El lado oscuro de la energía solar

Como el interés en la energía limpia subidas de tensión, paneles solares usados ​​van directamente al vertedero.
O lado escuro da energia solar
O lado escuro da energia solar

La energía solar es un mercado en rápido crecimiento, lo que debería ser una buena noticia para el medio ambiente. Desafortunadamente, hay una trampa. La tasa de sustitución de los paneles solares es más rápida de lo esperado y, dados los altos costos de reciclaje actuales, existe un peligro real de que todos los paneles usados vayan directamente al vertedero (junto con turbinas eólicas igualmente difíciles de reciclar). Los reguladores y los actores de la industria deben empezar a mejorar la economía y la escala de las capacidades de reciclaje antes de que llegue la avalancha de paneles solares.


Son tiempos soleados para la energía solar. En Estados Unidos, las instalaciones domésticas de paneles solares se han recuperado por completo de la caída de Covid, y los analistas pronostican más de 19 gigavatios de capacidad total instalados, en comparación con los 13 gigavatios al cierre de 2019. En los próximos 10 años, esa cifra puede cuadruplicarse, según datos de investigación de la industria. Y eso ni siquiera tiene en cuenta el mayor impacto de las posibles nuevas regulaciones e incentivos lanzados por la administración Biden, amigable con el medio ambiente.

El rendimiento a prueba de pandemia de Solar se debe en gran parte al Crédito Fiscal de Inversiones Solares, que sufragan el 26% de los gastos relacionados con la energía solar para todos los clientes residenciales y comerciales (un poco menos del 30% durante 2006-2019). Después de 2023, el crédito fiscal se reducirá a un 10% permanente para los instaladores comerciales y desaparecerá por completo para los compradores de viviendas. Por lo tanto, las ventas de energía solar probablemente se quemarán aún más en los próximos meses, ya que los compradores corren para cobrar dinero mientras aún pueden hacerlo.

Las subvenciones fiscales no son la única razón de la explosión solar. La eficiencia de conversión de los paneles ha mejorado hasta el 0,5% cada año durante los últimos 10 años, aun cuando los costes de producción (y, por lo tanto, los precios) han disminuido drásticamente, gracias a varias oleadas de innovación manufacturera impulsadas principalmente por los productores de paneles chinos dominantes en la industria. Para el consumidor final, esto equivale a unos costes iniciales mucho más bajos por kilovatio de energía generada.

Todo esto es una gran noticia, no solo para la industria sino también para cualquiera que reconozca la necesidad de pasar de los combustibles fósiles a las energías renovables en aras del futuro de nuestro planeta. Pero hay una advertencia masiva de la que están hablando muy pocos.

Paneles, paneles en todas partes

Los incentivos económicos se alinean rápidamente para alentar a los clientes a cambiar sus paneles existentes por modelos más nuevos, más baratos y eficientes. En una industria en la que las soluciones de circularidad como el reciclaje siguen siendo lamentablemente inadecuadas, el gran volumen de paneles desechados pronto supondrá el riesgo de que las proporciones dañen existencialmente.

Sin duda, esta no es la historia que se obtiene de fuentes oficiales de la industria y del gobierno. El Proyecciones oficiales de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) afirman que «se prevén grandes cantidades de residuos anuales a principios del decenio de 2030» y podrían sumar 78 millones de toneladas para el año 2050. Es una cantidad asombrosa, sin duda. Pero con tantos años para prepararse, describe una oportunidad de miles de millones de dólares para recuperar materiales valiosos en lugar de una amenaza nefasta. La amenaza se oculta por el hecho de que las predicciones de IRENA se basan en que los clientes mantienen sus paneles en su lugar durante todo su ciclo de vida de 30 años. No tienen en cuenta la posibilidad de un reemplazo precoz generalizado.

Nuestra investigación sí. Utilizando datos reales de Estados Unidos, modelamos los incentivos que afectan a las decisiones de los consumidores si se deben sustituir en varios escenarios. Supusimos que tres variables eran particularmente destacadas a la hora de determinar las decisiones de sustitución: precio de instalación, tasa de compensación (es decir, la tasa actual de energía solar vendida a la red) y eficiencia del módulo. Si el costo de las operaciones es lo suficientemente bajo y la eficiencia y la tasa de compensación son lo suficientemente altas, posicionamos que los consumidores racionales harán el cambio, independientemente de si sus paneles existentes han vivido 30 años completos.

Como ejemplo, considere a un consumidor hipotético (llámala «Ms. Brown») que vive en California que instaló paneles solares en su casa en 2011. Teóricamente, podría mantener los paneles en su lugar durante 30 años, es decir, hasta 2041. En el momento de la instalación, el coste total era de 40.800 dólares, el 30% de los cuales era deducible de impuestos gracias al Crédito Fiscal de Inversiones Solares. En 2011, la Sra. Brown podría esperar generar 12.000 kilovatios de energía a través de sus paneles solares, o aproximadamente $2.100 en electricidad. En cada año siguiente, la eficiencia de su panel disminuye aproximadamente un uno por ciento debido a la degradación del módulo.

