El futuro de la energía solar fotovoltaica

La nueva planta masiva de fabricación de SolarCity refleja la demanda en auge de la energía solar pero, ¿es sostenible?


Los vagones de tren que antaño transportaban el mineral del hierro por la vasta planta de Republic Steel en el extrarradio de Búfalo (EEUU), fueron enterrados cuando la empresa de acero abandonó la planta en 1984. Fueron descubiertos recientemente cuando comenzó la excavación del solar para la llamada gigafábrica que será operada por SolarCity, el proveedor de paneles solares líder del país. Ahora los vagones oxidados y un puñado de otras reliquias de los días de Republic Steel dan la bienvenida a los visitantes al lugar de las obras, un recuerdo de la antigua potencia de la industria de fabricación de la ciudad y un testamento al sueño de que el mayor centro de fabricación de placas solares de Norte América pueda ayudar a darle nueva vida.

Búfalo intenta realizar una remontada económica impulsada por la iniciativa Buffalo Billion del Estado, un plan de reurbanización de varios años de duración liderado por el gobernador Andrew Cuomo. La financiación incluye el apoyo de un nuevo centro de investigaciones genómicas y un centro de tecnología de la información. Pero en el centro de las ambiciones de la ciudad está la fábrica solar, en cuya construcción y equipamiento el Estado de Nueva York está invirtiendo 750 millones de dólares (unos 652 millones de euros). SolarCity, con base en Silicon Valley (EEUU), lo alquilará, en efecto sin coste, y se ha comprometido a gastar 5.000 millones de dólares (unos 4.350 millones de euros) en las operaciones en Búfalo a lo largo de la próxima década. Para Búfalo, es un importante intento de reinventar su futuro alrededor de la fabricación solar. Para SolarCity, solidificará su posición como una de las empresas solares más agresivas y de más rápido crecimiento del país.

El plan de construcción de las masivas instalaciones llega en un momento cuando la demanda de energía solar está en auge en Estados Unidos. En 2008, la nación disponía de unos 1,1 gigavatios de energía fotovoltaica, el tipo dominante de energía solar; a finales de 2014 disponía de 18,3 gigavatios. El año pasado, los consumidores domésticos, los negocios y las empresas energéticas añadieron unos 6,2 gigavatios, y se espera que aumente en otros ocho gigavatios este año. Gran parte del aumento se ha producido en California (EEUU), pero la energía solar está cogiendo fuerza en otros estados, impulsado por una mezcla de desgravaciones fiscales e incentivos estatales y locales. Aproximadamente un tercio de la capacidad de generación de energía que se añadió el año pasado en Estados Unidos fue solar, quedando detrás tan sólo de las plantas de gas natural. (Aun así, la energía solar todavía suministra menos del 1% de la energía de Estados Unidos).

SolarCity ha jugado un importante papel en esta rápida expansión. Al ofrecer innovadores planes financieros, ha impulsado la demanda de paneles solares que se instalan en el tejado de la vivienda, el sector de ampliación más rápida del mercado solar. En lugar de comprar los caros paneles solares y pagar su instalación, los consumidores domésticos que participan en una de las ofertas de SolarCity pueden alquilar el sistema durante 20 años a cambio del pago de una cuota mensual. Puesto que los paneles son de su propiedad, SolarCity se beneficia de las generosas desgravaciones fiscales por inversión que ofrece el Gobierno Federal; los consumidores domésticos reciben un crédito, que aplica la tarifa eléctrica al por menor, por la energía excedente que devuelvan a la red eléctrica. SolarCity sigue sin generar beneficios, pero sus ingresos se doblaron entre 2012 y 2014 al resultarles atractivo a los consumidores su programa de alquiler – especialmente en sitios con altas tarifas eléctricas y mucho sol, como California. La empresa espera instalar suficientes paneles solares este año para generar un gigavatio de energía.


Fotos: La construcción de la fábrica de SolarCity en Búfalo, mostrada en mayo aquí y más arriba, debería finalizarse el año que viene.

No es una coincidencia que un gigavatio represente la capacidad de la fábrica de Búfalo cuando esté terminada y operativa, lo que se espera para principios de 2017. Hasta ahora, el negocio de esta empresa se ha construido en torno al marketing, las finanzas y la instalación de sistemas de energía solar. En lugar de fabricar los paneles solares, los compra, sobre todo a fabricantes chinos. La fábrica de Búfalo cambiará todo esto. “Aspiramos a construir más fábricas de este tipo con el tiempo”, dice Peter Rive, el director de Tecnología que fundó SolarCity con su hermano hace nueve años (su primo Elon Musk es el presidente de la empresa). Y aunque Rive dice que la empresa no quiere “perder de vista” la construcción y operación de la fábrica de Búfalo, añade que poco después de la puesta en marcha quieren “crear la instalación solar más grande del mundo, no sólo del hemisferio occidental”. De hecho, SolarCity afirmó con anterioridad que planea añadir “una o dos fábricas significativamente más grandes” con una capacidad de producción anual mayor en un orden de magnitud que la de las instalaciones de Búfalo.

