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El Gran Aporte De La Energía Solar Fotovoltaica

Sáb 21 de Noviembre de 2020

1.- Introducción

Sin lugar a dudas, la energía solar fotovoltaica tiene una gran futuro, como mercado, como fuente de energía limpia y como elemento precursor de los cambios económicos venideros. Desde sus comienzos, a mediados de la década de los años 1950 cuando el precio de cada vatio pico producido estaba por el orden de varios miles de dólares, ha recorrido un largo camino de desarrollo, investigación e innovación que ha permitido, 70 años más tarde, reducir el costo a menos de 0,5 dólares por vatio pico de potencia producido. Todo este avance comenzó principalmente durante la década de 1980, impulsado desde pequeños grupos de investigación en países como Inglaterra, Estados Unidos, Alemania, Venezuela, Japón, Israel entre muchos otros; en un momento donde los combustibles fósiles y la producción petrolera estaban alcanzando su máximo potencial; moldeando las economías y transformándolas en voraces consumidores de energía. Para ese momento, la energía solar fotovoltaica no era más que una curiosidad interesante, y no generaba ningún tipo de preocupación a las grandes corporaciones de energía eléctrica en el planeta.

En la década de los años 1990 presenciamos un cambio significativo en el enfoque de la investigación científica; donde la investigación básica pura migró con las nuevas generaciones de científicos, a una investigación más pragmática y con más sentido comercial. A partir de ese momento crece el énfasis en obtener celdas solares cada vez más económicas, con nuevos materiales y nuevos métodos de producción, que en muchos de los casos ni siquiera se sabía porqué funcionaban, pero si mejoraban la eficiencia y reducían los costos, era suficiente motivo para continuar con esa línea de investigación. De allí surgen una gran cantidad de nuevas tecnologías, incluso con muy bajas eficiencias pero cuyo costo estimado era tan bajo, que podía justificar plenamente mantener una línea de investigación o incluso de producción. Este panorama era completamente previsible, ya que toda esa nueva generación de científicos, sus formas de pensar, actuar y concebir, habían sido moldeadas por un entorno económico y social basado en el consumo, y donde los precios marcan las tendencias de lo que se debe o no consumir.

La era de los combustibles fósiles; en torno a la cual hoy día se ha creado erróneamente una matriz de opinión popular en la que se hace creer que ya está siendo superada; apenas está comenzando a irrumpir en todos los quehaceres de la actividad humana. Y ésto seguirá siendo así en las próximas décadas, sobre todo si los recursos se siguen analizando bajo la óptica de la economía actual; donde los conceptos de riqueza, crecimiento y desarrollo económico se calculan en base a la abundancia relativa de los recursos, y no se toman en cuenta los costos reales de las materias primas y de las fuentes de energía utilizadas. En este modelo de economía depredadora, en la que no se ha analizado a profundidad la posibilidad de llegar al estado estacionario de consumo y producción, no hay cabida para tomar en cuenta dentro de las ecuaciones los costos ambientales y las entropías que se generan dentro de los sistemas de producción. Como resultado de ésto, siempre se toma como cierto que si un recurso es extremadamente abundante y fácilmente extraible, dicho recurso por ende tiene poco valor monetario. No importan las consecuencias generadas de su extracción; no importan las consecuencias de su uso; solo se le da importancia al precio comercial con el que se logra convencer a los consumidores que dicho bien o servicio posee, para satisfacer sus necesidades o vanidades. Este es el gran legado de la era de los combustibles fósiles, que extienden su influencia a nuevos actores, como las batería de litio cuyo modelo productivo es netamente moldeado por la economía petrolera. Esos son los nichos donde la influencia petrolera se mantendrá en las próximas décadas, aunque la gente piense que no tienen relación alguna.

Entender cómo el petróleo y los combustibles fósiles forman parte de la dinámica mundial es fundamental en cualquier intento serio de sustituirlos como fuente principal de recursos y energía. El uso del petróleo va mucho más allá de ser una energía relativamente abundante y de bajo costo. Desde finales del siglo 20 y muy probablemente durante varias décadas de este siglo 21, los combustibles fósiles en general, con su increíble versatilidad para generar y apuntalar la producción de bienes y servicios de consumo masivo, son los mayores elementos generadores de cambios dentro de casi cualquier economía, con su enorme cúmulo de potencialidades para crear mercados, bienes y servicios. De hecho, el petróleo ha sido el gran creador de riquezas y el principal motor de todas las grandes economías del planeta. Pero no es solo un creador de riquezas, sino que además ha moldeado toda una cultura económica y social de producción, donde los consumidores finales no perciben las consecuencias nefastas del modelo centralizado de producción. He allí, uno de los rasgos característicos de los recursos abundantes, que permiten una centralización total de la producción y una desconexión casi “mágica” con los usuarios finales, que solo perciben los beneficios de esa producción. Dentro de ese contexto, en el marco de esa realidad irrefutable, es que debemos hacer un análisis objetivo de cómo la energía solar fotovoltaica puede irrumpir en el mercado energético mundial.

En el caso particular de la energía fotovoltaica, el interés se centra en la generación de electricidad. Así, el análisis deberá estar orientado a identificar en qué condiciones y situaciones particulares, la energía solar fotovoltaica puede sustituir con ventajas evidentes a los métodos tradicionales de producción de energía eléctrica. Este artículo tiene como objetivo hacer un análisis, lo menos fragmentario posible, que identifique a todos los actores dentro de los mercados eléctricos tradicionales; sus formas de funcionanmiento y las razones por las cuales funcionan de esa manera, para luego intentar identificar los nichos o condiciones en las que la energía solar fotovoltaica puede tener un futuro seguro, estable y confiable.