Ahora imagine que en el año 2026, a mitad del ciclo de vida de su equipo, la Sra. Brown comienza a mirar de nuevo sus opciones solares. Ha oído que la última generación de paneles son más baratos y eficientes, y cuando hace sus deberes, encuentra que ese es el caso en gran medida. Según las proyecciones actuales reales, la Sra. Brown de 2026 descubrirá que los costos asociados con la compra e instalación de paneles solares han caído un 70% desde donde estaban en 2011. Además, los paneles de nueva generación rendirán 2.800 dólares en ingresos anuales, $700 más que su configuración existente cuando era nueva. Todo dicho, actualizar sus paneles ahora en lugar de esperar otros 15 años aumentará el VAN (valor actual neto) de su plataforma solar en más de $3,000 en dólares de 2011. Si la Sra. Brown es una actriz racional, optará por un reemplazo temprano. Y si fuera especialmente astuta en asuntos monetarios, habría llegado a esa decisión aún antes: nuestros cálculos para el escenario de la Sra. Brown muestran que el VAN de reemplazo superando al de la retención del panel a partir de 2021.

Si se producen reemplazos tempranos según lo previsto por nuestra modelo estadístico, pueden producir 50 veces más residuos en tan solo cuatro años de lo que IRENA prevé. Esta cifra se traduce en unas 315.000 toneladas métricas de residuos, sobre la base de una estimación de 90 toneladas por MW relación peso/potencia.

Por alarmantes que sean, estas estadísticas pueden no hacer justicia plena a la crisis, ya que nuestro análisis se limita a las instalaciones residenciales. Con paneles comerciales e industriales añadidos a la imagen, la escala de los reemplazos podría ser mucho, mucho mayor.

El alto costo de la basura solar

La actual capacidad circular de la industria no está lamentablemente preparada para el diluvio de residuos que es probable que llegue. El incentivo financiero para invertir en reciclaje nunca ha sido muy fuerte en energía solar. Si bien los paneles contienen pequeñas cantidades de materiales valiosos como la plata, en su mayoría están hechos de vidrio, un material de muy bajo valor. La larga vida útil de los paneles solares también sirve para desincentivar la innovación en este ámbito.

Como resultado, el auge de la producción solar ha dejado su infraestructura de reciclaje en el polvo. Para darle alguna indicación, First Solar es el único fabricante de paneles estadounidense que conocemos con una iniciativa de reciclaje en marcha, que solo se aplica a los productos propios de la compañía a una capacidad global de dos millones de paneles al año. Con la capacidad actual, costes estimados 20-30 dólares para reciclar un panel. Enviar ese mismo panel a un vertedero costaría solo 1-2 dólares.

Sin embargo, el coste directo del reciclaje es solo una parte de la carga al final de su vida útil. Los paneles son equipos delicados y voluminosos que generalmente se instalan en los tejados en el contexto residencial. Se requiere mano de obra especializada para desprenderlas y retirarlas, para que no se hagan añicos antes de que lleguen al camión. Además, algunos gobiernos pueden clasificar los paneles solares como residuos peligrosos, debido a las pequeñas cantidades de metales pesados (cadmio, plomo, etc.) que contienen. Esta clasificación conlleva una serie de costosas restricciones: los residuos peligrosos solo se pueden transportar en los horarios designados y a través de rutas seleccionadas,.

La totalidad de estos costes imprevistos podría aplastar la competitividad de la industria. Si trazamos las instalaciones futuras de acuerdo con una curva de crecimiento logístico que limita a 700 GW para 2050 (el límite máximo estimado de NREL para el mercado residencial estadounidense) junto con la curva de sustitución temprana, vemos que el volumen de residuos supera al de las nuevas instalaciones para el año 2031. Para 2035, los paneles desechados superarían 2,56 veces a las nuevas unidades vendidas. A su vez, esto catapultaría el LCOE (coste nivelado de la energía, una medida del coste global de un activo productor de energía durante su vida útil) a cuatro veces la proyección actual. La economía de la energía solar, tan brillante que parece desde el punto de vista de 2021, se oscurecería rápidamente a medida que la industria se hunda bajo el peso de su propia basura.

¿Quién paga la factura?

Casi con toda seguridad recaerá a los reguladores decidir quién asumirá los costos de limpieza. A medida que los residuos de la primera oleada de sustituciones tempranas se acumulan en los próximos años, el gobierno estadounidense —empezando por los estados, pero seguramente escalando al nivel federal— introducirá legislación sobre reciclaje de paneles solares. Es posible que las futuras regulaciones de EE. UU. sigan el modelo de la Directiva RAEE de la Unión Europea, marco jurídico para el reciclaje y la eliminación de residuos electrónicos en todos los estados miembros de la UE. Los estados estadounidenses que han promulgado legislación sobre reciclaje electrónico se han adhirido principalmente al modelo RAEE. (La Directiva se modificó en 2014 para incluir paneles solares.) En la UE, las responsabilidades de reciclaje de residuos pasados (históricos) se han distribuido entre los fabricantes en función de la cuota de mercado actual.

