La creciente preocupación por el cambio climático ha impulsado la búsqueda y adopción de nuevas formas de generar electricidad, entre ellas la energía solar fotovoltaica. Los paneles solares convierten la luz del sol en electricidad mediante celdas fotovoltaicas fabricadas principalmente con silicio. Cuando la luz incide sobre estas celdas, se genera electricidad que puede utilizarse de manera inmediata o enviarse a una batería para almacenarla y utilizarla posteriormente. Así, una instalación fotovoltaica puede suministrar energía a una vivienda, un edificio, o a mayor escala contribuir al abastecimiento de comunidades enteras.
En muchos sistemas, especialmente aquellos que buscan reducir su dependencia de la red eléctrica, los paneles se acompañan de baterías. Las baterías de ion-litio son una de las tecnologías utilizadas actualmente para el almacenamiento de energía, aunque existen otras alternativas como las de plomo-ácido. La elección del tipo de batería depende de factores como el costo, la capacidad, el número de ciclos de carga y el tipo de aplicación. En el caso de las baterías de ion-litio, los materiales que las constituyen pueden incluir litio, níquel, cobalto, manganeso, grafito, cobre y aluminio.
La energía solar es importante para reducir las emisiones asociadas a la generación de electricidad. Sin embargo, que una tecnología no produzca emisiones directas durante su funcionamiento no significa que carezca de impacto ambiental. Según el INEGI, en 2021, alrededor de 281 mil viviendas en México contaban con paneles solares. A esta cantidad se suman grandes instalaciones fotovoltaicas entre las que se encuentra la Central Puerto Libertad, en Sonora, que cuenta con 1,222,800 paneles solares instalados. ¿Y qué representó la elaboración de todos esos paneles solares? Para fabricar un panel solar es necesario extraer y procesar materias primas. Los módulos de silicio cristalino disponibles en gran parte del mercado están compuestos principalmente por vidrio, aluminio, polímeros y silicio, además de pequeñas cantidades de cobre y plata. La fabricación de estos componentes requiere energía y procesos industriales que generan emisiones. Las baterías también tienen un impacto asociado a la extracción y procesamiento de las materias primas que las conforman. El crecimiento del almacenamiento de energía incrementa la demanda de minerales como litio, níquel, cobalto, grafito y cobre. Por ejemplo, el litio puede obtenerse de salmueras o de minerales de roca dura, mientras que otros materiales utilizados en las baterías requieren actividades mineras y procesos de refinación.
Tanto los paneles solares como las baterías tienen cierto tiempo de vida, por lo tanto, hay una pregunta que no debería quedar fuera de la conversación: ¿qué sucederá cuando dejen de ser útiles? Un panel fotovoltaico puede tener una vida útil de aproximadamente 25 a 35 años, aunque puede seguir produciendo electricidad después de ese periodo de tiempo, pero en menor cantidad. Por su parte, para sistemas de almacenamiento con baterías de ion-litio, distintas estimaciones sitúan su vida útil en aproximadamente 10 a 20 años, dependiendo del uso y condiciones de operación.
Cuando llegan al final de su vida útil, estos equipos no tienen por qué convertirse simplemente en basura. De los paneles solares pueden recuperarse materiales como vidrio, cobre, aluminio y silicio, además de pequeñas cantidades de plata mediante procesos especializados; sin embargo, los polímeros que protegen las celdas dificultan su desmontaje y reciclaje. Las baterías también requieren procesos especializados mediante los cuales es posible recuperar materiales como cobalto, níquel, manganeso y, en algunos casos, litio. El reciclaje permite que estos materiales regresen a la cadena productiva y puede reducir la necesidad de obtenerlos mediante nuevas actividades mineras.
La energía solar debe pensarse como un ciclo y no solamente como el momento en que un panel comienza a producir electricidad. Si se investiga para fabricar celdas más eficientes, reducir la cantidad de materiales necesarios o aumentar la duración de las baterías, también debemos investigar cómo reparar, reutilizar, desmontar y reciclar esos equipos.
No se trata de esperar 20 o 30 años para comenzar a resolver el problema. El crecimiento actual de las instalaciones fotovoltaicas significa que los residuos aumentarán con el paso del tiempo; por eso, si queremos que la generación de energía mediante paneles fotovoltaicos sea realmente sustentable, la innovación no debería terminar cuando el producto sale de la fábrica ya que también se necesitan políticas de recolección, infraestructura de reciclaje, investigación sobre nuevos materiales, diseños que faciliten la reparación y el desmontaje, y responsabilidades claras para fabricantes, instaladores, usuarios y autoridades.
El verdadero desafío consiste en construir tecnologías que no solo produzcan energía limpia durante décadas, sino que también puedan integrarse a una economía en la que los materiales se aprovechen una y otra vez, de lo contrario corremos el riesgo de resolver una parte del problema ambiental mientras dejamos para el futuro otra que nosotros mismos pudimos haber previsto.
