Balance de Emisiones en Parques Solares Fotovoltaicos
¿Cuáles son sus emisiones negativas y positivas?
La energía eléctrica generada en un Parque Solar Fotovoltaico (PSFV) es considerada una fuente de energía limpia o renovable, puesto que no emite emisiones durante su operación. Sin embargo, esto no quiere decir que no tenga sus consideraciones ambientales.
Considerando el ciclo de vida de un parque solar fotovoltaico, éste tiene dos momentos de impacto ambiental negativo. La fase de construcción, y la fase de abandono.
La fase de construcción tiene un impacto ambiental negativo asociado a la fabricación de sus elementos principales (paneles fotovoltaicos, estructuras, inversores y otros materiales empleados) así como el movimiento de tierras y la maquinaria asociada a esta fase.
La fase de explotación tiene un impacto ambiental positivo porque evitamos la emisión de gases de efecto invernadero derivado del uso de combustibles fósiles.
Como parte de los estudios ambientales previos y de búsqueda de financiación, en BlacktoGreen hemos analizado el balance de emisiones de múltiples parques fotovoltaicos y en este artículo te contamos nuestras principales conclusiones.
Nuestro análisis busca evaluar la incidencia que tiene un proyecto de estas características sobre el clima y se centrará en la estimación de las emisiones positivas y negativas durante sus fases de construcción, explotación y abandono, para finalmente obtener un balance de emisiones que permita apreciar sus beneficios ambientales.
¿Qué es la Huella de Carbono?
Es un indicador ambiental que representa la totalidad de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) emitidos a la atmósfera por efecto directo o indirecto, por personas, organizaciones, eventos o productos, en términos de CO2 equivalentes.
¿Cuáles son los componentes de la huella de carbono de un parque solar fotovoltaico?
En la construcción y explotación de un PSFV podemos distinguir:
Huella de carbono de la organización:
La huella de carbono de la organización o del proceso productivo mide la totalidad de los GEI emitidos por efecto directo (emisiones de fuentes que son “propiedad de” o están controladas por la organización) o indirecto provenientes del desarrollo de la actividad de la organización, pero que ocurren en fuentes que son “propiedad de” o están controladas por otra organización)
Huella de carbono de producto:
La huella de carbono de producto o de los materiales empleados para la construcción del PSFV, mide los GEI emitidos por dichos materiales bajo un enfoque de aproximaciones del ciclo de vida y por peso, considerando su depósito, reutilización o reciclado para el final de su vida útil.
¿Qué actividades generan emisiones significativas de GEI en un Parque Solar?
Se estima que durante el desarrollo de un PSFV se realizan más de 200 actividades y emplean más de un millar de elementos simples y compuestos. Donde la mayor parte de ellos no producen emisiones GEI significativas.
De acuerdo con Hertwich, los responsables de la mayor parte de las emisiones GEI de la generación eléctrica por medios solares, durante todo el ciclo de vida del proyecto, apenas son cuatro o cinco materiales y dos o tres actividades.
Fase de construcción
- Uso de maquinaria y vehículos para transporte
Deben estimarse las emisiones originadas por la maquinaria con motores de combustión interna que habitualmente operan en este tipo de proyectos:
- Excavadora,
- Retroexcavadora,
- Grupo electrógeno (moto-generadores),
- Vehículos para transporte de materiales (propios o ajenos).
Las actividades a desarrollar tienen que ver con:
- Movimiento de tierras,
- Apertura y tapado de zanjas,
- Generación de energía eléctrica en obra.
- Transporte de materiales.
Para determinar las emisiones deben conocerse los tipos y las cantidades de combustible que se consume a lo largo del año.
Hertwich, E.G. (2015) Integrated life-cycle assessment of electricity-supply scenarios confirms global environmental benefit of low-carbon technologies
2. Materiales
Deben estimarse las emisiones asociadas a los materiales que más contribuyen a la huella de carbono de la construcción como son:
- Acero
En postes eléctricos, malla y postes perimetrales y estructuras de paneles.
- Cemento
Hormigón de zapatas en postes eléctricos, apoyos y anclaje de armaduras.
- Paneles fotovoltaicos
Vidrio y otros involucrados en su proceso de fabricación.
- Baterías
- Cables conductores
Cobre y aluminio
Fase de explotación
Generación de Energía Eléctrica
Deben estimarse las emisiones directas evitadas por el proceso de generación de electricidad por esta energía renovable. Para ello habrá que tener en cuenta el factor de emisión del sistema eléctrico nacional así como la evolución esperada en el compromiso de reducción de emisiones a nivel nacional.
Para realizar la estimación debe considerarse el tiempo de vida útil del proyecto (generalmente 30 años).
Fase de abandono
Reciclaje de materiales
Deben estimarse las emisiones asociadas al retiro y transporte de aquellos materiales cuyo reciclaje es factible como son:
- Acero y vidrio de paneles solares.
Construcción del Balance de Emisiones
Una vez estimadas las emisiones de gases de efecto invernadero, GEI, asociadas a las fases de construcción, explotación y abandono del proyecto solar, se procede a construir un balance global entre emisiones positivas y emisiones negativas o evitadas.
Emisiones positivas:
Están relacionadas a la fase de construcción del parque solar y tienen que ver con la combustión de combustibles fósiles (maquinaria) y las actividades derivadas de la fabricación y transporte de los principales materiales empleados (paneles fotovoltaicos, acero, aluminio entre otros).
Emisiones negativas:
Relacionadas a las fases de explotación (generación de energía limpia) y abandono (reciclaje de materiales).
Nuestra experiencia.
En el cálculo de balance de emisiones que hemos realizado para numerosos parques fotovoltaicos resulta determinante el factor de emisión previsto para el sistema eléctrico nacional para la duración del proyecto. En los casos más conservadores (descarbonización acelerada) encontramos que las emisiones negativas o evitadas son al menos el doble de las emisiones positivas de la fase de construcción.
Con las cifras actuales de emisiones de los materiales usados y los factores de emisión actuales podríamos estimar que un parque solar fotovoltaico evita entre 1 200 -2 400 tCO2/MWinstalado
Conclusiones
Los Parques Solares Fotovoltaicos no están exentos de generar emisiones, pero en comparación con los sistemas de generación eléctrica convencionales son despreciables y presentan un balance favorable en el cálculo total de emisiones respecto al uso de combustibles fósiles.
Con base en los resultados del Balance de Emisiones construido para un PSFV, se aprecia que las emisiones negativas o evitadas están por encima de las positivas asociadas a la quema de combustibles, este beneficio ambiental está asociado al uso de herramientas que hacen más eficiente la operación del parque solar, como es el uso de paneles bifaciales cuya tecnología que es capaz de captar 50% más de energía y su diseño permite absorber luz por ambas caras del panel, aprovechando tanto la radiación directa como la reflejada.
En lo que respecta a los materiales que pueden reciclarse los mayores beneficios están en el acero y el vidrio de los paneles. Lamentablemente la falta de reciclaje de otros componentes de los paneles como la plata, el cobre, el silicio y el plomo, provocan un impacto ambiental importante y de no atenderse podrían representar un problema a futuro.