Por cada electricidad equivalente a tres paneles solares que se conectaron en algún lugar del mundo entre 2017 y 2023, el equivalente a la energía de un panel desapareció silenciosamente. No lo roban por cableado defectuoso o tiempo nublado. Tomado por el aire mismo, específicamente las partículas microscópicas que salen de las centrales eléctricas de carbón que se suponía que la energía solar reemplazaría. Los números, cuando uno se sienta con ellos, son un poco vertiginosos. A nivel mundial, en 2023, la contaminación por aerosoles redujo en un 5,8% la producción solar fotovoltaica: 111 teravatios-hora, suficiente para abastecer toda la generación anual de 18 plantas de carbón de tamaño mediano, se perdieron antes de que llegara a la red. Y la mayor parte de este efecto era invisible en los modelos que los gobiernos y los planificadores energéticos habían estado utilizando para seguir la transición a la energía limpia.
Esa brecha entre lo que produce la energía solar y lo que podría producir es el tema de un nuevo estudio en Nature Sustainability, dirigido por investigadores de la Universidad de Oxford y el University College London. El equipo mapeó más de 140.000 instalaciones de energía solar fotovoltaica en todo el mundo utilizando imágenes satelitales y aprendizaje automático, cruzando esa geografía a nivel de instalación con datos atmosféricos para calcular las pérdidas sitio por sitio: la imagen más granular hasta ahora de cómo la infraestructura de combustibles fósiles está degradando las mismas energías renovables construidas para reemplazarla.
La paradoja de la expansión paralela
El hallazgo central del estudio apunta a algo que se subestima en el incesante optimismo que rodea al auge solar: la capacidad renovable y la capacidad de combustibles fósiles no han estado intercambiadas. Han ido creciendo juntos. China construyó instalaciones solares a un ritmo que la convirtió en el mayor productor de energía solar del mundo, generando 793,5 teravatios-hora en 2023, aproximadamente el 41,5% del total mundial. También siguió construyendo plantas de carbón, y las nuevas construcciones alcanzaron un máximo de casi una década en 2024. La consecuencia se muestra con una precisión incómoda en los datos. En China, los aerosoles redujeron la producción solar en un 7,7% en 2023, y las pérdidas de aerosoles de las instalaciones existentes representaron en promedio el 38,4% de la energía agregada por la nueva capacidad. En algunos años, esa proporción superó el 50%; alcanzó un máximo del 62,1% en 2021. En otras palabras, durante períodos de tres años consecutivos, más de la mitad de la electricidad que China estaba agregando a través de nuevos paneles solares fue simultáneamente consumida por la contaminación que producían sus plantas de carbón.
“Estamos viendo una rápida expansión global de la energía renovable, pero la efectividad de esa transición es menor de lo que a menudo se supone”, dijo el autor principal, el Dr. Rui Song, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford y del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la UCL. “A medida que el carbón y la energía solar se expanden en paralelo, las emisiones alteran el entorno de radiación, socavando directamente el rendimiento de la generación solar”.
El mecanismo en sí no es física nueva. La combustión de carbón emite dióxido de azufre, que se oxida en la atmósfera formando aerosoles de sulfato, partículas finas que dispersan y absorben la luz solar entrante antes de que pueda llegar a un panel. En el caso de China, los aerosoles de sulfato representaron el 46,2% de todas las pérdidas fotovoltaicas relacionadas con aerosoles, lo que los convirtió en el factor dominante por cierto margen. Las partículas carbonosas (también en parte procedentes del carbón) aportaron otro 18,4%. El polvo, aunque concentrado espacialmente en las regiones áridas del oeste, contribuyó aproximadamente a un tercio de las pérdidas, pero incluso en esas zonas desérticas, donde se podría esperar que la influencia del carbón fuera mínima, los datos mostraron que las pérdidas por aerosoles de sulfato seguían siendo elevadas. Resulta que la ubicación conjunta de granjas solares y plantas de carbón en China se extiende mucho más allá de la llanura del norte de China, hacia regiones que los documentos políticos han tendido a describir como centros dedicados a las energías renovables.
Por qué Estados Unidos parece tan diferente
El contraste con Estados Unidos es instructivo. Las instalaciones solares estadounidenses sufrieron solo un 3,1% de pérdidas inducidas por aerosoles en 2023, y la relación pérdida-crecimiento alcanzó un mínimo del 12,8% a finales de año. Los investigadores atribuyeron esto en parte a las condiciones atmosféricas, pero también a algo más simple: en Estados Unidos, la energía solar y el carbón están geográficamente separados. La energía solar a gran escala se ha concentrado en el Occidente poco contaminante, mientras que las plantas de carbón se agrupan en el Este, y esencialmente no existe una correlación espacial entre la capacidad de carbón y las pérdidas solares en las celdas de la red estadounidense. El resultado, como señala el artículo, es que la pérdida de rendimiento inducida por aerosoles no es una propiedad inherente de los paneles solares. Es lo que sucede cuando los construyes al lado de plantas de carbón.
Sin embargo, hay una buena noticia implícita en los datos de China, y es un tanto paradójica. A pesar de sufrir las peores pérdidas por aerosoles de cualquier economía importante, China es también el único país donde esas pérdidas han disminuido constantemente, a una tasa promedio del 1,4% anual desde 2013. Mientras tanto, Estados Unidos y Europa registraron una tendencia ascendente de las pérdidas del 1,5% y el 1,3% anual, respectivamente. La mejora en China no provino del cierre de plantas de carbón sino de su modernización con tecnología de emisiones ultrabajas, que representó el 91% de las reducciones de SO2 del sector energético del carbón. Las jubilaciones aportaron sólo el 9%. La flota de carbón de China se está volviendo más limpia sin reducirse.
