Miles de espejos perfectamente dispuestos en círculos concéntricos miran hacia un enorme pilar de hormigón que se eleva 195 metros sobre la arena del desierto.
No muy lejos de Las Vegas, la planta de energía termosolar Crescent Dunes parece sacada de una película de ciencia ficción. Pero en realidad es un megaproyecto de mil millones de dólares del mundo real, completado en 2015 con el objetivo de generar electricidad para 75.000 hogares.
Además, se suponía que marcaría un gran avance para un tipo especial de tecnología termosolar conocida como energía solar concentrada, o CSP.
Planta de energía termosolar concentrada con una torre en el medio y anillos de espejos a su alrededor. Imagen: Terry Schmitt/UPI Photo/IMAGO
La torre en el centro de la planta de energía termosolar Crescent Dunes. Imagen: IMAGO/Dreamstime
El proyecto siguió los pasos de la primera planta CSP a gran escala construida en California en 1981, cuando la tecnología era más prometedora que la fotovoltaica (PV), que era cara y solo se usaba realmente en viajes espaciales.
Pero no estuvo a la altura de las expectativas. Crescent Dunes no produjo tanta energía como prometía y, tras repetidos fallos técnicos y cortes prolongados, la planta cerró en 2019. Y lejos de allanar el camino para una ola de otros proyectos de termosolar, dañó la imagen de la tecnología.
En la actualidad, solo hay alrededor de 7 gigavatios de plantas de termosolar (CSP) en todo el mundo, principalmente en España o en sitios más antiguos de Estados Unidos, y unas pocas en otros lugares con mucha luz solar directa, como Chile, Marruecos y los Emiratos Árabes Unidos. Mientras tanto, la capacidad fotovoltaica mundial instalada ahora supera los 2.000 gigavatios.
¿Cómo funciona la CSP y sigue existiendo?
Cinco años después, la planta original de Crescent Dunes ha vuelto a generar una pequeña cantidad de electricidad. Y aunque Estados Unidos no ha construido una sola planta importante desde la iniciativa de Nevada, China sí lo ha hecho. No sólo uno, de hecho, sino 30.
Algunos dicen que esto significa que la CSP está lista para un regreso y que todo se debe a una característica especial que la distingue de los paneles solares normales.
El tipo habitual de paneles solares instalados en los tejados de todo el mundo utiliza el efecto fotovoltaico para producir electricidad, lo que significa que cuando los rayos del sol inciden en su superficie, los fotones que contienen liberan electrones que comienzan a moverse, creando una corriente.
Las plantas de CSP, por otro lado, utilizan el calor del sol. Los llamados helióstatos, que son esencialmente espejos, reflejan y concentran los rayos del sol en un punto determinado. El calor acumulado se utiliza luego para crear vapor, que hace girar una turbina que produce electricidad.
«Es el mismo tipo [de turbina] que tendrías en una planta de energía fósil normal, pero sin quemar ningún combustible fósil», dijo a DW Xavier Lara, un ingeniero mecánico que ha trabajado en muchos proyectos de CSP en todo el mundo.
Existen diferentes diseños para lograrlo, de los cuales el más emblemático es, sin duda, la torre de energía termosolar, como la de Crescent Dunes.
Los espejos reflejan la luz solar sobre un receptor situado en la parte superior de la torre. En el interior de este receptor se calienta un líquido (normalmente sal fundida, porque es especialmente buena para retener el calor). La sal caliente se bombea entonces hasta la turbina y, una vez que ha hecho su trabajo allí y se ha enfriado, se bombea de nuevo hasta la torre y el ciclo comienza de nuevo.
¿Por qué la termosolar perdió la carrera tecnológica?
«La tecnología de semiconductores se volvió muy barata y la fotovoltaica se volvió súper barata», dijo a DW Jenny Chase, analista solar de la firma de investigación energética BloombergNEF.