La empresa fabricará un nuevo tipo de tecnología fotovoltáica en Búfalo. Las células solares utilizan el silicio cristalino – el material empleado en las células convencionales – con una fina película de otra forma de silicio y una capa de un óxido semiconductor. El diseño híbrido de la célula solar, que adquirió SolarCity cuando compró una pequeña empresa llamada Silevo en 2014, está diseñado para ser más eficiente que las células solares convencionales a la hora de convertir la luz solar en electricidad, además de resultar más barato de fabricar. Pero mientras que SolarCity opera una planta de 32 megavatios en Hangzhou (China) construida por Silevo para fabricar estas células solares, trasladar esas operaciones rápidamente a la fábrica mucho más grande de Buffalo representará una hazaña de la ingeniería.

Incluso si todo sale bien, la gigafábrica podría enfrentarse a un mercado de energía solar dramáticamente distinto. A finales de 2016, se espera que se reduzcan las desgravaciones fiscales federales para la energía solar del 30% actual al 10% para empresas y que desaparezcan del todo para los consumidores que compran sus propios paneles solares. Al hacer menos asequible la energía solar doméstica, el cambio podría resultar devastador para la industria. Y se producirá justo cuando la fábrica de Búfalo se encuentre en la fase de puesta en marcha de su capacidad de fabricación.

Costes reales

Los temores acerca de lo que pasará cuando disminuyan las desgravaciones fiscales son alimentados por una realidad desafortunada: en la mayoría de los sitios y bajo la mayoría de condiciones, la energía solar sin subvención aún resulta demasiado cara para competir con otras fuentes de electricidad. Y la energía solar de tejado es especialmente cara. Los subsidios y otros incentivos gubernamentales son la razón por la cual el mercado solar está en auge. Si las tecnologías se escogiesen únicamente en base al coste de generación de la energía, “no existiría un mercado para la energía solar residencial”, afirma Severin Borenstein, un profesor de la Escuela Haas de Negocios de la Universidad de California en Berkeley (EEUU) y un experto en la economía de la electricidad. Sin incentivos del Gobierno para energías limpias como la solar, dice, “el gas natural destruirá a todas las demás”.

Si se eliminan las desgravaciones fiscales, la energía solar residencial se mantendrá muy por encima de la paridad de red en todos los estados durante muchos años

Se ha hablado mucho del hecho de que la energía solar se está acercando a la paridad de red – el punto en el cual resulte tan barata como la electricidad procedente del gas natural o el carbón. El informe más reciente, elaborado por Deutsche Bank, calculó que la energía solar ya ha alcanzado la paridad de red en 14 estados de Estados Unidos, y que la alcanzará en los estados restantes el año que viene. Pero eso no implica que resulte tan barato generar energía solar como generar energía a partir del gas natural. El informe de Deutsche Bank compara el coste actual de la energía solar con el precio comercial de la electricidad, que incluye varios cargos, como cobros en concepto de mejoras y mantenimiento de la red eléctrica. Es una comparativa sensata para los consumidores que quieren decidir si instalan sistemas de energía solar. Pero no es una comparativa real de los costes de producción. Y esa es la comparativa que importa a la hora de determinar la manera más rentable de introducir más energías limpias y reducir nuestras emisiones de carbono.

El coste del módulo fotovoltaico – el trozo de silicio u otros semiconductores que convierten la luz del Sol en electricidad – ha experimentado una caída impresionante en los últimos años. Un módulo solar de silicio se vendía por 4 dólares (unos 3,5 euros) por vatio en 2008; en 2014 costaba 0,65 dólares (unos 57 céntimos de euro) por vatio. Pero ha resultado más difícil reducir otros costes – el llamado balance de costes del sistema (BOS, por sus siglas en inglés), que incluye tanto el hardware como los inversores que se necesitan para conectar los paneles a la red y, de forma más crucial, la mano de obra de la instalación. Instalar pesados paneles solares en los tejados de las viviendas resulta especialmente caro. En tales instalaciones, los costes BOS representan aproximadamente el 85% del coste total del sistema, según un largo informe del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) titulado El futuro de la energía solar publicado en mayo. O como lo expresa el director de la Iniciativa Energética del MIT, Robert C. Armstrong: “Ni regalando los materiales [fotovoltaicos] se podría conseguir producir electricidad de forma tan barata como el carbón o el gas natural”.

