Respuesta de Pedro Prieto sobre la fotovoltaica (II)

(Respuesta a los comentarios originales de Pedro Prieto)

El pasado 22 de diciembre de 2014 se publicó en el periódico La Marea un artículo titulado “Siete gráficos para ponerse al día en fotovoltaica” http://www.lamarea.com/2014/12/22/siete-graficos-para-ponerse-al-dia-en-fotovoltaica/, firmado por la Sra. Marta Victoria y el Sr. Rodrigo Moretón, como miembros del Observatorio Crítico de la Energía. Además, firmaban como colaboradores con el Círculo de Economía, Energía y Ecología de Podemos.

Este artículo fue enlazado por Juan Carlos Barba, una vez recibido el permiso de los autores, en la web del llamado Colectivo Burbuja y en la sección de energía, que habitualmente visito y en la que a veces hago algún comentario.

En este caso, como en muchos otros, me sentí obligado a comentar algunas cosas, algo que hice de manera informal. Juan Carlos me pidió permiso para publicarlo en el Colectivo Burbuja, también como contrapunto al artículo antes mencionado. Algo que concedí, como tengo por costumbre y se terminó publicando al final de dicho artículo.

Esto dio lugar el 24 de diciembre de 2014 a una respuesta de Victoria y Moretón, titulada “Respuestas a los comentarios de Pedro Prieto sobre la fotovoltaica”.

Empezaré por pedir disculpas a la Sra. Marta victoria y al Sr. Rodrigo Moretón si se han visto afectados por mis críticas, hechas en un contexto informal, como es el de un blog de Internet y que ellos consideraron eran irrespetuosas.

Si existe alguna justificación al asunto, se debe seguramente a mi cansancio generalizado por la inagotable lista de artículos de apología a la energía solar fotovoltaica, que generalmente aportan sólo los pros y ocultan generalmente los contras de este tipo de tecnología. El propio contenido del artículo y los gráficos incluidos, creo que son un ejemplo más dónde abunda lo primero y escasea o no existe lo segundo.

Entiendo que empresas fotovoltaicas escriban o publiquen ensalzando muy principalmente las ventajas de sus productos o sistemas y oculten o minimicen los problemas o los inconvenientes de las mismas para según que utilidades. Esto es una actitud habitual de los departamentos de marketing o comerciales. Sin embargo, cuando se desea tratar un problema desde una perspectiva científica o incluso como una posible solución técnica a algún problema socioeconómico o como respuesta política a una situación de necesidad social, parece que es más conveniente hacer análisis en ambos sentidos y creo que de eso es de lo que adolecía el documento inicial. Ahora sí, desde Colectivo Burbuja están tratadas ambas perspectivas.

Pero vayamos a los argumentos y evitemos las descalificaciones, aclarando que no tengo discursos habituales sobre la energía solar fotovoltaica o sobre ninguna otra, porque llevo más de una década trabajando y analizando esta energía desde todos los ángulos, incluido el de los que las apoyan, las calculan, las instalan, las operan y las disfrutan y sufren, pero sin haber podido concluir, ni dar por hecho hasta ahora, que las modernas energías renovables (principalmente eólica y solar en sus dos variantes más conocidas), van a ser la salvación de la sociedad mundial actual en cuanto a disponibilidad de energía, como sí parece que dan por sentado muchos grupos ecologistas.

1. No he atribuido a los autores que la reducción del precio de los paneles se deba a un aumento exponencial de la eficiencia. Apenas he indicado que colocar como primer gráfico del artículo la caída del precio del Wp del panel desde 1980 es un argumento recurrente de los defensores de los sistemas fotovoltaicos, del que no hace falta mucho más para inferir que a este paso, será pronto algo tan barato que se podrá instalar en cualquier hogar. Un argumento similar al que utilizaba inicialmente la energía nuclear (“too cheap to meter” decían que iba a resultar). Esta suposición, si quieren inferida, casa muy mal con la realidad del mundo actual, a finales de 2014, y no sólo de la malhadada España. La energía solar fotovoltaica, más de 100 años después de haberse descubierto el efecto fotovoltaico y al menos 60 años desde las primeras comercializaciones de paneles, sigue ocupando una porción minúscula de la generación eléctrica mundial (el 0,05% del total de la electricidad mundial y mucho menos, unas tres veces, del total de la energía primaria mundial).

Si el argumento que se emplea para desterrar la falacia de que “la energía fotovoltaica es tan cara que no nos la podemos permitir” es el argumento de la caída de los precios de los módulos en estos últimos años, entramos en argumentaciones económicas y nos salimos de argumentaciones científicas, algo que también empieza a ser cada vez lamentablemente más frecuente en las publicaciones científicas, incluidas las que tratan sobre energía solar fotovoltaica. Pero si además, esa argumentación económica es que los 0.6€/Wp (yo los he conseguido incluso a 0,5 €/Wp y de calidad en 2014), ya los hacen asequibles, o que ese precio permite que hayan alcanzado la famosa “paridad de red”, como contra-argumentación económica, que no científica, habrá que poner en cuestión el valor del logro, porque por ninguna parte se ven progresos espectaculares como para confirmarlo. Y vuelvo a repetir que incluso excluyendo la desgraciada política energética de nuestro país (algo en lo que parece que concuerdo totalmente con los autores), sino en el contexto mundial, que es el que importa, donde prevalecen todo tipo de políticas económicas y fiscales o de ayudas y subvenciones y no existen trabas para este tipo de instalaciones.

Ayudas y subvenciones que, por otra parte, si se hubiese alcanzado realmente la “paridad de red” no serían necesarias para ver un fulminante despegue en todos los países del mundo.

Por ofrecer datos concretos, en 2013 las instalaciones fotovoltaicas supusieron menos de 40 GW de potencia instalada, mientras que el sector eléctrico mundial vio un incremento de instalaciones, a pesar de la crisis económica y financiera mundial de más de un lustro, de 5950 GW (WEO 2104 de la AIE. Página 201), con lo que el porcentaje de potencia instalada fue del 0,06%. Si la “paridad de red” sirve para esto, realmente, sirve para poco; o es que quizá no se ha alcanzado todavía en realidad. O, como me temo, que hay algo más que no se está teniendo en cuenta y no sólo es la laxitud y estulticia del gobierno español en política energética.

