The Sun machines. Solar power is going to be huge
The Economist [2024], "The Sun machines. Solar power is going to be huge", The Economist, London, 22 de junio, https://www.economist.com/interactive/essay/2024/06/20/solar-power-is-go...
El uso de celdas solares muestra un gran crecimiento a nivel mundial (dato crucial 1). Un artefacto elaborado de silicio, que después transforma la energía solar en eléctrica trae muchos beneficios, entre ellos la facilidad de instalación que puede proveer de electricidad en uso doméstico e industrial, tienen una gran durabilidad, son de bajo costo, no contaminan y permiten la generación de energía (dato crucial 2). Además, aunque representa una pequeña parte de la producción energética mundial (dato crucial 3), lo cierto es que tiene una mayor eficiencia que la energía generada a partir de combustibles fósiles.
El crecimiento de la industria solar se debe a la interacción de 3 aspectos: la producción en gran cantidad del producto que conduce a una baja de precios, para después tener una mayor demanda y que se produzca una mayor cantidad de producto, aunado a que los subsidios también permitieron que la demanda se mantuviera. Por tal razón, las inversiones en este sector también aumentaron (dato crucial 4), más aún porque la energía solar podría convertirse en la mayor fuente energética a futuro (dato crucial 5). Sin embargo, aunque el uso de energía solar aumente, no es garantía de que supla a otras fuentes energéticas (dato crucial 6).
Aunque el sector podría experimentar problemas como la quiebra de los fabricantes, falta de conexión en las granjas solares, inestabilidad en las redes o bien, exceso de redes solares que no promuevan la inversión, la industria rebasa las predicciones de crecimiento (dato crucial 7). Asimismo, esta fuente energética (dato crucial 8) parece no seguir las tendencias que tuvieron el carbón, el petróleo y/o el gas, que mantuvieron su coste de producción a pesar de factores como la inflación o el crecimiento económico. Esta situación podría generar un crecimiento económico, o bien, dar pie al cambio o creación de industrias.
Al crecer el uso de energía solar (dato crucial 9), también lo hace la cantidad de insumos para la fabricación de celdas solares, por lo que se benefician las empresas que proveen materiales para su elaboración, tal es el caso del polisilicio. El polisilicio es un material que solo era utilizado en la industria informática para fabricar chips, aunque los subsidios destinados a la industria solar provocaron mayor demanda de este material y mayores costos que no pudieron ser cubiertos por la industria informática, generando que las empresas asiáticas decidieran invertir para obtener polisilicio y así abastecer a la industria fotovoltaica.
Considerando lo anterior, China se convirtió en uno de los mayores proveedores de polisilicio a nivel mundial (dato crucial 10). Esto fue posible debido a que el polisilicio es un material de suma importancia para la industria en China. Por tal razón, aunque puedan existir quiebras por parte de empresas productoras de polisilicio, el gobierno chino otorga préstamos para que las empresas con sobreproducción puedan salvarse. La producción de polisilicio cuenta con otras ventajas. En primer lugar, existe una rápida absorción de la sobreproducción por parte de la industria solar (dato crucial 11). Por otra parte, el polisilicio también es utilizado dentro de otros sectores industriales. Asimismo, la industria del polisilicio en China está protegida y es de bajo costo.
Cabe señalar que la industria cuenta con una excesiva competitividad, considerando que para la fabricación de celdas solares, los procesos no difieren mucho, a comparación de otros sectores industriales. Por lo que la mayor competencia dentro de la producción de celdas solares se dirige a mantener bajos costos. Este factor mantiene su accesibilidad hacia diferentes sectores de la población.
Si bien la industria solar también fue considerada por países como Alemania para la descarbonización de la economía, Gran Bretaña, no la incluyó por no ser incluida dentro de su agenda, con lo que se desaprovechó el bajo costo que la energía solar representaba (dato crucial 12). Además de que en París de 2015, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático solamente contempló la captura de carbono en las plantas de combustibles fósiles y en la quema de biomasa. Pese a lo anterior, la energía solar ha superado a otras energías limpias (dato crucial 13), por ejemplo, al compararla con la energía eólica, la solar es más discreta, más asequible, menos visible, tiene facilidad de transporte, es libre de emisiones contaminantes y posee mayor aceptación social.
