Con una descarbonización que avanza mucho más lenta de lo proyectado y un calentamiento global que se acelera, un grupo de científicos ha puesto una nueva solución verde sobre la mesa: la generación de energía solar en el espacio. El cálculo de estos expertos es que es posible colocar un “enjambre” de paneles en órbita y transmitir la energía capturada a la Tierra. Se trata de una inexplorada apuesta que permitiría reducir hasta en un 80% las necesidades de energía renovable terrestre de Europa. Sin embargo, el proyecto genera dudas en la comunidad científica por lo complejo de su construcción, su viabilidad técnica y los costes económicos.
Para los investigadores del King's College de Londres y de la universidad de Xi’an Jiaotong (Suzhou, China), autores de una investigación que han publicado en la revista académica Joule, la energía solar espacial proporciona una una “fuente constante”, una ventaja frente a la “intermitencia” de las energías renovables terrestres. El diagnóstico es que tener paneles en el espacio solucionaría este déficit estructural de la fotovoltaica, que dejan de producir energía cuando el sol se esconde. También permitiría prescindir de las baterías de almacenamiento, la actual apuesta del mercado global para que las renovables sean más robustas y eficientes.
Los límites de la energía limpia
La energía eólica y solar avanza de forma lenta en todo el planeta
En el caso de Europa, esta tecnología permitiría alcanzar el objetivo de cero emisiones para 2050, una meta que hoy parece utópica. “Por primera vez, hemos demostrado el impacto positivo que esta tecnología podría tener en Europa. Aunque la viabilidad de esta tecnología aún se está estudiando, nuestra investigación destaca su enorme potencial económico y medioambiental si se adopta”, explica Wei He, autor principal del estudio y profesor titular del Departamento de Ingeniería del King's College.
He y su equipo de trabajo alertan de que la transición de los combustibles fósiles a recursos con bajas emisiones de carbono, como la energía eólica y solar, avanza lento por las dificultades de un suministro que sigue “sin ser del todo fiable y la incertidumbre del almacenamiento a gran escala”.
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En Europa, describen, los esfuerzos de descarbonización se desarrollan dentro de una “red compleja y altamente interconectada que abarca diversos recursos regionales, perfiles de demanda y políticas”. En este contexto, los “desequilibrios estacionales”, como por ejemplo una mayor demanda invernal -hoy satisfecha principalmente con gas natural-, “pueden impulsar la volatilidad de precios, las emisiones y los riesgos para la seguridad energética”.
Ante este escenario, es fundamental que mientras los responsables políticos se esfuerzan por lograr estrategias sólidas de descarbonización, la ciencia identifique y evalúe “opciones complementarias que mitiguen la intermitencia sin saturar la infraestructura de la red sigue siendo un desafío apremiante”.
La energía solar espacial asoma por tanto como una solución con “mucho potencial”, afirman los científicos. Al operar por encima de la atmósfera y fuera del ciclo día-noche, “promete energía continua a escala de gigavatios”. Con la inversión necesaria, esta tecnología podría pasar del papel a una a una “solución técnicamente viable para la década de 2030”. ¿Cómo funciona? Se colocan grandes paneles solares en satélites en órbita con capacidad de recolectar energía de forma continua. En tierra, se instalan grandes antenas rectificadoras para poder captar la energía transmitida y alimentar las infraestructuras de las redes eléctricas.
“La larga tradición europea de cooperación multinacional -incluyendo el intercambio transfronterizo de electricidad y proyectos satelitales en el marco de la Agencia Espacial Europea- podría aprovecharse para desarrollar y operar una infraestructura centralizada de energía solar espacial”, explican los investigadores.
Dos diseños de la NASA
Prototipo de una nave espacial con energía solar de la NASA
El estudio de viabilidad se sostiene en dos diseños que ya están siendo estudiados por la NASA, uno de “enjambre de paneles”, el que más potencial tiene, y otro de “diseño de matriz plana”, con más limitaciones.