El costo oculto a plena vista
Song fue inequívoco sobre los límites de lo que se puede lograr con la limpieza del carbón existente. “La contaminación del aire no sólo bloquea la luz solar, sino que también modifica las nubes, lo que puede reducir aún más la energía solar”, afirmó. “Eso significa que el impacto real probablemente será mayor de lo que hemos medido, por lo que podemos estar sobreestimando cuánto puede contribuir la energía solar a reducir las emisiones si no controlamos la contaminación generada por la energía del carbón”. El estudio señala explícitamente que sus estimaciones de pérdidas son conservadoras y capturan solo los efectos radiativos directos de los aerosoles sobre la luz solar, no la supresión adicional que se produce cuando las partículas de aerosol alteran la formación de nubes y la reflectividad. Podría decirse que lo que ya es mensurable es bastante grande, pero el costo real podría ser aún mayor.
El profesor Myles Allen de Oxford, que fundó Oxford Net Zero y no participó en la investigación, ofreció una observación que sitúa la economía en un marco diferente. “Todos los escenarios que cumplen con los objetivos del Acuerdo de París muestran una transición rápida para alejarse del carbón, lo cual no está sucediendo”, dijo. “La razón es que la energía del carbón sigue siendo notablemente barata; como muestra este estudio, eso se debe a que los costos reales están ocultos”.
Esos costos ocultos tienen una forma de aparecer en otra parte. El Dr. Chenchen Huang, de la Universidad de Bath, coautor del estudio, señaló el riesgo de que las proyecciones estándar sobreestimen sistemáticamente la cantidad de energía limpia que el mundo realmente produce. “Nuestros hallazgos envían una clara advertencia a los Objetivos de Desarrollo Sostenible: pasar por alto las pérdidas de energía solar inducidas por la contaminación puede llevar a una sobreestimación sistemática de la producción de energía renovable por parte de los gobiernos, las empresas y la comunidad en general”, dijo. “Para mantener el rumbo, las políticas deben tener en cuenta este obstáculo oculto y desviar los subsidios a los combustibles fósiles del carbón”.
Es probable que la metodología del estudio se perfeccione en los próximos años. El profesor Jan-Peter Muller, del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la UCL, señaló que ya está surgiendo la infraestructura satelital para rastrear estos efectos casi en tiempo real. “En un futuro próximo, podremos observar el impacto de las partículas de polvo y humo en la reducción de la energía solar en la superficie de la Tierra en tiempo real cada 10 minutos desde los satélites geoestacionarios que abarcan la Tierra”, dijo. Lo que revela esa vigilancia mejorada sobre la interacción entre el carbón y la energía solar, en una década en la que ambos todavía se están expandiendo en grandes partes del mundo, sigue siendo una de las cuestiones más trascendentales en la política energética. Los paneles están subiendo. También lo es el humo. La pregunta es cuál estamos contando realmente.
Lea el estudio: Las plantas de carbón persisten como una gran barrera para la transición global a la energía solar, Nature Sustainability (2026).
Preguntas frecuentes
¿Por qué la construcción de más paneles solares no reduciría automáticamente la participación del carbón en la red?
Porque las energías renovables y los combustibles fósiles se han estado expandiendo en su mayoría en paralelo en lugar de intercambiarse. Cuando la demanda de energía crece lo suficientemente rápido, se puede poner en funcionamiento nueva capacidad solar sin desplazar la generación de carbón existente. Este estudio añade un giro físico a ese problema económico: la contaminación por carbón degrada activamente la producción de los paneles solares cercanos, lo que significa que la electricidad neta obtenida de las nuevas instalaciones es menor de lo que sugiere la capacidad nominal.
¿Cuánto reduce realmente la contaminación por carbón lo que produce un panel solar?
A nivel mundial, la contaminación por aerosoles redujo la producción de energía solar fotovoltaica en un 5,8% en 2023, lo que equivale a perder la producción total de 18 plantas de carbón de tamaño mediano. En China, donde las plantas solares y las de carbón suelen construirse cerca unas de otras, la cifra fue del 7,7%. En algunos años, la energía perdida por los aerosoles fue más de la mitad de la energía obtenida de las nuevas instalaciones solares en China, una tasa de pérdida que en gran medida no se tiene en cuenta en las proyecciones oficiales.
¿Es suficiente limpiar las emisiones de las plantas de carbón para solucionar el problema o es necesario cerrar las plantas?
La limpieza ayuda: el agresivo programa de modernización de emisiones ultrabajas de China ha reducido las pérdidas solares relacionadas con los aerosoles en aproximadamente un 1,4% anual desde 2013, incluso cuando la capacidad de carbón ha seguido creciendo. Pero las modernizaciones reducen las emisiones de partículas y azufre, no de dióxido de carbono, por lo que no abordan la dimensión climática. Los investigadores también tienen claro que sus estimaciones de pérdidas son conservadoras; Los efectos de los aerosoles en las nubes añaden una mayor supresión que no se capturó, lo que significa que la retirada total del carbón proporcionaría beneficios sustancialmente mayores que la limpieza de las plantas existentes.
¿Afecta este problema a los paneles solares en el Reino Unido y Europa?
Las pérdidas de aerosoles en Europa son moderadas y más cercanas al promedio mundial, pero la tendencia avanza en la dirección equivocada: las pérdidas de fotovoltaica inducidas por aerosoles en Europa aumentaron aproximadamente un 1,3% anual durante el período de estudio, en comparación con la disminución sostenida de China. Específicamente en el Reino Unido, la cobertura de nubes es un factor más importante que la contaminación para limitar la producción solar. Los satélites geoestacionarios mejorados ya permiten pronosticar los movimientos de las nubes con mayor precisión, lo que ayuda a los operadores de la red a gestionar las fluctuaciones en la generación solar.
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