Por otro lado, si estos precios han hecho asequible a la energía solar FV habrá que ver a quienes. A finales de 2013, apenas una decena de países occidentales o desarrollados con muchos recursos económicos y financieros, además de tecnológicos, de los cerca de 200 países de los que se compone nuestro mundo, copaban el 80% de los de las instalaciones fotovoltaicas y dos países emergentes, China e India, con maquilas fotovoltaicas, se llevaban el 15% de los 140 GW fotovoltaicos instalados en todo el mundo, desde el principio de los tiempos. El resto, es un erial fotovoltaico, que dice muy poco de que se haya alcanzado la paridad de red para la inmensa mayoría de la población del planeta.

Esto son datos actualizados y este es el debate riguroso que espero poder alcanzar con mis interlocutores. Espero un debate fructífero de por qué esto sigue sin despegar, más de 60 años después de haberse empezado a comercializar los módulos fotovoltaicos. Y aunque es ampliamente conocida mi crítica al gobierno español actual (y al anterior y al anterior del anterior) en materia de energías renovables, confío en que se entienda que esta situación de atasco en el despliegue que sería mínimamente necesario, trasciende de la inepcia de nuestros gobernantes nacionales.

Y si quieren que seamos serios en la discusión, ya sabía, desde hace bastante años que el panel fotovoltaico plano suele utilizar silicio y que este material es muy abundante en la corteza terrestre, pero no se si mis interlocutores han entendido o aceptado que en mis cálculos sobre los costes energéticos de un sistema fotovoltaico con sus fronteras de cálculo ligeramente extendidas sobre los cálculos convencionales, indica que el coste del módulo (no sólo del silicio, sino del vidrio, el aluminio, la caja de conexiones, el inversor y hasta la estructura de soporte y orientación), representa apenas un tercio del coste energético total del sistema completo.

Es incierto hasta que punto los costes de las materias primas vayan a subir o bajar y cómo, pero me alegro de que los autores entiendan que existen límites del aumento de la eficiencia y que sin embargo, no sólo el silicio cuenta, sino la energía para fundirlo y purificarlo con varios nueves de decimales de pureza. Que cuenta el cobre que llevan los paneles dentro y el que llevan los cables que los conectan a los inversores, de ahí a los transformadores y de ahí a la red (y ese sí está subiendo y empezando a escasear y cómo), que sube el precio del aluminio y el de las infraestructuras en las que se tienen que apoyar los sistemas fotovoltaicos y que son conditio sine qua non para que estos sistemas puedan funcionar durante los 25 años que se les supone de vida útil. Y sobre todo, que si sube el precio de la energía fósil y estos sistemas están fuertemente apuntalados en ese consumo, sus precios también van a subir; más cuanto más apuntalados estén en la energía fósil.

Esto nos lleva a otra diferencia de criterio sustancial y me toca a mi lamentar la falta de respeto de mis interlocutores, cuando califican de “falacia” que los sistemas fotovoltaicos tengan una tasa de retorno energético baja o muy baja. Y para desmontar esto “rápidamente”, se despachan con un par de citas de autores (Alsema, Fthenakis et al y Perpiñán, Lorenzo et al) que opinan lo contrario.

Mis interlocutores concluyen de esta forma que el panel fotovoltaico recupera la energía que se supone embebida o embutida en él, en apenas 5 años y que el panel dura 30 años. Se quedaron cortos. Hay muchísimos más estudios mucho más favorables que estos, donde se concluye que incluso los sistemas fotovoltaicos (no el panel per se) tienen fabulosos tiempos de recuperación de la energía invertida en ellos, en algunos casos de menos de un año (Raugei, Kim, Jacobson, etc., etc.) Hay de todo como en botica.

Pero sin duda, no han leído, podido o querido leer las conclusiones del libro que he conseguido publicar en los EE. UU. titulado “Spain’s Photovoltaic Revolution: The Energy Return on Investment” (Springer, 2013), en coautoría con el profesor Charles A. S. Hall, donde analizamos la Tasa de Retorno Energético (TRE) de los sistemas fotovoltaicos de España entre 2009 y 2011 de casi 4 GW de potencia instalada.

No me consta que ni uno de los muchos autores de alto nivel arriba mencionados, haya realizado una prospección de este nivel sobre instalaciones funcionando en el mundo real, en el país más insolado de Europa y durante tanto tiempo.

En este trabajo llegamos a la conclusión de que el promedio de los 4 GW analizados en España durante tres ciclos anuales consecutivos completos (2009 a 2011), en la vida real, en todas las latitudes y climas, con todos los sistemas fotovoltaicos que el ingenio humano ha decidido libremente montar (en un mercado libérrimo para comprar e instalar) tenían una TRE de 2-3:1.

Este resultado fue sorprendente incluso para nosotros, porque además dejamos de lado un par de factores claves muy importantes y de alto contenido energético como son la fuerza de trabajo, que solo se analizó parcialmente para evitar duplicaciones y también se dejó fuera el coste financiero (que aunque muchos no lo crean, tiene un coste energético asociado importante). De haberlos incluido, seguramente la TRE hubiese estado en el entorno de 1:1

Este resultado ha pasado por filtros varios y variados intercambios con muchos de los autores citados, algunos con muchas más referencias académicas que un simple servidor (no que del profesor Charles A. S. Hall, que es considerado el padre del concepto moderno y desarrollado de la TRE, o en inglés más conocida como EROI o ERoEI). En ningún caso, sin embargo, se nos ha tratado de falaces ni nosotros hemos tratado de falaces a tan eximios profesores. Sí provocó sorpresas por la nueva metodología empleada y el campo de experimentación tan amplio y largo en la potencia instalada y en el tiempo, al contrario que la mayoría de los análisis hechos hasta la fecha, que analizaban TREs o tiempos de retorno energético de la energía embutida en el sistema (Energy PayBack Time –EPBT- por sus siglas en inglés), con plantas individuales, en lugares generalmente de muy favorable insolación y bajo condiciones controladas de laboratorio.

