¿Placas solares en el espacio? Europa se lo está pensando

El 22 de noviembre se celebrará en París una reunión ministerial para acordar las prioridades de la Agencia Espacial Europea, y uno de los puntos a tratar es la propuesta para probar la viabilidad de construir centrales eléctricas en el espacio. El proyecto Solaris determinará si la idea germina.

La lucha contra el cambio climático pasa inexorablemente por la descarbonización del sistema energético, tal como recordaba hace unos días en GARA y NAIZ el economista Antxon Olabe, y como llevan años insistiendo todos los expertos. Habrá que adoptar otras medidas estructurales, claro, pero sin aparcar definitivamente las energías fósiles no hay partido. Así lo empiezan a entender también, unos antes que otros y algunos con la boca pequeña, gobiernos e instituciones, que discrepan sin embargo en el ritmo y el modo en que debe acometerse esa transición.

Con sus contradicciones y altibajos, Europa ha avanzado bastante en esta materia, aunque el camino recorrido es todavía insuficiente, y el futuro inmediato va a exigir, además de un aumento de la energía solar y eólica terrestres, probar otras fuentes que permitan la descarbonización completa para mediados de siglo.

En este contexto, una de las opciones que se está barajando es la de instalar paneles solares en el espacio, donde no hay intermitencias por causas meteorológicas o porque simplemente es de noche. La idea es sencilla, satélites en órbita recolectarían la luz solar y la convertirían en microondas para transmitirla a estaciones receptoras en la Tierra, y el beneficio es evidente ya que, más allá de que haya nubes o de que sea de día o de noche, hay un obstáculo a la hora de captar energía solar en la superficie de la Tierra: la atmósfera.

Las moléculas de la atmósfera dispersan la mitad de la luz solar fuera del haz directo –esta luz dispersa que rebota es lo que crea el cielo azul que conocemos–, pero en el espacio no hay atmósfera, de modo que lo que la luz no se diluye, y si se pone un panel en órbita generará el doble de energía que el equivalente en la Tierra.

La puesta en práctica de la idea, sin embargo, no es tan sencilla. Levantar una infraestructura así requeriría decenas de enormes satélites captadores de luz a muchos miles de kilómetros sobre la Tierra. Eso, a su vez, demandaría cientos de lanzamientos de vehículos espaciales, lo que supone un gran reto tanto desde el punto de vista tecnológico como del económico.

No será fácil, pero ¿será viable? A esa pregunta quiere responder el proyecto Solaris de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Preparar el terreno

Según explica la propia agencia en su página web, el objetivo del proyecto Solaris será «preparar el terreno para una decisión en 2025 sobre un programa de desarrollo completo, estableciendo la viabilidad técnica, política y programática de la energía solar basada en el espacio para las necesidades terrestres».

«Mediante una inversión inicial limitada, emprendería estudios y desarrollos tecnológicos, en colaboración con la industria europea, para madurar la viabilidad técnica y evaluar los beneficios, las opciones de aplicación, las oportunidades comerciales y los riesgos de la energía solar basada en el espacio como contribución a la descarbonización de la energía terrestre», resume la ESA, y añade que Solaris «también se ocupará de los posibles problemas medioambientales, sanitarios y de seguridad, así como de los retos relacionados con la regulación y la coordinación de la política espacial internacional».

A su juicio, a través de este proyecto Europa mejoraría su posición «en un conjunto diverso de tecnologías clave relevantes para las aplicaciones tanto en la Tierra como en el espacio, como las células solares de alta eficiencia, la transmisión inalámbrica de energía y el montaje robótico en órbita» y, de este modo, «se convertiría en un actor clave –y potencialmente líder– en la carrera internacional hacia soluciones de energía limpia para mitigar el cambio climático».

El trabajo, además, no partiría de cero. A principios de año la ESA encargó a las firmas Frazer-Nash (Reino Unido) y Roland Berger (Alemania), sendos estudios independientes de costes y beneficios sobre la energía solar basada en el espacio (SBSP, por sus siglas en inglés) para cubrir las necesidades energéticas terrestres.

Estos análisis se completaron en agosto y ambos concluyeron que la SBSP «podría suministrar electricidad a precios competitivos a los hogares y empresas europeas en 2040, desplazando a las fuentes de energía de combustibles fósiles y complementando las energías renovables existentes, como la solar fotovoltaica y la eólica, reduciendo la necesidad de soluciones de almacenamiento a gran escala».

La ESA admite que «se necesitan muchos desarrollos tecnológicos desafiantes para madurar la viabilidad de recoger gigavatios de energía en el espacio y entregarla de forma segura a los usuarios en la Tierra»

Añaden que «cuando se despliegue a gran escala, la energía solar fotovoltaica aportará importantes beneficios medioambientales, económicos y estratégicos a Europa, incluida la seguridad energética».

