el material se obtiene con gran calidad estructural a muy bajas temperaturas y se obtienen elevados voltajes de operación (1.1-1.3 V) comparados con las células de silicio (0.6-0.7 V).

• Tecnología simple

La diferencia esencial entre las tecnologías de fabricación de las células de perovskita y las de silicio reside en el hecho de que los procesos de fabricación de las células de silicio son de alta temperatura, y con gran complejidad de las instalaciones, mientras que en el caso de las perovskitas, el equipamiento necesario para fabricarlas es sencillo y barato. En efecto, mediante la mezcla de disoluciones líquidas de los constituyentes, los fabricantes pueden depositar películas delgadas ligeras de perovskitas en cualquier sustrato, sin necesidad de recurrir a procesos de alta temperatura, lo que reduce en gran medida los costes de producción.

3.- ¿Las células solares de perovskita serán realmente más baratas que las ya muy baratas células de silicio?

Las células solares tándem de Silicio-Perovskita inicialmente serán más caras que las de silicio actuales porque se necesitan pasos de proceso y material adicionales en comparación con las células estándar. Sin embargo, el incremento de la eficiencia compensará considerablemente este costo adicional, lo que resultará en un precio del vatio de pico más bajo. Los módulos de células solares en tándem ciertamente ganarán la carrera a los módulos de silicio actuales en un plazo de tiempo breve. Como guía, el Libro Blanco de EPKI (European Perovskite Initiative) menciona alrededor de 20 c€/Wp durante los próximos 5 años con una reducción paulatina a 10 y tal vez incluso a 5 c€/Wp a medida que se avance en el desarrollo y en la eficiencia de las células tándem.

4.- ¿Qué inconvenientes tienen en la actualidad estas células?

La tecnología de perovskita se considera una tecnología fotovoltaica respetuosa con el medio ambiente, debido, entre otras cosas, al uso de materiales sintetizados en laboratorio, lo que implica que no se requieren procesos de extracción o de purificación complejos. Además,  la cantidad de material necesario para fabricarla es muy pequeña y la temperatura de proceso es muy baja. No obstante, tiene problemas importantes por resolver:

a) Inestabilidad de los dispositivos

Las células solares perovskitas son sensibles al oxígeno y al vapor de agua, lo que significa que la fabricación de los dispositivos puede requerir realizarse en atmósferas inertes y procesos de encapsulado de los módulos finales más costosos que los que se realizan en la actualidad con los módulos de silicio.

b) Toxicidad de alguno de los constituyentes

El material más utilizado hasta la fecha, CH₃NH₃PbI₃ contiene plomo, elemento altamente tóxico (es una peligrosa neurotoxina). El plomo se puede filtrar fuera de los paneles solares y contaminar el suelo y/o las aguas subterráneas del entorno, lo que es un freno evidente a su posible futura comercialización.

Con todo, unos números ayudan a poner en contexto esta cuestión: la cantidad de plomo que hay en una célula de perovskita, que tienen típicamente alrededor de 0.3 µm de espesor, es 1 g de yoduro de plomo/m². Esto está de acuerdo con la Directiva RoHS en cuanto a usos tolerables de materiales peligrosos. Como digo en el punto anterior, el problema puede resolverse mediante un encapsulado estanco o añadiendo sulfuros alrededor de las células, que se encargarían de atrapar el plomo que pudiera escaparse.

Conclusión

Si los problemas de estabilidad y contención del plomo a largo plazo se solventan y las eficiencias continúan mejorando, en pocos años veremos paneles comerciales de estos materiales, que pueden representar un cambio de paradigma en el mercado fotovoltaico. De hecho, muchos científicos involucrados en este campo consideran que la aparición de las perovskitas es un hecho tan relevante como lo fue la invención de la primera célula solar de silicio en 1954. Estamos en un momento de la tecnología fotovoltaica realmente apasionante."

 (Ignacio Mártil es Catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid y miembro de la Real Sociedad Española de Física. elperiódico de la energía, 30/12/20)

“El futuro está en la generación eléctrica distribuida”... la que se cargó Rajoy

"(...) P. ¿Cuál es la generación del futuro?

R. (Daniel Fuster, director de Power&Gas de Siemens España)  La generación distribuida. Movimientos como la compra por Siemens de activos de Rolls Royce se encaminan a ello.

Son aquella plantas de menos de 100 MW que se pueden aproximar a los centros de consumo y encuentran cabida en grandes complejos comerciales, hospitalarios o industriales. Incluso para atender la demanda de una fábrica singular en un país donde la red esté poco desarrollada.

 En Europa, con una red muy mallada, no es tan necesaria, pero sí en países con una industria en eclosión. En 2030 un 50% de la demanda nueva será de generación distribuida.(...)"     

(Entrevista a Daniel Fuster, director de Power&Gas de Siemens España, Cinco Días, 22/02/16)

Una propuesta sensata para legislar el autoconsumo de electricidad

"El despegue del autoconsumo fotovoltaico en España supondría importantes mejoras en el sistema eléctrico y ayudaría a que nuestro país retomase el papel que tuvo en el desarrollo de las energías renovables, especialmente en el lustro 2004-2009. 

Entre esas mejoras estarían, en primer lugar, las relacionadas con la generación renovable: una importante disminución de emisiones de gases de efecto invernadero y otros contaminantes asociados a la producción de electricidad, la reducción de las importaciones de combustibles fósiles y la reactivación del mercado laboral en este sector. 

Por otro lado, el autoconsumo tiene asociadas una serie de ventajas propias como son un significativo ahorro de energía, ya que la producción de electricidad tiene lugar muy próxima a su consumo; la democratización del sistema eléctrico ligada al aumento del número de generadores particulares; y la concienciación de los ciudadanos, que se convierten al mismo tiempo en productores de la energía que consumen.

Si en España hoy no existen cientos de miles de instalaciones de autoconsumo no es porque el recurso solar sea insuficiente o porque el precio de los paneles fotovoltaicos no sea competitivo. La causa principal es la existencia de sucesivos borradores de Real Decreto promovidos por el Gobierno del PP (en julio de 2013, y en junio y agosto de 2015) cuyas draconianas condiciones obstaculizan el desarrollo de esta forma de producción de electricidad.  (...)

el objetivo de este artículo es avanzar un paso más y describir lo que, en opinión de los autores, sería una legislación sensata que permitiese realmente el desarrollo del autoconsumo en España.

1) En primer lugar, una legislación sensata debe incluir la exención de cualquier imposición para la energía autoconsumida instantáneamente, que nunca hace uso de la red eléctrica, porque esta energía no supone ningún coste para la red ni exige modificarla en modo alguno.

