El sol proporciona un recurso tremendo para generar electricidad limpia y sostenible sin contaminación tóxica ni emisiones de calentamiento global.
Los impactos ambientales potenciales asociados con la energía solar (uso de la tierra y pérdida de hábitat, uso del agua y uso de materiales peligrosos en la fabricación) pueden variar enormemente dependiendo de la tecnología, que incluye dos grandes categorías: células solares fotovoltaicas (PV) o plantas termosolares de concentración (CSP).
La escala del sistema, que abarca desde pequeñas instalaciones fotovoltaicas distribuidas en tejados hasta grandes proyectos de energía solar fotovoltaica y termosolar a escala de las empresas de servicios públicos, también desempeña un papel importante en el nivel de impacto medioambiental.
Uso de la tierra
Dependiendo de su ubicación, las instalaciones solares a gran escala pueden suscitar preocupación por la degradación del suelo y la pérdida de hábitat. Los requisitos de superficie total del terreno varían en función de la tecnología, la topografía del emplazamiento y la intensidad del recurso solar. Las estimaciones para los sistemas fotovoltaicos a escala de servicios públicos oscilan entre 3,5 y 10 acres por megavatio, mientras que las estimaciones para las instalaciones CSP se sitúan entre 4 y 16,5 acres por megavatio.
A diferencia de las instalaciones eólicas, los proyectos solares tienen menos oportunidades de compartir la tierra con usos agrícolas. Sin embargo, el impacto de los sistemas solares a escala de servicios públicos puede minimizarse ubicándolos en lugares de menor calidad, tales como terrenos abandonados, terrenos mineros abandonados o corredores de transporte y transmisión ya existentes[1, 2]. Los paneles solares fotovoltaicos de menor escala, que pueden construirse en viviendas o edificios comerciales, también tienen un impacto mínimo en el uso del suelo.
Uso del agua
Las células solares fotovoltaicas no utilizan agua para generar electricidad. Sin embargo, como en todos los procesos de fabricación, parte del agua se utiliza para fabricar componentes solares fotovoltaicos.
Las centrales termosolares de concentración (CSP), como todas las centrales termoeléctricas, requieren agua para su refrigeración. El uso de agua depende del diseño de la planta, la ubicación de la planta y el tipo de sistema de enfriamiento.
Las plantas termosolares que utilizan tecnología de recirculación húmeda con torres de enfriamiento extraen entre 600 y 650 galones de agua por cada megavatio hora de electricidad producida. Las plantas CSP con tecnología de enfriamiento de un solo paso tienen mayores niveles de extracción de agua, pero un menor consumo total de agua (porque el agua no se pierde en forma de vapor). La tecnología de enfriamiento en seco puede reducir el uso de agua en las plantas CSP en aproximadamente un 90 por ciento[3]. Sin embargo, las ventajas y desventajas de estos ahorros de agua son mayores costos y menores eficiencias. Además, la tecnología de enfriamiento en seco es significativamente menos efectiva a temperaturas superiores a los 100 grados Fahrenheit.
Muchas de las regiones de los Estados Unidos que tienen el mayor potencial de energía solar también tienden a ser las que tienen los climas más secos, por lo que es esencial considerar cuidadosamente estas compensaciones hídricas. (Para obtener más información, consulte Cómo funciona: Agua para el enfriamiento de plantas de energía).
Materiales peligrosos
El proceso de fabricación de las células fotovoltaicas incluye una serie de materiales peligrosos, la mayoría de los cuales se utilizan para limpiar y purificar la superficie del semiconductor. Estos productos químicos, similares a los utilizados en la industria general de semiconductores, incluyen ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, fluoruro de hidrógeno, 1,1,1-tricloroetano y acetona. La cantidad y el tipo de productos químicos utilizados dependen del tipo de célula, la cantidad de limpieza necesaria y el tamaño de la oblea de silicio[4]. Los trabajadores también enfrentan riesgos asociados con la inhalación de polvo de silicio. Por lo tanto, los fabricantes de energía fotovoltaica deben seguir las leyes de los EE.UU. para garantizar que los trabajadores no se vean perjudicados por la exposición a estos productos químicos y que los productos de desecho de fabricación se eliminen de forma adecuada.
Las células fotovoltaicas de capa fina contienen una serie de materiales más tóxicos que los utilizados en las células fotovoltaicas de silicio tradicionales, entre los que se incluyen el arseniuro de galio, el diseleniuro de cobre-indio-galio y el telurio de cadmio[5]. Si no se manipulan y eliminan adecuadamente, estos materiales podrían representar graves amenazas para el medio ambiente o la salud pública. Sin embargo, los fabricantes tienen un fuerte incentivo financiero para asegurar que estos materiales altamente valiosos y a menudo raros sean reciclados en lugar de desechados.
Emisiones de calentamiento global a lo largo del ciclo de vida
Aunque no hay emisiones de calentamiento global asociadas con la generación de electricidad a partir de la energía solar, sí hay emisiones asociadas con otras etapas del ciclo de vida solar, como la fabricación, el transporte de materiales, la instalación, el mantenimiento y el desmantelamiento y desmantelamiento. La mayoría de las estimaciones de las emisiones del ciclo de vida de los sistemas fotovoltaicos se sitúan entre 0,07 y 0,18 libras de dióxido de carbono equivalente por kilovatio-hora.
La mayoría de las estimaciones para la concentración de energía solar van de 0,08 a 0,2 libras de dióxido de carbono equivalente por kilovatio-hora. En ambos casos, esto es muy inferior a las tasas de emisión del ciclo de vida del gas natural (0,6-2 libras de CO2E/kWh) y del carbón (1,4-3,6 libras de CO2E/kWh)