«Se necesitan muchos desarrollos tecnológicos desafiantes para madurar la viabilidad de recoger gigavatios de energía en el espacio, por satélite, y entregarla de forma eficiente y segura a los usuarios en la Tierra», admite la ESA, pero añade que «Europa cuenta con los principales elementos de construcción», y defiende que «los avances en las áreas tecnológicas necesarias tendrán amplias aplicaciones tanto en la Tierra como en el espacio».

«La energía solar basada en el espacio parece tener grandes ventajas como fuente de energía complementaria a las energías renovables terrestres en nuestro camino hacia la descarbonización. Pero también tiene muchos retos, tanto técnicos como no técnicos, que habría que abordar para proporcionar la suficiente confianza antes de tomar cualquier decisión en 2025 para emprender un programa de desarrollo completo», concluye la agencia, y explica que, precisamente, Solaris pretende investigar y comprender mejor la viabilidad técnica y los costes asociados a la SBSP». De aprobarse, el proyecto se llevará a cabo entre 2023 y 2025.

Cohetes reutilizables

Hay un elemento que empuja a favor del proyecto, y es que el prohibitivo coste de lanzar satélites ya no lo es tanto. John Mankins, antiguo físico de la NASA y presidente de Artemis Innovation Management Solutions, es un experto en satélites de energía solar y explicaba en ‘The Guardian’ que en 2015 «ocurrió un milagro»: el cohete reutilizable Falcon 9 voló por primera vez. Y con la llegada de un cohete verdaderamente reutilizable, detalla, el coste de poner en órbita los equipos se está reduciendo. En lugar de costar unos 1.000 dólares el lanzamiento de cada kilogramo al espacio, se espera ahora que el precio pueda reducirse a 300 dólares el kilogramo.

«Ese es el santo grial de la energía solar espacial. No sólo es posible algún día, sino que es inevitable en los próximos cinco o siete años», sostiene Mankins al respecto.

Al margen del abaratamiento del coste, el procedimiento para enviar a la Tierra la energía cosechada en el espacio también es factible. De hecho, resulta que llevamos décadas haciéndolo. Y es que todos los satélites de telecomunicaciones desde los años 60 han utilizado un panel solar para generar electricidad, que luego se convierte en una señal de microondas y se envía a nuestro planeta. En tierra, las antenas vuelven a convertir las microondas en energía eléctrica y leen las señales. «La física de toda esta cadena es idéntica a la de la energía solar en el espacio, pero la escala es completamente diferente», afirma al diario británico Sanjay Vijendran, uno de los coordinadores del programa Solaris.

En parecidos términos, en 2021, la consultora Frazer-Nash publicó un informe para el Gobierno británico que concluía que «la energía solar espacial es técnicamente factible, asequible y podría aportar beneficios económicos sustanciales».

Todos los satélites de telecomunicaciones desde los años 60 han utilizado un panel solar para generar electricidad, que luego se convierte en una señal de microondas y se envía a nuestro planeta

Sin embargo, también hay quien no lo ve claro o directamente rechaza la idea. Elon Musk, que además de ser la persona más rica del mundo es alguien que no se caracteriza por contener sus opiniones, decía hace poco que el proyecto es «una estupidez». «Si a alguien le debería gustar la energía solar espacial es a mí. Tengo una compañía de cohetes –SpaceX– y una compañía solar. Realmente debería estar en eso. Pero no va a funcionar. Con un panel solar en órbita, obtienes el doble de energía solar, pero tienes que hacer una conversión doble: fotón a electrón a fotón, de nuevo a electrón. ¿Cuál es tu eficiencia de conversión? Va a ser muy difícil incluso llegar al 50 por ciento. Así que simplemente coloquemos esa célula solar en la Tierra», expuso hace unas semanas.

Con todo, la Agencia Espacial Europea solicitará a los países miembros del organismo que financien el estudio de tres años sobre la viabilidad del proyecto energético. «Solaris es un puente para comprobar, antes de pedir miles de millones de euros, que esto es realmente factible y que ayudaría», explicaba Vijendran.

Se espera que la decisión de dar luz verde, o no, a esta iniciativa se adopte en la reunión programada el 22 de noviembre en París entre los ministros del ramo.

La UE no es, de todos modos, la única potencia que podría emprender este camino. El interés en la energía solar espacial está en su punto más alto en décadas, con programas similares en China, Japón, India, Reino Unido y EEUU, que recupera una idea que ya había desarrollado entre los años 70 y 80 del siglo pasado, en plena administración Carter, cuando invirtió unos 50 millones de dólares para que el Departamento de Energía y la NASA analizaran si aquello era posible.

Entonces no lo fue, pero cuatro décadas no han pasado en balde, la tecnología se ha desarrollado y la necesidad aprieta.