La cruda realidad de la energía solar

Fuente: Resilience.org escrito por Stan CoxPriti Gulati Cox, –  13 de septiembre de 2021

El tiempo se acaba rápidamente. Las naciones ricas del mundo, con sus abundantes emisiones de gases de efecto invernadero, tienen que finalmente cruzar la línea de partida y comenzar a eliminar gradualmente los combustibles fósiles al ritmo acelerado que exige la emergencia climática. Y si pueden lograrlo, es evidente que necesitarán desarrollar rápidamente la capacidad eléctrica eólica y solar para compensar parcialmente la contracción de los suministros de petróleo, gas y carbón mientras abordan la perspectiva de escasez de energía asegurando la producción de bienes esenciales y servicios para todos.

Desafortunadamente, las visiones climáticas dominantes se han alejado mucho de enfrentar la necesidad existencial de desterrar los combustibles fósiles. Simplemente asumen que la acumulación de energía renovable eliminará automáticamente los combustibles fósiles de nuestras vidas y los reemplazará por completo, vatio por vatio y Btu por Btu.

Estas visiones encierran la promesa de un mundo en el que una economía prístina impulsada por el Sol satisfaga todos y cada uno de nuestros deseos materiales en el futuro: una deliciosa cornucopia libre de culpa. Pero la promesa de crecimiento ecológico es un espejismo, y las realidades de un mundo de alta producción con energía eólica y solar serán mucho menos sabrosas.  Cualquier instalación industrial, incluidos los parques solares y eólicos, perturba profundamente el paisaje en el que se asienta. Si fuera posible satisfacer completamente los abultados apetitos energéticos de una nación próspera cubriendo cientos de millones o miles de millones de acres de la superficie de la Tierra con equipos de recolección de energía, el resultado sería un daño ecológico irreparable.

Mientras tanto, el auge de la fabricación para suministrar una proliferación tan amplia de paneles solares, plantas de energía eólica, redes eléctricas respaldadas por baterías, flotas de vehículos eléctricos y otro hardware requeriría insumos escandalosamente grandes de metales como litio, cobalto, plata, cobre, etc. aluminio, níquel, hierro y una gran cantidad de elementos exóticos de tierras raras.  La prisa mundial por extraer estos minerales metálicos está en marcha, y las terribles consecuencias ecológicas y humanitarias que siempre siguen han provocado una creciente preocupación. Pero la extracción y el procesamiento de un recurso mineral mucho más mundano y que a menudo se pasa por alto, la arena, también es fundamental para la expansión de la energía renovable y terrible para la Tierra y sus habitantes humanos y no humanos.

La industria de la energía solar, como la electrónica digital, está construida sobre una base de silicio. Número 14 en la tabla periódica de los elementos, el silicio abunda en la corteza terrestre. Pero las industrias que extraen y procesan arena, roca de cuarcita y otras fuentes de dióxido de silicio para obtener silicio puro para su uso en equipos solares desmienten la popular y soleada concepción verde de una economía de energía alternativa.  La fabricación de células fotovoltaicas de un panel solar requiere silicio de muy alta calidad. Antes de que despegara el rápido crecimiento en la producción de paneles solares, los fabricantes podían satisfacer su necesidad del elemento reciclando chips de computadora defectuosos desechados por los fabricantes de computadoras. Sin embargo, a medida que la demanda de silicio de la industria solar se disparó, tuvieron que comenzar a producir sus propios suministros, extrayendo silicio puro de la arena y otros minerales.

La arena destinada a usos solares debe someterse a un procesamiento intensivo en energía y, a menudo, tóxico. Comienza calentando arena o roca de cuarcita, junto con una fuente de carbono como astillas de madera o carbón vegetal, a 3500 grados F, lo que resulta en una reacción química que produce silicio de grado metalúrgico. Tanto la energía para la calefacción como la combustión de las fuentes de carbono contribuyen al calentamiento del efecto invernadero.