2011 fue el primer año en que la fotovoltaica fue más barata que la CSP y la tendencia ha continuado. Desde 2010, el precio de la energía solar fotovoltaica ha caído alrededor de un 90% en total y ahora cuesta menos de la mitad que la tecnología rival.
Una de las razones es que los paneles solares son flexibles y fáciles de instalar, mientras que las plantas de CSP suelen ser proezas de ingeniería hechas a medida.
«Simplemente están ahí y hay que limpiarlas de vez en cuando. Pero no son tan complejas desde el punto de vista operativo como las de CSP, donde hay espejos que hay que ajustar en condiciones ambientales reales», explica a DW Richard Thonig, investigador especializado en CSP en el Centro Alemán de Investigación de Geociencias.
Todo el campo de espejos debe ajustarse minuciosamente para seguir el movimiento del sol, de modo que la luz se refleje con precisión. Esto permite controlar la temperatura del líquido que circula por el sistema.
Las nubes que cubren el sol pueden dificultar el proceso, pero es importante hacerlo bien.
«Trabajar con sal fundida es complicado porque si algo sale mal y cae por debajo de su punto de fusión, ya no se tiene sal fundida, sino sal sólida. Y luego las tuberías se llenan de sal sólida, y esto es un gran problema para solucionar», dijo Chase.
Un nuevo nicho para la CSP
Pero a pesar de todo esto, la CSP tiene una gran ventaja sobre la fotovoltaica: puede generar energía por la noche.
Las centrales termosolares están mucho menos extendidas que las fotovoltaicas, pero no por ello dejan de tener sus ventajas. Imagen: FADEL SENNA/AFP/Getty Images
Las plantas más nuevas suelen tener grandes tanques aislados donde se puede almacenar sal fundida caliente. En su interior, solo se enfría alrededor de 1 grado Celsius (1,8 grados Fahrenheit) por día, por lo que se puede utilizar para producir vapor en un momento posterior.
Por ejemplo, cuando se pone el sol o cuando hay un aumento repentino de la necesidad de energía debido a que muchas personas utilizan electricidad al mismo tiempo.
Esta capacidad de almacenar energía y convertirla en electricidad las 24 horas del día podría dar a la CSP una nueva ventaja.
«El futuro de la CSP se ha trasladado a un nicho diferente, ¿no? Antes era una tecnología energética como la eólica y la fotovoltaica, y ahora es en gran medida una tecnología de almacenamiento», dijo Thonig.
Esta es también la razón detrás de su repentina popularidad en China. En muchas provincias, ahora hay reglas que exigen que cada nuevo parque de energía renovable con más de 1 gigavatio de capacidad debe incluir al menos un 10% de almacenamiento.
El gobierno chino también emitió un aviso diciendo que apoyará el «desarrollo a gran escala e industrializado de la energía solar térmica».
La idea es simple: obtener lo mejor de ambos mundos. Durante el día, los paneles solares fotovoltaicos suministran electricidad barata, mientras que la planta de CSP calienta la sal fundida. Por la noche, cuando los paneles solares no pueden producir electricidad, se puede aprovechar el calor almacenado en las plantas de CSP para suministrar energía.
Cerrar esta brecha nocturna ha sido un gran desafío para la energía renovable, y la CSP, junto con otras tecnologías como las baterías, podría ser parte de la solución.
El impulso de China podría hacer que la CSP vuelva a cobrar importancia hasta cierto punto, ya que el país construye cadenas de suministro especializadas que podrían reducir el precio de construcción de nuevas plantas.
Pero para que la tecnología realmente despegue, otros países tendrían que sumarse y establecer políticas para apoyarla.
«No diría que estamos viviendo un gran renacimiento de la CSP», dijo Thonig. «Pero diría que la tecnología sigue ahí y sigue siendo prometedora. Hay razones para la CSP en muchos lugares y, con las condiciones marco adecuadas, podría ser muy atractiva y muy barata».
