La energía fotovoltaica en la América Latina
y el Caribe



Por
Dr. Daniel Stolik Novygrod*



Potencialidades reales
de la América Latina
y el Caribe para desarrollar
la energía fotovoltaica

 

Aunque por razones explicables, es contradictorio que las regiones que disponen de la mayor radiación solar como la América Latina y el Caribe (AL-C), África y Medio Oriente, sean las que por un amplio margen cuenten con menos instalaciones fotovoltaicas (FV). Por ejemplo, en el caso de AL-C, 34 países (incluyendo Puerto Rico) solo tenían, aproximadamente, las instalaciones siguientes de FV vs mundial en MW (Tabla). Hoy se aprecia una evolución hacia el incremento, pero aún extremadamente modesta; solo Chile ha dado un salto a partir del 2014.Sin duda, AL-C puede desplegar un plan mucho más ambicioso de desarrollo FV, de lograr una sinergia de complementariedad entre los países de la región.


I. Integración de Latinoamérica y el Caribe en energía fotovoltaica

Estrategia y metas
De acordarse entre los países de AL-C una estrategia común de complementariedad para Potencialidades reales de la América Latina y el Caribe para desarrollar la energía fotovoltaica el desarrollo de la energía solar FV, se podría dar un gran salto en el mediano plazo; teniendo en cuenta la gran irradiación solar con que cuenta la región, se pudiera aspirar a tener para el largo plazo una generación FV promedio mayor de 30 % del total del mix eléctrico, distribuida en unos países más que en otros, considerando también las potencialidades de otras formas de energías renovables como la hidroenergía, de gran presencia en América del Sur, y la eólica en otras zonas.

Tabla Capacidad instalada
de FV en AL-C y el mundo



Antecedentes
Existen diversas organizaciones mundiales y regionales sobre las distintas fuentes de energía (FE). Unas incluyen todas las fuentes de energía como la IEA (Agencia Internacional de Energía) y la OLADE (Organización Latinoamericana de Energía); otras atienden todas las fuentes renovables de energía (FRE) como IRENA (International Renewable Energy Agency), de carácter intergubernamental y creada en 2011 con el objetivo de apoyar a todos los países en una transición hacia energías sustentables.

Dentro del conjunto de organizaciones vinculadas a las FRE, existen algunas más especializadas, como por ejemplo Epia (European Photovoltaic Industry Association) dedicada solamente para la FV, con la misión de promover la electricidad FV en el mercado europeo y unir a todos sus países miembros en una fuerte y única voz ante los decisión makers; no es casual por ello el gran desarrollo que ha tenido Europa al respecto.

Posibles proyecciones
Serían indispensables varias proyecciones de trabajo como la promoción y posible creación de una asociación fotovoltaica de Latinoamérica y el Caribe, que aunara a productores, empresas, universidades, científicos, ingenieros, investigadores, economistas, entre otros; unir esfuerzos para promover el desarrollo que incluya producciones industriales FV cooperadas en complementariedad; disminuir los costos FV en la región por la acción colectiva en economía de escala y científico tecnológica de los países de AL-C; comprar insumos (módulos, inversores,…), todo ello en forma conjunta para disminuir los precios.

 
Dos tipos diferentes de paneles solares en el banco
de pruebas de Cubaenergía.
 

Concretamente, el objetivo principal sería lograr antes de 2020 costos menores de
1500 USD por kWp instalado, y que el costo del kWh FV disminuyera a menos de
6 centavos de USD, de acuerdo con la abundante radiación solar de la región.

Acciones previas necesarias
1. Convocar a distintos factores de los países del área. Intercambiar y fertilizar criterios, lograr consensos, crear un grupo gestor para el impulso del objetivo propuesto.
2. Promover la participación de gobiernos, ministerios de energía, empresas productivas, empresas eléctricas, organismos, universidades, centros de I+D y sociedades científicas.
3. Aunar esfuerzos para el desarrollo de las investigaciones de ciencia y técnica (c-t) y de I+D FV tecnológicas, con objetivos de mediano a largo plazo, como base para la sustentabilidad en el tiempo del proyecto.


II. Oportunidades

Sin duda, las oportunidades que ofrece la FV en la región resultan ilimitadas y de notable factibilidad, por lo que a continuación se relacionan algunos de los argumentos más sólidos a su favor.

Radiación solar
América Latina y el Caribe poseen una de las radiaciones solares más altas del planeta, de 1800 a más de 2200 kWh/m2/año en la inmensa mayoría de su territorio. El costo del kWh depende del nivel de radiación solar del lugar; por ejemplo, en Alemania, país con la mayor cantidad de instalaciones FV en el mundo (hoy cerca de 40 000 MW), no sobrepasa los 1100 kWh/m2/año. Solo por este concepto, el costo promedio del kWh en la región para costos iguales a los de los sistemas FV de Alemania, sería más barato en más de 3 centavos de USD.