2.- La Producción Eléctrica Mundial, Sus Actores y Formas

El consumo eléctrico mundial es enorme, solo para el año 2018 la Agencia Internacional de la Energía (IEA) estimó que la producción mundial total de energía eléctrica estuvo por el orden de los 26730 TWh, de los cuales se aprovecharon para el consumo unos 22315 TWh1. A grosso modo podemos estimar que las pérdidas están por el orden del 17 %, poco más de 4000 TWh de energía2. Usualmente, la mayor parte de esas pérdidas suelen estar asociadas con las redes eléctricas de distribución.


Fuente de Energía1980 (%)2000 (%)2018 (%)
Carbón40,838,522,4
Petróleo17,56,01,8
Gas natural10,915,829,6
Nuclear10,923,018,0
Hidro19,514,413,2
Renovables0,20,911,7
Bio, desechos0,21,53,4

Tabla 1. Fuentes primarias de producción de energía eléctrica durante los últimos 40 años en los países miembros de la OCDE


En la Tabla No 1, se muestran todas las fuentes primarias que se han venido utilizando durante los últimos 40 años para la generación de electricidad en los países miembros de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE). Analizando la data de estos países, que representan a los mayores productores y consumidores de energía eléctrica en el planeta, se puede tener una idea bastante precisa de cuáles son las materias primas más utilizadas en el mundo.

Para facilitar el análisis, los datos se clasifican en cuatro grandes grupos a saber:

  • Combustibles fósiles representados por carbón, petróleo, gas natural y los biocombustibles.
  • Energía Nuclear
  • hidroelectricidad
  • Renovables, representados por la energía solar, eólica, geotérmica, otros.

2.1.- Los combustibles fósiles

De acuerdo con los datos de la Tabla No 1, para el año 1980, el grupo de los combustibles fósiles contribuyó como materia prima a la generación de cerca del 69,4 % de la energía eléctrica en la OCDE. Veinte años más tarde, en el año 2000, el 61,8 % de la generación de energía eléctrica en la OCDE era producida por los combustibles fósiles. Para el año 2018, momento en el cual las energías renovables y alternativas han comenzado a ganar una enorme tracción, los combustibles fósiles todavía siguen aportando el 57,2 % de la generación de electricidad en los países miembros de la OCDE.

De los datos de la Tabla No 1, se puede inferir que el petróleo prácticamente ha desaparecido como materia prima para la generación de electricidad, pasando del 17% en el año 1980 a menos de 2 % de contribución en la dieta eléctrica de estas naciones en el año 2018. De igual manera, el uso del carbón como materia prima para la generación de electricidad ha visto una reducción significativa cercana al 45 % durante estos 40 años, aún cuando sigue contribuyendo con más de una quinta parte de la producción total de electricidad en los países de la OCDE.

El gas natural es el gran ganador dentro de los combustibles fósiles, al pasar de un una contribución del 10,9 % en el año 1980, a cerca del 30 % en el año 2018. Básicamente, el gas natural ha sustituido al carbón y al petróleo como materia prima en la generación de electricidad, tendencia que seguirá subiendo en los próximos años segun se infiere de los planes actuales de desarrollo de muchas de las corporaciones de energía eléctrica en estos países. Desde el punto de vista ambiental, se puede hablar de una mejora si se compara con los efectos contaminantes del carbón, pero aún así, sigue siendo un combustible que genera grandes cantidades de gases de efecto invernadero.

Los biocombustibles y el uso de desechos para producción de electricidad han comenzado a tener presencia en la dieta eléctrica de estas naciones, pasando de 0,2 % en el año 1980, a un 3,4 % en el año 2018. Sin embargo, su contribución sigue siendo minoritaria y solo es viable en condiciones y casos muy específicos, que dependen de las tecnologías utilizadas y de muchas decisiones geopolíticas.

2.2.- La energía Nuclear

La energía nuclear contribuyó con 10,9 % de la generación de energía eléctrica en 1980, y llegó a contribuir hasta el 23 % de la electricidad en los países de la OCDE en el año 2000. El uso de la energía nuclear tienes sus partidarios que argumentan que es una energía segura, estable y económica. Ciertamente, es una fuente de energía intensiva que merece estar dentro de la dietas energéticas de los países, pero sus detractores también argumentan que la realidad es que no cualquier país está en las condiciones de manejar y sostener el funcionamiento de este tipo de plantas de generación eléctrica, y que el balance entre entre seguridad energética y seguridad ambiental favorece muy poco a esta forma de generación de electricidad. Después del accidente nuclear de Fukushima en Japón el 11 de marzo de 2011 que se generó a raíz de un terremoto, hubo una desaceleración en el uso de energía nuclear como fuente generadora de electricidad. Pero lo cierto es, que más de un sexto de la de la energía eléctrica en los países de la OCDE fue generado con energía nuclear en el año 2018.

Tal vez, cuando la fusión en frío se haga una realidad tangible, toda la energía eléctrica del planeta pueda ser generada con energía nuclear. Por ahora, no es más que una posibilidad tecnológica, y los planes de desarrollo y crecimiento deben ser hechos con base a fuentes de energía que son una realidad hoy día.

2.3.- La hidroelectricidad

La generación hidroeléctrica es una de las principales fuentes de energía renovable en el planeta. En el el año 1980, representó casi la quinta parte de toda la producción de energía eléctrica en la OCDE, y para el 2018, representa el 13,2 % de la generación eléctrica en esos países.

La generación hidroeléctrica es sumamente ventajosa en donde las condiciones climáticas y geográficas lo permiten. Tiene una gran cantidad de ventajas, como el hecho de tener muy bajas emisiones de gases de efecto invernadero, pero también tiene muchas desventajas desde el punto de vista ambiental. Las grandes represas hidroeléctricas, bien planificadas y bien ejecutadas, pueden ser una fuente segura, confiable y de gran beneficio para el desarrollo y crecimiento de los países.