Este debate se ha quedado en un punto en el que por parte de Hall y Prieto se admite (incluso en el libro) que la TRE del sistema FV es de aproximadamente 7:1 (esto da un tiempo de recuperación de la energía invertida en ello de entre 3 y 4 años para 25 años de vida útil o de 4-5 años si la vida útil es de 30 años), pero que si se incluyen otros factores que dichos autores no habían considerado, pero terminaron entendiendo (creemos) que eran conditio sine qua non, para que los sistemas FV funcionasen, la TRE o EROI bajaba a aproximadamente un tercio de ese valor.

En ningún momento de nuestros intercambios se cuestionó ni el monto ni el concepto de estos costes energéticos. Simplemente es que estos especialistas no los habían considerado en sus análisis, ni figuraban, como se puede ver en sus múltiples documentos publicados. Se trataba de metodologías diferentes, como diferente era la consideración de los 30 años de vida útil de estos sistemas, que nosotros consideramos 25. La razón para ello, es que no encontramos un solo fabricante de más de 30 que garantizase más de 25 años la potencia de generación del panel con su degradación habitual (y ninguno que garantizase más de 10 años el equipo) y nos parecía fuera de lugar ser más papistas que el Papa, aunque Fthenakis hubiese conseguido imponer esta su metodología en la Agencia Internacional de la Energía.

Baste decir, a propósito de este debate abierto, en el que participaron decenas de investigadores y expertos, que el editor de una prestigiosa revista internacional sobre energía, que spuervisó los intercambios de información, llegó a concluir que si la metodología de la AIE no había considerado los costes energéticos del tipo de los considerados por Prieto y Hall, sería muy conveniente que la AIE cambiase su metodología.

El que este año se hayan instalado en España prácticamente tantos MW como se han desmontado (del orden de 40 MW), indica que los 30 años de ciclo de vida útil eran ciertamente optimistas por las razones que sean. Y por tanto, que ese factor de duración estimada de los paneles generando ininterrumpidamente durante 30 años está obviamente sobrevalorada cuando se enfrenta al mundo real. Y la falta de respuesta de los fabricantes, la mayoría de ellos quebrados o desaparecidos a los pocos años de haber vendido los módulos, es otro indicio siniestro al respecto. El tiempo nos está dando la razón cuando los sistemas se instalan en el mundo real y éste los somete a prueba, fuera de laboratorio y condiciones controladas, por los que tienen un interés específico en obtener un resultado concreto y apriorístico.

Por resumir, los costes energéticos que calculamos de forma conservadora eran accesos, cimientos canalizaciones o vallas perimetrales de plantas FV, líneas de evacuación y derechos de paso (esto es vital en tejados comunitarios), costes de O&M, lavados y limpiezas de módulos, autoconsumos seguridad y vigilancia, transporte (desde el transporte local, hasta el transporte desde China, ahora mucho más generalizado), obsolescencia de equipos de fabricación y otros sin amortizar, seguros, ferias, exhibiciones, promociones, viajes, etc. gastos de administración, tasas y impuestos municipales, coste del alquiler o adquisición del terreno, mano de obra indirecta o circunstancial (no la directa), coste del agente representante, robo de equipos y vandalismo, comunicaciones, control remoto y gestión, costes de inscripción, registro, avales y demás, reestructuración de las redes eléctricas, módulos averiados y defectuosos, costes asociados de otros sistemas de estabilización (hidro o ciclos combinados) o actos de fuerza mayor. Dejamos fuera un capítulo importante que habría degradado todavía de forma más considerable la TRE, cual es el de la energía asociada al coste de la inyección de energías intermitentes en red, como bombeos inversos y otros sistemas de almacenamiento masivo de energía, porque aunque es de extrema importancia para poder disponer de una red estable, tiene mucha controversia entre los expertos a la hora de definir en cada red su coste de implantación.

Para ilustrar esta diferencia de criterios, nada mejor que utilizar las gráficas siguientes:

Figura1

La figura 1 representa el ciclo de vida clásico, según, por ejemplo Cutler Cleveland (por cierto, discípulo de Hall)

Figura2

La figura 2 representa en la parte izquierda lo que los analistas de costes energéticos de sistemas fotovoltaicos generalmente ignoran y es el coste energético preexistente, que generalmente ha aportado a nuestra moderna sociedad fundamentalmente la energía fósil.

2. Respecto de los porcentajes de generación de electricidad, nadie ha despreciado los esfuerzos de España, Alemania, Italia o Grecia por intentar instalar sistemas fotovoltaicos. Simplemente los ha puesto en contexto, con respecto al mundo en general, con respecto al consumo o demanda de energía eléctrica y por supuesto, con respecto al consumo y demanda de energía primaria que es mucho mayor que la demanda eléctrica y no fácilmente sustituible por ella.

Que un sistema de generación de energía, como es el fotovoltaico, tenga una TRE alta o baja es de enorme importancia para determinar su viabilidad social. Aún siendo difícil aprehender dicha TRE en cada sistema, dada la gran complejidad de nuestro entramado social y la cantidad de factores entrelazados e interconectados que influyen unos a otros y muchas veces los determinan, saber si una TRE es alta o baja decide considerablemente a la hora de decidir si su implantación masiva tendrá sentido o si incluso será posible. O si el esfuerzo de implantarla llevará aparejado unos esfuerzos energéticos que hagan inviable su despliegue masivo como fuente general de energía.

A veces, da la sensación de que este aspecto es olímpicamente ignorado por muchos, que se centran exclusivamente en el coste económico específico de una parte de un sistema energético y no en la energía que hay que gastar por adelantado para ponerlo en marcha.

En este sentido, Charles Hall ha descrito en numerosas ocasiones lo que considera sería una fuente necesaria y viable para cada tipo o estadio de civilización. Otros autores han hecho cosas similares (Lambert & Lambert, 2012 y otros).

Me limitaré aquí a representar la pirámide energética de Lambert & Lambert de forma más o menos invertida, con ejemplos sencillos de lo que implica cada estadio civilizatorio en términos de exigencias mínimas de TRE.

Figura3

Figura 3. Niveles aproximados de Tasas de Retorno Energético de fuentes de energía para mantener distintos tipos de civilizaciones.

