Llum a un horitzó possible
Antonio García-Olivares
Doctor en Ciències Físiques i investigador titular del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC)
No fa gaire temps l’energia fotovoltaica utilitzava uns 8,2 grams de plata per metre quadrat de panell, de manera que la producció de pocs
terawatts d’energia era suficient per exhaurir les reserves globals de plata. No obstant això, en els últims anys han aparegut al mercat diverses tecnologies que eviten l’ús de plata en els panells, com les que utilitzen metal·litzacions de coure, níquel o d’alumini. Aquestes innovacions, i la ràpida disminució del preu dels panells de silici, obren la porta a una difusió àmplia de l’energia fotovoltaica, ja que el silici és la tecnologia que acapara el 93% del mercat, i aquesta tecnologia ja no necessita metalls escassos.
Ara per ara, el trifluorur de nitrogen (NF3) és el principal contaminant que utilitza la indústria dels panells solars i tota la microelectrònica. Es fa servir per netejar el silici adherit a les parets, i provoca un efecte hivernacle 16.800 vegades superior al del CO2, davant el qual ha aparegut com a alternativa el fluor gasós, que no és un gas hivernacle.
Empreses com Toshiba o LG ja han deixat d’utilitzar NF3, que també pot evitar-se amb mesures legislatives, mentre que respecte als panells, només es tracta de tenir voluntat política per promoure el reciclatge industrial. De fet, PV Cycle, una organització sense ànim de lucre que garanteix la recollida dels mòduls i el reciclatge de les seves deixalles, ja recupera el 85% dels materials dels panells, el 72,8% del seu silici, el 95% de certs materials semiconductors i el vidre, així com grans quantitats
de metalls ferrosos i no ferrosos.
Pel que fa als panells de cadmi (Cd), de moment representen un 5% del mercat actual. El Cd és tòxic en altes concentracions i el seu reciclatge industrial ha d’estar controlat, ja que conté uns 80 grams d’aquest material per kilowatt nominal. Es creu que, en una transició a un sistema 100% renovable, caldria produir 4 Twa/a d’electricitat mitjançant panells de fotovoltaica (d’un total de 12 Twa/al, fet que permetria sostenir una economia industrial) en un termini de 40 anys. Doncs bé: si calculem que la càrrega mitjana és del 20% per als panells, el consum anual de cadmi durant el període de transició seria de 2.000 t/a, l’equivalent al 8,6% de l’actual producció anual. Per tant, si aquest material és reciclat o gestionat a la indústria sense problemes destacables per a la salut pública, el desplegament massiu de panells es podria anar implementant.
Com a màxim, les principals preocupacions per un desplegament global de panells d’energia fotovoltaica serien dues: la seva baixa taxa de tornada energètica (TRE) i, d’altra banda, que la seva demanda de sòl podria fer-la competir amb l’agricultura.
Hi ha molta literatura sobre la TRE en l’energia fotovoltaica, però si entre els barems de 2,4 a 20, prenem de referència el 8 com a valor mitjà, podem concloure que la TRE de l’economia renovable global seria entorn del 12,3, molt poc per sobre del valor 11, considerat com el llindar en què l’economia industrial comença a contraure’s.
En conclusió: mentre la TRE de l’energia fotovoltaica no millori substancialment, és arriscat pensar que a mitjà termini les renovables passin per una aportació massiva amb aquest sistema, atès que difícilment la fotovoltaica pot suportar el nivell d’economia industrial que coneixem avui.
Ara bé, si evitem les solucions únicament estatals i interconnectem les xarxes elèctriques dels diferents països a escala continental, aquest dèficit de sòl es podria solucionar perfectament. Una part important de la producció d’energia fotovoltaica podria venir de països amb deserts assolellats –amb l’ús del 5% de sòl dels deserts es pot produir uns 5 Twa/a– i amb planells que, segons els experts, almenys haurien de cobrir el 12,5% de l’àrea edificada dels municipis. Així sí que l’energia fotovoltaica seria rendible i sostenible.
Una aposta inviable
Pedro Antonio Prieto Pérez
Vicepresident de l’Associació per a l’Estudi dels Recursos Energètics (AEREN)
Moltes persones continuen pensant que les modernes energies renovables ajudaran a resoldre els problemes de l’escalfament global i podran substituir, amb avantatges evidents, els combustibles fòssils i el nuclear.