La producción de una libra de esta forma de silicio genera una libra y media estimada de emisiones de dióxido de carbono.  El refinamiento adicional del silicio de grado metalúrgico, para lograr la pureza del 99,9999% requerida en las obleas fotovoltaicas, requiere calentamiento adicional y tratamiento químico. Ese proceso produce cuatro toneladas del compuesto altamente tóxico tetracloruro de silicio por cada tonelada del producto deseado, polisilicio. Y las obleas ultrafinas que se cortan de bloques de polisilicio para su uso en células fotovoltaicas deben limpiarse y alisarse, normalmente con ácido fluorhídrico extremadamente peligroso.  El papel central de la arena en la energía solar y sus impactos ecológicos no termina ahí. La hoja de vidrio que cubre y protege un panel solar debe tener una transparencia más alta que el vidrio de ventana común, para maximizar la captura de luz. Eso requiere comenzar con arena que contenga un mínimo de impurezas.

Lo más deseable es la arena extraída de los lechos de los ríos, lo que provoca una grave alteración de los ecosistemas locales y aguas abajo. Luego, incluso la arena de la más alta calidad debe limpiarse en profundidad, lo que implica técnicas industriales intensivas en energía y productos químicos.  Y hay más en la huella de la energía solar que el silicio, por ejemplo, los requisitos de los paneles para grandes cantidades de plata pura y la creciente demanda de marcos y soportes de aluminio.

En resumen, los impactos ecológicos generales de la fabricación, instalación, operación y, finalmente, desmantelamiento y eliminación de una instalación solar al final de su vida útil incluyen el potencial de calentamiento global (principalmente por el procesamiento del silicio), el agotamiento del ozono, la eutrofización de los cuerpos de agua. y toxicidad para humanos y no humanos. La energía consumida durante toda la vida equivale a un año y medio a tres años de la producción de energía de la granja solar. Y los paneles fotovoltaicos duran solo 25 años en promedio. Su producción de energía disminuye año tras año, y luego deben ser reemplazadas, y el ciclo de daño ecológico comienza de nuevo.

La razón principal de las reducciones recientes y muy promocionadas en el costo de la electricidad generada por energía solar es la creciente participación de la fabricación de componentes solares que se realiza en China, con su mano de obra de bajos salarios y suministro de energía barata de carbón. Un enorme 80% del polisilicio de grado solar del mundo se produce en China, con un 45% solo en la provincia noroccidental de Xinjiang.  Los informes de noticias recientes muestran cómo la industria de la energía solar de China está teniendo consecuencias nefastas no solo para el medio ambiente, sino también para los derechos humanos y el bienestar. En Xinjiang, los miembros de la minoría étnica uigur perseguida constituyen la mayor parte de la fuerza laboral en las peligrosas industrias de fabricación de polisilicio y minería de cuarzo. Y la mayoría de los uigures están empleados a través de los llamados programas de «mano de obra excedente» y «transferencia de mano de obra» del gobierno.  Un informe de investigación de 2021 de la Universidad de Sheffield Hallam en el Reino Unido concluyó, basado en pruebas sólidas, que estas iniciativas «se implementan en la región Uigur dentro de un entorno de coerción sin precedentes, respaldado por la amenaza constante de reeducación e internamiento» y son » equivalente a la transferencia forzosa de poblaciones y la esclavitud «. Los investigadores encontraron que las cadenas de suministro de al menos noventa empresas de energía solar en todo el mundo incluían polisilicio producido por este sistema de trabajo forzoso.

Viviendas sostenibles alimentadas mediante energía solar fotovoltaica en el barrio solar de Vauban (Friburgo, Alemania).

Debemos ser pragmáticos, por supuesto. Si el mundo va a empezar a dejar petróleo, gas y carbón en el suelo para siempre, será necesaria una expansión de la capacidad de energía eólica y solar. (Algunos conocedores de la industria recurren a una vieja sierra confiable, aunque oxidada, para aconsejarnos que para hacer una “tortilla renovable”, hay que romper y “derretir” algunos huevos ecológicos).  Sin embargo, el desarrollo de nuevas energías debe llevarse a cabo con prudencia, minimizando los impactos ecológicos y apuntando a una capacidad energética mucho más modesta y menos producción industrial que la que tenemos hoy. Las sociedades prósperas de todo el mundo deberán adaptarse a la vida con un suministro de energía mucho más pequeño y compartido de forma mucho más equitativa; de lo contrario, seguiremos extendiendo nuestro saqueo de la Tierra, trotando en la misma vieja cinta de correr industrial ecológicamente destructiva.