 
Montaje del primer parque fotovoltaico a gran
escala en la provincia de Cienfuegos.
 

El sistema FV y sus costos
Realmente, ha sido drástica la disminución de los costos FV. Hace varios años el módulo FV constituía más de 65 % del costo del sistema FV; hoy está por debajo de 35 %, por
lo que ha aumentado sensiblemente el aporte del resto del sistema (BOS), que puede ser sustancialmente disminuido por la acción conjunta de los países de AL-C. El otro elemento que está encareciendo sustancialmente la FV son los costos de capital o Weigthed Average of Capital Cost (WACC).

Costos del kWh FV

La inversión inicial es el elemento que más pesa en el costo de por vida del kWh FV;
sin embargo, los intereses que se pagan por créditos y los costos de capital lo pueden sobrepasar, por lo que deben ser disminuidos al máximo. Actualmente, en la mayoría
de toda la región, si se hacen las cosas correctamente, el kWh no debe ser mayor de 8
o 9 centavos de USD y tender a menos de 6 centavos antes del 2020, lo que convierte a
la FV en una alternativa altamente competitiva con relación a las fuentes de combustibles fósiles de generación eléctrica.

Producción
La producción de celdas FV influye determinantemente en la producción de sistemas FV que se instalan cada año, la que en el mundo creció de 287 MW en el 2000, a más de
45 000 MW en el 2014. La producción de módulos FV, al igual que la de celdas, se concentra en Asia. En AL-C no se producen celdas industriales, se ensamblan unos pocos MW de módulos FV, y tampoco se fabrican inversores ni otros elementos constitutivos del sistema FV final.

Instalación
La mayoría de las instalaciones FV están en Europa, seguida de China, EE.UU. y Japón. En todos los países de AL-C, en diciembre de 2013 apenas se alcanzaban 200 MW de los 140 000 MW existentes entonces en el mundo. En AL-C ha comenzado un discreto aumento que se debe incrementar en los próximos años, pero exceptuando Chile, en una pálida proporción comparada con Europa, Asia y EE.UU., a pesar de la favorable radiación solar que posee la región, aspecto que se puede revertir con ayuda de los objetivos antes planteados.

Investigaciones ciencia y técnica
No obstante el pobre nivel de instalaciones FV en la región, existen diversos centros I+D
y universidades que investigan las temáticas FV, y que constituyen una base para asegurar el desarrollo c-t, formación y capacitación FV.

Tecnología líder
La tecnología de celdas FV de silicio cristalino (Si-c, poli y mono cristalino) se mantendrá por varias decenas de años; constituye hoy más de 90 % de la producción mundial y sus costos han disminuido espectacularmente, proceso que continuará. Mientras tanto se podrán desarrollar investigaciones que aseguren a más largo plazo otras alternativas industriales posibles. Ya comienzan las primeras producciones y, en los próximos años, la eficiencia de los módulos de silicio multicristalino se elevará a cerca de 19 %, y de los monocristalinos a más de 21 %.

 
Montaje del primer parque fotovoltaico a
gran escala en la provincia de Cienfuegos.
 

Complementariedad de los países de la región

América Latina y el Caribe poseen las materias primas, componentes del sistema FV
y condiciones para lograr, mediante complementariedad, disminuir aún más los costos planteados de las instalaciones FV de acuerdo con el objetivo propuesto. A continuación se relacionan la tenencia, por parte de los distintos países de la región, de la mayoría de los recursos que se requieren para el desarrollo de la energía FV.

Cuarzo y arena sílice:
Prácticamente todos los países de AL-C poseen cuarzo y arena sílice, materias primas de las que se produce el silicio puro grado electrónico y solar,
en lugares de energía eléctrica más barata, como por ejemplo, en grandes hidroeléctricas como las que posee América Latina (Itaipú, Gurí, etc.). El costo mundial del silicio puro grado solar disminuyó en más de 400 USD/kg en 2008, a unos 15 USD como promedio actualmente, y su producción mundial en economía de escala pasó de 2000 toneladas/año en el 2000, a más de 280 000 al año en 2014.

Vidrio plano: De gran desarrollo en México, Brasil y Argentina. El vidrio plano texturado de alta transparencia, de menos de 4 mm de espesor, cubre toda el área de cada módulo FV. En el 2013 se consumieron para la FV unos 200 km2 de vidrio. Petroquímica: De aceptable desarrollo en varios países de AL-C productores de petróleo. Por cada m2 de módulo FV se utilizan 2 m2 de fi na capa de etilvinilacetato y 1 m2 de tedlar (marca registrada de Dupont de fluoruro de polivinilo). Hoy es un producto de la petroquímica, aunque en un futuro posiblemente lo sea de otras fuentes orgánicas.

