Por qué están cambiando los cálculos sobre las emisiones de la energía solar en tejados

Los primeros paneles solares prácticamente eliminaron el carbón de la red eléctrica. Pero el progreso no solo resuelve nuestros problemas relacionados con los combustibles fósiles, sino que los remodela. A medida que la energía solar se impone y la energía limpia madura, el éxito trae consigo nuevas complejidades: gestionar la abundancia, equilibrar la red eléctrica y redefinir el propio progreso. La paradoja es simple: cuanto más limpia se vuelve la red, más difícil es que cada nuevo megavatio limpio marque la diferencia.

California ofrece un ejemplo claro. El estado ha experimentado una creciente reducción de la energía solar, ya que la generación diurna empuja los precios mayoristas de la electricidad a cero o incluso a valores negativos. Este patrón, en el que la abundancia de energía solar crea sus propios obstáculos económicos y operativos, está surgiendo ahora en las redes más saturadas de energía solar del mundo. Sin embargo, en California, esa tendencia está empezando a cambiar. Las baterías a gran escala están absorbiendo el excedente de electricidad, con una reducción de la restricción a medida que el almacenamiento se descarga en los picos vespertinos, lo que eleva los precios medios del mercado y reduce la dependencia de los combustibles fósiles al desplazar a las plantas de gas de punta, las unidades más contaminantes de la red eléctrica de California.

El progreso no es lineal, sino recursivo. Cada nueva solución cambia ligeramente la naturaleza del problema en sí.

Una reciente nota de investigación de Nature Climate Change, firmada por John E. T. Bistline y Asa Watten, del Electric Power Research Institute (EPRI), advierte de que muchos modelos siguen utilizando factores de emisión medios que ya no reflejan la realidad temporal de las redes eléctricas modernas. «Las reducciones de emisiones de la energía solar en tejados se exageran con enfoques que no captan adecuadamente los efectos de sustitución», reza el título.

Esta afirmación matiza, pero no refuta, un estudio anterior de Nature Climate Change realizado por Zhang et al., que concluía de forma optimista que la energía fotovoltaica en tejados «podría suponer la mayor contribución individual a la mitigación del cambio climático en 2050». El seguimiento de Bistline y Watten ajusta los cálculos para una red más madura y concluye que, cuando se incluyen los efectos de sustitución regionales y temporales, el potencial de mitigación modelado de la energía solar en tejados se reduce en un 41 % en 2035 y hasta un 98 % en 2050 en un estudio de caso de Estados Unidos.

El artículo también destaca una cuestión contable más profunda: si se añade la energía solar en tejados a una red ya saturada con proyectos a escala industrial, ¿a quién se le atribuye el mérito de la reducción de emisiones? La respuesta varía según el contexto. En Francia, donde predomina la energía nuclear, en Costa Rica, donde predomina la energía hidroeléctrica, o en los Países Bajos, donde predomina la energía eólica, la energía solar en tejados desplaza muy poco a los combustibles fósiles. Pero en lugares como California, donde tanto los tejados como la energía a escala industrial dominan el suministro diurno, los límites se difuminan.

Los investigadores sostienen que las reducciones de emisiones a menudo se exageran porque las herramientas de modelización existentes no han seguido el ritmo de las redes eléctricas, que cambian rápidamente. Destacan cuatro problemas recurrentes en los marcos de análisis comunes, señalando que los retos de cada región son distintos y están en constante evolución:

Supuestos lineales: tratar cada nuevo sistema de tejado como si compensara las emisiones al mismo ritmo que el anterior.
Factores de emisión uniformes: utilizar medias globales en lugar de combinaciones de generación específicas de cada región.
Sincronización estática: ignorar cuándo se produce la energía: la energía solar alcanza su máximo al mediodía, mientras que los combustibles fósiles suelen cubrir la demanda nocturna.
Efectos de las políticas: en los mercados avanzados, no tener en cuenta el crecimiento impulsado por las políticas en la energía solar a escala industrial de bajo costo.

El artículo señala que, en gran parte de Estados Unidos, los datos de emisiones del estudio anterior eran «sistemáticamente más altos que las estimaciones con modelos detallados de sistemas para casi todos los escenarios y períodos».

Estos efectos varían según la geografía. Regiones como California y Nueva Inglaterra se enfrentan a pronunciadas «curvas de pato» al mediodía, que limitan las reducciones adicionales de emisiones, mientras que otras siguen estando a la zaga en materia de energía solar, donde la nueva generación diurna sigue compensando la importante producción de combustibles fósiles.

En Bluesky, Bistline describió el artículo como una «finta»: no se trata de un ataque a la energía fotovoltaica en tejados, sino de una crítica más amplia a la contabilización de las emisiones. «Estas cuestiones», escribió, «son fundamentales a la hora de contabilizar las intervenciones en el sector eléctrico, incluyendo la electrificación, el almacenamiento de energía, los centros de datos y la eficiencia energética». A medida que la red se vuelve más limpia, cada nuevo megavatio —ya sea en tejados, comunidades o a escala industrial— compensa menos combustible fósil y más generación con bajas emisiones de carbono.

Más allá del modelo

Sin embargo, incluso este enfoque refinado deja fuera del alcance del modelo importantes beneficios de la energía solar en tejados, sobre todo su rendimiento térmico. Los sistemas en tejados proporcionan sombra y aislamiento, lo que limita la ganancia de calor durante el día y ralentiza la pérdida de calor durante la noche.

El aire acondicionado representa alrededor del 19 % del consumo eléctrico residencial en todo el país y aproximadamente entre el 25 % y el 30 % en estados cálidos como Texas, Arizona y Florida. Suponiendo que la energía solar en los techos reduzca la demanda de refrigeración en alrededor de un 38 %, según un estudio de la Universidad de California en San Diego, la cobertura total de los techos reduciría teóricamente el consumo eléctrico total de los hogares en alrededor de un 7 %, antes de que se consuma o se exporte a la red un solo kilovatio-hora.

Un estudio de Vibrant Clean Energy sugiere que la energía solar distribuida y el almacenamiento podrían reducir los costos de infraestructura de todo el sistema en más de medio billón de dólares (ajustado a la inflación, según un análisis de 2020) hasta 2050. La mayor parte de este ahorro provendría de la reducción de las inversiones en transmisión y distribución, que aparecen en las facturas de servicios públicos como cargos por entrega o servicio. Ignorar los beneficios físicos, como el sombreado y el aislamiento a nivel de los edificios, junto con la expansión evitada de la red, supone correr el riesgo de cometer el mismo error que este estudio pretende corregir: contabilizar lo que es fácil de modelar en lugar de lo que realmente se conecta.

Muchos de los beneficios más amplios de la generación distribuida, como la reducción de los costos mayoristas, la mejora de la eficiencia local y una mayor resiliencia de la comunidad, no están fuera del alcance de la modelización. Simplemente están más allá de lo que la mayoría de los modelos deciden medir.

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