lunes, 22 de diciembre de 2014

Siete gráficos para ponerse al día en fotovoltaica


Marta Victoria y Rodrigo Moretón* // La energía solar fotovoltaica es probablemente la tecnología de generación eléctrica que mayor desarrollo ha experimentado en los últimos años. Sobre ella se ha escrito y se seguirá escribiendo mucho en el futuro y no pretende este artículo analizar todos los aspectos técnicos, económicos, legislativos y sociales que han acompañado (o impedido, en algunos casos) su crecimiento. El objetivo de este artículo es más modesto. Los autores pretendemos poner de manifiesto que la evolución se está produciendo a tal velocidad que resulta imprescindible utilizar datos actualizados cuando hablemos de esta tecnología. Vistas en perspectiva, las mejoras experimentadas por la fotovoltaica en la última década son espectaculares. Proponemos a continuación un breve recorrido visual para que el lector interesado pueda, sin necesidad de preparación previa, ponerse al día en fotovoltaica.

Coste

El precio del panel fotovoltaico ha descendido drásticamente en los últimos cinco años. En la primera figura se muestra cómo hace un par de años que se superó la barrera de “un euro por vatio pico (Wp)”[1] que permite considerar esta tecnología competitiva con otras fuentes de generación eléctrica. El gráfico (¡atención, los ejes son logarítmicos!) muestra cómo, a medida que iba aumentando la producción acumulada[2], el precio del panel disminuía considerablemente. Este tipo de representación suele utilizarse para estimar el ritmo de aprendizaje de una tecnología, que está relacionada con la pendiente de los datos en estos ejes. Por ejemplo, si los puntos estuviesen sobre una horizontal esto significaría que la tecnología no mejora. Sin embargo, lo que nos muestra la gráfica es todo lo contrario, que la tecnología mejora y mucho. Un panel fotovoltaico cuesta hoy apenas un tercio de lo que costaba hace 5 años. Si en 2008 se pagaban más de 2€/Wp, en 2013 el precio se había reducido hasta llegar a 0.6€/Wp. Cabe destacar también cómo la evolución en los últimos cuatro años representados, alcanzando un precio muy inferior al que parecía esperable en función de los datos de años anteriores, indica la enorme influencia de otros factores no relacionados con el aprendizaje tecnológico, entre ellos la incorporación de productores asiáticos.
grafico1Fig. 1. Precio del panel fotovoltaico de panel plano (en euros por vatio pico) en función de la producción acumulada. Fuentes: elaboración propia usando datos de C. Breyer and A. Gerlach., Prog. in Phot.: Res. and App., 21(1):121–136, 2013 y Navigant Consulting.
En la actualidad, para instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo conectadas a la red con una potencia inferior a 5kWp, el precio en España varía entre 1.6 y 2.0 €/Wp para el sistema instalado llave en mano. Es posible que la cifra que más interese al lector no sea cuánto cuesta la instalación del sistema sino cuánto cuesta la energía de origen fotovoltaico, aunque obviamente ambas magnitudes están relacionadas. El coste actual del panel permite estimar el precio de la energía fotovoltaica en el rango de 126-265 $/MWh para instalaciones domésticas y 60-86 $/MWh para instalaciones en suelo. Estos valores son inferiores a otras fuentes de generación clásicas como centrales nucleares, de carbón o petróleo (nótese además que estas son estimaciones del coste de generación de la electricidad sin ninguna prima y elaboradas por asesorías financieras nada sospechosas de ecologistas como Lazard, Morgan Stanley o UBS). Estos números también han permitido que, según informa la propia Agencia Internacional de la Energía, la paridad con la red[3] sea haya alcanzado en 2013 en regiones tan variadas como Alemania, España, Italia, Australia o California.

Potencia instalada

El número de instalaciones fotovoltaicas ha dejado de ser testimonial. A finales de 2013 había instalados más de 138 GW fotovoltaicos en todo el mundo, lo que es equivalente (en potencia) a unos 138 reactores nucleares. De estos, 4 GW están instalados en España, 18 en Italia y 36 en Alemania.
gráfico2Fig. 2. Evolución de la potencia fotovoltaica instalada en todo el mundo. Fuente: IEA.

