El siglo de la energía solar: miramos la energía con ojos renovados

Para los ecologistas, inversores y técnicos, o mejor dicho, para cualquier persona involucrada en el sector de la energía solar, 2023 fue el perfecto ejemplo del potencial que alberga la industria. Por un lado, cabe destacar que la capacidad solar mundial aumentó un 74 % el año pasado, hasta alcanzar la cifra récord de 346 gigavatios (GW), de manera que la capacidad solar total instalada a escala mundial asciende a 1419 GW.^[1] Por otro lado, también cabe destacar el hecho de que 28 países instalaron al menos un gigavatio de nueva capacidad solar durante 2023, lo que rebate la idea de que el crecimiento de la energía solar es solo un fenómeno que está ocurriendo en China.

Por lo tanto, parece ser que gran parte del mundo está avanzando hacia un futuro impulsado por la energía solar. En 2023, la tecnología fotovoltaica representó alrededor de tres cuartas partes de toda la nueva capacidad de energías renovables, superando con creces el crecimiento de los mercados de la energía eólica e hidroeléctrica. La rápida acogida que tuvo la energía solar el año pasado permite que todavía haya esperanzas de cumplir el objetivo de la COP28 de triplicar la capacidad de producción de energía renovable para finales de la década.[2] Teniendo en cuenta el impulso tan satisfactorio que tuvo la energía solar en 2023, si las energías renovables lograran mantener el índice medio de crecimiento alcanzado entre 2002 y 2023 (un 16 % anual), la consecución de ese objetivo se vuelve cada vez más realista.

Este rápido crecimiento de las energías renovables no solo aportará grandes beneficios desde un punto de vista medioambiental, sino que también creará oportunidades de crecimiento económico y seguridad energética.

A pesar de que han aumentado las inversiones en energía solar a nivel mundial, China, como era de esperar, sigue dominando el sector. La capacidad instalada del país se ha disparado en un 55 % interanual, lo que eclipsa la media global del 5,9 %.[3] A nivel mundial, China fue la responsable de alrededor del 63 % de todas las nuevas instalaciones de energía solar en 2023. Solo en el primer trimestre de 2024, la nueva capacidad solar se multiplicó por cuatro con respecto al valor máximo alcanzado en 2023. Los 45,74 GW de nueva capacidad instalada entre enero y marzo de este año prácticamente garantizan que China establecerá puntos de referencia aún más altos en el sector de la energía solar en 2024.

Con la caída de los precios de la tecnología fotovoltaica, en muchos países está creciendo el interés, y no solo en los mercados desarrollados de Occidente.

Si bien es cierto que los países más ricos y tecnológicamente desarrollados han logrado un crecimiento continuo en lo que respecta a la capacidad de energía solar, como es el caso de Alemania (con un aumento de 15 GW en 2023), Italia (10 GW), Países Bajos (5 GW), España (10 GW), EE. UU. (25 GW) y Reino Unido (4 GW), también se han sumado a ellos otras muchas naciones en mercados emergentes, sobre todo de Oriente Medio y América Latina.

Por ejemplo, debemos tener en cuenta la rápida expansión de la energía solar en 2023 en países como la India (más de 10 GW), Brasil (12 GW), Chile (2 GW), México (2 GW), Arabia Saudí (2 GW) y los Emiratos Árabes Unidos (2 GW).[4]

Independientemente de dónde viva cada uno, sin duda, el futuro de la energía solar se presenta prometedor.

China establece un nuevo punto de referencia

La Agencia Internacional de la Energía (AIE) describe el crecimiento del mercado de la energía solar en China en 2023 como un fenómeno “extraordinario”.[5] Resulta revelador que, durante 2023, solo en China se aprobara la misma capacidad de energía solar fotovoltaica que se había gestionado el año anterior en todo el mundo, lo cual indica una verdadera progresión de la energía verde.

¿Y por qué 2023 fue un año tan espectacular para China? La AIE lo atribuye principalmente al entorno político favorable del país, que ofrece contratos a largo plazo para proyectos energéticos, justo el tipo de red de seguridad que necesitan los inversores para poder especular con confianza.