Es decir, lo que se desprende de este enfoque es que una civilización en un estadio con TRE de 3 a 6 podría vivir perfectamente en ese nivel de consumo energético, pero no dispondría de la complejidad técnica o tecnológica para producir sistemas complejos como el fotovoltaico. Por el contrario, la sociedad que sí puede fabricarlos, necesita en su complejidad disponer de una fuente energética de una TRE que la fotovoltaica precisamente no le puede ofrecer, por mucha mejora tecnológica de la oblea o del módulo FV que se pueda dar. Esta es la paradoja que puede estar detrás de este frenazo en las instalaciones mundiales, mucho antes de que siquiera hayan alcanzado un estatus de reemplazo serio de las energías fósiles.

En cuanto a la aseveración de Vitoria y Moretón de que

Además, no es cierto que la instalación de potencia fotovoltaica se haya detenido en todo el mundo. Esto ocurre en España porque la inseguridad jurídica detiene la instalación de grandes plantas fotovoltaicas que entran a mercado y la existencia de un borrador de autoconsumo injusto y abusivo evita la implementación de instalaciones domésticas que ya son competitivas.

Permítaseme volver a disentir. En primer lugar, porque no he dicho que la instalación de sistemas fotovoltaicos se haya detenido en todo el mundo, sino que o se ha detenido (como virtualmente ha sucedido en España) o bien que ha caído de forma espectacular en los incrementos de potencia instalada, cuando apenas tiene o han alcanzando entre un 3 y un 6-7% de sus consumos eléctricos respectivos.

No voy a romper no ya una lanza, sino ni siquiera un palillo, en favor de las actuaciones lamentables del gobierno español en política de energías renovables

Pero como una imagen vale más que mil palabras, permítaseme utilizar ahora los gráficos de la European Photovoltaic Industry Association (EPIA) para ver el frenazo que la fotovoltaica ha tenido en los principales adalides mundiales. Otra forma de ver la figura 2 del artículo de mis interlocutores.

Figura4

Figura 4. Fuente: EPIA. GLOBAL MARKET OUTLOOK FOR PHOTOVOLTAICS 2014-2018 página 21

Si se analiza sin pasión el gráfico de la propia industria y la evolución de potencia instalada en Europa, resulta evidente que España, esa prometedora franja amarilla de 2007 a 2011, ha desaparecido de mapa. No tengo ningún inconveniente en que se le achaque al gobierno español todo tipo de deficiencias o inseguridades jurídicas sobrevenidas sobre estos sistemas, pero negar que Alemania e Italia, los dos grandes puntales europeos han sufrido un frenazo, si no una caída de proporciones desastrosas, es negar la realidad y no querer entender que debe haber algo más que una perversidad del gobierno de Rajoy en este asunto.

Y si vamos al panorama mundial, podemos observar anomalías importantes en el perfil de crecimiento exponencial de la potencia instalada, que tanto entusiasma a muchos apologistas poco reflexivos sobre el potencial de la energía fotovoltaica.

Figura5

Figura 5. Fuente: EPIA. GLOBAL MARKET OUTLOOK FOR PHOTOVOLTAICS 2014-2018 página 18

En efecto, la cuasi perfecta curva de crecimiento exponencial de la potencia instalada, que Vitoria y Moretón destacaban en su artículo, se ve en esta otra gráfica de la propia industria del sector, que ha sufrido un frenazo de considerables proporciones, entre el 2011 y la actualidad, principalmente por la caída de Alemania e Italia.

Achacar esto a los desvaríos del gobierno español en materia energética, me parece que es sencillamente echar balones fuera y no querer entrar a analizar posibles causas estructurales más profundas en todo el mundo. El gráfico de la figura 5 muestra claramente que los poderosos EE. UU. apenas han influido en nada, por mucho que Vitoria y Moretón se sigan agarrando al GW que llevan instalando los EE. UU. los tres últimos trimestres. Poner 4 GW al año no es prácticamente nada serio cuando desde 2011 se instalan 40 GW en el mundo y siguen siendo absolutamente insuficientes como alternativa o esperanza energética de recambio.

3. En realidad, el tirón que ha evitado el desplome mundial se debe a lo que se “han comido” o más bien se han “tenido que comer” en forma de paneles manufacturados los fabricantes asiáticos, justo cuando habían completado su conocida estrategia de reducir las fábricas europeas a cenizas compitiendo con salarios y condiciones ambientales de miseria para ganar cuota de mercado o más bien para absorberla casi toda ella, como han ido haciendo con otros sectores industriales. Ello, justo en el momento en que sus esperanzas de colocar su producción a los occidentales se han difuminado.

Estos son los argumentos de rigor que deben exponer los que realmente desean democratizar la energía y no el recurrir sistemáticamente a buscar el chivo expiatorio mundial en los despropósitos innegables del gobierno español y seguir ignorando que hay otros importantes factores ignorados u ocultos que están haciendo naufragar el desarrollo de la energía solar fotovoltaica al nivel que sería teóricamente deseable. Uno de ellos, precisamente, puede ser que tiene una TRE tan baja que implicaría una pérdida neta de energía o cuando menos, un aporte gigantesco de energía anticipada (que además debería ser en su mayoría de energía fósil) si la sociedad mundial se volcase en su instalación masiva, para poner en marcha dispositivos que no son RENOVABLES, sino sistemas no renovables capaces de captar temporalmente parte de los flujos renovables del medio. Y si esto es a un coste energético (insisto, no necesariamente económico, pero quizá también) enorme, pues sencillamente terminan no instalándose.

Seguir insistiendo en que “la realidad” es que para la fabricación de la mayor parte de los paneles fotovoltaicos (de Silicio) no se utilizan tierras raras, no contribuye a la seriedad exigible al debate, cuando es básico que la gente entienda que el silicio en sí no es un material que permita el efecto fotovoltaico. Para ello, hay que recurrir a inyectar en la oblea partes del llamado dopante, que puede ser de algunos elementos, aunque casi todos ellos provenientes de tierras raras, como el fósforo, boro, arsénico, indio, talio o antimonio y dotar así a las uniones de ese deseado efecto.

4. Siguen Vitoria y Moretón insistiendo en que las células multiunión son algo más que una curiosidad y para abundar en su tesis, largan tres enlaces, para augurar que se fabrican y se venden con eficiencias de conversión de energía solar incidente a eléctrica saliente centradas en el 42%. Pero no ofrecen ni un dato sobre cuántos GW o al menos MW de este tipo de células se han vendido en los 140 GW instalados por todo el mundo.

