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Contexto - La energía solar se ha abaratado considerablemente en los últimos años, y la capacidad instalada ha experimentado un importante crecimiento en el mismo período.
¿Qué aspectos deben mejorarse para reducir aún más los costes y desplegar la tecnología a mayor escala?
Este es un resumen fiel del informe publicado en 2015 por MIT Energy Initiative (MITEI): "
La energía solar se ha abaratado considerablemente en los últimos años, y la capacidad instalada ha experimentado un importante crecimiento en el mismo período. Según la Iniciativa de Energía del MIT (MITEI, por sus siglas en inglés), se trata de una de las pocas tecnologías energéticas de baja emisión de carbono con potencial para llegar a utilizarse a muy gran escala.
¿Qué aspectos deben mejorarse para reducir aún más los costes con el objetivo de difundir la tecnología lo suficiente para hacer frente al problema del cambio climático?
El informe se centra en tres retos específicos de la generación de energía solar:
En concreto examina las siguientes medidas: reducir el coste de las instalaciones solares existentes, garantizar la disponibilidad de tecnologías que permitan una gran expansión a bajo coste y facilitar la integración de la energía solar en los sistemas eléctricos existentes.
¿Cuál es la situación actual y futura de los sistemas de células fotovoltaicas?
Los paneles fotovoltaicos (FV) con obleas de silicio cristalino (c-Si) representan alrededor del 90 % de la capacidad fotovoltaica instalada en EE. UU.: más de 18.000 MW.
Con una disminución de los precios oficiales del 50-70 %, la tecnología FV ha alcanzado la madurez necesaria y está respaldada por una industria mundial en rápido crecimiento con la capacidad y la motivación para tratar de seguir mejorando tanto los precios como el rendimiento.
Sin embargo, las actuales tecnologías basadas en el silicio cristalino tienen limitaciones técnicas inherentes, y los demás componentes de un sistema fotovoltaico, aparte de los propios paneles, representan alrededor del 65 % del precio de las instalaciones FV con fines comerciales. Por tanto, la investigación debe centrarse en el desarrollo de tecnologías innovadoras que permitan reducir estos costes y no en la reducción a corto plazo del precio del silicio cristalino.
Las tecnologías de capa fina son prometedoras, pero presentan limitaciones en cuanto a su eficiencia, estabilidad y producibilidad. Por otra parte, utilizan elementos relativamente poco comunes en la corteza terrestre, como telururos, galio o indio, lo que limita el despliegue a gran escala de este tipo de sistemas.
La otra gran tecnología solar es la energía solar de concentración (ESC) o generación termosolar, que se utiliza para obtener agua caliente. Dado que precisa de luz solar directa, se ve más afectada por las nubes, la bruma y el polvo que los sistemas fotovoltaicos y, por consiguiente, solo es apta para determinadas regiones. La generación de ESC con fines comerciales es aproximadamente un 25 % más cara que la producción de energía fotovoltaica, incluso en regiones con fuerte radiación solar directa, como el sur de California, y desde luego aún no puede competir con la producción convencional de energía a partir de gas.
Por tanto, la investigación debe centrarse en la búsqueda de nuevos materiales y diseños de sistemas y en el desarrollo de un programa para la realización de pruebas en plantas piloto.
El coste estimado por vatio pico de los sistemas fotovoltaicos residenciales instalados sigue siendo aproximadamente un 80 % superior al de las plantas a escala comercial. Sin asignar un precio a las emisiones de CO2 y sin subvenciones federales, actualmente el coste de la electricidad fotovoltaica comercial es mayor que el de las centrales de ciclo combinado de gas natural en la mayoría de regiones de EE. UU.
Los picos de carga neta pueden reducirse combinando la generación de energía solar con la producción hidroeléctrica, la acumulación por bombeo, otras formas de almacenamiento de energía disponibles y técnicas de gestión de la demanda que constituyen un objetivo atractivo para la inversión federal en I+D.
Para que las nuevas inversiones sean rentables se debe seguir reduciendo el precio de los sistemas fotovoltaicos, y los estudios destinados al desarrollo de tecnologías de almacenamiento de energía ampliables y económicas son una parte fundamental de la estrategia de reducción de costes para el despliegue de sistemas FV a gran escala previsto en muchos escenarios de bajas emisiones de CO2.
Es necesario desarrollar un sistema de precios que tenga en cuenta los costes de la red de distribución vinculándolos a sus causas y que se considere por lo general justo. De hecho, esta transferencia de costes ya ha provocado conflictos políticos en algunas ciudades y estados.
Las subvenciones federales, estatales y locales para las tecnologías solares aprovecharían mucho mejor el dinero de los contribuyentes si alentaran la generación en lugar de la inversión.
La reforma de algunas de las subvenciones aprobadas por los gobiernos estatales y locales también podría ayudar a sacar mayor provecho de los recursos destinados a la promoción de la energía solar.
Este cambio permitiría corregir las ineficiencias del actual programa federal de EE. UU., en virtud del cual se conceden mayores subvenciones a los kWh generados por un sistema FV residencial que a los generados por una planta cercana con fines comerciales. Si el Congreso restaura las ayudas a la inversión, debería sustituir los créditos fiscales por subvenciones directas, que son más transparentes y eficaces.
La fuerte caída de las subvenciones federales prevista a partir de 2016 podría suponer un problema, pero recortar de forma drástica el apoyo federal al despliegue de tecnologías solares no sería prudente.
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