El entusiasmo de China por la energía solar sigue, como corresponde, por las nubes. De aquí a 2030, se espera que el país autorice más de la mitad de la capacidad de producción de energía renovable del mundo. El impacto será impresionante. Actualmente, China depende de los combustibles fósiles para generar alrededor del 70 % de la electricidad del país, pero para finales de la década, casi la mitad de la electricidad se generará con energías renovables.[6]^,[7]

En la actualidad, el país cuenta con un tercio de los 15 parques de energía solar más grandes del mundo.[8] Entre estas megainstalaciones se incluye el campo fotovoltaico de Xinjiang, al noroeste del país, el cual abrió sus puertas en junio de 2024 y cuya capacidad fotovoltaica de 5 GW lo convierte en la instalación fotovoltaica más grande del mundo. Asimismo, en China también se encuentran seis de los siete mayores fabricantes de paneles fotovoltaicos del mundo, encabezados por la empresa Tongwei Solar situada en la provincia de Sichuan que, en 2022, alcanzó una capacidad de envío de 28,1 GW.[9]

A pesar de que las políticas favorables a la energía solar están ganando terreno en mercados rivales como EE. UU. y la India, se espera que China siga dominando la cadena de suministro de la energía solar en un futuro próximo. Si las previsiones actuales resultan ser acertadas, para finales de año China controlará entre el 80 % y el 95 % de la fabricación mundial de paneles fotovoltaicos, como resultado de la mano de obra barata y la relativa abundancia de materias primas. Para la mayoría de los países seguirá siendo más económico importar paneles fotovoltaicos chinos que fabricar los suyos propios.

Como demuestra la experiencia del mercado chino, el precio importa. Y la energía solar nunca antes había presentado una mejor relación calidad-precio.

Los precios de la energía solar son convincentes

En un momento de recisión económica y crisis por el alto coste de la vida, como el que se vive actualmente en gran parte de Europa y Estados Unidos, el dinero es un aspecto importante. Por ello, resulta llamativo que durante el 2023 los precios de los paneles fotovoltaicos se hayan reducido casi a la mitad.[10] ¿A qué se debe esta bajada tan drástica de los costes?

En parte, la causa es el aumento del ritmo de fabricación, que conlleva economías de escala relacionadas. Pero también se debe a las políticas favorables que se están adoptando en todo el mundo. Estas normativas pueden agilizar el proceso de planificación de nuevos parques de energía solar u ofrecer incentivos fiscales para las inversiones en energías renovables.

Unos 130 países han aprobado ya políticas favorables a las energías renovables en respuesta a la creciente demanda pública de formas de energía más ecológicas.[11] En concreto, en el Reino Unido, el Partido Laborista ganó recientemente las elecciones gracias a un paquete de medidas con el que prometen convertir al país en una superpotencia de las energías limpias en el marco de un Nuevo Pacto Verde. El nuevo Gobierno no tardó en aprobar la construcción de tres nuevas granjas solares de grandes dimensiones al este de Inglaterra, además de promulgar la llamada “revolución de los tejados”, que simplifica el proceso de instalación de paneles fotovoltaicos en las viviendas.

Asimismo, la UE también está actuando enérgicamente para apoyar la energía solar. En marzo de 2024, el Parlamento Europeo aprobó la legislación que obliga a los Estados miembros a incluir equipos fotovoltaicos en todos los edificios nuevos y a añadirlos retrospectivamente a las infraestructuras existentes cuando sea factible. Los legisladores de todo el mundo estarán muy atentos al desarrollo de esta iniciativa, ya que, en caso de tener éxito, podría servir de modelo para planes similares en otros países.

Desde el punto de vista de los fabricantes y los proveedores de energía, 2023 también aportó datos convincentes sobre el valor de la tecnología fotovoltaica. Alrededor del 96 % de la nueva capacidad de energía renovable instalada, incluida la energía solar fotovoltaica a escala de servicios públicos, tuvo unos costes de generación de energía inferiores si los comparamos con los de las nuevas centrales de carbón y gas natural.[12]

Los costes de generación de electricidad solar cayeron hasta aproximadamente 60 USD en 2023, por debajo de los del gas (70 USD), el carbón (117 USD) y la energía nuclear (180 USD).[13] Incluso teniendo en cuenta los costes adicionales que conlleva la integración de las energías renovables variables en la red energética, se prevé que la energía solar sea aún más barata a medida que avance la década.

Mientras los costes de la energía verde disminuyen, los de los combustibles fósiles han aumentado. El precio del petróleo, el gas y el carbón ha subido bruscamente desde el año 2000. Las últimas tendencias han demostrado que los precios son susceptibles a los acontecimientos mundiales, al producirse un brusco repunte de los precios después de que Rusia invadiera Ucrania, para posteriormente disminuir a medida que se liberaron las reservas mundiales para satisfacer la demanda acumulada.[14]

Aunque puede que los políticos solo piensen en el ciclo electoral actual (y a los directores ejecutivos a menudo les cueste ver más allá del próximo informe anual), a largo plazo, la relación entre los costes y el valor de la energía solar es indudablemente sólida. Según estudios realizados, la rápida adopción de las energías renovables, sobre todo de la energía solar, frente a las alternativas con combustibles fósiles, podría ahorrar al mundo hasta 12 billones de dólares para mediados de siglo.