Partidarios y detractores de la hidroelectricidad mantienen un debate muy complejo sobre sus ventajas y desventajas, que en últimas se reduce más a una decisión geopolítica en la que se deben balancear muy bien los efectos positivos y adversos del uso de esta tecnología.

En cualquier caso, sin hacer el análisis profundo que sin lugar a dudas se debe llevar a cabo en cualquier proyecto que involucre la instalación de plantas de hidroelectricidad, esta forma de energía debería ser un elemento clave en casi cualquier plan de seguridad energética de una nación.

2.4.- Las energías renovables

Dentro de las energías renovables se toman en cuenta de una manera un tanto arbitraria, a la energía eólica, la energía solar térmica, solar fotovoltaica, la energía geotérmica, entre muchas otras contribuciones. Las energías renovables en general son las que han tenido uno de los mayores crecimientos en la generación de energía eléctrica dentro de las dietas energéticas de los países de la OCDE, sobre todo en la última década. La contribución de las renovables, pasó de un 0,2 % en el año 1980 a un 11,7 % en el año 2018 en los países miembros de la OCDE. Todo indica, apoyado en el deseo de las masas y por ende el apoyo de los encargados de tomar las decisiones políticas, que terminan influyendo sobre el crecimiento o no de los mercados energéticos de las renovables, es que esta tendencia se mantenga en el largo plazo.

La energía solar fotovoltaica es uno de los actores claves en esta tendencia de las energías renovables o alternativas. De hecho, durante el año 2020 la energía solar fotovoltaica ha pasado a ser la fuente de generación de energía eléctrica más barata de toda la historia humana. Y eso, sin lugar a dudas es un hito histórico clave, que puede sentar las bases de una economía basada exclusivamente en energía renovables. La pregunta clave es ¿Querer hacerlo, es poder hacerlo?

Aquí es donde comienza el verdadero análisis, donde tomamos a la energía solar fotovoltaica para confrontarla con su mapa de ruta, y ponerla cara a cara con su destino deseado: ¿Es la energía solar fotovoltaica capaz de suplir la demanda mundial de energía eléctrica?

3.- La Energía Mundial en Perspectiva

Para poder entender claramente el papel que puede jugar la energía solar fotovoltaica en la generación de electricidad a nivel mundial, hay que sacar las cuentas y establecer cuánto realmente están aportando en este momento, y cuánto debería aportar para convertirse en un actor fundamental de cambio en el planeta. Esta es la manera más fácil de obtener un panorama más o menos claro para saber dónde se darán las batallas por el dominio de la generación de energía en el planeta.

Actualmente para mantener toda la actividad económica en el planeta, se está consumiendo una exhorbitante cantidad de energía, que supera los 165000 TWh3. De toda esa energía consumida, la energía eléctrica está más o menos por el orden del 18 % del total4. Es decir, más del 80 % de la energía que se consume en el planeta se gasta en transporte, calefacción y otras formas de servicios industriales y comerciales que no requieren de electricidad.


Actores1980 (%)2018 (%)
Combustibles fósiles69,457,2
Nuclear10,918,0
Hidroelectricidad19,513,2
Renovables0,211,7
Total100,0100,0

Tabla 2. Contribución por fuente a la generación de electricidad en los países miembros de la OCDE


Por tanto, estos datos no ponen un techo que está asociado a la generación de energía eléctrica y que si no hay cambios radicales en la forma y uso de la energía en los próximos años, estamos hablando de alrededor de unos 31000 TWh. En la Tabla No 2 hemos resumido los datos de producción de energía eléctrica por fuente en los países de la OCDE para el año 2018. Ésto nos permitirá estimar cuánto realmente contribuye la energía solar fotovoltaica en el escenario energético mundial. En la tabla No 2 las energías renovables aportan un 11,7 % del total de energía eléctrica en la OCDE, ésto significa que apenas representan un 11,7 % de ese 18 % (solo este porcentaje de la energía total del planeta se consume en forma de energía eléctrica) de la energía total que se consume en la OCDE. Extrapolando estos números a escala planetaria, las energías renovables contribuyen hoy día con menos del 2% del consumo total de energía en el planeta. Además se debe considerar que no toda la energía que contribuyen las energías renovables es producida por la energía solar. Siendo objetivos, y un tanto generosos gracias al caracter disruptor que tiene actualmente la energía solar fotovoltaica en los mercados, su contribución total prodría estimarse a groso modo en torno al 60% de las energías renovables, lo cual representa a un poco más del 1,1 % de la energía total que consume el planeta.

El 1,1 % de la energía total del planeta, para ser sinceros, no es un número muy alentador desde el punto de vista de los cambios que se requieren con cierta urgencia de acuerdo con los efectos adversos que causan las fuentes actuales de generación, particularmente los combustibles fósiles. Pero ciertamente, hay mucho margen para el crecimiento y desarrollo de este mercado. Es importante notar que cada vez que se hace referencia a la energía solar fotovoltaica y su incorporación a la vida diaria de la economía, se hace casi siempre haciendo el énfasis en que se trata de un mercado, tal vez unos de los mercados más prometedores que ha surgido en toda la historia humana. Ante la vista y perspectiva de un inversor, una tecnología que promete suplir como mínimo el 50% de toda la energía eléctrica que se generará en el planeta en las próximas décadas, es una oportunidad alucinante que no se debe dejar pasar. Eso representa al menos el 9 % de toda la energía que se generará en el planeta.