Los economistas prefieren una medición llamada “el coste nivelado de la energía” para comparar distintas fuentes energéticas. Calcula el coste de instalar un sistema y el coste media de producción de energía durante su ciclo de vida. Cuando se calculan los costes de esta manera, las grandes granjas solares que proveen electricidad directamente a las empresas energéticas representan la forma más rentable de la energía solar. Según el informe de MIT, las plantas de energía solar del sur de California y Massachusetts habrían nivelado un coste de 0,105 dólares (unos 9 céntimos de euro) y de 0,158 dólares (unos 14 céntimos de euro) por kilovatio-hora respectivamente (California tiene mucho más sol, lo que aumenta significativamente la producción). Mientras tanto, una planta de gas natural nueva puede generar energía a 0,066 dólares (unos 6 céntimos de euro) por kilovatio-hora. La comparativa para energía solar doméstica es aún más desalentadora: una vivienda en Massachusetts genera energía solar a 0,287 dólares (unos 24 céntimos de euro) por kilovatio-hora, y una ubicada en la zona sur de California la produce a 0,192 dólares (unos 17 céntimos de euro) por kilovatio-hora, según el informe de MIT.

Todo esto se ha calculado sin tener en cuenta los subsidios del gobierno. Con los incentivos actuales, incluidas las desgravaciones fiscales, los números se vuelven mucho más favorables para la energía solar, aunque todavía por lo general resulta más caro que la producción de energía con plantas a carbón.


El gráfico muestra la evolución en la capacidad de generación de electricidad de EEUU entre las siguientes fuentes (de abajo a arriba): solar, gas natural, carbón, eólica y otras.

Stefan Reichelstein, un profesor de la escuela de negocios de la Universidad de Harvard y director del Centro Steyer-Taylor para las Políticas y Finanzas Energéticas, y sus compañeros han examinado cómo cambiar las desgravaciones fiscales en particular afectará a la economía solar. Concluyeron que incluso sin los créditos fiscales, grandes granjas solares podrían competir con plantas de gas natural para el año 2025 en estados como California. Pero el cuento cambia mucho cuando se trata de energía doméstica. Con una desgravación del 30%, una instalación solar de este tipo produce energía a un precio menor al de la electricidad al por menor de California (las tarifas eléctricas del estado superan por mucho la media nacional). Lo mismo es aplicable a estados soleados como Colorado y Carolina del Norte, aunque no en el caso de estados como Nueva Jersey. Pero si se reduce la desgravación al 10% ningún estado se acerca a la paridad de red. Si se elimina del todo – incluso dando por hecho la reducción continua del coste de las células solares y su instalación – la energía solar doméstica se quedará muy por encima de la paridad de red en todos los estados durante muchos años.

Sin días libres a causa de la nieve

Probablemente necesitaremos vastas cantidades de energía solar si queremos evitar los efectos más graves del cambio climático. Armstrong de MIT, entre otros, calcula que aproximadamente el 50% de la electricidad a nivel mundial tendrá que venir de la energía solar para 2050, lo que requeriría una capacidad fotovoltaica de 12,5 teravatios. Apenas hemos empezado a realizar esta ardua y cara transformación. Al final necesitaremos disponer de mejores materiales mejorados y sistemas de almacenamiento como las baterías, además de fijar un precio realista para las emisiones de carbono. Pero mientras tanto, necesitamos de políticas que sean más eficaces a la hora de fomentar que la energía solar represente un importante contribuidor a nuestro suministro eléctrico. Como dice Armstrong: “El dinero no es infinito. Necesitamos generar tanta energía solar como podamos con nuestro dinero”.

La realidad de que el auge de la energía solar ha dependido de los subsidios de los gobiernos no significa que tales incentivos deban eliminarse. Al contrario, resalta la importancia que tienen para alcanzar el objetivo que importa a la sociedad: una reducción general del dióxido de carbono al coste más bajo. Pero deben diseñarse cuidadosamente para que sean lo más justos posible. Esto significa, según Borenstein, que los subsidios no deberían favorecer versiones ineficientes de las tecnologías de energía limpia, como los sistemas solares de tejado, sobre plantas a escala de empresa energética. “Tenemos que quitar el dedo de la báscula”, afirma.

Un peligro más amplio es que los incentivos de la energía solar en general se perciban cada vez más como injustos o demasiado caros

Examinemos el ejemplo de la práctica de las mediciones netas de electricidad, la normativa que en la mayoría de los estados permite a los consumidores residenciales vender energía solar a la red a la tarifa comercial vigente. Casi todas las viviendas con paneles solares de tejado están conectadas a la red, una necesidad forzosa dada la naturaleza intermitente de la energía solar. Estos consumidores básicamente utilizan la red para el almacenaje de la energía y como una fuente energética de reserva, y reciben unos ingresos extraordinarios debido al alto precio comercial de la electricidad en muchos estados, como California y Nueva York. Los partidarios de la energía solar sostienen que estas instalaciones añaden energía a la red, ayudan a compensar la demanda durante el día y proporcionan otros beneficios que estabilizan la red. Aun así, explica Borenstein, las mediciones netas de electricidad claramente representan un subsidio que favorece a los que disponen de energía solar doméstica y aumenta el coste de operar la red – gastos que pagan otros usuarios.