En resumen, invertir en energía solar parece ser una decisión oportuna y lógica, sobre todo si tenemos en cuenta los avances tecnológicos que se produjeron el año pasado, que prometen llevar el concepto a una nueva y emocionante fase.

La tecnología transforma el sector de la energía solar

El sector de la energía solar rebosa innovación y promesas. El año pasado fuimos testigos de los constantes avances en el campo de la tecnología fotovoltaica, que presentó nuevas maneras de perfeccionar el rendimiento y extraer un mayor valor comercial.

Las células solares de perovskita en tándem son la última tecnología fotovoltaica emergente a la que debemos prestar atención. Estas células, que en las pruebas realizadas durante los últimos 12 meses han batido repetidamente récords en cuanto a eficiencia energética, intercalan la base de la célula convencional de silicio con perovskita. La estructura cristalina especial de la perovskita absorbe longitudes de onda de luz distintas al silicio, por lo que juntos aprovechan mejor el espectro solar. Más electricidad por panel significa una mayor rentabilidad de la inversión y más seguridad para los hogares y las empresas que dependen de la energía verde.

En las pruebas realizadas, las células de perovskita en tándem ya han demostrado ser un 33 % más eficientes que las células de silicio tradicionales, que rara vez alcanzan el 30 % de eficiencia energética.[15] Se espera que las células en tándem de perovskita estén listas para implementarse a escala comercial este año.

También estamos asistiendo al auge de los paneles fotovoltaicos “bifaciales”: paneles de dos caras, que pueden instalarse, por ejemplo, como vallas, y que son capaces de captar la luz por ambos lados a distintas horas del día. Estos paneles sustituyen a la típica lámina posterior opaca por vidrio o polímero transparente, lo que permite que la luz solar penetre desde cualquier ángulo y cargue la célula. Los resultados de las pruebas han demostrado que los paneles bifaciales generan entre un 10 % y un 20 % más de energía que las alternativas de una sola cara.[16] En la actualidad, menos de la mitad de los paneles son bifaciales, pero eso está a punto de cambiar, puesto que se prevé que, para 2030, los bifaciales ocupen el 70 % del mercado mundial.

A medida que los urbanistas y arquitectos sacan el máximo provecho de los sistemas fotovoltaicos integrados en los edificios (BIPV por sus siglas en inglés), está surgiendo una nueva generación de paneles solares transparentes que poco a poco está reemplazando a las ventanas tradicionales. Los paneles se fabrican cubriendo el vidrio con un revestimiento especial de tecnología fotovoltaica o atrapando los componentes semitransparentes que absorben la luz entre dos paneles de vidrio. Los paneles transparentes de las ventanas son menos eficientes que los de los tejados y actualmente cuestan entre un 30 % y un 40 % más que el vidrio normal; sin embargo, están diseñados para durar hasta 50 años y supondrán un ahorro incremental en la factura energética.^[17]

Los continuos avances en el campo de la inteligencia artificial (IA) también repercuten en el sector de la energía solar. Los algoritmos de IA se utilizan cada vez más para equilibrar la generación de energía con el consumo, lo que permite que se integre mejor con la red, que haya suministros de energía renovable más fiables y que el precio de la factura baje.

Dado el ritmo al que avanza la tecnología, necesitamos formas de almacenar la luz solar ilimitada que nos cae del cielo gratuitamente. Aquí es donde salen a escena los nuevos sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS por sus siglas en inglés), capaces de garantizar el suministro de energía renovable incluso cuando el cielo está nublado o está anocheciendo.

El almacenamiento es clave para el éxito de la energía solar

La tecnología BESS, en la que FRV, el negocio insignia de energías renovables de Abdul Latif Jameel Energy, es pionero, almacena la electricidad procedente de fuentes de energía renovables en periodos de exceso de energía hasta que se necesita en periodos de déficit energético.

Actualmente, el sector está dominado por las baterías de iones de litio, que han sustituido a los cátodos de níquel, manganeso y cobalto como medio de almacenamiento más eficaz y asequible. Sin embargo, el reinado del litio podría estar llegando a su fin. El litio es un mineral de tierras raras, cuya extracción es costosa y perjudicial para el medio ambiente, por lo que las tecnologías de baterías rivales, como las de iones de sodio y las de sodio/azufre, están demostrando ser alternativas válidas.