Pero para lograr una comprensión más clara de las dimensiones de este nuevo mercado, debemos recurrir a los cálculos básicos que una cultura petrolera de energía barata y abundante nos ha inculcado, que es establecer de cuánto dinero estamos hablamos. Si como primera aproximación estimamos que la energía solar fotovoltaica sólo proveerá el 9 % de la energía total del planeta, que fácilmente se puede argumentar que es un número bastante razonable, entonces, estamos hablando de generar unos 17000 TWh de energía por año, sin incluir ningún tipo de incremento adicional en el consumo de energía en los próximos años. Para generar 17000 TWh por año, se requeriran unos 9,5 TW de paneles solares fotovoltaicos instalados. A razón del precio actual de 0,5 dólares por vatio pico instalado, estamos hablando de un mercado de unos 4,5 trillones de dólares americanos para los próximos años. Un mercado estimado en más de 4,5 trillones de dólares sin lugar a dudas comenzará a mover los engranajes de la publicidad y de la manipulación, para garantizar su imposición e implementación segura en el futuro más próximo posible.

4.- Los Grandes Mercados de Energía

Dentro de los parámetros de la economía actual, un mercado es un ente o medio a través del cual se transan bienes y servicios, y dependiendo de la magnitud de la demanda u oferta, se establecen los precios de esos bienes y servicios. La importancia de un mercado depende de la cantidad de población que participa en dicho mercado. Cuando, hablamos de energía, el número de potenciales participantes es de escala planetaria, lo que lo convierte en uno de los mercados primarios de la actividad humana.

Hoy día, existen una enorme diversidad de tecnologías y formas de generar la energía que la humanidad requiere para satisfacer sus necesidades más básicas de consumo. Pero, evidentemente no todas ellas son viables desde el punto de vista de la economía actual, sobre todo cuando se quieren sastifacer las necesidades a una escala planetaria. El principal requisito que debe tener una opción energética en esta economía, es que el precio sea el más bajo de todas las opciones a considerar. Pero cuando hablamos de precio, solo se refiere a los costos de mano de obra, insumos, procesamiento, transporte y distribución de esa energía. Los efectos adversos y toda la entropía generada durante el proceso de generación de esa energía, no son tomados en cuenta casi nunca, a menos que esos efectos sean extraordinariamente evidentes. Por ejemplo, aun cuando se puede considerar una materia prima renovable de muy bajo precio, podríamos utilizar madera para generar toda la electricidad del planeta, pero la deforestación sería extremadamente evidente y los gastos de reforestar en el largo plazo la hacen menos atractiva a los inversores. Por supuesto, hoy día sabemos que también contribuyen a la generación de gases de efecto invernadero, y actualmente ese es uno de los argumentos más utilizados para descartar como viable o no a una fuente de generación de energía. Lo importante a entender, es que el precio es uno de los elementos esenciales que determinan su viabilidad o no como fuente de energía en esta economía.

El segundo factor en importancia para que una fuente de energía pueda ser considerada viable, desde el punto de vista de la economía actual, es su abundancia relativa. Tiene que ser lo suficientemente abundante como para satisfacer las necesidades a nivel planetario por al menos varias décadas. Pero la abundancia no solo se refiere a cantidad sino a la facilidad de su disponibilidad para su explotación.

Bajo precio y abundancia relativa han sido los dos rasgos fundamentales que han caracterizado a los grandes mercados de fuentes de generación de energía en el planeta. Si hacemos una análisis muy genérico de todas las fuentes de energía que utilizamos hoy día, encontraremos que las principales razones por las cuales las usamos son precísamente bajo costo y abundante disponibilidad. Por ejemplo, la hidroelectricidad, agua que cae del cielo y con la construcción de una presa, podemos generar grandes cantidades de electricidad a un precio relativamente bajo. Petróleo, gas natural y carbón comparten las mismas características; pueden ser explotados y extraídos en grandes cantidades a precios relativamente bajos. Por tanto, quemar combustibles fósiles es una de las maneras más económicas (economía depredadora) de producir energía. De hecho, hasta el 2020, los combustibles fósiles eran la forma más barata de producir energía en el planeta.

Hay una característica adicional que ha hecho a estas formas de generar energía en extremo importantes para la seguridad energética de las naciones y el planeta, y es el hecho de que todas estas formas de generar energía son sumamente intensivas. Eso quiere decir, que por ejemplo, una hidroeléctrica o una planta de generación de energía a base de combustibles fósiles, puede generar energía las 24 horas del día, durante los 365 días del año, en una magnitud considerable. Esa capacidad de generar energía de manera intensiva, hace que todo el proceso de generación pueda ser centralizado. Centralizar procesos, transporte e insumos reduce enormemente los costos de funcionamiento de este tipo de generación de energía. Lo único que se requiere es un gran sistema de distrubución de esa energía, como el caso de las redes eléctricas nacionales, para que todos los habitantes puedan disfrutar o utilizar dicha fuente de energía.

Esa es la gran razón de ser de las grandes redes de distribución de electricidad en casi todos los países del mundo.

Se necesitan redes de distribución eléctrica, porque existe una forma de generación de electricidad que está completamente centralizada y es intensiva en la producción de energía.

No debemos equivocarnos, las grandes redes eléctricas son para fuentes de energías intensivas y centralizadas, no para el nuevo mercado de la energía solar fotovoltaica. Hoy día, con el 11,7 % de la energía producida por todas las fuentes de energía alternativas y renovables, solo llegan a suplir el 66% de las pérdidas de energía eléctrica que se producen en esas redes de distribución, que son del orden del 17%. Es decir, hoy día, todo ese esfuerzo de instalar fuentes de energía renovables, y sólo hemos logrado cubrir una porción de lo que se pierde en las redes de distribución. Sin lugar a dudas sigue siendo un logro, al menos dentro de los parámetros de un mercado energético dominado por los combustibles fósiles.

4.1.- ¿En Qué Falla el Mercado de los Combustibles Fósiles?