2) La energía que el autoconsumidor vierta a la red eléctrica debe ser justamente retribuida por parte de la empresa comercializadora. Para ello proponemos que cada kilovatio-hora vertido a la red por el autoconsumidor se acumule en un saldo que se vaya cancelando con la energía importada de la red. Esto tiene sentido ya que la empresa comercializadora está vendiendo a otros consumidores la energía que es vertida a la red por las instalaciones de autoconsumo, y por la cual la comercializadora no ha pagado nada. 

Por tanto, lo razonable es que la empresa comercializadora solo facture al autoconsumidor cada mes el balance resultante (energía importada menos exportada) vendiéndole esos kilovatios-hora al mismo precio al que venda la electricidad al resto de sus clientes.

En realidad, existe otra forma de hacer el balance que merece ser considerada, en la cual se incluye la variabilidad horaria del precio del kilovatio-hora intercambiado con la red. En esta modalidad, en lugar de un balance mensual energético (kilovatios-hora intercambiados) se realizaría uno monetario (balance del precio de los kilovatios-hora importados menos exportados). Por simplicidad, en lo que sigue describiremos solo el funcionamiento con balance energético, pero todo es análogo para la modalidad con balance monetario.

3) El hecho de entregar energía a la red eléctrica en los momentos en que tenemos un excedente de generación para posteriormente usar esta energía cuando no tenemos generación es similar a usar la red eléctrica a modo de batería. 

Por ello, es sensato que exista un pequeño ‘peaje de intercambio’, que gravará solo los kilovatios-hora que se han intercambiado con la red. Ahora sí, este peaje – destinado a sufragar costes de las redes distribución y, en menor medida, de las de transporte – se aplica a la energía que realmente hace uso de ellas.

4) Puede darse la situación de que, durante un mes, una instalación de autoconsumo vierta a la red más energía de la que consume de ella; en tal caso, tendrá un saldo de energía positivo que podrá acumular para ser usado en épocas del año en las que la generación sea menor que el consumo.

 Este saldo debe de tener una cierta caducidad para fomentar que el dimensionado de las instalaciones se haga de acuerdo con el consumo esperable, evitando así instalaciones cuyo objetivo principal no sea el autoconsumo sino entregar energía al sistema eléctrico y obtener beneficios. Nosotros proponemos que la caducidad sea anual, de modo que complete un ciclo estacional y permita compensar la alta generación estival con la menor generación durante el invierno. 

 Transcurrido un año, si existe un remanente de energía exportada a la red (y no consumida), este será retribuido, a partes iguales, al autoconsumidor, a la comercializadora [1] y a un fondo de lucha contra la pobreza energética.

5) Otro factor importante para el fomento del autoconsumo es permitir instalaciones de autoconsumo pertenecientes a una comunidad de usuarios; por ejemplo, una instalación en la azotea del edificio de una comunidad de vecinos. Desde el punto de vista de la legislación, se considerará una única instalación y dicha comunidad deberá gestionar internamente los consumos y pagos de sus miembros, de la misma forma que en la actualidad muchas comunidades de vecinos gestionan el suministro de agua para todo el edificio.

6) Por supuesto, nuestra propuesta legislativa incluiría un registro ágil y simple de las instalaciones evitando la kafkiana situación recogida en el último borrador del Gobierno donde la instalación de un par de paneles en un tejado requiere un desmesurado esfuerzo burocrático. 

En particular, las instalaciones que por su diseño no viertan electricidad a la red podrán ser conectadas según recoge el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, como ya se ha hecho en el pasado en algunas Comunidades Autónomas, sin necesidad de solicitar un permiso. Las instalaciones basadas en este reglamento no supondrán de hecho ningún sobrecoste al sistema eléctrico ni aumentarán la componente regulada de la factura.

La somera descripción anterior incluye los aspectos más importantes de lo que consideramos una propuesta de autoconsumo sensata; es decir, una propuesta que reconoce simultáneamente las ventajas intrínsecas del autoconsumo, el papel de la red como acumulador de energía para estas instalaciones y la labor que las comercializadoras pueden jugar en su desarrollo. Esperamos que sirva para propiciar un debate constructivo entre los actores del sector eléctrico, la sociedad civil y los partidos políticos.

Con la bajada de costes que está experimentando la tecnología fotovoltaica y en un país con abundante recurso solar como es España, el pistoletazo de salida que permitirá un espectacular crecimiento del autoconsumo no será necesariamente una gran inversión pública, sino tan solo y simplemente la voluntad política de aprobar una legislación que de verdad posibilite este desarrollo. La voluntad política de poner la sostenibilidad ambiental, económica y social, y en definitiva el bien común, por delante de las beneficios de unas pocas multinacionales."             

(Marta Victoria, Manuel Castillo, Íñigo Ramiro, José Luis Velasco, Iván Calvo, Cristóbal Gallego y Rodrigo Moretón, Observatorio Crítico de la Energía y Círculo Economía, Ecología, Energía de PODEMOS, Attac Madrid, 18/09/2015)

Cómo llevar una vida normal tras 15 años desconectados de la red eléctrica

Placas fotovoltaicas de la finca

"Hace ya 31 años que colocaron en casa su primera placa solar. La idea fue creciendo, y lo que comenzó siendo un experimento les ha convertido en consumidores de electricidad autosuficientes.

Carmen y Mario llevan 15 años desconectados de la red eléctrica. Tienen una finca de 15 hectáreas en Berzocana, en la comarca cacereña de Villuercas. Toda la energía que necesitan la obtienen de sus placas fotovoltaicas, y la ayuda de unas baterías que guardan la energía que les regala el sol a diario.

Se trata de un verdadero ejemplo de autonomía energética, porque en la finca ‘El rincón de los Cerezos’hacen una vida completamente normal, con la salvedad de que no les llega la temida factura de la luz cuando empieza el mes.

De hecho su consumo energético es superior al de una familia convencional, porque trabajan a diario una explotación agroecológica. Con las fotovoltaicas tienen capacidad para poner en funcionamiento los molinos de granos, los extractores de miel o las cámaras frigoríficas. También tienen potencia suficiente para que tiren las bombas de agua, encender el ordenador o echarse un café.

Su pico de potencia es de 4.400 vatios, aunque el sistema del que disponen les permitiría incrementarla hasta los 9.000 vatios.

Lo hacen por una cuestión ideológica. Quieren demostrar que se puede tener una vida normal sin la necesidad de tener una dependencia externa a una gran empresa eléctrica. Comenta Mario que la idea principal es que la gente entienda que la población “no tiene por qué ser dependiente a la hora de tener sus necesidades básica cubiertas”. 