Después, Vitoria y Moretón recurren a admitir de forma indirecta que estas células sólo se utilizan en sistemas de alta concentración, porque así reducen el tamaño de la célula con la utilización de una óptica más barata. Y como ejemplo devastador, recurren a la empresa Soitec que “está instalando” en EE. UU. unos 300 MW (¡un verdadero ratón fluorescente en los 40 GW que se instalan anualmente y los cerca de 6.000 GW de nueva potencia eléctrica instalada anualmente de todo tipo!) Es una forma curiosa de darme la razón quitándomela. Lo peor es que cuando falta el argumento del dato, se recurre al argumento de que sólo es futuro nos dirá si esto podrá ver la luz (a través que algo más que una lupa)

Esto es muy poco serio. Lo que se había instalado en España en alta concentración en 2011, según fuentes del propio sector: el 0,6% de los aproximadamente 4 GW de potencia instalada. Y efectivamente, España tiene un sector de investigación en alta concentración de los mejores del mundo. Es la sede de ISFOC en Ciudad Real, dónde un grupo de muy buenos científicos investigan desde hace años con más de diez diferentes sistemas de alta concentración, eso si, con tan magros resultados como envidiable empeño. España tenía además dos de los mejores fabricantes de sistemas de alta concentración del mundo, Guascor Solar, con tecnología de la estadounidense Amonix y sistemas de concentración a 400 y 600 soles e Isofotón, con un sistema de alta concentración a 1.000 soles. Supongo que no hace falta que les detalle a mis interlocutores en qué situación se encuentran estos sistemas y por favor, espero que no volvamos a utilizar al ínclito ministro Soria como chivo expiatorio de estos intentos tan loables como fallidos.

Por cierto, dos de los más grandes expertos antes citado, H. C. Kim y Vasilis Fthenakis de la Universidad de Columbia, hicieron un detallado estudio del EPBT[1] o tiempo de recuperación de la energía invertida en el sistema de alta concentración de Amonix con resultados de los que supongo que ocho años después no se deben sentir muy orgullosos. Para un supuesto de 30 años de operación y determinadas características asignadas de irradiancia y demás, el retorno de la energía utilizada en el sistema era…¡inferior a un año!

Los argumentos de Kim y Fthenakis eran muy similares a los empleados hoy por Vitoria y Moretón, en cuanto a la alta eficiencia de las células, menores recursos de agua, menor impacto ambiental y mejor comportamiento que los módulos convencionales planos de base de silicio.

Hacia 2011 tuve algún intercambio con este profesor, que insistió en sus cifras, hasta que le conté como estaba viendo el funcionamiento real de estos sistemas tan avanzados en España y las dificultades obvias de mantener un sistema de seguimiento a dos ejes de la precisión que exigen estos dispositivos con lentes sobre célula para no desenfocarse, los problemas con las vibraciones, el viento, la luz difusa y muchos otros. Ahí acabó la discusión. Hoy la práctica totalidad de estos intentos languidece en ese laboratorio de Ciudad Real, que se ve según se pasa con el AVE camino de Andalucía.

Sería muy de agradecer desde el punto de vista científico, que en vez de fiar todo a la investigación de futuro, dijesen la cantidad de MW instalados y operativos en todo el mundo. Decir que son “tres órdenes de magnitud menor que los paneles convencionales”, es una forma ciertamente curiosa de utilizar las milésimas para tan prometedores sistemas.

Los sistemas FV de alta concentración que se han desmontado por ineficientes y por mal funcionamiento, desmintiendo de forma rotunda la constante de los 30 años de funcionamiento, que dan unas TREs o unos retornos de energía invertida en el sistema (función inversa de la TRE) tan espectaculares como resbaladizos, si la mayoría de ellos no llegan a funcionar nunca o funcionan durante menos de una década y luego se desmontan por quiebra del fabricante y falta del complejo mantenimiento requerido.

Ahora veo que este tipo de cosas vuelve sobre mi mesa años después, con ímpetu renovado. En fin.

5. El último asunto tratado fue el de la superficie requerida para dotar a una sociedad de electricidad. La novedad del cálculo de Vitoria y Moretón está en que lo hicieron para España ( 53*53 Km de cuadrado) y para los tejados españoles, en vez del socorrido cuadrado que tantos han pintado o copiado y repetido hasta la saciedad del cuadrado que supondría cubrir toda la demanda eléctrica mundial en el vacío e inútil desierto del Sahara.

Aducen que el motivo era contrarrestar la “falacia” (¡de nuevo la palabra!) de que la superficie requerida lo haría inviable.

Esto de 53*53= 2.809 Km2 puede parecer poco o mucho, según se mire. A ellos no les parece patético. A mi, si. Que haya luego que tirar esto a los 25 años y volver a poner nuevos paneles me resulta dramático, poco realista y desde luego, nada renovable.

Vitoria y Moretón me exigen rigor en cuanto a la credibilidad de la vida útil de los módulos fotovoltaicos en 25 ó incluso 30 años. No se cuántos contratos habrán firmado con fabricantes y cuántas especificaciones habrán estudiado para hacer parques fotovoltaicos en España y por el mundo. Yo tengo unos cuantos a las espaldas y unos 30 años como responsable comercial de empresas de telecomunicaciones, que entre otras cosas, instalan módulos fotovoltaicos desde en satélites, hasta en repetidores de microondas en lugares inaccesibles con muy buen resultado.

Efectivamente, todos los fabricantes ofrecen 25 años de garantía de potencia con un cierto decaimiento que cifran adecuadamente en un 20% en los 25 años considerados o garantizados. Bien. Esa es la garantía de potencia. Pero también se firma en los contratos una garantía de material. Esta garantía la ofrecen algunos fabricantes como máximo en 10 años. Ahora la mayoría lo ha recortado a 5 años. ¿Y cual es la diferencia? Yo he preguntado decenas de veces a fabricantes qué sucede con la garantía de potencia a 25 años, si un módulo fotovoltaico se avería en el año 6, si la garantía de material es de 5 años o en el año 11 si es de la garantía de material es de 10 años. La respuesta invariable resultaba ser: tiene usted que comprar un módulo nuevo, porque nosotros, como fabricantes, le aseguramos la potencia nominal, menos la degradación especificada “si el módulo no se avería durante la vida útil”, pero si se avería más allá de la garantía de material, tiene usted que comprar otro.

