Ignacio Mártil
Catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid y miembro de la Real Sociedad Española de Física

Recientemente, la prestigiosa revista británica The Economist ha publicado un artículo dedicado a destacar el futuro de la energía solar en el mix energético global. Dado su interés y debido a que solo se puede leer en inglés y bajo suscripción, ofrezco aquí los contenidos principales del artículo, con algunas aportaciones personales que creo que serán de interés, en especial el contenido gráfico, que es todo personal, así como todos los enlaces a las diversas fuentes que aparecen en el texto. También he modificado la redacción de algunos párrafos para hacerlos más comprensibles, e incorporado nuevos datos que refuerzan las tesis del mencionado artículo.

1. ¿Cuándo empezó esto?

Hace 70 años que los Bell Labs de AT&T presentaron una nueva tecnología para convertir la luz solar en energía. El 25 de abril de 1954, Calvin Fuller, Gerald Pearson y Daryl Chapin, anuncian la invención de primera célula solar de silicio operativa. La compañía telefónica esperaba poder sustituir las baterías que hacían funcionar los equipos en lugares a los que no llegaba la energía eléctrica. Lo dieron a conocer en un acto de prensa en el que una de esas células solares iluminada con una lámpara hacía girar sin parar una noria de juguete.

Arriba: la "noria fotovoltaica" de Bell Labs. Abajo: la primera aplicación de las células solares: las estaciones telefónicas remotas

2. El presente y el previsible futuro

Hoy en día, la energía solar ha superado con creces la fase de juguete. Los paneles ocupan ya 10.000 km² (la superficie de Asturias) y este año suministrarán al mundo cerca del 6% de su electricidad, es decir, casi el triple de toda la energía eléctrica que consumía Estados Unidos en 1954. Sin embargo, este crecimiento histórico es sólo el segundo aspecto más llamativo del auge de la energía solar. El primero y más destacable es que no ha hecho más que empezar.

Potencia solar fotovoltaica (en GW) instalada acumulada en todo el mundo de 2019 a 2023 y previsión hasta 2028

Calificar de exponencial el auge de la energía solar no es una hipérbole, sino una constatación. La capacidad solar instalada se duplica aproximadamente cada tres años y se multiplica por diez cada década. Rara vez se observa un crecimiento tan sostenido en nada que sea importante. Hace diez años, cuando era una décima parte de su tamaño actual, la energía solar era considerada marginal incluso por los expertos que sabían lo rápido que había crecido. La próxima multiplicación por diez equivaldrá a multiplicar por ocho todo el parque mundial de reactores nucleares en menos del tiempo que se tarda normalmente en construir uno solo de ellos.

Las células solares serán con toda probabilidad la mayor fuente de energía eléctrica del planeta a mediados de la década de 2030. En la década de 2040 podrían ser la mayor fuente no sólo de electricidad, sino de toda la energía. Si se mantienen las tendencias actuales, el coste total de la electricidad que produzcan promete ser menos de la mitad de la más barata disponible hoy en día. Esto no detendrá el cambio climático, pero podría ralentizarlo mucho más rápido. Gran parte del mundo –incluida África, donde 600 millones de personas aún no pueden iluminar sus hogares– podrá acceder a una energía abundante y barata. Será una sensación nueva y transformadora para la humanidad.

Para comprender que no se trata de un sueño delirante de los ecologistas, pensemos en la "curva de aprendizaje" de la tecnología fotovoltaica. A medida que aumenta la producción acumulada de un producto manufacturado, bajan los costes. Al bajar los costes, aumenta la demanda. Al aumentar la demanda, aumenta la producción, los costes siguen bajando y vuelta a empezar. Eso es exactamente lo que le está pasando a la energía solar fotovoltaica desde hace 50 años. La gráfica lo ilustra:

Curva de aprendizaje de la industria fotovoltaica, para el período 1976-2023

Obviamente, esto no puede durar eternamente: la producción, la demanda o ambas siempre se ven limitadas. En las transiciones energéticas anteriores –de la madera al carbón, del carbón al petróleo o del petróleo al gas–, la eficiencia de la extracción crecía, pero acababa compensada por el coste de encontrar cada vez más combustible.

La energía solar no se enfrenta a esa limitación, pues no hay problema de encontrar más "combustible". A lo que se añaden otros factores únicos: los recursos necesarios para producir células solares e instalarlas en huertas solares son arena rica en silicio, lugares soleados e ingenio humano, los tres abundantes. Para fabricar las células también se necesita energía, pero la energía solar también la está haciendo abundante. En cuanto a la demanda, es enorme y elástica: si abaratas la electricidad, la gente le encontrará nuevos usos. El resultado es que, a diferencia de las fuentes de energía anteriores, la energía solar se ha abaratado sistemáticamente y seguirá haciéndolo.

3. Limitaciones y cuellos de botella

Dada la propensión de los humanos a vivir fuera de las horas diurnas, la energía solar necesita complementarse con almacenamiento y con otras tecnologías. Estos problemas pueden resolverse a medida que las baterías y los combustibles creados por electrólisis se vayan abaratando. Por otro lado, la industria pesada, la aviación y el transporte de mercancías son difíciles de electrificar.

Otro problema no menor es que la inmensa mayoría de los paneles solares del mundo, y casi todo el silicio purificado con el que se fabrican, proceden de China. Su industria solar es muy competitiva, está fuertemente subvencionada y está superando la demanda actual, todo un logro si se tiene en cuenta toda la capacidad solar que China está instalando dentro de sus propias fronteras. Esto significa que la capacidad china es lo suficientemente grande como para mantener la expansión durante años, incluso si algunas de las empresas implicadas se hunden y algunas inversiones se agotan.

Los 10 mayores fabricantes de módulos fotovoltaicos del mundo. Son todos chinos (a pesar del nombre, Canadian Solar también es un fabricante chino)

A largo plazo, un mundo en el que se genere más energía sin el petróleo y el gas que proceden de países inestables u hostiles políticamente será más fiable. Aun así, el hecho de que una industria vital resida en su práctica totalidad en un solo país es preocupante, preocupación que Estados Unidos y Europa sienten vivamente y por eso han puesto aranceles a los módulos solares chinos.

En todo caso, la energía barata y abundante hará posibles nuevos usos y actividades. Gente que nunca podría permitírselo empezará a iluminar sus casas. La energía barata puede purificar el agua e incluso desalinizarla, puede hacer funcionar la maquinaria de la inteligencia artificial, puede hacer que miles de millones de hogares y oficinas sean más soportables en veranos que, durante las próximas décadas, serán cada vez más calurosos.

El Sol iluminará en las próximas décadas un mundo en el que nadie necesitará prescindir de la electricidad y en el que el acceso a la energía fortalecerá a todos aquellos a los que llegue.