Su idea, que la captación de energía no tiene por qué estar concentrada en un único punto, como puede ser una central nuclear o una hidroeléctrica. “El sol impacta de manera difusa en todos lados, y nosotros tenemos una pequeña central en casa que nos suministra energía”.

Las placas han avanzado, los equipos de fotovoltaicas se han abaratado y tienen más rendimiento. Son más asequibles que hace unos años, cuando esa familia comenzó a incorporarse al mundo de las renovables.

De hecho piensan que la locura no es estar desconectado de la red eléctrica, sino llevar líneas convencionales eléctricas hasta los lugares más inhóspitos del territorio extremeño, pese a que la tecnología y los medios –comenta-- posibilitarían a muchas familias ser completamente autosuficientes.

Más argumentos: las placas están hechas de silíceo, un producto muy abundante en la corteza terrestre, de menara que sigue siendo mucho más sostenible que la obtención de energía de los combustibles fósiles u otras energías contaminantes.

En otros casos hay familias que han optado por instalar paneles para abastecer el calentador de la casa. Así lo han hecho por ejemplo Carmen y Juan Carlos, que viven en La Codosera (Badajoz). Con dos placas de alto rendimiento y un calentador de 300 litros tienen más que suficiente para estar abastecidos. Ellos y las visitas.

Esta pareja, militantes de Equo, advierte que el autoconsumo es algo que está al alcance de todos. De hecho ellos, por ejemplo pagan a plazos la inversión que hicieron, de unos 3.600 euros. "Pensamos que hay que disfrutar de la energía como un derecho", comenta Carmen. Insiste en que, mientras qeue las grandes distribuidoras, agrupadas en oligopolios, ontrolan el canal de distribución "el sol está al alcance de todos".              (Jesús Conde   , eldiario.es, 01/09/2015)

El mundo apuesta por la energía solar, porque, a día de hoy, el precio de la energía solar fotovoltaica pueda competir en igualdad de condiciones con la obtenida con otras fuentes de energía no renovables, sin el respaldo de subvenciones de ninguna clase... y baterias como las de Tesla permiten ya almacenar su producción

"La drástica reducción de los precios que han experimentado en los últimos años los paneles solares hace que, al día de hoy, el precio de la energía solar fotovoltaica (en lo que sigue, ESF) pueda competir en igualdad de condiciones con la obtenida con otras fuentes de energía no renovables, sin el respaldo de subvenciones de ninguna clase, fenómeno conocido como paridad de red.

La evolución del precio del vatio solar desde 1980 hasta nuestros días puede verse en la siguiente gráfica, en la que se aprecia la influencia determinante de la cantidad de potencia instalada en el mundo como factor decisivo en la reducción del precio; esa tendencia se conoce como “curva de aprendizaje” de la ESF. 

La figura muestra como cada vez que la potencia total instalada se duplica, el precio del vatio baja un 20% y esto ha venido siendo así durante los últimos 35 años. El precio del vatio solar en 2007, año en el que comenzó la participación significativa de la ESF en el “mix” energético español y en 2013, se muestran en la misma figura. Se aprecia una reducción en el precio de un año al otro en un factor 6:

Evolución del precio del vatio solar. Ambas escalas son logarítmicas
Fuente: Elaboración propia a partir del informe Fraunhofer PV Report 2014

La relación entre el precio de los paneles y el de la energía eléctrica que producen es muy dependiente de diversos factores: coste de la instalación, vida estimada del panel solar, insolación media en el lugar de instalación, energía producida durante su tiempo de utilización, etc.; es decir, el precio de la energía producida viene muy determinado por los niveles de insolación existentes en el lugar de ubicación de los paneles, de manera que cuanto mayor sea aquella, menor será el precio de la electricidad producida.

 Con el precio que tienen los paneles solares en la actualidad, y para una instalación localizada en una zona con unos niveles de irradiación de 1.500 kWh/m².año, que es el valor promedio para la península ibérica, el precio del kWh a finales de 2014 se situó en el margen 0.08-0.1 €/kWh, precio comparable al que producen la electricidad las centrales de carbón, de gas o las nucleares.

El proceso de abaratamiento de la ESF mostrado en la figura es irreversible, ya que al ser una apuesta decidida por parte de los países más industrializados del planeta, la economía de escala que generan es un factor determinante en el abaratamiento mostrado en la figura, por lo que los precios seguirán reduciéndose en el futuro inmediato. 

En efecto, un reciente informe del Fraunhofer Institut for Solar Energy sitúa los precios esperados para la ESF en 0,04-0,06 €/kWh para 2025 y en 0,02-0,04 €/kWh para 2050.

Lo que esta ocurriendo con la ESF es generalizable a las energías renovables. En 2014, el total de potencia renovable instalada en el mundo superó por primera vez a la potencia instalada proveniente de fuentes no renovables. De hecho, las previsiones de la Agencia Internacional de la Energía apuntan a que la ESF será la fuente principal de producción de energía para mediados de este siglo.

La potencia solar fotovoltaica instalada acumulada en el mundo hasta finales de 2014 fue de 177.000 millones de vatios (MW); los países que tienen más potencia instalada se muestran en la siguiente tabla:

 Países con más potencia fotovoltaica instalada al final de 2014 (en MW)

Mención especial merecen países como Alemania, que impulsa esta fuente de energía decididamente desde comienzos del presente siglo; China, que se ha incorporado a la carrera desde hace un par de años; Japón, líder histórico de esta fuente de energía, por la que vuelve a apostar decididamente tras el desastre de Fukushima; Italia, con un enorme incremento de potencia instalada desde 2011; EEUU y principalmente el estado de California, con una potencia instalada a finales de 2014 muy próxima a los 10.000 MW y con proyectos para futuras instalaciones ya aprobadas que suman 19.200 MW adicionales. Incluso Francia, afincado en el casi exclusivo “monocultivo” de energía nuclear, acaba de aprobar un ambicioso plan para cambiar su modelo energético con objeto de sustituir paulatinamente sus centrales nucleares por energías renovables. 

En Asia, la India se convertirá en los próximos años en el mayor mercado de ESF del mundo, con más de 100.000 MW previstos. 

Las previsiones de crecimiento de la ESF en el mundo para los próximos años indican que para 2018 la potencia total instalada alcanzará o incluso superará los 400.000 MW, más que duplicando la potencia instalada a finales de 2014.

La apuesta por la ESF tiene y tendrá consecuencias de gran impacto a escala global debido a diversos factores:

– La energía proveniente del sol que alcanza la tierra en un año es unas 3.000 veces mayor que el consumo total de todas las fuentes de energía de todo el planeta. Por lo tanto, su uso permitirá independencia y suficiencia energética a todos los países que apuesten decididamente por ella.

