Paneles solares en el espacio, la futura fuente inagotable de energía para la Tierra

La visión de Glaser era sencilla, pero monumental en su realización: construir satélites equipados con paneles solares, ponerlos en una órbita geoestacionaria, donde estuvieran expuestos a la luz solar las 24 horas del día, y luego transmitir esa energía a la Tierra. En aquel entonces, sin embargo, los prohibitivos costes de lanzamiento y los insuperables desafíos técnicos colocaron el proyecto en el terreno de la ciencia ficción. Un destello genial, sí, pero imposible de llevar a cabo.

Pero eso ha cambiado. Hoy, impulsada por la urgencia climática y los avances tecnológicos, el 'viejo' plan de Glaser ya no parece tan descabellado, y resurge con una nueva vitalidad. Países como China, Japón y Estados Unidos, y la propia Agencia Espacial Europea (ESA) con su proyecto 'Solaris', están invirtiendo grandes sumas en esta carrera. Y es que ya no se trata de un ejercicio teórico, sino de un camino que podría conseguir alcanzar los objetivos de cero emisiones netas.

En los últimos años, la energía solar y la eólica se han convertido en los auténticos pilares de la transición energética. Sin embargo, su principal virtud es también su mayor debilidad: dependen de la naturaleza. Los paneles solares terrestres, por ejemplo, solo funcionan cuando hay luz del día, y su eficiencia varía con el clima, las nubes o la niebla. De media, apenas son capaces de generar energía entre un 15% y un 30% del tiempo. Lo cual nos obliga a construir gigantescas infraestructuras de respaldo, principalmente baterías a gran escala o, como sucede con demasiada frecuencia, recurrir a centrales de gas natural en los momentos de mayor demanda. Esta 'intermitencia' es, sin duda, uno de los principales retos de la descarbonización.

Y aquí es donde entra en juego la energía solar espacial (SBSP, por sus siglas en inglés). La propuesta es simple en su concepción: un satélite, o una constelación de ellos, se ubicaría en una órbita geoestacionaria a unos 36.000 kilómetros de altura y orbitando a la misma velocidad de la rotación de la Tierra, por lo que se mantendría siempre sobre el mismo punto de la superficie. El quid de la cuestión radica en el hecho de que, en esa órbita, la radiación solar es constante, sin la sombra de la noche y sin el filtro de la atmósfera. Los paneles simplemente capturarían la energía solar todo el tiempo y, mediante un proceso de conversión, la enviarían a la Tierra en forma de microondas, tal y como ya hacen los satélites de comunicaciones.

En el otro extremo, en la superficie terrestre, unas enormes estaciones receptoras, conocidas como 'rectenas', de varios kilómetros cuadrados, recibirían las microondas y las convertirían de nuevo en electricidad para inyectarla directamente en la red. Es como si el espacio fuera una gigantesca central eléctrica sin interrupciones, un caudal de energía constante y fiable.

Y ahora, un estudio recién publicado en la revista 'Joule' acaba de trasladar este concepto del tablero de la ciencia ficción al de la planificación energética. Liderada por el ingeniero Wei He, la investigación, en efecto, ha modelado al detalle lo que podría ser el futuro sistema energético de Europa en 2050, centrado en la energía solar espacial. Para lo cual, los autores se basaron en dos diseños de la NASA: el 'Innovative Heliostat Swarm' y el 'Mature Planar Array'.

El primero, el enjambre de helióstatos, es el más ambicioso. Se trata de un diseño de 'baja madurez tecnológica' (TRL, por sus siglas en inglés) que consiste en un conjunto de miles de espejos independientes, como un gigantesco enjambre de abejas, que dirigirían la luz hacia un 'concentrador' central. Su promesa es asombrosa: una disponibilidad de energía de casi el 99,7% anual. El segundo, el conjunto de paneles planos, es un diseño más simple y más maduro tecnológicamente, más parecido a lo que podríamos imaginar como un gran satélite. Su eficiencia es menor (alrededor de un 60% de disponibilidad anual), pero es más realista en el corto plazo.

Los resultados del estudio son, a primera vista, espectaculares. El modelo sugiere que si se consigue que el diseño de los helióstatos se vuelva económicamente viable, sería posible reducir el coste total del sistema eléctrico de Europa entre un 7% y un 15%, desplazar hasta un 80% de la capacidad de energía eólica y solar terrestre, y recortar el uso de baterías en más de un 70%.

