La fotovoltaica es la tecnología renovable más viable para la transición energética de la Amazonia

En el Amazonas, más de 3 millones de personas reciben suministro de minirredes aisladas. Los cientos de minirredes alimentadas por grupos electrógenos diésel operados por productores independientes de energía (IPP) y empresas públicas de electricidad en la región amazónica utilizan subvenciones del gobierno que cubren el 100% de los costes de combustible. A menudo, para transportar un litro de gasóleo a estas zonas remotas y de difícil acceso se consume más de un litro de gasóleo. Sólo en 2023, la quema de gasóleo subvencionado en las minirredes amazónicas emitirá 1,6 MtCO2eq, con un coste de combustible de 2.500 millones de dólares, que se reparte entre todos los brasileños a través de la Cuenta de Consumo de Combustible.

El suministro de electricidad depende de la logística de abastecimiento de gasóleo, que puede interrumpirse en épocas de sequía, lo que exige que las centrales de gasóleo de algunas localidades dispongan de grandes depósitos de almacenamiento de combustible. Además, muchas localidades con acceso por caminos de tierra sufren dificultades durante la época de lluvias, lo que requiere mayores reservas de combustible, como es el caso de la localidad de Oiapoque que se muestra a continuación, que tiene una capacidad de almacenamiento de 1,5 millones de litros de combustible, con una autonomía de 45 días.

En las últimas décadas, los intentos de reducir la participación de la generación a diesel en las aldeas y pueblos ribereños y aislados de la Amazonia no han tenido éxito. Los PPI prefieren aferrarse a los grupos electrógenos diésel que tan bien conocen, bajo el cómodo cobijo de las subvenciones diseñadas hace muchas décadas para proporcionar acceso a la energía, seguridad energética y fiabilidad del servicio. Mientras tanto, muchas tecnologías de energías renovables (TER) han experimentado reducciones de precios y se han consolidado en términos de fiabilidad y utilización de los recursos naturales disponibles localmente. En este contexto, las TER como la biomasa, la solar y la eólica han sido evaluadas para ayudar en la Transición Energética Amazónica, y aquí se presenta un análisis exhaustivo.

Biomasa: sólo una minoría de las comunidades de los sistemas aislados tiene capacidad suficiente para generar energía mediante la producción de biomasa a partir de los residuos de los principales cultivos de la región, como la mandioca, el açaí, el maíz, el plátano y el boniato, entre otros. La producción de energía a través de la quema de residuos de madera, obtenidos de aserraderos que tienen un plan de gestión sostenible y la certificación internacional de su producto es algo raro en la región, que se encuentra en un solo sitio (Itacoatiara – AM) que opera en la Amazonía (www.itacoatiara.com.br).

Eólica: La región amazónica tiene una velocidad media anual del viento baja (menos de 4 m/s), lo que, unido al difícil acceso y a la falta de escala en estas comunidades aisladas, hace que la generación de energía eólica no sea competitiva en la región.

Fotovoltaica: El recurso de radiación solar es abundante y uniforme en toda la Amazonia; la irradiación horizontal global media anual es superior a 1700 kWh/m2.año. La energía solar es una solución modular de fácil instalación y bajo mantenimiento, pero la tecnología tiene un inconveniente importante, que es la gran superficie requerida. Para la implantación de plantas solares en la Amazonia, son posibles tres opciones: i) plantas fotovoltaicas centralizadas, montadas en el suelo, ii) plantas fotovoltaicas solares flotantes, y iii) pequeños sistemas fotovoltaicos distribuidos (en tejados o en el suelo, incluida la agrivoltaica).

Entre las tres TER potenciales adecuadas para la transición energética amazónica, la biomasa y la energía eólica se enfrentan a considerables limitaciones técnicas y económicas, pero la energía solar fotovoltaica ofrece un gran potencial para ayudar a sustituir la generación diésel, que actualmente disfruta de subvenciones por valor de 2.500 millones de dólares al año y está bien establecida entre los PPI locales.

La opción de la instalación centralizada en el suelo y en grandes superficies tropieza con una importante limitación, que es la disponibilidad de zonas adecuadas para la instalación de las plantas fotovoltaicas solares de gran superficie sin una mayor supresión de la selva. La selva amazónica es muy densa en árboles altos, y éste es el principal cuello de botella de esta solución técnica, ya que en muchos lugares no hay zonas despejadas de este orden de magnitud. La agrivoltaica puede desempeñar aquí un papel importante, asociando la producción de energía fotovoltaica y el uso sostenible de la tierra.

Otra opción son los sistemas fotovoltaicos flotantes, que podrían instalarse en las orillas de los ríos cerca de los cuales se encuentra buena parte de las comunidades aisladas. La fotovoltaica flotante se utiliza mucho en lugares con alta densidad demográfica y poca disponibilidad de terrenos, como Singapur y Japón, y suele instalarse en lagos o embalses, lugares de aguas tranquilas, con movimiento de agua sólo asociado al viento local. La viabilidad técnica de instalar sistemas fotovoltaicos flotantes a lo largo de los caudalosos ríos amazónicos se enfrenta a una gran resistencia y escepticismo por parte de los principales y más experimentados fabricantes de sistemas flotantes.

La tercera opción para la generación fotovoltaica es la solución distribuida en tejados, tan común en las zonas urbanas, con más de 2 millones de instalaciones en funcionamiento en el sistema brasileño de distribución interconectada de energía. Los análisis realizados por el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales de Brasil (INPE) muestran que el número de tejados existentes en estas comunidades aisladas puede garantizar un alto porcentaje de servicio para estos sistemas aislados. La opción también presenta importantes aspectos sociales, ya que para la integración fotovoltaica en un gran número de sistemas se necesitaría una mano de obra local considerablemente grande para la instalación y el mantenimiento posterior.

La vivienda residencial típica de estas comunidades de bajos ingresos utiliza tejas de fibrocemento de bajo coste, montadas sobre frágiles estructuras de madera que no pueden soportar la carga adicional de 20-25 kg/m2 impuesta por el módulo fotovoltaico típico + la estructura de aluminio utilizada en la fotovoltaica sobre tejado. Para permitir la integración fotovoltaica sobre tejado en estas condiciones, uno de los mayores fabricantes de tejas de fibrocemento de Brasil ha desarrollado tejas fotovoltaicas de fibrocemento, que se encuentran en la fase final de pruebas de resistencia y fiabilidad en el Laboratorio de Energía Solar de la Universidad Federal de Santa Catarina. El peso adicional de las bandas de células solares cortadas 1/6 en la teja final es insignificante, y la sustitución de varias de estas tejas fotovoltaicas en tejados existentes es sencilla. Los costes previstos son inferiores a los de un sistema fotovoltaico tradicional sobre tejado, pero es necesario ampliar la escala para acceder a células fotovoltaicas a costes competitivos.

En esta evaluación de escenarios para una transición energética sostenible y resiliente en sistemas aislados de la Amazonia, una parte de los generadores fotovoltaicos debería instalarse de forma centralizada para garantizar un sistema central de alto rendimiento, disponibilidad y fiabilidad sin talar más zonas forestales, mientras que otra parte significativa de los generadores debería instalarse distribuida en tejados y en sistemas agrivoltaicos.

Autores: Prof. Andrew Blakers /ANU) & Prof. Ricardo Rüther (UFSC).

Andrew.blakers@anu.edu.au y rruther@gmail.com

ISES, la Sociedad Internacional de Energía Solar, es una ONG acreditada por la ONU fundada en 1954 que trabaja por un mundo con un 100% de energía renovable para todos, utilizada de forma eficiente y prudente.