Los límites de las renovables: ubicaciones. Parte II: Fotovoltaica

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Queridos lectores,

Proseguimos nuestro análisis de las necesidades en cuanto a recursos físicos (ubicaciones) de los sistemas de generación de energía renovable, y en este breve apunte analizaremos el caso de las instalaciones basadas en placas fotovoltaicas.

Como en los casos anteriores, me centro en el caso particular de España, aunque los lectores podrían fácilmente extrapolar los cálculos al caso de su país. Como ya comentamos en el post «Los límites de las renovables: Capital«, en España se consumen 200 Gw de potencia media, y usaremos ese número para estimar cuál sería la superficie a recubrir con paneles solares fotovoltaicos que proporciona esa potencia media.


Un amable lector, que trabaja en el sector, me ha hecho llegar unos simples cálculos para estimar esta superficie. En lo que sigue copio su derivación, cambiando solamente las unidades que usaba él.


De acuerdo con sus cálculos, la radiación media anual que recibe una superficie orientada a sur (no olvidemos que España está en el hemisferio norte) e inclinada unos 35º es de unos 166 vatios/metro cuadrado (él estaba pensando en el caso concreto de Cataluña; tomando toda España daría un valor ligeramente diferente, seguramente más de un 20% más en el sur y un 10% inferior o menos aún en el norte). Con un factor de conversión del 15% esto significa unos 25 vatios por metro cuadrado de potencia media producida, en línea con el dato que da la wikipedia (ver sección «Potencia y costes»). Nuestro comunicante nos aporta el dato de que separando los módulos para que no se hagan sombra unos a otros, dejando espacio para el paso de los operadores de mantenimiento y asumiendo que el terreno es llano y no hay otros obstáculos se producen unos 20 Kw por cada 300 metros cuadrados, es decir, 66 vatios por metro cuadrado, dato que sin duda corresponde a la potencia instalada ya que es mayor que los 25 vatios por metro cuadrado que hemos obtenido más arriba. Asumiendo el factor de conversión del 15% tenemos pues que contando con los espacios a dejar entre módulos el rendimiento medio de nuestra instalación es de unos 10 vatios por metro cuadrado. Eso quiere decir que para producir los 200 Gw de potencia media que consume hoy en día España necesitaríamos una superficie de 20.000 kilómetros cuadrados. Como España tiene una superficie aproximadamente de medio millón de kilómetros cuadrados esto representa el 4% de la superficie de España, aunque, a diferencia de los aerogeneradores eólicos, el uso ha de ser exclusivo para la generación solar. Para que se hagan una idea, como España tiene 50 provincias la superficie media de una provincia española es de unos 10.000 kilómetros cuadrados y por tanto necesitaríamos recubrir unas dos provincias españolas íntegramente de paneles solares (éste es el dato que suelo dar en las charlas de The Oil Crash).


A los más optimistas este resultado les puede parecer como algo factible. Dejando al margen el problema de la escasez de materiales, está la cuestión de la dudosa Tasa de Retorno Energética de las placas fotovoltaicas (ver la enconada discusión en Crisis Energética: hilo de 2006 e hilo de 2010; estas discusiones aportan otra mucha información relevante, así que son muy recomendables): cuando fuimos a hablar con el alcalde de Premià él nos comentó que el tiempo de recuperación de la inversión de las que estaban instalando era de unos 25 años, y él ya veía que algo no funcionaba bien con las placas fotovoltaicas. Hay, sin embargo, una cuestión entre otras muchas que hace inviable un despliegue de placas fotovoltaicas de esas características: el mantenimiento. Todos los fabricantes reconocen que las placas deben ser lavadas cada mes, tres meses, seis meses o cada año, en función de la cantidad de polvo que se pueda depositar, que depende del entorno, aparte de que se tienen que retirar otros depósitos que van haciendo disminuir el rendimiento (excrementos animales, sobre todo de pájaros; hojas y ramitas, insectos, etc). En los entornos más desfavorables se puede perder más de un 5% de rendimiento por trimestre, por lo que esta cuestión no es menor. En una de las discusiones de Crisis Energética, Pedro Prieto nos aporta el dato de que se necesitan unos 30.000 litros de agua de buena calidad para lavar una instalación de 1.85 Mw de potencia instalada; a 66 vatios por metro cuadrado eso son 28.000 metros cuadrados, o sea que hace falta aproximadamente un litro por metro cuadrado de instalación. Eso son 20.000 millones de litros, o sea, 20 hectómetros cúbicos de agua a consumir en limpieza cada tres meses o menos en las áreas más productivas, típicamente las del sur de España. En suma, unos 80 hectómetros cúbicos al año de agua que después es difícil de aprovechar, y que a litro por metro cuadrado de instalación implica un esfuerzo de mano de obra considerable, ya que se tiene que escatimar el agua para que cunda al máximo. Para que se hagan una idea, el embalse de Boadella, que suministra de agua el área donde yo vivo (unos 200.000 habitantes), tiene una capacidad de 61 hectómetros cúbicos y en este momento contiene 16, es decir, menos de lo que hace falta cada trimestre para limpiar esas colosales instalaciones fotovoltaicas que estamos proyectando. También para poner en perspectiva la cantidad de 80 hectómetros cúbicos anuales que necesitamos para limpieza, se quiere limitar el volumen trasvasado por el polémico trasvase Tajo-Segura a 120 hectómetros cúbicos al año.


Los problemas son, en realidad, mucho mayores; por ejemplo, teniendo en cuenta la intermitencia de la radiación solar recibida es conveniente distribuir los paneles sobre el territorio nacional, también a fin de disminuir las pérdidas por transporte (de electricidad a la red, de agua a las instalaciones), lo cual implicaría seguramente tener que duplicar la superficie total para disminuir el impacto de la intermitencia solar, lo que hace esta tarea gigantesca aún más colosal. Siendo realistas, y siempre teniendo en cuenta que es dudoso que el TRE de la fotovoltaica sea demasiado brillante, podríamos aspirar a ocupar áreas de varios centenares de kilómetros cuadrados y quedarnos en una producción de entre el 5 y el 10% de nuestro consumo actual. De nuevo, la clave está en aceptar que nuestro consumo tendrá que bajar radicalmente, y no en intentar resolver un problema que está mal planteado.


Salu2,
AMT