– El combustible es gratuito, lo que hará que los países pobres, que coincide que son los más soleados del planeta, puedan acceder de manera autónoma a la energía, sin depender de grandes y costosas inversiones en centrales térmicas, tecnología que esos países no suelen poseer, lo que los hace vulnerables y dependientes de quien disponga de dicha tecnología. Además, es un hecho contrastable que cuanta más ESF hay en el “mix” energético de un país, más barato es el precio de la electricidad.

– Es una fuente de energía limpia y distribuida, lo que permitirá, conforme su uso se generalice más aún en el futuro, disponer de una fuente de energía barata, inagotable y libre de contaminación cerca del punto de consumo, evitando grandes infraestructuras de transporte y distribución y evitando también las pérdidas asociadas a los mismos (alrededor del 15% de la energía producida se pierde entre ambos factores)

– Proporciona una gran cantidad de empleos de elevada cualificación. En la actualidad, las energías renovables dan trabajo a 7,7 millones de personas en todo el mundo; de ellos, 2,5 millones vinculados a la ESF, de acuerdo con la siguiente figura:

 Empleos del sector de las energías renovables en el mundo.
Fuente: International Renewable Energy Agency 2015

En marcado contraste con todo lo anterior, en nuestro país, la práctica totalidad de la energía solar existente se instaló entre 2007 y 2008, habiéndose paralizado desde entonces nuevas instalaciones por razones esencialmente políticas. 

Es bien conocida la campaña emprendida por el actual Gobierno del Partido Popular en contra del fomento de las energías renovables. El último golpe es el célebre decreto que penaliza el autoconsumo de energía, del que se han hecho eco fuera de nuestras fronteras.

A pesar de la oposición mostrada por los actuales gobernantes a esta fuente de energía, la apuesta por la ESF es imparable, debido no solo a la reducción de costes descrita, si no al hecho de la mejora continua en la capacidad de almacenamiento de la ESF, una de sus principales limitaciones al día de hoy, pero que con la irrupción en el mercado de manera inminente de baterías como la del fabricante americano Tesla, pueden suponer una auténtica revolución. 

La capacidad de almacenar la ESF generada durante el día y consumirla durante la noche con esas baterías significará una auténtica ruptura con las energías convencionales y con el actual modelo energético, lo que propiciará un cambio desde un modelo centralizado y contaminante a otro distribuido y limpio. 

Esto posibilitará que millones de ciudadanos en todo el planeta están en condiciones de acceder a una energía barata y libre de emisiones. No podemos quedarnos atrás, es una apuesta que sólo puede traer beneficios para nuestro país."              (Ignacio Mártil, Catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid, Público, 17/07/2015)

Nada justifica que los tejados en España no estén completamente alfombrados con paneles solares... su coste desciende aproximadamente a la mitad cada diez años

"Del mismo modo que la ley de Moore, la ley de Swanson no es una ley como tal, sino una observación experimental longitudinal (que originalmente ni siquiera fue realizada por Richard Swanson), que permite afirmar que el precio de los módulos solares fotovoltaicos tiende a caer un 20% cada vez que se duplica su volumen de ventas acumulado, lo que supone en el momento actual que su coste desciende aproximadamente a la mitad cada diez años. 

Las células que conforman los paneles han ido también incrementando su eficiencia en función de la adopción de sus cuatro sucesivas generaciones tecnológicas, y han experimentado una caída en su precio desde los $76.76 por vatio en 1977, hasta los $0,36 por vatio en 2014. Esto genera un bucle o círculo virtuoso: las bajadas de precio provocan un crecimiento de la capacidad instalada, que incrementa la demanda, y que lleva a mayores bajadas de precio.

 La energía solar, por tanto, no solo es de por sí más barata, sino que además, con los incrementos de capacidad previstos, pasa a ser más barata aún. Y un abaratamiento de la energía en esos órdenes de magnitud es sin duda algo que va a cambiar muchas cosas.

Durante muchos años hemos vivido un escenario de economías de escala en la producción de energía: para ser eficientes, los procesos de generación debían agruparse hasta alcanzar una masa crítica determinada, lo que llevaba casi invariablemente, salvo excepciones, a proyectos de dimensiones elevadas, como una central térmica, hidroeléctrica o nuclear. 

Pero el desarrollo tecnológico ha llevado ya a que nos replanteemos esas economías de escala: en el escenario tecnológico actual, las alternativas distribuidas resultan más eficientes en coste, y la descentralización pasa a tener todo el sentido, más aún en zonas con elevada insolación.

Muchos países han considerado ya el desarrollo de las energías renovables como una parte fundamental de su estrategia de futuro. Nada justifica que los tejados en España no estén completamente alfombrados con paneles solares. Puedes ignorar la evolución tecnológica, por mucho que sea ya una verdad a voces. 

Todo se puede plantear, incluso el absurdo conceptual de que uno de los países con mejores condiciones para la energía solar de su entorno permanezca en una situación de evidente infrautilización con motivo de una ley absurda y con propósito claramente disuasorio que ni siquiera está aún reglamentada. Pero si decides ignorar el avance tecnológico o dificultar su avance, al menos hazlo con tu propio dinero, no con el de todos los ciudadanos…"           (Enrique dans, 10/07/2015)

Si su factura mensual es de 100 euros, va a gastar 30.000 euros en los próximos 25 años, y puede pensar maneras alternativas de invertir este capital, como comprar su propia instalación... si Rajoy lo permite

"Ha sido ampliamente reconocido que la humanidad debe cambiar el sistema energético actual, basado en el consumo de combustibles fósiles, que produce contaminación y el calentamiento global lento pero inexorable. 

Algunos sectores influyentes presentan una clara reacción negativa que se expresa en corrientes negacionistas y contrarias a la transformación. Todos estos fenómenos son históricamente normales. Con el paso de las generaciones la ciencia y la realidad se imponen.

Sin embargo, hay cosas que no pueden esperar indefinidamente. El cambio de modelo energético no solo será decidido en recomendaciones de importantes comités. Las decisiones de los ciudadanos y la actitud política de los gobernantes van a tener un papel fundamental en su desarrollo. Los grandes cambios pueden comenzar por comunidades pequeñas y concienciadas que muestren que otra realidad es posible. 

¿Les suena? Ahora en España estamos viviendo cambios sociales profundos que comenzaron por sectores marginales en un principio, que supieron catalizar necesidades sociales de gran alcance. Estos movimientos han dado lugar a una profunda modificación del poder municipal y autonómico, y sin duda una nueva política se perfila en España.

En el ámbito de la energía, no hay duda de que el sol es la fuente ideal de energía renovable para el futuro. La energía solar llega regularmente, está disponible en todas partes, y cubre con creces la energía que podamos necesitar. 