Si a esto se suma es desbarajuste fabril europeo y mundial, en el que una gran parte de las empresas que fabricaban módulos han cerrado sus puertas en la mayoría de los casos al lustro o incluso menos (hay fábricas con los equipos fabriles de última generación envueltos en plásticos y sin abrir o de fabricación de paneles de película delgada sin haber fabricado apenas un solo módulo desde hace años), tenemos completo el panorama, ya que difícilmente estas empresas van a poder honrar sus compromisos.

En el caso de empresas chinas, la cosa es todavía más sangrante, porque incluso aunque sigan existiendo, nunca ponen avales o garantías bancarias que cubran sus desperfectos y fallos de fabricación. Vayan ustedes a reclamar a tribunales chinos. Esto, que parece anecdótico, no lo es en absoluto. Hay litigios en España y en otros países que implican devoluciones de plantas completas por defectos de fabricación. Esto incluye no sólo a fábricas chinas, sino a empresas estadounidenses líderes en película delgada, que han tenido que llevarse de vuelta alguna planta completa por no cumplir especificaciones.

Ciertamente en España tenemos muy buenos científicos. Entre ellos, hay líderes mundiales en valoración de cumplimiento de especificaciones de plantas FV. Uno de estos centros es el Instituto de Energía Solar en la Escuela de Ingenieros de Telecomunicación de la Complutense de Madrid. Más de un profesor y científico ha terminado harto de tener que arbitrar entre fabricantes y promotores, porque las expectativas de las especificaciones técnicas estaban lejos de cumplirse.

Al respecto, para los que no estén en los detalles, existe todo un universo de triquiñuelas sobre el cumplimiento de la potencia nominal y la pico en según qué condiciones. Cuando se llega al juicio, resulta que eran 1.000 W/m2 (850 W/m2 esegún estándar americano que se está generalizando por el abuso de los 1.000 W/m2 requeridos en el anterior europeo) y en absoluta perpendicularidad y con un coeficiente de Air Mass (masa de Aire) de 0,5 y temperatura del panel de 20 ó 25º C; algo que resulta que si se cumple en el desierto de Atacama es que va bien, pero en cuanto hay algo de calima, eso no marcha ni para atrás o si no hay calima y se da esa irradiancia, estamos en los 40º C en panel y entonces no hay forma de sacar la potencia pico o la nominal.

Los estudios científicos en condiciones de laboratorio pueden decir muchas cosas. La realidad en el mundo habla de forma diferente. Y es la que “científicamente” hay que considerar. Si en España hemos tenido casos de vandalismo y robo de paneles, en muchos otros países, hubiesen durado lo que un caramelo a la puerta de un colegio. Si en los desiertos hay una gran irradiancia, resulta que la erosión de las tormentas de arena destroza los paneles mucho antes de lo que dice la teoría, pero el fabricante se lava las manos (en su despacho, donde hay agua). Si se instalan en un ambiente de niebla salina a 200 m. de una costa, la corrosión de las cajas de conexión a los tres años puede ser horrorosa. Si una empresa española con financiación preferente instala aldeas solares en Marruecos y luego no paga las cuotas, el sistema se abandona y las aldeas dejan de funcionar en buena medida y la constante de 25 ó 30 años vuela por los aires porque no hay infraestructura mínima ni capacidad para mantener. Si uno lava lo paneles con agua de una acequia o de un pozo, las sales o los minerales que puedan contener pueden dañar los módulos mucho antes que lo especificado. El fabricante no se hará cargo de esta falta de cuidado en lavar con agua libre de estos contaminantes. La curva de aprendizaje de las pequeñas empresas dedicadas a lavar paneles ha sido fulgurante y aún así insuficiente. Si un pedrisco de consideración destroza un parque y el promotor o dueño reclama al fabricante porque no han aguantado, se puede esperar que el fabricante diga que el pedrisco era de un tamaño de pelota de tenis y que cayó a velocidad superior a la especificada, según las pruebas de laboratorio de su cañón. Si va al seguro para que le cubra los destrozos, se encontrará que el perito del seguro le dirá probablemente que ellos no pagan porque el granizo era minúsculo y debe cubrirlo el fabricante. El juez está esperando todavía las muestras del granizo, ya derretidas hace años, para dictar sentencia. He dedicado cierto tiempo con una universidad alemana a tratar de homologar un detector de granizo que habían desarrollado, capaz de analizar tamaño y velocidad y además número de impactos por metro cuadrado, que quedaban registrados en un sistema lacrado. Salvo algún promotor, ni las compañías de seguros ni los fabricantes mostraron interés.

En fin, si, seamos serios y tengamos cierto rigor, pero no nos creamos todo a pies juntillas. Examinemos con independencia los detalles y el mundo real.

Y para acabar, la instalación sobre tejados debería empezar por considerar cómo es, de nuevo, el mundo real. En mi vida como experto en telecomunicaciones, disponíamos de grandes bases de datos de mapas en 3D de muy alta precisión para la instalación de sistemas urbanos de comunicaciones inalámbricas de alta capacidad, llamados Local Multi Point distribution Systems (LMDS). Estos sistemas de microondas tenían que enlazarse en línea de vista y para ello, sin necesidad de subirse a los tejados, la precisión de los mapas en altura de los tejados de las grandes ciudades era de menos de un metro.

Estoy por tanto, algo acostumbrado a ver tejados de grandes urbes y los sombreados de una gran ciudad en amaneceres y atardeceres, si se quiere recuperar esa energía solar con un cierto grado de inclinación sobre la vertical, es mucho más considerable y compleja de lo que generalmente se piensa. Los edificios se dan sombra unos a otros. Muchos de ellos no soportan instalaciones de cierto peso y habría que sumar al coste de la instalación el de reestructuración del tejado. La gran mayoría de los edificios ya construidos, no tienen los tejados orientados a sur y mucho menos con la inclinación (tilting) adecuada, lo que exige una parafernalia de herrajes para conseguirlo.