Primer de tot, cal recordar que, si bé els avanços d’aquests sistemes han sigut enormes, l’energia solar amb prou feines representa avui l’1,34% de l’electricitat mundial i el 0,56% de l’energia primària. Un esforç titànic però insuficient, si tenim en compte que queda esvaït (neutralitzat) en un sol any amb un simple creixement de l’economia mundial del 2%; per sota, doncs, de l’estàndard de creixement necessari “per crear ocupació”.
A aquesta consideració, cal afegir-hi després el fet que els països impulsors d’aquest tipus d’energia, com Alemanya, Itàlia, el Regne Unit o l’Estat espanyol –va arribar a ser el segon país del món en potència instal·lada el 2009–, han parat motors i han reduït la inversió en aquestes instal·lacions a xifres que impedeixen assolir els creixements previstos, i encara menys substituir l’electricitat d’origen fòssil o nuclear (no diguem ja l’energia primària).
Tan sols la Xina, que va passar a ser el principal fabricant de mòduls i que acapara el 80% de la producció mundial, ha seguit “digerint” la seva producció amb instal·lacions locals els darrers dos anys, mentre que altres països capdavanters han donat mostres de fatiga. Amb prou feines cobreixen entre el 3 i el 8% de l’energia elèctrica pròpia (no de l’energia primària, que és molt major).
Tot plegat no evita que determinades veus assegurin que l’energia solar fotovoltaica ha aconseguit la paritat de xarxa (terme utilitzat per indicar que cobreix els costos del mercat i fa viable la instal·lació sense les subvencions, ajuts o exempcions impositives que han fet possible el desplegament durant l’última dècada). També aquestes veus indiquen que, gràcies a les subhastes, els sistemes fotovoltaics garanteixen la generació elèctrica de les plantes modernes a preu de mercat i que, d’aquesta manera, permeten recuperar la inversió amb beneficis.
Però alguna cosa falla quan el sistema de subhastes
a Espanya no ha superat els 1.200 MW enfront dels prop de 5.000 MW existents en l’actualitat. O que la suposada competitivitat d’aquest model no s’imposa a la resta de productors d’energia elèctrica actual, basats en el carbó, el gas o el fuel-oli o l’urani. Les excuses sobre l’impost al sol no serveixen com a excusa, perquè en països on no existeix aquest impost tampoc no s’ha assolit el desplegament fulgurant de les instal·lacions fotovoltaiques.
Les raons per aquest alentiment poden ser moltes. La més important és el seu caràcter intermitent, ja que no ofereix energia a la nit ni en dies ennuvolats, quan la societat demanda el servei sempre que prem l’interruptor. Per tant, si tenim present que és complicat guardar l’electricitat, caldran sistemes d’emmagatzematge molt massius, el cost del qual els defensors
de la fotovoltaica ignoren.
El sistema més conegut i menys car d’emmagatzemar energia, amb unes pèrdues properes al 30%, consisteix
a bombar aigua d’embassament, i quan no hi ha sol, turbinar aquesta aigua per generar electricitat. Es tracta d’un sistema limitat per l’orografia, d’enorme cost d’implantació i amb problemes ecològics de fer recircular una vegada i una altra l’aigua en un circuit tancat de
cabals fluvials. Encara són més cars i inviables els sistemes d’emmagatzematge en bateries, que han de preveure els màxims dies seguits sense llum del sol (a Bèlgica, per exemple, poden estar setmanes sense veure-la).
A més a més, s’hi suma que la taxa de tornada energètica (TRE) –és a dir, el benefici que s’extreu entre el sistema que generarà energia i el cost de fabricar-ho, instal·lar-ho, mantenir-ho i desmantellar-ho– és extremadament baixa i la capacitat de càrrega (el nombre d’hores que funcionen a règim en les 8.760 hores
de l’any) també ho és molt.
Tots aquests factors fan bastant improbable que l’energia solar fotovoltaica pugui reemplaçar dins d’un termini raonable –i en la manera escaient– els 14.000 milions de tones de petroli equivalents o els 10.000 en forma de combustibles fòssils que cada any consumim per alimentar la societat mundial. Difícilment, doncs, l’energia solar fotovoltaica pot arribar a reemplaçar aquestes fonts d’energia, i menys utilitzant vectors energètics tan cars com l’hidrogen.
*Article publicat al número 446 de la ‘Directa’