Las simulaciones realizadas por los científicos demuestran que el segundo diseño no es rentable según los costes previstos para 2050. Sin embargo, el diseño de enjambre puede reducir los costes totales del sistema eléctrico europeo entre un 7% y un 15%, compensar hasta el 80% de la energía eólica y solar y reducir el uso de baterías en más de un 70%. Además, este paquete supondría un ahorro estimado de 35.900 millones de euros al año para el conjunto de Europa.
Para que esta tecnología despegue, los científicos piden organizar “vuelos de demostración” y políticas específicas con incentivos a los posibles inversores. No obstante, reconocen “importantes obstáculos”, como el elevado capital inicial, el riesgo de desechos orbitales, las normativas de seguridad y la aceptación pública de las estaciones receptoras a escala kilométrica. “Superarlos proporcionaría a Europa una opción de energía limpia fiable y de alcance continental que reduciría el coste total de una descarbonización profunda”, aclaran con optimismo.
El auge simultáneo de los vuelos espaciales comerciales y la fabricación masiva de satélites son dos aspectos positivos que ofrecen un “contexto industrial favorable” para esta apuesta tecnológica. “Las limitaciones son todavía importantes, pero el potencial no es nada despreciable”, concluyen los autores del estudio.
Las dudas de otros expertos
Olga Zamora es astrónoma de soporte en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Convocada por Science Media Centre España para valorar esta investigación, señala en primer lugar que se trata de una “idea antigua” y conocida desde la década del 60 del siglo pasado en el sector de la energía, pero “siempre descartada por el alto coste económico y los desafíos tecnológicos”.
Cuestiona que el estudio no aborde aspectos técnicos como los posibles problemas en la construcción, lanzamiento, puesta en órbita, ensamblaje orbital, generación de basura espacial, necesidad de nuevos marcos regulatorios, viabilidad de la transmisión sin cables por radio a la Tierra y posible impacto en la astronomía. “Todas estas cuestiones son de vital importancia en un proyecto de este calibre”, subraya esta experta.
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Coincide con los autores que el diseño más favorable es el de estructura modular estilo “colmena”, con múltiples reflectores hexagonales que operan para redirigir la luz hacía un concentrador solar central. “Los módulos ofrecerían una disponibilidad energética continua de casi 99 % anual”, describe.
Sin embargo, el entramado tecnológico que requiere esta solución “no es fácil de desarrollar”. Califica de “optimista” la proyección de los autores de operatividad para 2050. De superarse todos los escollos, su potencialidad para ayudar a las necesarias emisiones cero es de “mucha relevancia”, admite Zamora.
Requieren una inversión muy grande en investigación y desarrollo, sin ninguna garantía de que funcionen finalmente...
Un análisis similar hace Pep Canadell, director ejecutivo de Global Carbon Project e investigador jefe del Centro de Ciencias del Clima en Canberra, Australia. Celebra que la investigación presente un “sólido argumento” sobre por qué la ciencia y la comunidad internacional debería considerar apoyar el desarrollo de esta tecnología para explorar su futura viabilidad.
Sin embargo, matiza, las tecnologías necesarias para transmitir energía desde el espacio están “lejos de ser operativas y requieren una inversión muy grande en investigación y desarrollo, sin ninguna garantía de que funcionen finalmente”. Además, los costes de estas tecnologías son todavía “muy teóricos”, con un riesgo alto de que nunca sean económicamente competitivos frente a otras fuentes de energías limpias.
“Necesitamos acelerar el despliegue de las energías limpias -solar y eólica- que ya tenemos disponibles hoy aquí en la Tierra. Sabemos cómo cubrir los millones de tejados que existen en polígonos industriales y casas, y sabemos cómo construir parques eólicos muy eficientes, solares y de baterías. Lo que no deberíamos hacer es esperar a que una posible futura tecnología nos solucione los problemas de hoy”, pide este experto.