Si queremos ser serios, estas cosas deberían tratarse ciertamente con más rigor. Pondré ejemplo de dos bloques de viviendas en los que viví durante años (uno también fue modestamente pobre) en los barrios obreros de Vallecas y de San Cristóbal de los Ángeles, ambos en Madrid, edificios ya con 67 y 58 años de antigüedad respectivamente.

Figura6

Figura 6. Tejado de bloques de viviendas en Vallecas.

Figura7

Figura 7. Tejado de bloques de viviendas en San Cristóbal de los Ángeles

En el primero, el tejado es de teja a dos aguas con tejado de tabiques palomeros, por el que algún amigo de la infancia ya se cayó al último piso hace unas décadas tratando de recoger una pelota de béisbol. Esa es su consistencia. Su orientación está desviada casi 45º del óptimo. En el otro, el tejado es también a dos aguas, pero de asbestos, un material cancerígeno, del que solo un portal ha tenido dinero en estos años para cambiar por tejado de teja. Una de las caídas sí está orientada a sur. El resto de los tejados de los demás portales está que se cae, empezando por el edificio, en semi ruina y con grietas por las paredes. Lo habitan fundamentalmente inmigrantes, con un poder adquisitivo que queda a años luz de la famosa “paridad de red”.

Doy fe de que no hay apenas espacio para instalar inversores y mucho menos trafos. El único hueco es el de la escalera del bajo, que ya está ocupado por carritos de niños.

En España, la propiedad del tejado en bloques de viviendas suele ser de dominio común. En muchos sitios se utiliza para tender ropa, si el tejado es plano. Para cualquier instalación que afecte a la estructura, hay que contar con unanimidad. Si la inversión la hacen unos pocos , están ocupando dominio ajeno y tienen que responsabilizarse (ya no comunitariamente) de los daños al propietario del último piso si acaecen. Y lo primero que desearían estas personas, es tener una vivienda sin grietas, antes que paneles fotovoltaicos sobre sus tejados, sinceramente. Esto es ser riguroso: ponerse a estudiar esto en todas sus vertientes y no teorizar con sencillas extrapolaciones.

Esto con la Sra. Vitoria y el Sr. Moretón en que “el debate es necesario para encontrar soluciones a los retos a los que nos enfrentamos. En particular uno de estos retos es conjugar los límites físicos de nuestro planeta (que se manifiestan entre otros efectos a través del cambio climático) con obtener la energía que consumimos (o el mínimo de energía que necesitaremos consumir para mantener los aspectos que consideremos esenciales en nuestra sociedad)” y me alegro de que sean conscientes de las complejidades a las que nos enfrentamos. Coincido con ellos en queq la principal prioridad es la reducción (añado, DRÁSTICA) del consumo y a ello dedico ahora más tiempo, para intentar ser algo consecuente, que a la energía fotovoltaica o a la eólica, a las que no veo como posibles reemplazos de las energías fósiles, ni en tiempo, ni en forma, ni en funciones y versatilidad. Al respecto sobre los límites de estos sistemas de energías llamados renovables, recomiendo los artículos de los profesores del grupo de Energía, Economía y Dinámica de Sistemas de la Universidad de Valladolid, publicados en Energy Policy. Todo un par de estudios serios y rigurosos sobre los límites de las energías eólica y solar fotovoltaica, hecho de arriba (todo el potencial terrestre) hacia abajo (el realmente utilizable) y no de abajo (un ejemplo concreto de parque eólico o planta fotovoltaica) extrapolando hacia las necesidades humanas actuales, como se suele hacer.

Global wind power potential: Physical and technological limits

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421511004836

Global solar electric potential: A review of their technical and sustainable limits

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032113005807

Son ejemplos palmarios sobre cómo investigadores independientes pueden aportar al mundo de la energía con sensatez y sin apriorismos que lleven necesariamente a que las modernas renovables nos va a sacar con seguridad del apuro en que pronto estaremos.

Si alguien piensa o cree que la energía fotovoltaica puede ser todavía una de las piezas de nuestro futuro energético común, debe empezar por dibujar el propuesto mix, si es que es consciente de que todo no lo va a poder cubrir, algo parecido a lo que hicieron Mark Jacobson y Mark Delucci en Investigación y Ciencia, para que podamos comparar peras con peras. De momento, ganan las fósiles por goleada, para mi disgusto, con más de 13.000 MTep o unos 17 TW equivalentes. Y para mi disgusto, las modernas renovables, no creo que puedan ser una solución, visto lo visto.

Confío finalmente en que el Círculo de Economía, Energía y Ecología de Podemos, organización o ahora partido que tantas ilusiones de renovación está despertando, aborde estas cuestiones con la profundidad, el rigor que a mi se me ha pedido y he tratado de aportar en esta segunda intervención y la urgencia que requiere el modelo energético mundial en crisis. Pero sin apriorismos que abran falsas esperanzas a la gente y la conduzcan de forma automática a creer que las modernas renovables les salvarán el pellejo y serán románticamente distribuidas y democráticas, que es lo que lamentablemente ahora flota en el ambiente. Uno de los mayores actos de dignidad de los jóvenes dirigentes de Podemos, que ahora están aparentemente cerca del gobierno, tiene que ser, a mi juicio, la capacidad de decirle las verdades a los ciudadanos, aunque sean noticias malas, dolorosas y les puedan hacer perder votos y seguramente hasta las elecciones.

Y si hay que decir a los ciudadanos que vienen tiempos de sangre, sudor y lágrimas y de apretar los puños y arrimar el hombro, para encontrarse con un mundo de sacrificios, si eso es lo que sale, se les dice.

Parece prematuro concluir, como ya ha supuesto el programa económico de Podemos, que las energías llamadas renovables son una estrategia de salida energética para un país; aunque esté propuesto por dos respetados profesores de economía, se hayan apoyado o no en el documento “La contribución ecologista en la batalla por elsentido común” del Observatorio Crítico de la Energía, en el que participan mis dos interlocutores. Porque si se confirma que la TRE de estos sistemas es tan baja, no podrían soportar por sí mismos la compleja sociedad en la que vivimos, que exige TRE’s superiores a 10 como mínimo. Y si vamos a tener que vivir en sociedades más simples o menos complejas a medida que vayamos disponiendo de fuentes con una TRE menor y decadente, podemos olvidarnos de que las modernas renovables puedan llegar a ser una alternativa masiva de reemplazo de las fuentes de energía fósil, porque no hay sociedades simples capaces de fabricar sistemas tan complejos como los modernos módulos fotovoltaicos o los modernos aerogeneradores, ambos totalmente apuntalados por la alta TRE de una sociedad eminentemente fósil.