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Sin embargo, como bien señala el refrán, «no es oro todo lo que reluce». La viabilidad económica depende de una premisa clave: que el coste de los helióstatos caiga hasta situarse a unas 14 veces el coste de los paneles solares terrestres de aquí a 2050. Y actualmente, la diferencia está entre uno y dos órdenes de magnitud por encima de ese punto de equilibrio. El diseño de paneles planos, aunque más sencillo, aún seguiría siendo 'antieconómico' si se mantienen los costes previstos.

La noticia, aunque prometedora, ha sido recibida con una dosis de pragmatismo por la comunidad científica española. La astrónoma Olga Zamora, del Instituto de Astrofísica de Canarias, por ejemplo, si bien valora el «análisis detallado de la viabilidad económica» del estudio, pone el foco en las grandes incógnitas que no se mencionan. «El artículo -advierte- no aborda cuestiones técnicas detalladas, como los posibles problemas en la construcción, lanzamiento, puesta en órbita, ensamblaje orbital, generación de basura espacial, necesidad de nuevos marcos regulatorios, viabilidad de la transmisión sin cables por radio a la Tierra y posible impacto en la astronomía».

Otro importante punto de fricción es la seguridad de los haces de microondas que enviarían la energía a la Tierra. Aunque los expertos aseguran que su intensidad sería similar a la radiación que emite un horno de microondas doméstico, su escala y el riesgo de desviaciones no deseadas exigen una regulación estricta y, sobre todo, una aceptación pública que no se puede dar por sentada. El riesgo de la basura espacial, por su parte, es otro de los puntos ciegos, un problema cada vez más serio en las órbitas bajas.

La voz más contundente, sin embargo, es la de Pep Canadell, director ejecutivo del Global Carbon Project, quien introduce el argumento del 'pájaro en mano'. Si bien considera que la energía solar espacial «podría ser una gran solución», se muestra rotundo al afirmar que las tecnologías necesarias «están lejos de ser operativas y requieren una inversión muy grande en investigación y desarrollo, sin ninguna garantía de que al final funcionen». Su crítica principal es que los costes actuales «son todavía muy teóricos» y que existe un «riesgo alto de que nunca lleguen a ser económicamente competitivos».

Canadell lanza una advertencia crucial para el futuro inmediato: «Lo que no deberíamos hacer es esperar a que una posible futura tecnología nos solucione los problemas de hoy». Su mensaje es claro: en lugar de esperar una panacea cósmica, debemos acelerar el despliegue de las energías limpias que ya tenemos a nuestra disposición, como la solar y la eólica terrestre, y perfeccionar las soluciones de almacenamiento como las baterías o el hidrógeno verde.

El dilema es evidente. Por un lado, una visión fascinante y potencialmente transformadora que nos ofrece la posibilidad de una fuente de energía inagotable y sin interrupciones. Por otro, la realidad de los enormes desafíos técnicos, la falta de madurez tecnológica y los elevadísimos costes que aún se encuentran muy lejos del punto de equilibrio.

El propio estudio de 'Joule' propone una estrategia escalonada, una suerte de 'prueba y error' en el espacio: comenzar con el diseño más maduro de paneles planos para demostrar la viabilidad de la tecnología, y de forma paralela, acelerar la investigación del más eficiente y complejo sistema de helióstatos.

Este enfoque dual, cuyo objetivo es combinar el pragmatismo de lo posible con la ambición de lo soñado, podría ser la vía correcta. Al final, la historia de la ciencia no es solo la de los grandes descubrimientos, sino también la de la perseverancia, la prudencia y la capacidad para asumir riesgos calculados. El Sol, por otra parte, es un 'premio' gigantesco para quien consiga aprovechar su energía, y la energía solar espacial es una opción fascinante que merece ser explorada con la misma audacia que la imaginó por primera vez Peter Glaser en 1968. En definitiva, estamos ante un capítulo más de la eterna búsqueda de la humanidad por dominar las fuerzas de la naturaleza. Y, si se consigue, también ante una solución quizá definitiva para tener una energía limpia e inagotable.