Cómo lograr que generar un 25% de energía solar sea una mala noticia

El ritmo al que evoluciona la energía solar en cada país depende de diversos factores como la distribución de la misma radiación, disponibilidad de capital, por financiación, por nivel adquisitivo y por políticas de estado, entre otros muchos aspectos. Es claro, las cuestiones económicas son centrales y por eso los países desarrollados llevan la delantera.

Pero, por los mismos factores enumerados, aún dentro de los países con ventajas, ciertos estados, regiones o provincias registran progresos muy superiores al promedio.
Es el caso de California en USA. El “estado dorado”, tiene la mayor capacidad instalada de energía solar fotovoltaica de los Estados Unidos.

En el segundo trimestre de 2022 tenía una capacidad de generación de energía solar de más de 37 gigatoneladas. Texas estaba en segundo lugar, lejos, con una capacidad de alrededor de 15 gigatoneladas. Entre ambos estados, sumaban más del 50% de la capacidad total instalada de energía solar fotovoltaica.

Excelente noticia, ¿no? No.

Un artículo publicado por Shannon Osaka esta semana en el Washington Post explica como puede, la disponibilidad de mucha energía solar llegar a transformarse en una mala noticia en un mundo que ruega por la sustitución de energías contaminantes.

California tiene una población de 39 millones de habitantes. Según el último recuento, el estado tenía casi 47 gigavatios de energía solar instalados, suficiente para alimentar a 13,9 millones de hogares y proporcionar más de una cuarta parte de la electricidad del estado.

La Curva de Pato

Pero ahora, el estado y su operador de red están lidiando con una extraña realidad: hay tanta energía solar en la red que, en los días soleados de primavera, cuando no hay tanta demanda, los precios de la electricidad se vuelven negativos. Los gigavatios de energía solar que no se consumen, simplemente, se “recortan”; o sea, se desechan.

Para entender mejor el fenómeno es imprescindible registrar algunas cuestiones vinculadas a la energía solar. La primera, muy obvia. Esta energía tiene muchas propiedades maravillosas: una vez construida su funcionamiento no cuesta casi nada, no produce contaminación del aire y genera energía sin quemar combustibles fósiles. Pero también tiene un inconveniente importante: se genera únicamente cuando el sol brilla.

Ahora imaginemos por un momento un día promedio en una ciudad en la que solo hay electricidad de origen solar. La salida del sol pone en coincidencia las primeras demandas con el inicio de la generación. Tostadoras, cafeteras, calefones eléctricos son abastecidos en el inicio de la jornada.

Pero después de media mañana, cuando la gente se dirige a sus ocupaciones, los paneles solares generan cada vez más electricidad sin que nadie la consuma. La demanda caerá hasta que la gente regrese a los hogares. Y entonces comenzará a crecer la demanda justo cuando los generadores se quedan sin sol. O sea, la oferta de generación y la demanda de electricidad, van un poco a contramano.

El artículo de Shannon Osaka explica que el fenómeno fue advertido hace más de 15 años por los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable cuando modelaban un futuro con energía solar generalizada. Con mucha energía solar en una red, la carga neta del sistema (como se conoce a la diferencia entre la demanda de electricidad y la oferta de energía renovable) tomaría forma de “U”. 

El operador de la red de California, conocido como CAISO, denominó más tarde a este efecto la "curva del pato" simplemente porque parece verse un pato con su cola, su panza y su pico. El fenómeno es más notable en los meses de primavera, cuando los paneles solares comienzan a recibir mucha luz solar pero hay menos demanda de calefacción y refrigeración. 
En verano, acondicionar el aire es una tarea de todo el día; en otoño hay menos horas y menos luminosidad del sol.

La gráfica permite ver cómo, año tras año, el aumento de la energía solar instalada, ha ido haciendo crecer la panza del pato, es decir, cómo el fenómeno se profundiza.

La energía como desperdicio

En los últimos años, en California, la curva del pato se ha convertido en un enorme y profundo cañón, y la energía solar excedente no se utiliza. En 2022, el estado desperdició 2,4 millones de megavatios-hora de electricidad, el 95 por ciento de los cuales fue solar. Por ahora, las magnitudes no son enormes: es aproximadamente el 1 por ciento de la generación total de energía del estado en un año, o el 5 por ciento de su generación solar. 

Pero es una señal de alarma porque la consecuencia inmediata es que dejarán de instalarse paneles. Desde 1990, California pagaba a los propietarios de paneles solares en los tejados cuando exportan su energía a la red entre 0,20 y 0,30 dólares por cada kilovatio-hora de electricidad.

Hace un año, el estado cambió este sistema y ahora solo compensa a los nuevos propietarios de paneles solares por el valor de su energía para la red. Y en la primavera, cuando la curva de pato es más profunda, ese número puede ser cero. 

Causas y consecuencias

Si los usuarios hubiesen sido advertidos de que necesitaban instalar baterías (que les permitirían almacenar de día y vender de noche, cuando la luz es más cara) no hubiese habido la epidemia de instalaciones particulares que hubo porque el costo hubiese resultado muy superior.

Si el estado hubiese programado incentivos para inversiones mixtas, solares y eólicas, el problema no sería tan marcado. Pero “liberado a las fuerzas del mercado”, el experimento se transforma en un ejemplo de cómo el capitalismo derrocha cuando no hay planificación centralizada.

El cambio ha provocado una enorme reacción de los californianos y de las empresas de energía solar en tejados, que dicen que sus negocios están flaqueando. Algunas estimaciones privadas pronostican que las instalaciones solares residenciales de California en 2024 caerán alrededor de un 40 por ciento. 

Los operadores de la red de California esperan que su experiencia enseñe a otros estados qué esperar a medida que crezcan las energías renovables. Si algo excusa a los planificadores es que el fenómeno es enteramente original y nadie más lo ha sufrido todavía.

Para hacer frente a la situación, la autoridad reguladora está vendiendo parte del exceso de energía a los estados cercanos; adicionalmente, California también planea instalar más baterías para almacenar la energía solar hasta más tarde, cuando la demanda crece. 

Pero, odioso mercado, las líneas de transmisión no son aún suficientes para canalizar la electricidad sobrante y el principal proveedor de baterías del mundo es China, el archienemigo comercial de Estados Unidos, que viene levantando barreras de todo tipo a  los productos del gigante asiático.