Aunque los beneficios son muchos, y la energía solar podría considerarse como respuesta a la crisis climática, no está exenta de problemas. Uno de ellos se debe a que el excedente de energía puede causar una baja en los precios, lo cual deja poco margen de ganancias en la producción de electricidad. Esta demanda podría solucionarse con conexiones de larga distancia que permitan que lugares en donde hay mucha radiación solar abastezcan a sitios donde no hay mucha iluminación. Por otra parte, se podría fomentar el almacenamiento de energía en baterías (dato crucial 14) como solución y como forma de inversión (dato crucial 15). A manera de ejemplo, la empresa del Dr. Carlson, Planetary Technologies ha invertido en SunTrain para ofrecer granjas solares y estaciones de carga de baterías en trenes (dato crucial 16).
Los países que tienen un interés mayor en el uso de la energía solar tienen la necesidad de invertir en aquellos países que cuentan con una buena iluminación. Tal es el caso de Adani Green Energy, uno de los mayores desarrolladores de energía en el mundo, ha construido granjas solares en Gujarat y Rajastán en India (dato crucial 17). Además, este interés por invertir en India parte de que las cuestiones de seguridad energética y finanzas nacionales, aunadas a las geopolíticas (dato crucial 18) se vinculan a su abastecimiento de energía. También porque aunque haya fluctuación de precios, la empresa tiene opciones para seguir obteniendo ganancias (dato crucial 19).
Otro factor importante para la inversión por parte de India en la industria solar es la obtención de energía a través de diversas fuentes para poder satisfacer sus necesidades energéticas. Para lograrlo también se plantea el uso de otras fuentes limpias para cubrir la demanda energética. Es así que no solo en India, sino que en otros países, podrían utilizarse tanto la energía solar como otras fuentes de energía.
La energía solar enfrenta el obstáculo de no ser de fácil instalación en los países que no cuentan con el capital necesario, aunado a que cuentan con inestabilidad política y además de tener redes eléctricas en malas condiciones, por lo que la transición hacia esta energía resulta más cara. A su vez, esto prolonga el uso de combustibles fósiles como el carbón o en su defecto el diésel, siendo este último de un costo mayor.
En el caso particular de Etiopía, África, se ha prohibido la importación de vehículos de combustión interna con tal de impulsar el uso de vehículos eléctricos, con lo que se busca una menor importación de combustibles fósiles para impulsar el uso de energías renovables. Sin embargo, África aún cuenta con las tasas más bajas de uso de electricidad por parte de la población (dato crucial 20).
Es importante tomar en consideración que los bajos costos de la energía solar podrían producir una demanda energética mayor, cuestión que repercutirá en el medio ambiente. Esto es debido a que al reducirse los precios de la energía, la población demandaría más electricidad.
Para contrarrestar los efectos medioambientales derivados de la demanda energética también surgen propuestas como el hidrógeno verde. El hidrógeno verde consiste en separar el hidrógeno del oxígeno del agua para la generación de energía o como forma de almacenar energía y para generarlo podría utilizarse la energía solar.
El resultado sería un menor costo en cuanto a la energía, que se traduciría en un mayor abastecimiento, sobre todo en países en los que no se puede acceder de manera fácil a la energía. Más esta solución no parece pertinente, ya que elevaría los costos debido a los procesos para obtener energía (dato crucial 21). Al final, aunque se dispongan de métodos para llevar energía a cualquier país que lo necesite, su instauración dependerá de los intereses económicos capitalistas.
1) Para 2024 se espera la fabricación de 70 miles de millones de estas células solares, teniendo como mayor productor a China.
2) A lo largo de 2023, en una extensión de al menos 10 000 kilómetros cuadrados, se produjeron 1 600 teravatios-hora de energía (un teravatio, o 1tw, es un billón de vatios) representando así 6% de la electricidad generada en todo el mundo, y alrededor de 1% del uso mundial de energía primaria.