Cobertura de la demanda

Como consecuencia evidente de la capacidad instalada, la fotovoltaica ha empezado a cubrir un porcentaje significativo de la demanda de electricidad en varios países. En 2013, la energía solar fotovoltaica cubrió el 7,5% de la demanda eléctrica de Italia y Grecia, el 6,7% de la demanda en Alemania y el 3% de la demanda en España.
gráfico3Fig. 3. Porcentaje de cobertura de la demanda mediante fotovoltaica en 2013. Fuente: IEA.

Fabricación de los paneles

El origen de los paneles y células fotovoltaicas se ha desplazado a Asia en la última década, expulsando a los fabricantes europeos y estadounidenses. En 2013, el 76% de los paneles fotovoltaicos se fabricó en un país asiático.
gráfico4Fig. 4. Producción de módulos fotovoltaicos por región. Fuente: Navigant consulting, ISE Photovoltaic Report 2014

Eficiencia

La fotovoltaica es un campo sobre el que se sigue investigando y avanzando. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL en sus siglas en inglés) de Estados Unidos mantiene actualizado el siguiente gráfico que recoge la evolución de los records de eficiencia de célula para las diferentes tecnologías. La eficiencia de una tecnología consolidada como es el silícico cristalino (en azul) o las células de lámina delgada (en verde) se han mantenido relativamente estables desde 1995. Lo que ha mejorado sustancialmente es la fabricación de las células, con esa eficiencia, de manera industrial y a un menor coste.
La figura también muestra la existencia de dos tecnologías alternativas que exhiben una pendiente mayor, es decir, están mejorando su eficiencia a un ritmo mayor en los últimos años. En la parte alta del gráfico aparecen (en violeta) las células multiunión cuyo objetivo es alcanzar la mayor eficiencia posible que pueda compensar el mayor coste de producirlas. En la parte baja emergen (en rojo) los diseños novedosos de células que se basan en obtener menores eficiencias pero con un coste menor.
gráfico5Fig. 5. Evolución de la eficiencia de las diferentes tecnologías de células fotovoltaicas. Fuente: NREL.

Área que utiliza

Por último, las últimas figuras muestran la superficie que sería necesario cubrir con paneles fotovoltaicos para satisfacer la demanda de energía eléctrica en España. En primer lugar, la figura 6 muestra la superficie necesaria asumiendo instalaciones en suelo para generar la demanda eléctrica total. Por supuesto, toda la electricidad no puede ser generada exclusivamente con esta tecnología, pero la figura nos da una idea de qué superficie se requeriría. Para contextualizar este dato, se muestra también la superficie cubierta por carreteras en España actualmente. En segundo lugar, la figura 7 muestra esquemáticamente la fracción de superficie de tejado que, cubierto con paneles fotovoltaicos, generaría el 100% de la demanda eléctrica doméstica española. Como puede apreciarse, ni siquiera sería necesario cubrir todos los tejados de edificios de viviendas para satisfacer esta demanda, apenas cubriendo el 43% sería suficiente.
grafico6Fig.6. Superficie que sería necesario cubrir con paneles fotovoltaicos para generar la demanda eléctrica española. Fuente: elaboración propia a partir del mapa de Wikimedia Commons.
grafico7Fig.7. Fracción de la superficie de tejado que sería necesario cubrir con paneles fotovoltaicos para satisfacer en su totalidad la demanda eléctrica doméstica española. Fuente: elaboración propia
A la vista de los datos anteriores, no queda duda de que el futuro es fotovoltaico. Aunque a algunos esto les dé mucho miedo. Se puede afirmar con bastante seguridad que en la próxima década un porcentaje significativo de energía fotovoltaica cubrirá la demanda eléctrica en los países desarrollados. La tecnología ya está lista. En España, las decisiones políticas determinarán cuándo ocurrirá esto y, lo más importante, cómo, si de forma distribuida, integrada en edificios y siendo propiedad de los consumidores o en manos de las grandes multinacionales eléctricas.
*Marta Victoria y Rodrigo Moretón son miembros del Observatorio Crítico de la Energía. Además, colaboran con el Círculo de Economía, Energía y Ecología de Podemos.
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[1] La potencia en vatios pico de un panel es la que produce bajo una irradiancia de 1000W/m2 cuando las células están a 25ºC.
[2] La producción acumulada se refiere al total de paneles fotovoltaicos producidos en todo el mundo.
[3] La paridad con la red se define como el momento en el que la tecnología fotovoltaica puede producir electricidad a un precio igual o inferior al precio generalista de compra de electricidad directamente de la red.
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