Energía solar: una solución para reducir emisiones de GEI y cubrir la demanda energética mundial
Martha Cabezas Así lo afirmó el profesor Arturo Morales Acevedo, del Instituto Politécnico Nacional de México (IPN), durante su participación en el encuentro académico “Nuevos materiales y energías no convencionales”, organizado por el Instituto de Estudios de la Orinoquia de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Orinoquia.
El “Investigador nacional emérito” del IPN agregó que “la energía solar permitiría solucionar dos problemáticas mundiales: la reducción de la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) y la demanda energética en la superficie terrestre”.
Precisamente, un informe publicado por la Organización Meteorológica Mundial (OMM) indica que en 2021 los niveles atmosféricos de los tres principales GEI (dióxido de carbono, metano y óxido nitroso) fueron los más altos en los últimos 40 años. La situación implica tomar acciones inmediatas ante el cambio climático y el calentamiento global.
La OMM ha advertido que si no se toman las medidas necesarias, en los próximos cinco años habrá un 50 % de probabilidades de que la temperatura mundial supere el límite de 1,5 °C plasmado en el “Acuerdo de París sobre el cambio climático”, en el cual se estableció el objetivo a largo plazo de reducir las emisiones de GEI y mantener el aumento de la temperatura mundial por debajo de los 2 °C.
Al respecto, el profesor Morales señaló que “para producir energía en el mundo es necesario quemar combustibles, lo que incrementa la emisión de GEI. Esta producción se da especialmente a partir de petróleo, carbón y gas, y en menor medida de energía nuclear. Además, el 85 % de la energía del mundo está siendo producida por combustibles fósiles”.
La energía solar se convierte en una alternativa capaz de suplir la demanda energética mundial que, según el experto, “requiere de una capacidad instalada de 16 terawatt (TW) al año. Proveniente de la radiación solar tenemos hasta 1.000 veces la energía que se requiere en el mundo, con un total de potencia de 23.000 terawatt (TW) al año. Con un año de radiación solar en la superficie terrestre se podría producir más energía que la que generan todas las fuentes no renovables de energía, incluidos los combustibles fósiles”.
Alternativa para el mundo
Según el investigador mexicano, “ya sabemos que es una alternativa a ambos problemas; ahora debemos saber cómo aprovecharla. Una forma sería a través del aprovechamiento térmico, y la otra parte a través de las celdas fotovoltaicas, que convierten la radiación solar directamente en energía eléctrica sin ningún intermediario”.
Lo cierto es que la energía solar se ha posicionado en el mundo; según el informe de Global Electricity Review 2022, tanto la energía eólica como la solar generaron más del 10 % de la electricidad mundial. En 2021 solo la energía solar creció un 23 %.
El importante recurso solar de México y Colombia les permite usar sistemas fotovoltaicos. “En los últimos 6 años México ha aumentado la instalación de sistemas fotovoltaicos, ya que en los países con esta condición un módulo solar cuesta 2 veces menos que en aquellos como Alemania, que no la tienen”, explica el experto.
Agrega que “una de las ventajas de la energía solar es el costo: mientras en los años setenta 1 wat pico costaba 100 dólares, en 2020 fue de menos de 40 centavos de dólar. La reducción de hasta 100 veces se ha dado por el desarrollo científico y tecnológico, y además por el incremento mundial de sistemas fotovoltaicos”.
Nuevos desarrollos en celdas solares
El profesor Morales explicó que “las celdas solares de una sola unión suelen tener una eficiencia aproximada del 30 %, están compuestas especialmente por silicio, el elemento químico más abundante en la Tierra. Esta tecnología representa el 90 % del mercado mundial”.
Sin embargo, en los desarrollos científicos también se usa perovskita, un mineral relativamente raro en la corteza terrestre, para hacer más eficiente las celdas solares. “En las celdas solares se logró una eficiencia del 26 % en 13 años, algo que al silicio le costó 50 años”.
En conjunto, las celdas que se componen de silicio y perovskita pueden alcanzar una eficiencia de hasta el 32 %, pero por ser un material poco estudiado no logran una estabilidad térmica ni química, lo que afecta la vida útil de una celda compuesta solo por este mineral.
“Los desarrollos de las celdas solares empezaron hace unos 50 años. En el contexto mundial su uso es necesario. El panorama podría ser que en 10 años la energía del mundo sea solar”, concluyó el investigador.
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