Sin embargo, existe el problema, no enteramente resuelto, de convertir de forma eficiente la luz solar en electricidad o en algún combustible que podamos almacenar. Para realizar esta conversión actualmente se emplean los paneles solares fotovoltaicos, predominantemente de silicio cristalino. 

Mucha gente está familiarizada con las instalaciones solares que se realizaron en gran número en el año 2008, donde hubo un crecimiento exagerado de este sector causado por subvenciones excesivas y una planificación dudosa. Desde entonces, las renovables han estado sometidas a diferentes ataques en España, por parte del actual gobierno y por parte de grandes corporaciones que emplean otras tecnologías energéticas.

Sin embargo, la energía solar fotovoltaica constituye un sector energético floreciente a nivel mundial, y la finalidad de las subvenciones, que era aumentar la escala de esta economía para rebajar el precio, ha tenido su efecto a nivel global. El precio de los paneles solares se ha dividido por cinco en los últimos cinco años. Nos preguntaban cuando llegaría la “paridad”, es decir, el mismo precio de la electricidad solar que la energía suministrada en red, y esta puede no estar lejos.

Además, de forma inesperada, se está produciendo actualmente en muchos países avanzados un fenómeno con gran potencial transformador, que es la popularización de la generación autónoma de energía solar en los hogares. Se trata de que usted instala en su tejado unos paneles solares que proveen electricidad cuando luce el sol. Por otra parte usted sigue conectado a la distribución en red, de forma que cuando necesita energía y sus paneles no la producen la toma de la compañía eléctrica. 

Pero al revés, usted puede suministrar energía a sus vecinos en agosto si está de vacaciones y ellos necesitan electricidad para el aire acondicionado. Así que al final su sistema personal tiene un balance neto de producción y paga o cobra por ello. 

Si su factura mensual es de 100 euros, usted va a gastar 30.000 euros en los próximos 25 años, y puede pensar maneras alternativas de invertir este capital, como comprar su propia instalación si esta tiene un precio mucho menor, que además le proporciona un control sobre su energía. Es un sistema muy atractivo, y en Estados Unidos, un total de 187.000 hogares instalaron paneles solares en 2014.

Con todo, sigue dependiendo de la conexión externa eléctrica. El nuevo factor que introduce una transformación disruptiva de la generación autónoma es la batería del hogar de Tesla, introducida en el mercado hace algunas semanas, ya que añade la capacidad de almacenamiento. Con coste razonable permitirá almacenar la electricidad generada y gozar de un sistema energético completamente autónomo en su hogar o negocio.

Como vemos, parece ser que está comenzando una nueva revolución que por fin puede contribuir decisivamente a la implantación masiva de las energías renovables. Pero en lugar de tratarse una vez más de grandes instalaciones controladas por corporaciones energéticas colosales, en este caso la energía va a estar totalmente en manos de las personas individuales.

 Si usted no entiende la factura actual de la luz, yo tampoco. Pero con el sistema de generación individual tendremos un app en el móvil que nos permitirá controlar sencillamente la generación y el consumo que cada uno hace por si mismo. La generación se hará de forma distribuida, con lo que bajarán los costes de distribución, y el exceso de consumo será identificado inmediatamente, lo que llevará a un ahorro global de recursos. Seremos cada uno nuestro propio gestor de la energía.

Cuando estas decisiones individualmente se extiendan y se adopten por millones, tendremos un enorme sistema de almacenamiento que funcionará fluidamente mediante sistemas de información compartidos. Y el sistema será mayor y más versátil en cuanto los coches eléctricos formen parte del almacén colectivo.

Sin embargo, el actual gobierno de España está a punto de oponerse frontalmente a esta revolución tan esperanzadora que pueden realizar los ciudadanos. El gobierno prepara nueva legislación que se propone eliminar cualquier retorno de la energía vertida a la red, y gravar el uso de baterías para almacenamiento propio.

 Esta legislación hará casi imposible en la práctica la generación y la gestión autónoma de la energía por parte de las personas, que siguen condenadas a ser clientes y consumidores.

Naturalmente si el nuevo sistema de generación individual alcanza grandes proporciones es obvio que las compañías que actualmente monopolizan la distribución, las eléctricas, saldrán perjudicadas.  (...)

Los nuevos movimientos ciudadanos tienen ahora la oportunidad de encontrar una causa justa mucho más compleja y articulada, donde la participación social conduzca a crear una nueva economía.

 Consideren la enorme capacidad de generación de pequeñas y medianas empresas que realicen y mantengan las instalaciones energéticas hogareñas. Consideren la posibilidad de crear nuevas industrias basadas en conocimiento para producir baterías de hogar adaptadas a nuestras necesidades.

 Todo ello es posible y es una oportunidad excelente para mejorar economías locales que el nuevo poder municipal no debe dejar escapar. A una escala mayor, los partidos y movimientos políticos, ya sean nuevos o consolidados, deben reflexionar y actuar. 

Pueden seguir apostando por los sistemas de decisión obsoletos y corruptos realizados al margen de la ciudadanía, y encadenarse a los sistemas energéticos del siglo XX, que sin duda van a convertir nuestro hogar colectivo en algo irreconocible y posiblemente inhabitable. 

O facilitar a los ciudadanos la realización de la energía distribuida dentro de la economía del conocimiento, permitirse soñar con un futuro nuevo obtenido con corresponsabilidad, trabajo, imaginación y atrevimiento."                 

(La revolución del autoconsumo de energía solar, en manos de los ciudadanos, de Juan Bisquert en El Confidencial, en Caffe Reggio, 20/06/2015)

El autoconsumo energético, al alcance de la mano

La combinación de paneles solares que producen electricidad a costes comparables a los que se pagan con conexión a la red, unido a la capacidad de almacenamiento que aporta la batería Tesla representa un paso decisivo en el camino hacia el autoconsumo energético

"El fabricante de vehículos eléctricos de lujo Tesla acaba de presentar lo que denomina una “batería para el hogar” destinada, según indica el fundador de la compañía, Elon Musk, a cambiar “toda la infraestructura energética del mundo”.  Con objetivos algo más modestos y limitados, ¿sería esto posible en España? Este artículo va destinado a tratar de responder a esta pregunta. (...)

Al día de hoy, cerca del 90% de los hogares adquieren la energía eléctrica a las grandes compañías del sector, ¿debemos seguir dependiendo de ellas para satisfacer nuestras necesidades de energía? O por el contrario, ¿es posible plantearse el futuro en términos de autoconsumo de electricidad? Lo analizo a continuación.

