Una característica del desarrollo de nuestra civilización desde tiempos prehistóricos hasta la época actual es el crecimiento sostenido del consumo de energía per cápita. En efecto, hace un millón de años los antecesores de nuestra especie consumían solamente la energía que les proporcionaban los alimentos. Una vez que descubrieron cómo hacer uso del fuego para cocinar alimentos y para aliviar el frío, sin embargo, su consumo de energía per cápita se incrementó de manera consecuente. Lo mismo sucedió con desarrollos tecnológicos posteriores, como la agricultura, y la extracción y forja de metales para la fabricación de utensilios y herramientas.
El consumo per cápita de energía se incrementó igualmente con la aparición de la rueda hidráulica hace unos dos mil años y posteriormente del molino de viento, lo mismo que con la invención de la máquina de vapor hacia finales del siglo XVIII, la sustitución de la madera combustible por el carbón, y la sustitución parcial de este último combustible por el petróleo en las primeras décadas del siglo XX. Finalmente, hay que mencionar el desarrollo de la industria eléctrica a finales del siglo XIX que impulsó de manera considerable el consumo de energía per cápita.
Así, sumando todos los incrementos que se han dado a lo largo del tiempo, tenemos que desde tiempos prehistóricos hasta la época actual el consumo per cápita de energía se ha elevado más de cien veces.
En estas condiciones, tomando en cuenta el incremento explosivo que ha tenido la población de mundo, no es de sorprender que el uso creciente que hemos hecho de la energía –que a lo largo de la segunda mitad del siglo pasado abrumadoramente provino de la quema de combustibles fósiles, petróleo, gas natural y carbón–, haya tenido consecuencias a nivel global. De manera específica, que haya ocasionado el cambio climático que está en curso.
Para mitigar dicho cambio, los especialistas consideran que es necesario sustituir a los combustibles fósiles por fuentes de energía limpia, entre las que se incluyen la energía hidroeléctrica –que aprovecha las caídas de agua, naturales o artificiales–, los biocombustibles –por ejemplo, el bioetanol, obtenido a partir del maíz o la caña de azúcar–, la energía del viento o eólica, y la energía solar.
Si bien el origen de las energías hidroeléctrica, biocombustible y eólica es en último término el Sol, no dejan de ser, por así decirlo, una especie de intermediarios en la relación con nuestra estrella. Así, resultaría en principio más natural evitarlos en primera instancia y buscar aprovechar a la energía solar de manera directa. Una manera de hacerlo es a través de los llamados paneles solares que convierten la radiación del Sol directamente energía eléctrica; con la ventaja, además, de que ésta es el tipo de energía que nos es de más utilidad. En el mercado existen varias tecnologías para la fabricación de paneles solares. La que domina, sin embargo, es la basada en el silicio, que es también el material empleado para construir microprocesadores y memorias para computadoras.
Por otro lado, aunque los paneles solares han estado disponibles ya por varias décadas, su alto costo no había permitido su uso masivo en la generación de energía. Esto último, afortunadamente, ha dejado de ser cierto y la energía fotovoltaica –como es conocida la energía obtenida con dichos paneles– ha reducido sus costos de manera drástica y está irrumpiendo fuertemente en el campo de la generación de energía eléctrica.
Cabe preguntarse si la energía fotovoltaica es una energía limpia. Al respecto podemos mencionar que si bien la operación de un panel solar no contamina, durante el proceso de fabricación del panel mismo sí se generó contaminación ambiental en cierto grado. En el caso de un panel de silicio, la fabricación incluye procesos que se llevan a cabo a altas temperaturas, las cuales se alcanzan quemando combustibles contaminantes del medio ambiente.
En estas condiciones, para saber si en balance el uso de paneles solares ayuda al medio ambiente, es necesario cuantificar la energía empleada en la fabricación de un panel dado y estimar el tiempo que tardaría en generar dicha energía durante su operación en condiciones normales (tiempo de recuperación de energía). Si este tiempo es mayor que el tiempo estimado de vida del panel, entonces la opción fotovoltaica no sería una opción viable para proteger al medio ambiente.
Afortunadamente, el balance es altamente positivo pues el tiempo de recuperación de energía para un panel de silicio operando en una región del sur de Europa es de poco más de un año, comparado con un tiempo estimado de vida del panel de 20 años. Esto, de acuerdo con el último reporte del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems en Alemania. Así, un panel solar de silicio durante su tiempo de vida entregará 20 veces más energía que aquella que se empleó en fabricarlo.
