El deslumbrante futuro de la energía solar

Ignacio Mártil

Catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid y miembro de la Real Sociedad Española de Física

Una célula fotovoltaica es algo muy sencillo: un trozo cuadrado de silicio de 160-185 milímetros de lado y 0.2 milímetros de grosor, con finos cables en la parte delantera y un contacto eléctrico en la trasera. Si se ilumina con luz y se conecta un circuito entre la parte delantera y la trasera, la luz solar directa puede proporcionar unos siete vatios de energía eléctrica. Este año se fabricarán en todo el mundo unos 70.000 millones de células solares, la mayoría en China, que se instalarán en paneles que incorporan entre 60 a 72 células cada uno. Estos paneles suministrarán energía a viviendas unifamiliares, a comunidades energéticas locales, a instalaciones industriales y a grandes redes eléctricas; los vemos instalados en tejados, en desiertos y en casi cualquier otro escenario imaginable. Una vez instalados, permanecerán allí durante décadas, sin hacer ruido, sin emitir humos, sin utilizar recursos, sin costar casi nada y sin gastar energía mientras la producen. Es una revolución que no molesta y que apenas se nota, pero no deja de ser una revolución.

1. Crece y crece y crece…

A lo largo de 2023, las células solares del mundo, cuyos paneles cubren actualmente menos de 10.000 kilómetros cuadrados, produjeron unos 1.600 TWh de energía (1 TW = 10¹² W). Esto representa aproximadamente el 6% de la electricidad generada en el mundo y algo más del 1% de la energía primaria consumida en el planeta, cifra todavía muy modesta.

Lo que hace revolucionaria a la energía solar es el ritmo de crecimiento que la ha llevado a esta situación. Michael Liebreich, analista de la tecnología y la economía de las energías limpias, lo explica así: en 2004, el mundo tardó un año entero en instalar 1 GW de potencia solar (1 GW = 10⁹ W); en 2010, un mes; en 2016, una semana. En 2023 hubo un solo día en el que se instaló un GW en todo el mundo. A lo largo de 2024, prevén que se instalen entre 520 y 655 GW de capacidad: es decir, dos años 2004 cada día.

Potencia fotovoltaica instalada y acumulada en el planeta, para el período 2010-2023

Y las perspectivas de evolución en las próximas décadas son espectaculares. La revista The Economist lo mostró hace poco en una gráfico, que muestra que, en un "escenario de transición rápida", la energía solar será la principal fuente de energía del mundo en 2040.

En el escenario de transición rápida, la energía solar será la fuente de energía dominante en 2040

2. Razones tras un crecimiento explosivo

Este extraordinario crecimiento se debe a la interacción de tres sencillos factores. Cuando las industrias fabrican más de un producto, lo hacen más barato. Cuando las cosas son más baratas, aumenta su demanda. Cuando crece la demanda, se fabrica más…y vuelta a empezar. Este es el “círculo virtuoso” de cualquier tecnología. En el caso de la energía solar, la demanda se creó y se mantuvo inicialmente gracias a las subvenciones públicas a principios de este siglo durante el tiempo suficiente para que la caída de los precios fuera notable y, poco después, predecible. La retroalimentación positiva que impulsa el crecimiento exponencial ocurre a escala mundial. Y no muestra signos de detenerse, ni siquiera de ralentizarse.

La inversión en la instalación de paneles solares es actualmente la mayor fuente de inversión en generación de electricidad, la Agencia Internacional de la Energía (AIE) prevé 500.000 millones de dólares este año, no muy lejos de la suma que se invierte en petróleo y gas. La capacidad instalada se duplica cada tres años. La energía solar va camino de generar más electricidad que todas las centrales nucleares del mundo en 2026, que todas las turbinas eólicas en 2027, que todas las presas en 2028, que todas las centrales de gas en 2030 y que todas las centrales de carbón en 2032. En un escenario que prevé emisiones netas de dióxido de carbono nulas a mediados de siglo, la energía solar se convertirá en la mayor fuente de energía primaria de la humanidad (y no sólo de electricidad) en la década de 2040. En un artículo publicado en 2022, científicos de distintas instituciones académicas de Gran Bretaña, EE. UU. y Australia mostraban que, según su hipótesis de "transición rápida", en 2070 el mundo podría obtener más energía de las células solares que de todas las fuentes de energía combinadas el año pasado 2023.

Obviamente, en algún momento, la demanda o la oferta se enfrentan a una limitación inevitable; un gráfico que subía exponencialmente empieza a adoptar la forma de una S alargada. Puede haber varias razones: quiebra de los fabricantes, imposibilidad de que los huertos solares se conecten a las redes, falta de estabilidad de las redes alimentadas con energía solar, etc. El crecimiento del ferrocarril durante el siglo pasado en Europa es un buen ejemplo de esto.

Crecimiento y difusión del ferrocarril en Europa durante los siglos XIX y XX

3. Una senda imparable

En los últimos 20 años de crecimiento de la energía solar, las instalaciones año a año han superado una y otra vez las previsiones. En 2009, cuando la capacidad solar total instalada en todo el mundo era de 2.3 GW, los expertos en energía de la IEA predijeron que en 20 años, hasta 2030, aumentaría a 244 GW. Ese hito se alcanzó en 2016, cuando sólo habían transcurrido seis de los 20 años. Durante la mayor parte de la década de 2010 las instalaciones solares reales superaron las previsiones quinquenales de la IEA en un 235% (véase la siguiente imagen). Los que más se han acercado a la realidad han sido los ecologistas de Greenpeace, que también en 2009 predijeron 921 GW de capacidad solar acumulada para 2030. Pero incluso eso era una subestimación. La capacidad solar mundial alcanzó los 1.419 GW el año pasado.

Predicciones y realidad del crecimiento de la energía solar año a año. Las líneas amarillas muestran las previsiones de instalaciones anuales y la línea negra, las instalaciones realizadas cada año

Ahora que la energía solar es una parte significativa del mix energético mundial, el mundo en su conjunto va a seguir viendo cómo la energía utilizada en muchas aplicaciones es cada vez más barata. La innovación destinado a aprovechar al máximo esta bonanza cambiará el funcionamiento de muchas industrias existentes y creará otras nuevas más o menos desde cero. Será la mayor caída del precio de uno de los factores básicos de producción que la economía mundial haya visto jamás.