A pesar de que la densidad energética de los iones de sodio es inferior a la de los iones de litio (120-160 vatios-hora/kg frente a 170-190 vatios-hora/kg), los costes de producción son un 20 % inferiores y generan una menor huella ambiental, por lo que no es de extrañar que durante el último año varios fabricantes hayan empezado a producir sistemas de almacenamiento de energía en baterías de iones de litio.[18]

En 2023, el mercado mundial de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías casi triplicó su tamaño, con 45 GW de nuevas instalaciones. Se espera que el año que viene experimente un crecimiento de más de 100 GWh, liderado por China, donde los costes de los BESS han caído un 43 % en cuestión de un año.[19] De aquí a finales de la década, las previsiones apuntan a una tasa de crecimiento anual del 21 % en la capacidad de los BESS, lo que llevará a un mercado mundial de 442 GWh para 2030.

La Ley de Reducción de la Inflación (IRA por sus siglas en inglés) de los EE. UU. de 2022 demostró la importancia del apoyo legislativo para la implementación de sistemas de almacenamiento de energía. Esta ley ofrecía créditos fiscales a los inversores y fabricantes de energía solar, y proporcionaba un Fondo de Reducción de Gases de Efecto Invernadero valorado en miles de millones de dólares.[20]

En este sentido, resulta esperanzador que se esté avanzando en políticas similares en los parlamentos de Japón, Corea del Sur, Australia y toda Europa (a través del plan REPowerEU de la UE) y de América Latina. Todas ellos prometen ofrecer una mayor protección para los ambiciosos inversores en BESS de todo el mundo.

FRV, cuya actividad abarca los cinco continentes, gestiona una cartera de proyectos de BESS, entre ellos Contego, en West Sussex, y Clay Tye, en Essex (Reino Unido). Clay Tye, que entró en funcionamiento en marzo de 2024 con una potencia de 99 MW y una capacidad de 198 MWh, se convirtió en la instalación operativa de BESS más grande de Europa tras su inauguración.

Por su parte, Contego proporciona una potencia de 34 MW y una capacidad de 68 MWh. Asimismo, FRV también está al frente de otros dos proyectos de BESS en el Reino Unido, ambos en la región de Midlands, los cuales generan juntos unos 100 MW de energía. Los dos sistemas de almacenamiento de energía en baterías de iones de litio importarán y exportarán la energía a la red de distribución.

Estos proyectos surgen a raíz del éxito logrado por FRV con el proyecto de baterías de 15 MWh de Holes Bay, en Dorset (Reino Unido), el cual está operativo desde el 2020. FRV está emprendiendo proyectos similares en Australia, con una nueva planta de BESS en Gnarwarre, Victoria, y una planta solar y de BESS híbrida en Dalby, Queensland. Además, FRV tiene una participación mayoritaria en un proyecto de BESS en Greciay, en febrero de 2024, se asoció con AMP Tank Finland Oy para desarrollar en Finlandia un proyecto de sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) a escala de servicios públicos.

Dados estos grandes avances en la captura y el almacenamiento de la energía procedente de la luz solar, ¿por qué aún no vivimos en un mundo que funcione con energía solar y qué medidas puede adoptar el sector para acelerar nuestra transición hacia un futuro energético más limpio?

¿Los desafíos que plantea el futuro opacarán la energía solar?

A pesar de los enormes avances logrados en el sector durante el último año, la energía solar aún no ha asestado un golpe decisivo en la lucha contra el cambio climático.

En 90 minutos llega a la tierra suficiente luz solar como para cubrir todas las necesidades de energía del planeta durante un año. Según la Agencia Internacional de la Energía, aunque la energía solar es abundante, todavía representa una pequeña fracción de la actual combinación energética del mundo. Al capturarse únicamente una pequeña fracción de los rayos del sol, cada minuto del día se desperdicia gran parte del potencial de la energía solar.

Resulta irónico y triste que los países más agraciados por el sol a menudo sean los que tienen una menor capacidad de energía solar instalada. En 2023, los mercados con cantidades de luz solar superiores a la media representaban solo el 14 % (204 GW) de la capacidad solar instalada.[21] Por ejemplo, ese mismo año, las instalaciones en la cálida y seca África representaron solo el 0,2 % de la nueva capacidad solar a nivel mundial, es decir, menos de 1 GW de energía. Si en esta región en la que vive una quinta parte de la población mundial, se dinamizara el sector de la energía solar se lograría transformar el nivel de vida. Los problemas heredados, como el bajo PIB, las luchas interestatales, las normativas incoherentes y la falta de acceso a la financiación, dificultan que se implemente ampliamente la energía solar en África.