3) De acuerdo con Michael Liebreich, analista de tecnología y economía de energías limpias, la energía solar ha tenido un rápido crecimiento. En 2004, el mundo tardó un año entero en instalar un gigavatio de capacidad de energía solar (1GW es mil millones de vatios, o una milésima parte de un teravatio); en 2010, tardó un mes; en 2016, una semana. En 2023 hubo días en los que se instaló un gigavatio en todo el mundo. Para 2024, los analistas de Bloomberg NEF, un equipo de datos, esperan ver entre 520 y 655 GW de capacidad instalada.
4) De acuerdo con la Agencia Internacional de Energía (AIE), un grupo de expertos intergubernamental, la compra e instalación de paneles solares es actualmente la mayor categoría de inversión en generación de electricidad, por lo que se esperan al menos 500 miles de millones de dólares en 2024, equiparando a las inversiones realizadas en petróleo y gas.
5) La Sociedad Internacional de Energía Solar indica que la energía solar está en camino de generar más electricidad que todas las centrales nucleares del mundo en 2026, que sus turbinas eólicas en 2027, que sus presas en 2028, que sus centrales eléctricas de gas en 2030 y que las de carbón en 2032. Por otra parte, la Agencia Internacional de Energía estima que para 2040 la energía solar se convertirá en la mayor fuente de energía primaria de la humanidad.
6) En la figura 1 se muestra el uso de diferentes fuentes de energía.
7) En 2009, cuando la capacidad solar instalada en todo el mundo era de 23 gw, los expertos en energía d predijeron que en 20 años, hasta 2030 aumentaría a 244 gw. Esta cantidad se alcanzó en 2016, cuando solo habían pasado 6 de 20 años. De acuerdo con Nat Bullard, analista de energía, durante la mayor parte de la década de 2010 las instalaciones solares reales suelen superar las previsiones a cinco años de la en 235%.
Por su parte, Greenpeace en 2009, predijo 921 gw de capacidad solar para 2030. Sin embargo, la capacidad solar mundial alcanzó 1.419 gw en 2023.
En la figura 2 se ejemplifican las expectativas del uso de energía solar en comparación de su verdadero crecimiento.
8) Desde 1960, lo que los analistas llaman el costo nivelado de la energía solar (el precio de equilibrio que un proyecto debe pagar para recuperar su financiamiento a una tasa de rendimiento fija) se ha reducido en un factor de más de 1 000, y la tendencia continúa.
9) En la figura 3 se señala la radiación y la capacidad solar a nivel mundial.
10) En 2023, las empresas chinas fabricaron 93% de todo el polisilicio del mundo destinado a células solares.
Los dos mayores productores de polisilicio de China, Gcl-Poly y Tongwei, tenían cada uno una capacidad de producción de 370 miles de toneladas en 2023. Tongwei ha dicho que está invirtiendo unos 3 900 millones de dólares en una nueva instalación que eventualmente podrá producir 400 000 toneladas al año. Por su parte, Johannes Bernreuter, analista del mercado del polisilicio, menciona que China tiene la capacidad de producir 7 millones de toneladas al año, suficientes para producir 3.5TW anuales de paneles solares.
11) Desde mediados de la década de 1970 hasta principios de la década de 2020, los envíos acumulados de energía fotovoltaica se multiplicaron por un millón, es decir, 20 duplicaciones. Al mismo tiempo, los precios se redujeron en un factor de 500. Es decir, una disminución de 27% en los costos por cada duplicación de la capacidad instalada, lo que significa una reducción a la mitad de los costos cada vez que la capacidad instalada aumenta en 360%. Si se toma como punto de inflexión a finales de la década de 2000, cuando los subsidios llevaron a la creación de fundiciones que producían polisilicio específicamente para células solares, la tasa ahora supera 40%.
12) En 2008 se pensaba que los costos de capital bajarían 19% para 2020, al llegar a 2020, habían bajado un 95%.
