La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable que no requiere consumibles ni emite emisiones durante su funcionamiento. Sin embargo, la ejecución de proyectos que aprovechan esta fuente provoca un impacto ambiental negativo inicial importante.
Esta entrada se centrará en el análisis de la huella de carbono de esta tecnología, exponiendo sus impactos positivos y negativos, con el fin de obtener un balance global que permita valorar sus beneficios ambientales.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
IMPACTOS AMBIENTALES
La fabricación de los principales equipos de la instalación fotovoltaica, paneles, estructuras e inversor, suponen unas emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) considerables, dependientes en gran medida del mix eléctrico del país donde se manufacturen.
Por ejemplo, según Red Eléctrica Española, las emisiones de GEI del sistema eléctrico español en el año 2020 fueron de ~ 0,14 [kg CO2 eq. / kWh] (0,19 [kg CO2 eq. / kWh] en 2019), logrando cubrir el 66,9% de la demanda con tecnologías libres de CO2.
También hay que tener en cuenta las medidas de eficiencia energética tomadas por los fabricantes y resto de agentes que intervienen, desde la extracción de las materias primas hasta el montaje de los equipos.
En cualquier caso, dichas medidas tienen un impacto difícil de cuantificar. Algunas de las más destacadas son los contratos de compraventa de energía renovables (PPAs), la instalación de sistemas de autoconsumo energético en las propias fábricas y el uso de flotas de vehículos eléctricos.
Los diferentes estudios que abordan este tema normalmente valoran las emisiones por [kWh] generado a lo largo de toda la vida útil de la planta, es decir, de 20 a 30 años para instalaciones de autoconsumo fotovoltaico, y en un país o región determinados.
Estas estimaciones sitúan las emisiones de la tecnología solar fotovoltaica -evaluando todo su ciclo de vida- entorno los 50 [g CO2 eq. / kWh]. En base a esto es fácil calcular, a modo orientativo, las emisiones provocadas por kilovatio pico de paneles instalados en un país como España:
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Generación por potencia instalada* | ~ 1450 [kWh / (kWp x año)] & -0,8 [%/año] Tras 25 años → ~ 32.770 [kWh / kWp] |
| Emisiones por energía generada | ~ 50 [g CO2 eq. / kWh] |
| Emisiones por potencia instalada | ~ 32.770 x (50 x 10-3) = 1.639 [kg CO2 eq. / kWp] |
Esto significa que realizar en España una instalación de autoconsumo típica de 3 [kWp] supondría unas emisiones de GEI estimadas en 4.917 [kg CO2 eq.], que son, por ejemplo, las equivalentes a las provocadas por un coche de combustión tras 40.975 [km] (0,12 [kg CO2 eq. / (km x pasajero)]).
ÁNALISIS DE LOS RESULTADOS
Como se ha indicado anteriormente, por cada [kWh] eléctrico consumido en España durante el año 2020 se emitieron 0,14 [kg CO2 eq.]. Por lo tanto, si en España una instalación fotovoltaica de autoconsumo genera aproximadamente 32.770 [kWh / kWp] durante 25 años, con su ejecución se habrán evitado, a falta de restar las emisiones provocadas, 4.588 [kg CO2 eq. / kWp].
Esto supone un 180% más que las emisiones provocadas inicialmente (1.639 [kg CO2 eq. / kWp]), las cuales se compensarían en menos de 9 [años] desde la puesta en funcionamiento del sistema, logrando evitar finalmente 2.949 [kg CO2 eq. / kWp] al terminar su vida útil.
Por último, aclarar que en el cálculo de las emisiones se incluyen las necesarias para desmontar y desechar los componentes la instalación. Pasados 25 años habrá que renovar toda la instalación eléctrica e inversores, sin embargo, los paneles fotovoltaicos posiblemente puedan aguantar de 5 a 15 años más dependiendo de su calidad y condiciones de operación.
CONCLUSIONES
La ejecución de instalaciones fotovoltaicas, al igual que cualquier otra actividad del ser humano, genera emisiones de GEI, sin embargo, en comparación con las tecnologías de generación convencionales sus emisiones son prácticamente despreciables.
| Fuente | Emisiones |
|---|---|
| Solar fotovoltaica | ~ 50 [g CO2 eq. / kWh] |
| Gas natural* | ~ 500 [g CO2 eq. / kWh] |
| Carbón* | ~ 1000 [g CO2 eq. / kWh] |
Para hacerse una idea del impacto medioambiental que suponen las plantas fotovoltaicas, un árbol absorbe aproximadamente entre 10 y 30 [kg CO2 / año] (según la fundación Aquae), por lo que serían necesarios unos 3 árboles para compensar las emisiones causadas por cada [kWp] instalado en España (1.639 / 25 = 66 [kg CO2 eq. / (kWp x año)]).
Estos valores son considerablemente bajos si se comparan con el número de árboles necesarios para cubrir la demanda de oxígeno de una persona, que se estima en 22 árboles, o con las emisiones per cápita en nuestro país, que se sitúan actualmente en 5.000-6.000 [kg CO2 / año].
Y más aún teniendo en cuenta que una instalación de apenas 2 [kWp] es capaz de generar tanta electricidad como la que demanda un hogar medio español, tal y como se analizó en esta entrada sobre la rentabilidad del autoconsumo fotovoltaico:
RENTABILIDAD DEL AUTOCONSUMO FOTOVOLTAICO RESIDENCIAL (2021)
Por último, señalar que para elaboración de esta publicación se han consultado varios documentos técnicos sobre las emisiones ligadas a las diferentes tecnologías de generación eléctrica, de los cuales recomiendo en especial los dos siguientes si se desea profundizar sobre este tema:
- Carbon Footprint of Electricity Generation (Houses of Parliament, 6/2011).
- Life Cycle Greenhouse Gas Emissions from Solar Photovoltaics (NREL, 11/2012).