Lo primero que hay que destacar para responder a la pregunta anterior es que no es necesario plantearse revoluciones tecnológicas, ni recurrir a soluciones milagrosas que aguardan en un futuro indefinido; hoy en día ya disponemos de tecnologías sostenibles y escalables para lograr energía eléctrica autónoma y limpia (principalmente, energía solar fotovoltaica) y para el ahorro energético (bombillas LED y electrodomésticos de clase A).

El último en apuntarse a este catálogo de novedades es la batería Tesla, mediante la que el sueño de poder satisfacer nuestras necesidades cotidianas de energía eléctrica sin depender de la conexión a la red está al alcance de la mano. Para lograrlo, hay que diseñar y dimensionar una instalación que proporcione tanto la energía como la capacidad de almacenarla. La siguiente figura muestra el esquema de una instalación así:

 Esquema de funcionamiento de un sistema de autoconsumo con paneles solares y una batería Tesla. Fuente: adaptado de Tesla Powerwall

El sistema en su conjunto funciona así:

• Paneles solares, instalados en el tejado de la vivienda. Son los encargados de transformar la energía solar en energía eléctrica.
• Sistema de almacenamiento, batería Tesla: almacena el exceso de energía generado por los paneles en los períodos del día de baja demanda.
• Inversor: convierte la electricidad producida en los paneles (que es continua, DC) en electricidad útil para su uso en los diferentes dispositivos domésticos, que necesitan electricidad alterna (AC).

¿Es viable económicamente esta instalación? En los siguientes párrafos, presento unos cálculos para responder a la pregunta.

1.- Consumo de electricidad por hogar.

Como ya se ha indicado, en promedio el consumo diario de energía eléctrica es de 3,7 kWh por persona. En una instalación desconectada de la red eléctrica, habría que considerar los excesos de demanda debidas a imprevistos, como por ejemplo un incremento debido a períodos de fuerte calor o frío, días nublados, etc, por lo que un consumo más realista que tenga en cuenta los imprevistos elevaría esa cantidad en, por ejemplo, un 35% hasta 5 kWh. 

Al cabo de un año, la instalación estaría preparada para satisfacer un consumo por persona de 5 kWh x 365 días = 1.825 kWh por persona. En un hogar promedio con 2.6 personas (es decir con 3 personas, ya que no se pueden fraccionar), una instalación que pueda dar cuenta de los picos de demanda sería de 1.825 x 3 = 5.475 kWh/año. 

Recalco que esto no significa que se consuma toda esa energía si no que de cara al autoabastecimiento, es necesario dimensionar la instalación para evitar que se queden sin cubrir los imprevistos.

2.- Superficie y número de paneles solares necesarios.

En una ubicación geográfica como Madrid, que tiene unos niveles de insolación en promedio anual de 1.550 kWh/m².año, una instalación fotovoltaica que pueda producir 5.475 kWh/año, debe tener una determinada superficie de paneles solares.

 De otra parte, la mayoría de los paneles comerciales tienen una eficiencia de conversión de la energía solar en energía eléctrica del 14%. Con estas consideraciones, la superficie necesaria se puede determinar mediante el siguiente cálculo sencillo:

Energía a producir = Energía solar incidente x Superficie paneles x Eficiencia paneles.

 Así pues,

Superficie paneles = Energía a producir/(Energía solar incidente x Eficiencia paneles)= 5.475/(1.550 x 0.14) = 25.2 m² por hogar.

Estos datos se modificarían al variar la ubicación geográfica de la instalación y por consiguiente los niveles de irradiación, siendo necesaria menor superficie cuanto mayor sea el nivel de irradiación solar.

La gran mayoría de los paneles fotovoltaicos comerciales tienen 1.6-1.7 m², y suministran una potencia de 180-200 vatios (W). Tomando valores medios para ambas características (1,65 m² y 190W), en un hogar con tres personas equipado con esos paneles se necesitarían 25.2/1.65 = 15,3 paneles, con lo que redondeando al alza, instalaríamos 16 paneles o lo que es lo mismo, 190W x 16 paneles = 3.040W.

3.- Coste de los paneles y de otros elementos de la instalación.

Hay múltiples ofertas accesibles en el mercado, la gran mayoría con costes en el margen 1-1,1 €/W. Tomando como dato para el cálculo un valor promedio de 1,05 €/W, el coste de los paneles supondría 3.040W x 1,05€/W = 3.192 € (redondeando al alza, 3.200€). A eso habría que añadir el coste del inversor y de la instalación del sistema completo.

 El coste del inversor para la potencia indicada se sitúa en 700€ y la instalación completa (soportes de paneles, cableado, regulador, etc.) dependerá en buena medida de la dificultad de la instalación; puede suponer cerca de 2.000€.

4.- Coste de la batería Tesla de almacenamiento y de la instalación finalizada.

Como el sol no luce todo el día y en ocasiones esta nublado, se necesita un sistema de almacenamiento de la energía para asegurarse el suministro durante la noche y en los períodos de cielos cubiertos. Y ahí es donde entra la batería Tesla recientemente anunciada. Son baterías de 10 kWh, muy próximo al equivalente del consumo eléctrico diario de un hogar medio (recuérdese la cifra, 9,55 kWh) por lo que la batería Tesla permitiría cubrir las necesidades de energía durante las horas de oscuridad holgadamente.

En los momentos del día de escaso consumo (después del desayuno y hasta la hora de la comida, después de la comida hasta el atardecer), la energía generada por los paneles cargaría la batería Tesla y por la noche, sería la encargada de suministrar la energía, aunque no hay datos acerca del tiempo necesario para recargarla. El coste de dichas baterías es 3.500 dólares (~3.100 euros). Ese es el precio de comercialización en Estados Unidos, se desconoce aún cuánto costará en Europa.

Así pues, la instalación completa supondría un desembolso de:

Paneles + Inversor + Batería Tesla + Resto de la instalación = 3.200€ + 700€ + 3.100€ + 2.000€ = 9.000€.

5.- Ahorro económico.

El gasto medio anual de electricidad de un hogar con tres personas y con un consumo como el señalada aquí (3,7 kWh por persona y día), a los precios de la energía del primer trimestre de 2015, se sitúa en 900-920€. 

Para comprobar si el desembolso de la instalación descrita es viable, hay que repartir la inversión a lo largo de 20 años para los paneles e instalación ya que ese es el período temporal que suelen ofrecer los fabricantes como garantía de los paneles y de 10 años para la batería, que es la garantía que ofrece el fabricante Tesla para el dispositivo y compararlo con el desembolso anual de 900-920€.