Cobre: Chile y Perú están entre los primeros productores mundiales. Los conductores eléctricos del cableado FV son de cobre o de aluminio.

Acero: Varios países del continente son productores de acero. Las estructuras soportes de los sistemas FV son de acero y(o) de aluminio, y constituyen un importante porcentaje del costo del sistema FV final.

Aluminio: Lo producen Venezuela y Jamaica. Es un elemento importante de los sistemas FV; se utiliza en los marcos de los módulos, cables y estructuras soportes FV.

Estaño: Bolivia es un gran productor. Se utiliza en forma de cintas estañadas para la unión eléctrica de las celdas del módulo.

Plata: México es un gran productor mundial. La tecnología prevaleciente para la producción de celdas de Si-c es la serigráfica, en la que se utiliza pasta de plata, aunque se plantea la posible sustitución futura por otras pastas serigráficas.

Litio: Bolivia es un gran productor. Mundialmente se está desarrollando la tecnología y la producción de las baterías ión-litio para el almacenamiento de electricidad FV, con vistas
a llenar los huecos de tensión por las intermitencias de la energía FV.

Equipos electrónicos: Varios países del continente tienen infraestructuras para la producción de equipos electrónicos «inteligentes», como el inversor FV que convierte
la corriente directa en alterna; se compone de electrónica de potencia más microprocesadores y software, que ofrecen un mayor valor agregado; participa en
la automatización de la gestión, sobre todo la conectada a la red.

Níquel: Cuba es gran productor. Un elemento importante de la generación FV es la acumulación de la energía eléctrica para ser utilizada en horas de ausencia de radiación solar; el níquel se utiliza en baterías, pero una gran perspectiva está en la posible obtención de metano (metanación) en forma artificial, debido a la reacción de hidrógeno con CO2 capturado del aire atmosférico en cámara (Sabatier), con catalizadores de níquel.

Instalaciones: Chile resulta un país clave en el propósito aquí planteado,
ya que es actualmente, con notable diferencia, el país de AL-C con más instalaciones FV, experiencia valiosa que puede ser diseminada y fertilizada con más innovaciones en otros países de la región.

Costos de capital
Actualmente es el componente que más influye en el encarecimiento del kWh FV, que en la mayoría de los casos se financia por deudas contraídas con países desarrollados inversionistas. De prosperar la unificación económica de AL-C, impulsada por la Celac, sería posible acudir a financiamientos regionales mucho más blandos, en los que en lugar de primar el «negocio de la energía», sean la complementariedad, la necesidad y el derecho a la electricidad el hilo conductor de las negociaciones.

Alianzas extra región
Actualmente, en AL-C se están comprando instalaciones FV llave en mano
y relativamente más caras, tanto en parques como en otros sistemas FV distribuidos.
De lograrse el objetivo expuesto en un plan concreto de los países de la región, las negociaciones y posibles alianzas (joint ventures) serían con la voz de todo el bloque
de países ante los países exportadores de tecnologías FV. Estos acuerdos, alianzas
y posibles producciones conjuntas, se deben realizar con países líderes mundiales
de producciones FV.

Primeros estudios de factibilidad y pasos
De lograrse el acuerdo de varios países del área para acometer esta actividad, una primera acción recomendable sería que fuera similar al Roadmap REMAP 2030, proyecto realizado por Irena en 26 países del mundo, de los que solo tres son de América Latina (la última publicada en junio 2014), pero aplicado específicamente en la FV y tratando de cubrir todos o la mayoría de los países de AL-C. Paralelamente, hacer algo similar en objetivos y estructura a la de Epia, pero aplicado con las modificaciones necesarias a las condiciones de la región. Se podría recabar el apoyo de organizaciones como Irena y Epia para una colaboración al respecto.

Posibles participantes
• Empresas nacionales generadoras de energía eléctrica.
• Ministerios y organizaciones de energía.
• Inversionistas industriales relacionados con la FV.
• Universidades y centros de investigaciones en las temáticas FV.
• Sociedades científicas o de otro tipo relacionadas con la FV, entre otras organizaciones y entidades interesadas en participar.

Finalmente, la energía FV proseguirá un desarrollo creciente que hasta ahora ha sido muy pobre en la región, a pesar de un discreto despegue. En el propósito planteado se debe contemplar un tratamiento integral en el que se tengan en cuenta las aristas científicas, tecnológicas y económicas. Todo ello puede lograrse mediante una inteligente sinergia entre los países latinoamericanos, por lo que la región puede llegar a convertirse en una potencia mundial solar FV.

*Doctor en Ciencias y Profesor Titular de la Facultad de Física
y el Instituto de Materiales y Reactivos (IMRE),
Universidad de La Habana, Cuba.
e-mail:dstolik@fisica.uh.cu