¿Qué tan sostenible es la energía fotovoltaica?
La energía solar desempeña un papel cada vez más importante en la transición energética global. En España, representa cerca del 25 % de la capacidad de generación instalada. En 2024, la energía fotovoltaica generó 44.520 GWh de electricidad, lo que supone un 17 % de la producción total.i
¿Pero, qué tan sostenible es realmente?
Una de las maneras de medir la sostenibilidad ambiental de una tecnología es evaluando su impacto en las emisiones de CO₂ a lo largo de su ciclo de vida. La huella de carbono y el tiempo de retorno de carbono de la energía fotovoltaica dependen del proceso de fabricación, la radiación solar del lugar de instalación, la eficiencia de la tecnología fotovoltaica utilizada, entre otros factores.
En este artículo, exploraremos las materias primas utilizadas, la huella de carbono, el uso del agua y del suelo, y los beneficios a lo largo de la vida útil de la energía solar. Todo esto nos ayudara a explicar por qué sigue siendo una opción más sostenible en comparación con las fuentes tradicionales de energía.
Materias primas
Los paneles solares se componen de materias primas clave como el silicio, extraído y procesado en obleas para las células solares. La plata facilita las conexiones eléctricas, el aluminio forma el marco duradero, y el cobre es esencial para el cableado. El cadmio y el telurio se utilizan en la fabricación de paneles solares de capa fina.
Ilustración 1: Proceso de la materia prima a panel solar
La extracción y el procesamiento de estas materias primas consumen agua y energía. Sin embargo, la mayoría de estos materiales son reciclables.
Emisión de carbono
La producción de paneles solares es intensiva en energía, especialmente en los procesos de refinado del silicio y ensamblaje. La intensidad energética varía según la región; los países con redes limpias, como los que dependen de energías renovables, reducen la huella de carbono de su fabricación. Según la Agencia Internacional de Energía, la intensidad media de carbono de la producción de paneles fotovoltaicos es de 270 kg CO₂/kW.ii Sin embargo, este valor puede ser menor según la fuente de energía utilizada en las plantas de producción. En Europa, la intensidad media de carbono de una instalación fotovoltaica optimizada en edificios es de 36 gCO₂-eq/kWh.iii
La siguiente figura muestra el mapa de irradiación solar en Europa. Como se puede ver, el período de retorno energético varía en función de la irradiación. En zonas con mucho sol, como España, puede ser inferior a un año.
Ilustración 2: Irradiación solar según la ubicación
Por ejemplo; tomando en cuenta la intensidad de carbono promedio mencionada, una instalación fotovoltaica de 1 kW tiene una huella de carbono de 270 kg CO₂. Con la irradiación solar propia de Cataluña, este sistema puede generar alrededor de 1.400 kWh de energía al año. Esta energía sustituiría el consumo de electricidad de la red, cuyo mix tiene una huella de carbono de 260 gCO₂-eq/kWh.iv A continuación, se muestra el cálculo del periodo de retorno de carbono.
Una vez superado el período de retorno, los placas solares comienzan a generar energía neta positiva, con una vida útil de 25 a 30 años, siguen produciendo energía limpia y renovable, reduciendo significativamente su huella de carbono inicial.
Uno de los aspectos menos tratados de la producción de energía es el uso del agua y del suelo.
Uso del agua
La energía solar es una fuente de energía con un bajo consumo de agua, ya que los paneles solares casi no requieren agua durante su funcionamiento. La huella hídrica proviene principalmente del proceso de fabricación, como el enfriamiento durante la producción de silicio y la limpieza de los paneles.
El consumo de agua de la electricidad generada por sistemas fotovoltaicos monocristalinos (mono-Si) y CdTe en tejados europeos es de 1,5 L/kWh y 0,25 L/kWh, respectivamente.v La siguiente figura muestra el consumo de agua y el agua extraída en la cadena de suministro de diferentes fuentes de energía.vi
Ilustración 3: Consumo/extraída de agua (l/MWh)
Uso del suelo
La energía solar requiere de espacio para su instalación, especialmente en el caso de los grandes parques solares. Sin embargo, el uso del suelo para la generación solar tiene un impacto ambiental mucho menor que el asociado con la minería del carbón o la extracción de petróleo. Los paneles solares se instalan comúnmente en tejados, terrenos no utilizados o áreas subutilizadas, lo que ayuda a reducir su huella ecológica. Además, recientemente se está implementando la agrivoltaica, donde los parques solares coexisten con actividades agrícolas.
Si deseas más información:
[i] Red eléctrica: La solar fotovoltaica es ya la tecnología con más MW instalados en España.
[ii] IEA: Special report on solar PV global supply chain.
[iii] Alessandro Virtuani et al. (2023). The carbon intensity of integrated Photovoltaics.
[iv] Gencat: Factor de emisión de la energía eléctrica: el mix eléctrico.