Irónicamente, los combustibles fósiles fallan primordialmente en los dos aspectos por los cuales llegan a ser tan importantes para la humanidad:

  • Primero, son extremadamente buenos para generar energía de manera intensiva y satisfacer casi todas las necesidades energéticas del planeta.
  • Segundo, crearon el mercado más grande de la historia humana, que dio pié a una economía modelada exclusivamente por sus caracteríticas de ser una fuente barata, abundante y de fácil acceso.

Hay que comprender como funciona la energía para saber como es posible que las ventajas de los combustibles fósiles se transformaran en su mayor desventaja. La cantidad de energía que posee cada kilogramo de carbón, o cada barril de petróleo, es enorme en comparación con otras fuentes de energía. Es decir, de una cantidad relativamente pequeña es posible extraer una gran cantidad de energía. Por eso, es que los combustibles fósiles son tan adecuados para las grandes ciudades y asentamientos humanos. Pero, el uso de la energía tiene sus trucos, y es que el grado de contaminación de una fuente de energía depende casi que exclusivamente de la rapidez con la que se use dicha energía. Eso es lo que se denomina uso intensivo de la energía. Si la energía se utiliza con muy baja potencia, es decir poca energía por unidad de tiempo, el sistema puede llegar a ser cuasi-estático, y podría llegar a ser un sistema estacionario. Un sistema estacionario de uso de la energía donde la contaminación o impacto al ambiente podría ser el mínimo posible. Pero los combustibles fósiles, crearon una cultura de mucha energía en poco tiempo, una cultura que la gente no se da cuenta que fue moldeada por ese dominio de los combustibles fósiles. Hoy día, nadie se plantea en reducir la intensidad del consumo de energía, sino sustituirla por otra fuente de energía igualmente de intensa como los combustibles fósiles, pero que no emitan gases de efecto invernadero. Una idea que nace en los crisoles de una mentalidad netamente forjada por el mercado de los combustibles fósiles. He aquí donde puede perdurar por muchas décadas más la influencia de los combustibles fósiles en la economía mundial.

Durante décadas estuvimos utilizando los combustibles fósiles sin siquiera dar cuenta de los efectos nocivos que estaban produciendo sobre el planeta con la emisión de los gases de efecto invernadero. Al ser una fuente de energía altamente intensiva, la producción de energía está sumamente centralizada, y de esta forma los usuarios finales casi no percibían los efectos de la contaminación de estas fuentes. La energía llega a los usuarios a través de grandes redes de distribución que en ocasiones alcanzan varios miles de kilómetros de distancia. No fue hasta que los científicos tuvieron la oportunidad de poder medir la concentración de CO2 en la atmosfera, que se dió el sustento necesario a una hipótesis de calentamiento global. Según muchos climatólogos, La Tierra se ha venido calentando de manera acelerada durante la época que hemos venido utilizando los combustibles fósiles. Ahora, la gente común puede “ver” la contaminación en esos mapas rojizos-anaranjados que los medios de comunicación difunden con mucha frecuencia para mostrar cuánto CO2 ha ingresado en la atmósfera durante la última década o año. Ese gas invisible e incoloro que ha estado ingresando a nuestra atmósfera desde los inicios de la era pre-industrial, ahora si puede ser visto por todo el mundo. Y la lógica es muy simple, en un planeta en el que casi el cien por ciento de la energía se genera con combustibles fósiles que emiten grandes cantidades de CO2, hay que buscar nuevas fuentes de generación de energía barata, abundante y económica, pero que no emitan gases de efecto invernadero.

Energía barata, abundante y económica; solo es posible definirla así en el contexto de una economía con mentalidad dominada por los combustibles fósiles. Y es aquí donde se pueden volver a repetir los mismos errores cometidos con los combustibles fósiles, si intentamos sustituirlos con otras fuentes de energía igualmente intensivas. El cambio de paradigma no radica en cambiar una fuente que emite CO2 por una que no lo hace, sino cambiar la rapidez con la que se consume la energía. Los combustibles fósiles permitieron producir millones de toneladas de baratijas de plástico que terminaron en el mar, porque había una increíble cantidad de energía para poder hacerlo. Simplemente, hay energía para hacer casi cualquier cosa inimaginable, y de la forma más estúpida e inconveniente posible, pero como la energía es barata, pues simplemente se puede hacer. Esa es la economía construida con los combustibles fósiles donde la gran fuente de contaminación no son los gases de efecto invernadero, sino el uso indiscriminado de energía en forma intensiva simplemente porque se puede, porque es barata.

Debemos entender claramente porque necesitamos de la energía, y la respuesta más simple y directa es: porque vivimos en un universo de energía. La energía es lo que hace que las cosas ocurran, si nada ocurre, allí no hay energía, si algo ocurre es porque allí hay o hubo energía. Tan simple como eso. En cualquier sistema que hay energía comienzan a ocurrir cosas, eventos y cambios. Entre más energía se introduce o existe en un medio, más eventos o cosas ocurren. A medida que el número de eventos o cosas aumentan, decimos que hay un crecimiento. Es decir, si introducimos energía en cualquier sistema, la única respuesta posible en este universo es el crecimiento, así de simple. Pero un sistema no puede crecer constantemente de manera indefinida o infinita. Si a un sistema se le agrega energía de manera constante, lo primero que hace es crecer, más energía más crecimiento. Pero llega un momento, en que la energía ya no se utiliza más en crecer sino que ocurre un proceso de especialización el cual llamamos desarrollo. El desarrollo es una etapa compleja del crecimiento donde la energía se utiliza ya no para crecer, sino para especializarse cada vez más en funciones específicas, y ahora el mayor consumo de energía de ese sistema, es el desarrollo y no el crecimiento. Esta es la etapa ideal de cualquier sistema que consume energía, un sistema desarrollado que con una cantidad constante de energía es capaz de mantenerse funcionando de manera adecuada. Podemos visualizarlo claramente al ver a un ser vivo o ser humano, que con una cantidad de energía diaria constante puede mantenerse funcionando de manera estable durante grandes períodos de tiempo. Así deberían funcionar las sociedades humanas, donde en algún momento la cantidad de energía a consumir debería estabilizarse. Pero por supuesto, estamos hablando de un consumo estacionario de energía, no de manera intensiva. Ya conocemos las consecuencias de consumir muchísimo más energía de la que nuestros cuerpos requieren diariamente; ¿Por qué debería ser diferente en el caso de las sociedades humanas?.