La amortización de paneles, inversor e instalación, excluyendo la batería (en total 5.900€) supondría un coste de 295€/año durante 20 años y la amortización de la batería Tesla, 310€/año durante 10 años. Por lo tanto, durante los primeros diez años de funcionamiento de la instalación, el desembolso anual sería 295€ + 310 € = 605€, cantidad que es un 33% inferior al recibo de la luz anualizado. A partir del décimo año, lo único que habría que seguir amortizando sería los paneles y el resto de la instalación, es decir 295€ cada año.

Ahora bien, Tesla ofrece una garantía de 10 años para su batería con lo que, poniéndonos en el caso peor, al cabo de diez años habría que sustituirla por otra. Por lo tanto, para el segundo período de 20 años de duración de la instalación y con una batería nueva, el coste anual repartido entre los segundos diez años volvería a ser de 605€/año. A todas luces el sistema descrito es rentable económicamente. 

No obstante, hay que señalar que el cálculo presentado aquí es muy simple, ya que no contabiliza efectos tales como períodos muy prolongados de días nublados, evolución futura de los precios de la energía de la red, de las baterías, sobrecostes por financiación parcial o total de la instalación, etc. Es una previsión a 20 años, pero con los costes de 2015. Se pueden realizar cálculos más precisos teniendo en cuenta todas estas consideraciones, pero quedan fuera del objetivo de este artículo.

La combinación de paneles solares que producen electricidad a costes comparables a los que se pagan con conexión a la red, unido a la capacidad de almacenamiento que aporta la batería Tesla representa un paso decisivo en el camino hacia el autoconsumo energético. 

 Empleando algunas similitudes y según indicó Elon Musk durante la presentación, la batería Tesla podría desempeñar en la energía doméstica “un papel similar a la manera en la que los teléfonos móviles han sustituido a los fijos” y añadió que la batería “será un gran paso para las comunidades más pobres del mundo” porque “eliminará la necesidad de las redes eléctricas”.

Pero en España tenemos sobre nuestras cabezas el decreto del llamado “peaje de respaldo”, que si llega a ver la luz significará que todo el que produzca su propia energía tendrá que pagar por cada kWh que genere, es decir que en España las baterías Tesla tendrían un coste no sólo por el dispositivo, sino también por el mero hecho de instalarla. Una nueva demostración de la genuina “Marca España”.            (Ignacio Mártil, Econonuestra, 28/05/2015)

El iPhone de las baterías de energía

"Hace unos días la empresa Tesla lanzaba su último producto, una batería doméstica capaz de acumular suficiente energía solar, eólica o eléctrica como para proporcionar un suministro estable a una familia. 

Así, esta empresa estadounidense conseguía levantar una considerable polvareda abriendo la puerta a la posibilidad de que quien quiera se independice del sistema eléctrico general, produciendo su propia electricidad y acumulándola para disfrutar de una provisión estable, incluso en los momentos de ausencia de sol, viento o suministro eléctrico.

La novedad del invento en realidad es limitada: las baterías de energía ya existen (las utilizamos todos en nuestros teléfonos móviles), pero Tesla ha conseguido reducir su precio de forma considerable (aunque siga estando fuera del alcance de la mayoría) y presentarlo al mundo con un diseño esmerado y agradable. El iPhone de las baterías de energía.

Pero la polvareda levantada es comprensible. En un mundo en el que parecemos haber reducido la innovación tecnológica a la producción de cacharritos más o menos útiles, de repente aparece algo que puede llegar a cambiar elementos importantes de nuestras sociedades, desde el papel que juegan las empresas eléctricas a la dependencia de los combustibles fósiles o la energía nuclear, pasando por generar nuevos paisajes de paneles solares y molinos eólicos.

Tesla es probablemente uno de los pocos gigantes tecnológicos que parece tener como objetivo solucionar retos sociales reales (la transición energética), en lugar de transitar el abarrotado camino de la innovación orientada a exprimir al consumidor con soluciones para problemas inexistentes o colarle la misma tecnología una y otra vez con diseños ligeramente diferentes.

 Los que os creíais felices disfrutando de vuestra reciente maternidad o paternidad ¿jamás os habíais planteado que es irresponsable no ponerle a la criatura un sensor de sus constantes vitales? ¡Suerte que alguien lo ha pensado por vosotros y os ha resuelto ese problema que no teníais! ¿Llevas años celebrando que desde que tienes teléfono móvil ya no tienes que llevar reloj? Espera que ahora la industria ha decidido maltratar tus retinas y ponerte el trabajo, la vida social y la hora en la muñeca. 

Si es cierto que la innovación es lo que ocurre cuando alguien consigue solucionar un problema, lo que ocupa las páginas de tecnología de muchos periódicos y lo que nos cuelan tiene poco que ver con la innovación y mucho con la mercadotecnia y el consumismo.

Así, en un escenario en el que la tecnología parece no aspirar ni a solucionar problemas del primer mundo (los de los otros mundos mejor lo dejamos para un capítulo aparte), Tesla nos permite hacer eso que genera la innovación verdadera: soñar.

Pero, ¿puede la solución que propone Tesla iniciar realmente la transición energética y asestar la puñalada definitiva al monopolio eléctrico? Parece que no. En primer lugar, por un motivo práctico: el planeta no tiene reservas suficientes de los materiales que componen las baterías para todos los hogares del mundo. 

El modelo Tesla no es escalable y no podrá convertirse en nada más que una opción individual para los que quieran sentirse en paz con la madre tierra y puedan desembolsar los 3.000 dólares que cuesta cada ejemplar. Fin de la discusión. 

En segundo lugar, porque para optar por una solución generalizada de este tipo, aunque fuera posible, antes tendríamos que debatir si es deseable que cada uno genere la energía que utiliza: ¿qué mecanismos de solidaridad y redistribución tenemos pensados para asegurar que el acceso al sol o al viento no se convierten en nuevos privilegios? Y si la solución al modelo actual pasa por el autoconsumo, ¿quién y cómo financiará las infraestructuras comunes que seguiremos necesitando?

Que la batería de Tesla abra este debate es un regalo necesario y urgente. Como también lo es la aparición de nuevas soluciones tecnológicas que vayan abriendo caminos hasta ahora impensables. Pero al final, como en gran parte del debate tecnológico actual, seguimos encerrados en una fantasía americana, pasando del consumismo inútil al individualismo autocomplaciente. Y todo sin salir del sector privado. 

El brillo de los nuevos cacharritos parece cegarnos hasta el punto de no abordar desde una perspectiva social y multidisciplinar cómo pueden interactuar los debates sobre el mundo que queremos con el desarrollo tecnológico, renunciando así a darle forma a la innovación y generando una dinámica en la que la tecnología va dándole forma a un futuro que no sabemos si deseamos. Y cuando lo sepamos, es posible que los hechos consumados se lleven por delante los consensos sociales.