Por otra parte, problemas similares impiden que la energía solar se despliegue más rápido en el subcontinente indio, donde la escasez de instalaciones modernas para la investigación y el desarrollo, unida a los largos periodos de amortización de las inversiones, provoca que muchos proyectos caigan en el olvido.

Se trata de un problema a escala global. Kadri Simson, comisaria de Energía de la UE, ha advertido de que en 2023 hubo más proyectos de energía solar paralizados a causa de las trabas burocráticas para conseguir autorización que en construcción.[22] Simson aboga por reformar cuanto antes los procesos para la obtención de permisos, así como por establecer nuevas normas que regulen el uso del suelo y hacer un mayor énfasis en promover la aceptación por parte de la comunidad.

Por otro lado, también merece la pena observar el entorno macroeconómico. La AIE señala que, desde 2022, los tipos de interés de los bancos centrales han pasado de menos del 1 % a una media del 5 %, lo que supone una traba innecesaria para la economía de la energía solar en los mercados emergentes.[23] El rendimiento económico de los EE. UU. se examinará con especial interés el próximo año, sobre todo después de que salga elegido un nuevo presidente/a.

Por supuesto, nadie pretende que los cambios sísmicos a la escala de una “revolución solar” se produzcan sin un coste considerable. La AIE advierte de que la inversión en energías limpias tendrá que alcanzar los 4,5 billones de USD anuales de aquí a 2030 si se quiere evitar que el calentamiento global supere los 1,5 ^°C con respecto a la era preindustrial.[24]

La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) se muestra igual de preocupada y señala que los avances en materia de energías renovables siguen sin alcanzar los 7,2 TW adicionales de energía renovable necesarios en los próximos siete años para cumplir con los objetivos marcados en el Acuerdo de París.[25]

 “Todavía nos encontramos en una etapa incipiente de este, nuestro siglo solar”, afirma Fady Jameel, presidente adjunto y vicepresidente internacional de Abdul Latif Jameel. “Sin embargo, como ha demostrado 2023, el futuro no podría ser más prometedor para esta fuente de energía verde y limpia. Si se cumplen las previsiones actuales, la comunidad internacional añadirá más energía renovable a la red en los próximos cinco años de lo que se ha hecho en los últimos cien, un logro histórico y un testimonio de la influencia de la cooperación internacional.

Todavía quedan retos a los que enfrentarnos, pero el inspirador auge de la energía solar durante el último año ilustra el poder del capital privado para forjar un futuro más seguro para las comunidades de todo el mundo.

Cada nuevo proyecto de energía solar debe celebrarse como otro paso crucial en el camino hacia las cero emisiones netas”.

[1] https://ember-climate.org/insights/in-brief/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/

[2] https://www.irena.org/News/pressreleases/2024/Jul/Tripling-Renewables-by-2030-Requires-a-Minimum-of-16-point-4-pc-Annual-Growth-Rate

[3] https://ember-climate.org/insights/in-brief/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/

[4] https://ember-climate.org/insights/in-brief/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/

[5] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[6] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[7] https://e360.yale.edu/features/china-renewable-energy

[8] https://www.theecoexperts.co.uk/solar-panels/biggest-solar-farms

[9] https://www.theecoexperts.co.uk/solar-panels/largest-solar-panel-manufacturers

[10] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[11] https://www.theecoexperts.co.uk/solar-panels/solar-drives-record-renewables-growth

[12] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[14] https://ourworldindata.org/grapher/fossil-fuel-price-index

[15] https://www.technologyreview.com/2024/01/08/1085124/super-efficient-solar-cells-breakthrough-technologies/

[16] https://www.alternergy.co.uk/blog/post/bifacial-solar-panels-what-are-they

[17] https://www.cnet.com/home/energy-and-utilities/new-solar-technology-could-make-your-windows-way-more-functional/

[18] https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/enabling-renewable-energy-with-battery-energy-storage-systems

[19] https://about.bnef.com/blog/global-energy-storage-market-records-biggest-jump-yet/

[20] https://www.seia.org/sites/default/files/Inflation%20Reduction%20Act%20Summary%20PDF.pdf

[21] https://ember-climate.org/insights/in-brief/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/

[22] https://www.weforum.org/agenda/2024/02/renewables-energy-capacity-demand-growth/

[23] https://www.iea.org/reports/renewables-2023/executive-summary

[24] https://www.weforum.org/agenda/2023/09/iea-clean-energy-investment-global-warming/

[25] https://www.irena.org/News/pressreleases/2024/Mar/Record-Growth-in-Renewables-but-Progress-Needs-to-be-Equitable