El mundo puede fabricar suficiente energía solar para alcanzar los objetivos de descarbonización

Más de 100 países se han comprometido a ser neutros en carbono para 2050, según las Naciones Unidas. Un estudio reciente llevado a cabo por investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de EE.UU. concluye que, para descarbonizar totalmente los sistemas eléctricos mundiales utilizando energía solar en la década de 2050 a 2060, el mundo necesitaría instalar 63,4 TW de energía fotovoltaica. Las conclusiones del estudio se publican en “Photovoltaic Deployment Scenarios Toward Global Decarbonization: Role of Disruptive Technologies” (Escenarios de despliegue fotovoltaico hacia la descarbonización global: El papel de las tecnologías disruptivas), que aparece en la revista Solar RRL.

Los investigadores modelaron trayectorias viables para suministrar más de 60 TW de capacidad solar instalada para cumplir el objetivo de descarbonización global y estudiaron el efecto de una tecnología disruptiva en el costo de despliegue y la oportunidad de mercado. Llegaron a la conclusión de que es posible aumentar la producción hasta los 2,9 TW a 3,7 TW necesarios al año en un plazo de 10 a 15 años, un objetivo que costará entre 600.000 y 660.000 millones de dólares. El modelo incluye el uso de la tecnología existente, así como de tecnologías maduras que utilizan silicio y CdTe. El estudio estima que las tecnologías disruptivas ofrecen una oportunidad de mercado de 1 a 2 billones de dólares y que el potencial de ahorro de costos podría ascender a cientos de miles de millones de dólares.

Entre las tecnologías disruptivas figuran la fotovoltaica basada en telururo de cadmio (CdTe), las perovskitas y las tecnologías en tándem. El CdTe, que es la tecnología utilizada por los fabricantes solares First Solar y Toledo Solar, entre otros, representa actualmente alrededor del 16% del mercado solar estadounidense, informa el NREL. Las perovskitas tienen problemas de durabilidad a largo plazo, pero ofrecen ventajas en la fabricación porque pueden imprimirse de forma rápida y relativamente barata mediante un método de rollo a rollo. Los tándems emparejan tecnologías, como la perovskita sobre silicio, y varias empresas están empezando a fabricar tándems, como TandemPV, CubicPV y OxfordPV.

Según el NREL, los dispositivos en tándem y los minimódulos están alcanzando eficiencias de hasta el 31,25%. Y aunque las eficiencias son prometedoras, y se siguen desarrollando otros tándems, todavía es necesaria I+D para que estos dispositivos se fabriquen a la escala necesaria para alcanzar capacidades de teravatios.

“Existen trayectorias económicamente viables que permiten alcanzar la capacidad de fabricación necesaria para producir la cantidad de energía fotovoltaica que se precisa para descarbonizar por completo la economía energética mundial”, afirma Jao van de Lagemaat, director del Centro de Química y Nanociencia del NREL del Departamento de Energía de Estados Unidos. “Las tecnologías emergentes podrían reducir considerablemente el costo de esta implantación si se comercializan a tiempo”.

Según el análisis del NREL, para suministrar suficiente energía solar en las próximas dos décadas para descarbonizar el sistema eléctrico mundial será necesario un “aumento sin precedentes de la capacidad de producción”, pero es factible.

El objetivo estimado de 63,4 TW necesarios entre 2050 y 2060 supone multiplicar por 60 la cantidad de energía fotovoltaica instalada actualmente en todo el mundo. Cuando los investigadores dicen que esto es posible, es bajo el supuesto de que los inversores protegen sus inversiones evitando activos de producción varados. El modelo demuestra que es posible un aumento sostenible de la producción y que las tecnologías disruptivas contribuirán a reducir los costos de capital.

Otro supuesto es que la vida útil de un módulo fotovoltaico aumentará considerablemente, posiblemente de una media de 30 años en 2020 a 50 años en 2040.

Mirando más allá de la década de 2050 a 2060, van de Lagemaat, señaló que la jubilación de módulos y el crecimiento de la población serán los impulsores de una “demanda relativamente modesta” una vez alcanzada la descarbonización mundial.

Además de van de Lagemaat, los otros autores son Michael Woodhouse, del NREL, y Billy Stanbery, de la Colorado School of Mines. El programa interno de Investigación y Desarrollo Dirigidos por Laboratorios del NREL financió la investigación.