El resultado ha sido un debate continuo en muchas comunidades y estados sobre la fijación de límites para la cantidad de energía solar que deba aportarse para aplicar las mediciones netas de electricidad. Un peligro más amplio es que los incentivos de la energía solar en general se perciban cada vez más como injustos o demasiado caros, en un momento cuando la energía solar claramente no está preparada para competir sin subsidios. Incluso los que critican el batiburrillo de incentivos estatales y federales para la energía solar, como Borenstein y Armstrong, son reacios a que se produzcan cambios repentinos en las desgravaciones fiscales el año que viene. “Eliminar estos créditos de forma abrupta podría dañar la industria [solar]”, afirma Armstrong. “Y sería una pena“.

De hecho, el cambio en las políticas tributarias representará una prueba vital de la dependencia de la industria solar de los subsidios. Rive de SolarCity cree que hará que el mercado “se estanque durante varios años”. Reconoce que SolarCity ya no podrá competir en varios estados con bajas tarifas eléctricas. Pero prevé que su empresa “estará bien” gracias a sus productos de coste relativamente bajo. Y sugiere que la gigafactoría de Búfalo podría proporcionarles una fuerte ventaja competitiva.

SolarCity espera que los paneles solares fabricados en la planta sean capaces de convertir entre el 22% y el 23% de la luz solar que reciben en electricidad, comparado con entre el 15% y el 16% de la tecnología convencional de silicio. Esto significaría que los consumidores domésticos podrían instalar menos paneles solares para generar la misma cantidad de energía, o podrían instalar el mismo número de paneles y producir más energía. Sea como sea, ayudaría a mantener la competitividad de la empresa.

La nueva tecnología podría resultar muy importante para Búfalo también. En general, se calcula que la gigafábrica generará 3.000 empleos en la ciudad, la mitad en fábrica y otros 1.500 para contratistas y proveedores. SolarCity también se ha comprometido a contratar a 2.000 personas en todo el estado durante los próximos cinco años para vender e instalar sus paneles solares. No es exactamente la recreación de los trabajos de la industria de acero que antaño dominaban la zona, pero es un comienzo. (Republic Steel tenía 2.500 empleados cuando cerró en 1984, aunque Bethlehem Steel, ubicada a unos kilómetros de distancia en Lackawanna tenía muchos más).

Como una de las ciudades más nubladas de Estados Unidos, Búfalo no es un destino particularmente atractivo para la energía solar. SolarCity hará allí su debut en la fabricación debido a los generosos incentivos estatales y la infraestructura y experiencia industriales de la ciudad. Irónicamente, Búfalo aporta otra importante ventaja: la tarifa eléctrica media para fabricantes ronda los 0,0479 dólares (unos 4 céntimos de euro) por kilovatio – hora gracias a la barata energía hidroeléctrica generada por las Cataratas del Niágara. Si la empresa quiere hacer la transición de ser en esencia una empresa de servicios solares a ser un fabricante que juega un papel importante en la economía del país, Búfalo es un buen destino.

Este verano, cientos de personas del ecosistema empresarial local acudieron en masa a un hotel céntrico para escuchar a SolarCity describir sus planes y para conocer las oportunidades para proveer servicios a la gigafábrica. Fue el primero encuentro formal entre los ejecutivos de SolarCity, con su entusiasmo de Silicon Valley y su ambición infinita, y muchos de los líderes locales de una ciudad de fábricas que ha sufrido décadas de desengaños económicos. SolarCity fabricará 10.000 paneles solares al día en la fábrica, como dijo uno de sus ejecutivos al público, y “suspender las operaciones debido al mal tiempo no es una opción”. (Sin duda esta afirmación recordó a muchos que siete meses antes cayeron siete pies de nieve -unos 2,13 metros- en el transcurso de varios días, paralizando la ciudad).

Búfalo, anteriormente la octava ciudad más grande de Estados Unidos, se enorgullece de un reciente renacimiento económico. El centro y el paseo marítimo renovado rebosan de actividad y de proyectos de construcción. Pero esta renovación está fuertemente respaldada por las inversiones estatales. Y el éxito de SolarCity, en sí mismo un gran recipiente de fondos estatales, podría resultar clave a la hora de definir el futuro económico de la cuidad. También representará una prueba de fuego para el papel que jugarán los incentivos gubernamentales en el impuslo de la expansión de la energía solar.

http://www.technologyreview.es/energia/48096/el-futuro-de-la-energia-solar-granjas-gigantes-y/