Después de varias décadas de estar disponible en el mercado, los paneles fotovoltáicos han hecho finalmente su arribo al campo de la generación de energía eléctrica. ¿Podrán contribuir de manera apreciable a mitigar el cambio climático? Es difícil anticiparlo, pero de no hacerlo nos habrá fallado nuestra carta más fuerte. Y en tal caso quizá tengamos que revertir la tendencia de uso creciente de energía que hemos sostenido a lo largo de los últimos cientos de miles de años.
El consumo per cápita de energía se incrementó igualmente con la aparición de la rueda hidráulica hace unos dos mil años y posteriormente del molino de viento, lo mismo que con la invención de la máquina de vapor hacia finales del siglo XVIII, la sustitución de la madera combustible por el carbón, y la sustitución parcial de este último combustible por el petróleo en las primeras décadas del siglo XX. Finalmente, hay que mencionar el desarrollo de la industria eléctrica a finales del siglo XIX que impulsó de manera considerable el consumo de energía per cápita.
Así, sumando todos los incrementos que se han dado a lo largo del tiempo, tenemos que desde tiempos prehistóricos hasta la época actual el consumo per cápita de energía se ha elevado más de cien veces.
En estas condiciones, tomando en cuenta el incremento explosivo que ha tenido la población de mundo, no es de sorprender que el uso creciente que hemos hecho de la energía –que a lo largo de la segunda mitad del siglo pasado abrumadoramente provino de la quema de combustibles fósiles, petróleo, gas natural y carbón–, haya tenido consecuencias a nivel global. De manera específica, que haya ocasionado el cambio climático que está en curso.
Para mitigar dicho cambio, los especialistas consideran que es necesario sustituir a los combustibles fósiles por fuentes de energía limpia, entre las que se incluyen la energía hidroeléctrica –que aprovecha las caídas de agua, naturales o artificiales–, los biocombustibles –por ejemplo, el bioetanol, obtenido a partir del maíz o la caña de azúcar–, la energía del viento o eólica, y la energía solar.
Si bien el origen de las energías hidroeléctrica, biocombustible y eólica es en último término el Sol, no dejan de ser, por así decirlo, una especie de intermediarios en la relación con nuestra estrella. Así, resultaría en principio más natural evitarlos en primera instancia y buscar aprovechar a la energía solar de manera directa. Una manera de hacerlo es a través de los llamados paneles solares que convierten la radiación del Sol directamente energía eléctrica; con la ventaja, además, de que ésta es el tipo de energía que nos es de más utilidad. En el mercado existen varias tecnologías para la fabricación de paneles solares. La que domina, sin embargo, es la basada en el silicio, que es también el material empleado para construir microprocesadores y memorias para computadoras.
Por otro lado, aunque los paneles solares han estado disponibles ya por varias décadas, su alto costo no había permitido su uso masivo en la generación de energía. Esto último, afortunadamente, ha dejado de ser cierto y la energía fotovoltaica –como es conocida la energía obtenida con dichos paneles– ha reducido sus costos de manera drástica y está irrumpiendo fuertemente en el campo de la generación de energía eléctrica.
Cabe preguntarse si la energía fotovoltaica es una energía limpia. Al respecto podemos mencionar que si bien la operación de un panel solar no contamina, durante el proceso de fabricación del panel mismo sí se generó contaminación ambiental en cierto grado. En el caso de un panel de silicio, la fabricación incluye procesos que se llevan a cabo a altas temperaturas, las cuales se alcanzan quemando combustibles contaminantes del medio ambiente.
En estas condiciones, para saber si en balance el uso de paneles solares ayuda al medio ambiente, es necesario cuantificar la energía empleada en la fabricación de un panel dado y estimar el tiempo que tardaría en generar dicha energía durante su operación en condiciones normales (tiempo de recuperación de energía). Si este tiempo es mayor que el tiempo estimado de vida del panel, entonces la opción fotovoltaica no sería una opción viable para proteger al medio ambiente.
Afortunadamente, el balance es altamente positivo pues el tiempo de recuperación de energía para un panel de silicio operando en una región del sur de Europa es de poco más de un año, comparado con un tiempo estimado de vida del panel de 20 años. Esto, de acuerdo con el último reporte del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems en Alemania. Así, un panel solar de silicio durante su tiempo de vida entregará 20 veces más energía que aquella que se empleó en fabricarlo.
Después de varias décadas de estar disponible en el mercado, los paneles fotovoltáicos han hecho finalmente su arribo al campo de la generación de energía eléctrica. ¿Podrán contribuir de manera apreciable a mitigar el cambio climático? Es difícil anticiparlo, pero de no hacerlo nos habrá fallado nuestra carta más fuerte. Y en tal caso quizá tengamos que revertir la tendencia de uso creciente de energía que hemos sostenido a lo largo de los últimos cientos de miles de años.