Con la transición energética, como con todos los retos a los que se enfrentan nuestras sociedades, tenemos la posibilidad de unir el mejor conocimiento científico con la mejor innovación tecnológica para conseguir dar forma a las preguntas cuyas respuestas abrirán las puertas de futuro."               ( Gemma Galdon Clavell  , El País,   8 MAY 2015)

Científicos de EE UU logran almacenar el inagotable poder energético solar en un alcohol gracias a una bacteria

 

 El químico estadounidense Daniel Nocera. / Harvard Gazette

"Almacenar la inagotable energía del Sol, sometida a los vaivenes de las nubes y del día y la noche, está más cerca. Investigadores de la Universidad de Harvard (EE UU) han concebido un sofisticado sistema que utiliza una bacteria modificada genéticamente para convertir la energía solar en un combustible líquido. El enfoque, si confirma su rentabilidad, ayudaría a afrontar el desafío energético y a luchar contra el cambio climático.

Los investigadores, encabezados por el químico estadounidense Daniel Nocera, han utilizado la energía del Sol para obtener hidrógeno del agua (formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno). 

Con este hidrógeno, la bacteria modificada, de la especie Ralstonia eutropha, es capaz de convertir CO2, el principal gas responsable del calentamiento global, en un alcohol combustible, el isopropanol. Al ser líquido, podría ser transportado mediante las infraestructuras actuales, subrayan los autores.

Nocera lleva años acariciando una revolución energética planetaria. En 2009, fue considerado una de las 100 personas más influyentes del mundo por la revista Time como reconocimiento a sus avances hacia combustibles inspirados en la fotosíntesis de las plantas.

“Las células fotovoltaicas tienen un considerable potencial para satisfacer las futuras necesidades de energía renovable, pero se necesitan métodos eficientes y escalables para almacenar la electricidad intermitente que producen y poder implantar la energía solar a gran escala”, explican los autores hoy en la revista científica PNAS. Su sistema podría ser ese anhelado almacén de energía solar.

Otros equipos científicos han llegado a métodos similares, pero han necesitado acelerar las reacciones químicas con metales preciosos, como el platino y el indio, disparando los costes. El equipo de Nocera emplea como catalizadores metales abundantes en la Tierra, como el cobalto, logrando un rendimiento que triplica el de los mejores combustibles bioelectroquímicos existentes, logrados por sistemas parecidos. Para los autores, es “una importante prueba de concepto”.

"Todavía no vamos a utilizar este sistema en nuestros coches. De momento, es solo un descubrimiento científico. Ahora tenemos que mejorar las ineficiencias para que sea comercial, aunque ya somos tan eficientes, o más, que la fotosíntesis natural", señala Nocera.

Ninguna empresa se ha interesado todavía por el nuevo sistema. El año pasado, la multinacional estadounidense Lockheed Martin, un gigante de la industria aeroespacial y militar, compró uno de los anteriores productos del laboratorio de Nocera: una especie de hoja artificial que utiliza la energía solar para separar el hidrógeno y el oxígeno del agua. El hidrógeno también se puede emplear como combustible, aunque hay pocas infraestructuras para facilitar su uso.

Hace dos años, científicos de la Universidad de Exeter (Reino Unido) y de la petrolera Shell modificaron los genes de otra bacteria, la Escherichia coli, para que fabricara diésel a partir de ácidos grasos. El biocombustible, prometedor, también se enfrenta ahora a desafíos para su comercialización, como su abaratamiento. En 2013, producir un litro costaba miles de euros."            ( Manuel Ansede  , El País,  9 FEB 2015)

Un proyecto ecologista ofrece ser propietario de energía limpia por 30 euros al mes

"(...) Las energías limpias ofrecen todavía posibilidades de autogeneración y consumo y, sobre todo, una vía alternativa a las fuentes y al sistema tradicional. 

Esto es lo que Ecoo, una pequeña empresa sin ánimo de lucro ubicada en Madrid, vio claro para poner en marcha su singular iniciativa: colectivizar instalaciones solares fotovoltaicas de primera generación para que todo aquel que lo desee pueda convertirse en copropietario a través de pequeñas inversiones aptas para todos los bolsillos.

Su último proyecto, ‘semilla solar’, ofrece esta posibilidad por escasos 30 euros al mes. Su fin último, aseguran, consiste en “empoderar a la ciudadanía” para generar una “revolución solar”.

“Es un esfuerzo de imaginación para que personas que normalmente no podrían acceder a este sector puedan convertirse en productores de energía. Una inversión semilla de espíritu colectivo y ambiental”, defiende José Vicente Barcia, uno de los fundadores de Ecooo.  

El proyecto, gestado por ingenieros, investigadores y profesionales comprometidos con el medio ambiente, lleva 10 años tratando de demostrar que “otro modelo energético” no solo es posible, sino además rentable.

‘Semilla solar’, que se nutre sobre todo de inversores jóvenes con menos recursos y comprometidos, supone un desembolso de 30 euros al mes durante un año. Al finalizar los 12 meses de pago, el inversor comienza a recibir los beneficios de la venta de electricidad. 

 La mayoría de las plantas fotovoltaicas sobre tejado que Ecooo se dedica a socializar son instalaciones de primera generación, es decir, que se conectaron a la red entre los años 2012 y 2013 y que, según la actual legislación, tienen derecho al cobro de una retribución adicional a la venta de electricidad en el mercado mayorista hasta 30 años después de su puesta en marcha. Por esto, los fundadores de la empresa calculan que, si alguien comenzara a invertir hoy mismo, dentro de 28 años podría acumular una rentabilidad anual de alrededor del 4%.

Además, y “más importante”, señalan, sólo con esta pequeña inversión se evitaría la emisión a la atmósfera de 0,1 toneladas de CO2 al año (el equivalente al consumo de combustible durante 500 kilómetros, según los cálculos de Ecooo).

No obstante, el proyecto permite aportar más de una ‘semilla al mes’ (60, 90, 120 euros…) o sumarse a alguna de sus otras ofertas de mayor inversión.

“Es una inversión pequeña, pero importante, porque en el fondo suponen 360 euros al año y porque tiene para la Tierra la misma función que los árboles: ahorra C02 al resto del Planeta”, asegura Barcia."                (Público, 22/01/2015)

Cubriendo el 43% de los tejados españoles con paneles fotovoltaicos satisfaríamos toda nuestra demanda de electricidad

Fig.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.

(...)  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.

Fig.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

 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.

 "(...) 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.  (...)

 Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en todo el mundo. Fuente: IEA.

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. (...)

Porcentaje de cobertura de la demanda mediante fotovoltaica en 2013. Fuente: IEA.

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.  (...)

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. Attac Madrid, 30/12/2014)