Pero hasta ahora, en la economía que se generó a raíz de los combustibles fósiles que funcionaron como proveedores de energía extremadamente barata, abundante e intensiva, las naciones se acostumbraron a consumir grandes cantidades de energía, pero sobre todo de manera muy intensiva, lo cual impulsó el crecimiento desproporcionado de toda la humanidad. Con ésto se fueron afianzando las teorías económicas que se centraban en mantener el crecimiento constante y permanente de todas las naciones, que por supuesto en muchas ocasiones llegó a producir el desarrollo de algunas de estas naciones, pero que en la mayoría de los casos dicho crecimiento, no era más que el resultado de un consumo intenso no organizado de esa energía. Uno de los daños más graves que han producido los combustibles fósiles, es precisamente que ha fijado en la psique de los economistas esa asociación de crecimiento ilimitado con el consumo intensivo de energía. Lo cual no deja de ser cierto, sólo que no se ha asimilado que la entropía y los daños al medio ambiente en el que se produce y consume esa energía, son proporcionales a la intesidad del consumo de esa energía.

Aprovecho para comentar, que justamente la energía solar fotovoltaica es una forma de producción de energía no intensiva, y si logra calar no como nuevo mercado energético, sino como un elemento disruptor de los preceptos económicos establecidos dentro de la economía definida por los combustibles fósiles, entonces en esas condiciones, la energía solar fotovoltaica podría llegar a convertirse en uno de los cambios más benéficos para la humanidad y el planeta, al transformar nuestros paradigmas de cómo producir y consumir la energía que necesitamos.

4.2.- El Mercado de la Energía Solar Fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica ha logrado un hito inigualable, que es convertirse en la forma de generación de energía eléctrica más económica de la historia humana. Solo por ello, es que pasa a tener un lugar privilegiado dentro de las opciones a evaluar cuando se trata de suplir energía a nivel planetario. Cumplir el requisito fundamental de tener un precio extremadamente bajo dentro de la economía actual depredadora, y además ser considerada como una energía limpia por el hecho de no emitir gases de efecto invernadero durante su funcionamiento, convierte a la energía solar fotovoltaica como el candidato ideal para generar ese nuevo mercado que busca sustituir a los combustibles fósiles como fuente de energía.

Sin embargo, la energía solar fotovoltaica a la vista de la economía actual tiene un problema, pero que es la razón por la cual argumento que puede llegar a ser extremadamente beneficiosa para la humanidad, y es el hecho de que no es una fuente de energía intensiva. Es decir, la cantidad de energía que se genera es poca, de unos 300 Wh por metro cuadrado, y además de manera intermitente, apenas unas 5 horas en promedio por día. Estamos hablando de unos 1500 Wh/día por metro cuadrado en condiciones ideales. Si analizamos esa cantidad de energía desde la óptica de la economía actual de consumo intensivo impuesta por los combustibles fósiles, casi el cien por ciento de los técnicos y conocedores argumentará que no es suficiente para mantener la actividad humana actual, y que debe acumularse o extraerse de superficies cada vez mas grandes para satisfacer nuestra sed de energía.

Pero, si dentro de ese análisis tomamos en cuenta que toda la actividad y vida en el planeta surgió, se mueve y se moverá con apenas el doble de esa cantidad de energía diaria, ¿Cómo es posible argumentar que los seres humanos requieren al menos 10 veces esa cantidad de energía para poder alcanzar el desarrollo? Probablemente sea así, no importa qué tipo de análisis llevemos a cabo, la conclusión, tal vez por ser la más simple, es que necesitamos mucha energía si queremos avanzar y satisfacer todas nuestras necesidades. Siempre habrá algún otro planeta que colonizar si las cosas no resultan como queremos.

De hecho, los combustibles fósiles en última no son más que simples acumuladores o baterías de energía, que durante millones de años se fueron cargando con energía solar y que ahora nosotros estamos utilizando para nuestro desarrollo. Los combustibles fósiles nos dieron la oportunidad de utilizar esa energía solar acumulada de forma intensiva, en esos acumuladores casi perfectos diseñados por la naturaleza. Hoy día, hemos avanzando un paso adicional y ahora tenemos nuestros propios paneles solares fotovoltaicos que son capaces de cosechar esa energía solar para ser utilizada de manera inmediata para nuestro desarrollo, pero no sólo de manera inmediata, sino que además queremos diseñar unos acumuladores de energía mejor de los que la naturaleza creó, para utilizar esa energía acumulada de manera intensiva cuando nos plazca para satisfacer nuestra sed de energía.