Un primer paso para evitar desastres puede ser que los productores de paneles solares comiencen a presionar inmediatamente para obtener legislación similar en los Estados Unidos, en lugar de esperar a que los paneles solares comiencen a obstruir los vertederos. En nuestra experiencia redactando e implementando la revisión de la Directiva RAEE original a finales de la década de 2000, descubrimos que uno de los mayores desafíos en esos primeros años era la responsabilidad de la gran cantidad de residuos acumulados generados por las empresas que ya no participan en el negocio de la electrónica (denominada residuos huérfanos).

En el caso de la energía solar, el problema se hace aún más espinoso gracias a las nuevas reglas de Pekín que se afeitan subvenciones para productores de paneles solares, al tiempo que aumenta la licitación competitiva obligatoria para nuevos proyectos solares. En una industria dominada por los actores chinos, esto intensifica el factor de incertidumbre. Con un apoyo reducido del gobierno central, es posible que algunos productores chinos se caigan del mercado. Una de las razones para impulsar la legislación ahora y no después es garantizar que los fabricantes del equipo en cuestión compartan equitativamente la responsabilidad del reciclaje de la inminente primera oleada de residuos. Si la legislación llega demasiado tarde, los jugadores restantes pueden verse obligados a lidiar con el costoso lío que los productores chinos dejaron atrás.

Pero, ante todo, debe construirse la capacidad necesaria de reciclaje de paneles solares, como parte de una infraestructura completa al final de su vida útil que también incluye desinstalación, transporte y (mientras tanto) instalaciones de almacenamiento adecuadas para residuos solares. Si incluso las previsiones más optimistas de nuestras previsiones de sustitución temprana son exactas, es posible que no haya tiempo suficiente para que las empresas lo logren por sí solas. Los subsidios gubernamentales son probablemente la única forma de desarrollar rápidamente una capacidad acorde a la magnitud del inminente problema de los residuos. Los grupos de presión corporativos pueden argumentarse convincentes para la intervención gubernamental, centrada en la idea de que el desperdicio es una externalidad negativa de la rápida innovación necesaria para la adopción generalizada de nuevas tecnologías energéticas como la solar. Por lo tanto, el coste de crear infraestructura al final de su vida útil para la energía solar es una parte ineludible del paquete de I+D que acompaña al soporte de la energía verde.

No es solo solar

El mismo problema se avecina para otras tecnologías de energía renovable. Por ejemplo, a no ser que haya un aumento importante de la capacidad de procesamiento, los expertos esperan que valor de más de 720.000 toneladas de gigantescas palas de aerogeneradores terminarán en vertederos estadounidenses durante los próximos 20 años. Según las estimaciones vigentes, solo el cinco por ciento de baterías de vehículos eléctricos se reciclan actualmente, un retraso que los fabricantes de automóviles están corriendo para rectificar ya que las cifras de ventas de automóviles eléctricos siguen aumentando hasta un 40% interanual. La única diferencia esencial entre estas tecnologías ecológicas y los paneles solares es que este último funciona como motor generador de ingresos para el consumidor. Por lo tanto, deben satisfacerse dos actores independientes que buscan beneficios, los productores de paneles y el consumidor final, para que la adopción se produzca a escala.

***

Nada de esto debería plantear serias dudas sobre el futuro o la necesidad de las energías renovables. La ciencia es indiscutible: seguir dependiendo de los combustibles fósiles en la medida en que lo hacemos actualmente legará a las generaciones futuras un planeta dañado si no moribundo. En comparación con todo lo que ganamos o perdemos, es probable que las cuatro décadas más o menos tarden para que la economía de la energía solar se estabilice hasta el punto de que los consumidores no se sientan obligados a acortar el ciclo de vida de sus paneles parece decididamente pequeño. Pero ese elevado propósito no hace que el cambio a la energía renovable sea más fácil en realidad. De todos los sectores, la tecnología sostenible no puede permitirse el lujo de tener poca visión de los residuos que crea. UNA estrategia para entrar en la economía circular es absolutamente esencial, y cuanto antes, mejor.



  • Automóvil club británico
    Atalay Atasu es un profesor de tecnología y gestión de operaciones y la Cátedra Pitt y James Bianca en la sostenibilidad ambiental en INSEAD .

    li>


  • Dakota del Sur
    Serasu Duran es un profesor de la Universidad de la Escuela Haskayne de Calgary de negocios en Calgary, Alberta.

    li>


  • LW
    Luk N. Van Wassenhove es el Henry Ford presidido Profesor de fabricación, Emérito, por lo INSEAD y conduce su Grupo de Investigación humanitaria Sostenible y su Iniciativa de Operaciones.

    li>

  • Related Posts
    Salir de la versión móvil