13) En 2015, BloombergNEF estimó que el coste nivelado de la electricidad (LCOE) de la energía solar era de 122 dólares por MWh, casi la mitad de lo que era el LCOE de la energía eólica terrestre y de 83 dólares. El LCOE del carbón en lugares sin precios del carbono en ese momento era de 50 a 75 dólares. Hoy en día, tanto la energía solar como la eólica terrestre están en 40 dólares, mientras que el carbón se mantiene en gran medida donde estaba.
14) Rocky Mountain Institute, un grupo de expertos, señala que el costo de un kilovatio-hora de almacenamiento en baterías ha caído 99% en los últimos 30 años.
15) En 2017, se vieron precios negativos impulsados por el sol en la red al tener alrededor de 19 GW de energía solar instalada. Ha duplicado con creces su capacidad solar desde entonces, en parte porque ahora tiene 10GW de almacenamiento en baterías. Aunque, recientemente ha habido noches en las que las baterías han sido la mayor fuente de energía en su red. Las cosas se están moviendo aún más rápido en Texas, donde los operadores de baterías tuvieron ingresos de 532 millones de dólares en 2023.
Por otra parte, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley estima que hay 2.6 tw de capacidad de generación y almacenamiento haciendo cola para las conexiones a la red en Estados Unidos, con lo que se podría duplicar la capacidad de generación instalada del país.
16) Un tren de 100 vagones podría entregar 3 gigavatios-hora a los usuarios.
17) Adani Green Energy, ha obtenido los derechos para construir granjas solares en dos vastas extensiones de tierra en la India, una en Gujarat, cerca de la frontera con Pakistán, y la otra en Rajastán. Cada uno tiene la capacidad para albergar unos 30 GW de paneles solares, según Sagar Adani, jefe de la compañía y sobrino del fundador del Grupo Adani, Gautam Adani. Con ello, se ofrecería la capacidad de más de dos tercios de la que Alemania ha instalado en los últimos 25 años, principalmente porque India tiene más luz solar. De acuerdo con el Sr. Adani, la empresa está instalando alrededor de 5 GW de energía solar en esta tierra cada año.
18) De acuerdo con el Sr. Adani, factores como la invasión a Ucrania resultaron en que la energía india se fuera a la basura, en donde 1 400 millones de personas que dependieron de factores geopolíticos para su energía.
19) No es que Adani esté en contra de utilizar la geopolítica a su favor cuando se presenta la oportunidad. La empresa de Adani es a la vez un operador de paneles y un fabricante de los mismos, por lo que compra casi todos los kits que está instalando en la India a China o a empresas del este de Asia conectadas a la cadena de suministro china. Exporta alrededor del 90% de los paneles que fabrica internamente a Estados Unidos, que está preocupado por el suministro de energía fotovoltaica china, a precios entre 10% y 15% más altos que los que paga por sus importaciones. A medida que la producción de Adani aumente y sus costos disminuyan, se encontrará en la sólida posición de poder instalar paneles caseros cuando le convenga, y fotovoltaicos de origen chino cuando no le convenga.
20) En la actualidad, África tiene el menor consumo de electricidad por persona de todos los continentes; 600 millones de personas en el África subsahariana no tienen acceso a la electricidad. Para que el uso promedio de electricidad por persona en el continente aumente al nivel del de la India, se necesitarían 2tw de nueva energía solar. Si bien hace 10 años esto parecía imposible, actualmente los precios podrían cambiar esta situación. A su vez, dentro de diez años, esto ya podría ser una realidad, con lo que la demanda también crecerá y los precios disminuirán.
21) Un electrolizador barato / demostrador solar fuera de la red que ha construido muestra que puede generar hidrógeno a un costo de $ 2.5 por kg, y que tiene una hoja de ruta para llegar a $ 1 por kg, el nivel que se considera que el hidrógeno debe alcanzar para competir con los combustibles fósiles.
En la actualidad el uso de la energía solar crece aceleradamente. Sin embargo, los beneficios, como la transición energética y los bajos costos, no pueden llegar a todos los países, menos si tienen bajas posibilidades económicas. Por lo que, desafortunadamente, la implementación de la energía solar se encuentra supeditada a intereses capitalistas, además de las dificultades geopolíticas.