Creo que repetiremos los mismos errores una y otra vez. Por más de un siglo hemos estado quemando combustibles fósiles; sabíamos que esas emisiones de gases resultados de esa quema contaminaban el planeta, pero no fue hasta que se construyó una hipótesis de calentamiento global con números asociados a esos gases, que pudimos caer en cuenta que efectivamente estábamos haciendo un gran daño. Esos mapas rojizos-anaranjados nos hicieron ver la “realidad”. El problema es que creo, que los gases que hemos logrado aprender a “ver” a través de la tecnología, no son más que la punta del iceberg. Termodinámica simple y básica, si la energía la consumo cada vez con mayor intensidad, el proceso se vuelve cada vez menos eficiente, y al final el único logro verdadero es la destrucción de exergía5. Y esa es a mi entender, la gran fuente de contaminación de la era humana, la destrucción de exergía que se transforma en una energía que no entendemos, no vemos, pero que ciertamente nunca había existido sobre la faz de este planeta, al menos no en la cantidad que está generando la presencia humana. Tal vez, algún día exista la tecnología para “ver” eso que estamos creando, que al igual que el CO2 que antes parecía invisible e incoloro, podamos comenzar a “ver” las consecuencias del uso intensivo de la energía, supongo que será en colores violeta, que me parece un color que representará mejor la situación de drama que estaremos viviendo.

5.- Dos opciones de Mercado de Energía Solar Fotovoltaica

Así, hoy día estamos ante dos opciones para la creación de ese mercado de energía solar fotovoltaica que sin lugar a dudas debemos crear lo antes posible. La primera opción, está representada por esos intereses que están enfocados en obtener el mayor beneficio monetario posible con la mínima inversión, al querer participar en el surgimiento, modelado y forma de funcionar de este nuevo gran mercado. Ese es el caso por ejemplo de las grandes corporaciones de energía en base a combustibles fósiles; esas mismas que nunca invirtieron en sistemas de captura de CO2 u otras formas de prevención de contaminación básicamente porque eran muy costosas, y que hoy día son los grandes heroes que están migrando hacia las energías “limpias”, simplemente porque ahora son más baratas que los combustibles fósiles. Junto a estas grandes corporaciones, están los grandes capitales forjados en esa economía de energía barata, abundate e intensiva; que pretenden a través de la manipulación de las masas, apelando a su mediocridad, utilizando etiquetas publicitarias como “energía limpias”, “energías verdes” o, manipulando la poca comprensión que hoy día tenemos de la contaminación y de los efectos adversos del uso de la energía, sacar provecho económico de este nuevo mercado.

Dentro de esa primera opción, ya vemos grandes planes para integrar a la energía solar fotovoltaica con las grandes redes eléctricas nacionales, con las cuales son totalmente incompatibles de origen, al ser sistemas de generación no intensivos y descentralizados. Pero los números cuadran, y hoy día es extremadamente rentable instalar grandes plantas de energía solar fotovoltaica que incorporan la energía a las redes eléctricas, y para las cuales es relativamente fácil encontrar subsidios o apoyo. Por supuesto, esa incompatibilidad genera problemas serios, tanto a los operadores de las redes eléctricas como a los usuarios finales que pueden percibir una desmejora en la calidad del servicio eléctrico. Pero para ello, tampoco faltan ideas “geniales”; si la intermitencia es un problema, se puede resolver acoplando grandes bancos de acumuladores de energía; sí la intensidad de la energía es baja, se pueden agregar 5x de capacidad, aun cuando no se utilice ese exceso de energía. A mi entender parecen ideas sacadas de un manicomio, pero la realidad es que estamos justamente ante eso, una gran histeria masiva de todos los actores de una economía basada en combustibles fósiles que están seguros de que el cambio ha llegado, y no queriendo quedarse afuera de esta gran revolución, utilizan los grandes capitales que se amasaron en la era petrolera, con un enfoque de ideas netamente de una economía petrolera, para ser partícipes fundamentales en la creación y modelado de este nuevo mercado. Idea aterradora; mismos actores, mismas prácticas, mismas ideas: ¿Resultado diferente?

Tenemos una segunda opción, y es crear una verdadera revolución energética en torno a la energía solar fotovoltaica y el resto de las energía renovables. Por supuesto, parto de una hipótesis poco creíble para muchos tecnócratas, y es el hecho de que la energía utilizada de manera intensiva es la mayor fuente de contaminación de la era humana. La energía solar fotovoltaica es realmente importante porque no produce más energía de la que ya está disponible en el sistema Tierra-Sol, que se encuentra en pleno equilibrio y en un estado estacionario desde hace varios miles de millones de años. Nuestro planeta ha evolucionado con una cantidad diaria de energía que hoy día promedia unos 1300 Wh/m2, cantidad de energía que fue suficiente incluso para acumularse en forma de combustibles fósiles en grandes períodos de tiempo. Como ya se ha mencionado, la mayor limitante de la energía solar fotovoltaica es que produce muy poca energía en comparación con la energía a la que nos tienen acostumbrados los combustibles fósiles. Pero justamente, ese puede ser el mayor beneficio de todos, y es el hecho de que por primera vez nos impone un límite físico real, un límite que imponen las condiciones naturales de un sistema que se encuentra en pleno equilibrio, y no en base a un cálculo de cuánto puede llegar a soportar nuestro sistema planetario basado en modelos de absurdas racionalidades de época, y de dudable coherencia matemática.

Con un límite real de cuánta energía deberíamos consumir la especie humana en promedio para mantener nuestras metas de crecimiento y desarrollo, podremos establecer planes coherentes de seguridad energética, estableciendo con mejor criterio cuáles son las verdaderas prioridades en las que debe utilizarse la energía disponible. Hasta ahora, en una economía impuesta por los combustibles fósiles, hablar de ahorro energético, eficiencia energética o uso racional de la energía, no eran más que descarados eufemismos para aplacar las voces disidentes que gritaban lo evidente; que estamos contaminando más allá de cualquier punto de recuperación a todo el planeta. Si logramos convertir a la energía solar fotovoltaica en un verdadero mercado energético, lo cual significa que será capaz de modelar y transformar la estructura de funcionamiento de toda nuestra economía, imponiendo sin lugar a dudas nuevos preceptos económicos; entonces, en esas condiciones la energía solar fotovoltaica, al igual que todas las demás energías renovables, contribuirán de manera significativa a la consolidación de la especie humana, y no a su destrucción como lo ha venido siendo la economía de los combustibles fósiles. Sólo como recordatorio, el verdadero daño que han causado los combustibles fósiles, fue crear la ilusión de que la energía es barata, abundante e intensiva, dando pié a la creación de la economía depredadora que hoy mueve al planeta.