Va siendo tiempo de empezar a poner en la agenda la prioridad de cómo construir una sociedad menos compleja, que permita vivir con dignidad, pero desde luego con niveles de consumo mucho menores que los actuales. Las propuestas keynesianas de salir de la crisis aumentando la actividad económica, aunque algún economista de Podemos crea que se pueden llevar a cabo creciendo de forma más “desmaterializada”, se compadecen muy mal con la realidad de los consumos per capita de energía primaria de los países que ahora son referente de Podemos: los de Europa del norte. Como botón de muestra, el siguiente artículo de la revista Low-tech Magazine, titulado “¿Cómo (no) resolver la crisis energética” nos enseña con algunos datos interesantes adónde podemos ir si ponemos por delante el carro de nuestras esperanzas energéticas en las renovables, ignorando que estamos llegando a los límites físicos del crecimiento. Esto, en un país tan moderno como Dinamarca.

Feliz Año Nuevo 2015

Pedro Prieto 31 de diciembre de 2014

7 comentarios en “Respuesta de Pedro Prieto sobre la fotovoltaica (II)

  1. Ya que Pedro Prieto nos cita me gustaría aportar mi visión al debate.

    El artículo nuestro que Pedro cita sobre los límites de la energía solar se basa en hacer una estimación realista de la ocupación de los paneles fotovoltaicos (teniendo en cuenta su deterioro, las instalaciones auxiliares no sólo el panel, etc), con ello la superficie necesaria para cubrir con fotovoltaica la electricidad consumida en España sin tener en cuenta la redundancia debida a la intermitencia sería unos 7500 Km2 parecida a la superficie de la comunidad de Madrid, el doble de lo que estimaban Victoria y Moretón. ¿Es imposible? No, pero, desde luego, es complicado. Un poco del realismo de Pedro Prieto no nos viene mal, pero también es cierto que se pueden hacer cosas.

    De todas formas creo que no deberíamos dejar que estos debates sobre el potencial de las energías renovables hagan que nos dediquemos a pelearnos y nos olvidemos de lo importante. Creo que tanto Pedro Prieto como Rodrigo Moretón y Marta Victoria son conscientes de que las renovables no nos van a servir para un “business as usual” de crecimiento económico y continuación del modo de vida consumista. Creo que entienden que el primer paso que tenemos que dar es aislar las viviendas, reducir los consumos, cambiar modos de producción y de vida y LUEGO, sólo luego, introducir energías renovables. Y creo que también Pedro Prieto comprende que eliminar oligopolios, como está intentando hacer la Plataforma por un Nuevo Modelo Energético es un segundo paso también imprescindible.

    Este tipo de debates están bien pero tenemos que ir mucho más allá de ellos. Tenemos que empezar a visualizar y calcular con datos y casos concretos CÓMO sería esa futura tecnología-modo-de-vida-viable en sentido lo más global y hollista posible. Cada vez es más evidente que vamos a tener que apostar por tecnologías sencillas, o relativamente sencillas, porque no vamos a poder disfrutar de la abundancia de materiales y energía del siglo pasado, pero tenemos que hacer los cálculos y los estudios. Tenemos que empezar a hacer el análisis del ciclo de vida de la producción, por ejemplo, de acero y vidrio con energía solar apoyada con leña ¿va a ser posible? Pues quizá sí, o quizá no… depende, quizá haya cosas que sean más sencillas de lo que pensamos y otras más complejas. No lo sabemos, la verdad. Yo al menos no lo sé.

    Y respecto a la fotovoltaica… no sé qué pensar, la verdad. Es cierto que es una tecnología compleja, pero quizá pueda llegar algún día a cerrar los ciclos de materiales y tener, en conjunto, de la cuna a la cuna, una TRE>1. Aunque tenemos que ir hacia tecnologías robustas yo no la descartaría todavía. Tiene la ventaja de ser muy escalable y puede venirnos muy bien. Y, desde luego, prefiero que el gobierno español se dedique a invertir ahora mismo en fotovoltaica y eólica antes que en seguir haciendo autopistas, edificios emblemáticos y salvando bancos.
    Saludos. Marga Mediavilla

    1. Si como muchos nos tememos en un futuro no muy lejano (para mi 40 a 50 años) no es posible una disponibilidad de energía primaria neta per cápita superior a un 20-30% de la actual y además la transición será bastante brusca, es necesario ir preparando todo para que esa transición sea lo menos traumática posible. Tampoco quiere eso decir que haya que olvidar los problemas del día a día ni los de medio plazo, como es lógico.

  2. “Ayudas y subvenciones que, por otra parte, si se hubiese alcanzado realmente la “paridad de red” no serían necesarias para ver un fulminante despegue en todos los países del mundo.”

    Hoy hay una noticia interesante:

    La India ha decidido recortar los subsidios a la fotovoltaica de un 30% a un 15%. Esto no es muy llamativo, ya que son muchas las noticia sobre recortes en los subsidios a la fotovoltaica, lo llamativo es que el sector fotovoltaica ha aplaudido estos recortes y han pedido que vayan mas lejos reduciendo o eliminandolos completamente.

    Resulta paradojico, pero consideran que estos subsidios estan suponiendo un obstaculo para el desarrollo de la fotovoltaica.

    “El plan de subvenciones anterior ha detenido el crecimiento incluso para aquellos consumidores industriales y comerciales en el país para quienes solar en la azotea era ya una opción viable, incluso sin el apoyo del gobierno. La vaga promesa (y finalmente incumplida) de obtener subvenciones ha provocado que los clientes simplemente esperen “, dijo.

    Se espera que este recorte de las subvenciones facilite el “fulminante despegue” de la energia fotovoltaica en tejados en la India y se instalen 40GW en los proximos 5 años.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.