6.- El Ahorro y la Eficiencia Energética con Energía Solar Fotovoltaica

Ahora, los conceptos de ahorro energético y eficiencia energética comienzan a tener sentido. ¿Qué significaba ahorrar energía o ser eficiente en un contexto de combustibles fósiles donde puede producirse energía en cantidades indiscriminadas? Para ser eficientes energéticamente, se debe tener un tope de energía, y utilizar esa cantidad de energía para hacer la mayor cantidad de cosas posibles. Llevar al límite esa eficiencia, buscando hacer cada vez más cosas con la misma cantidad de energía. Ese es uno de los grandes paradigmas a cambiar, darle forma y sentido a esos conceptos que hoy día no son más que vanalidades y métodos de persuación publicitarios vacíos, carentes de veracidad, que solo buscaban lavar la cara de una economía depredadora.

La pregunta clave ahora es ¿Cuánto es el tope de energía diario? Y por ahora, sin hacer análisis profundos de ningún tipo, sino utilizando un lógica prejuiciada moldeada dentro de esa economía de combustible fósiles, me atrevo a cuantificar que no debería ser más de la energía que nuestro sol, que es en últimas nuestra única gran fuente de energía, nos aporta en un día promedio cualquiera. Estamos hablando de unos 6.5 KwH/m2 por día, que debería pasar a ser nuestro límite duro superior. El albedo promedio de la tierra es en torno al 40%, lo que me da a suponer que la energía media ideal que deberíamos utilizar los seres humanos es de alrededor de unos 4 Kwh por día por cada metro cuadrado de infraestructura. Esta debería ser la nueva huella energética para cada instalación humana.

Oigo alaridos cada vez que un tecnócrata lee estos párrafos. Pero justamente, la revolución de las energía solar fotovoltaica radica en la creación de un nuevo mercado energético mundial. Eso implica, establecer nuevos preceptos económicos y sociales que moldearan nuestras formas de crecer, actuar y pensar en las décadas venideras. Un mercado energético nuevo, no significa sustituir una fuente de energía barata que emite dióxido de carbono, por otra que no lo hace, sino cambiar radicalmente nuestra formas de hacer industrias, y sobre todo nuestras maneras de consumir bienes y servicios.

Los números no suelen mentir, y probablemente muchos tecnócratas harán cuentas en las que resaltarán que la energía solar fotovoltaica pura no es suficiente para suplir la demanda intensa de energía mundial. Pero, la realidad es que, el mercado de la energía solar fotovoltaica no viene a suplir energía de manera ilimitada, sino que simplemente nos impondrá un límite duro. Ese es el nuevo gran paradigma económico, dentro del cual tendremos que desarrollar tecnologías, industrias, bienes y servicios que satisfagan todas las necesidades y vanidades del crecimiento y desarrollo de la humanidad, pero dentro de esos límites.

Esa es la verdadera contribución de la energía solar fotovoltaica, que viene a imponernos no un límite a la cantidad de energía que consumimos, sino a la rapidez con la que consumimos esa energía.

El Gran Aporte de la Energía Solar Fotovoltaica

La gran ironía, es que la energía solar fotovoltaica surgió como mercado gracias a las restricciones o retos que impuso la economía de los combustibles fósiles, al establecer unos costos extremadamente bajos para la generación de energía eléctrica. La industria petrolera no se molestó en invertir en los sistemas de captura de CO2 o de minimización de la contaminación, porque simplemente aumentaban los costos de producir esa energía. Le llevó siete décadas a la energía solar fotovoltaica alcanzar la meta de ser la fuente de energía más barata de la historia humana, y lo hizo simplemente con investigación, innovación y desarrollo. Esa es la gran enseñanza y aporte de la energía solar fotovoltaica, que debemos recordar y tomar muy en cuenta al momento de crear la nueva economía.

El nuevo reto, es que debemos adoptar ahora una nueva gran restricción, ya no es el precio extremadamente bajo de los combustibles fósiles, sino la rapidez con la que consumimos la energía. La energía solar fotovoltaica, deberá convertirse en la única fuente de generación de energía para el planeta y establecer el ritmo de consumo de esa energía. Todo lo demás, servicios, bienes e industrias deberán acoplarse a este nuevo escenario, donde el consumo intensivo de energía deberá desaparecer y llegar a estados estacionarios de producción y consumo de energía. Tal vez nos lleve otros 70 años más de investigación, desarrollo e innovación, pero justamente eso es lo que hemos aprendido, que si nos dedicamos a buscarlo con ahínco, con una restricción clara y evidente como es el no consumir más de 4 Kwh por día por cada m2 de infraestructura, entonces tenemos una excelente oportunidad de desarrollar un mercado de energía que generará una economía mundial que no será depredadora del medio ambiente que habitamos.

Referencias


  1. IEA (2020), Electricity Information: Overview, IEA, Paris. ↩︎

  2. IEC, EFFICIENT ELECTRICAL ENERGY TRANSMISSION AND DISTRIBUTION Brochure ↩︎

  3. Energy by Hannah Ritchie and Max Roser Our World in Data ↩︎

  4. “Shell – World Energy Model – A View To 2100” PDF. Shell International BV. 2017. ↩︎

  5. Exergía. Wikipedia. ↩︎