Europa, EE. UU. y China están enfrascados en una carrera para cosechar energía solar utilizando granjas espaciales que orbitan la Tierra. La ESA, la Agencia Espacial Europea, inició su proyecto SOLARIS en 2022. La viabilidad económica de las granjas solares espaciales, que ahora están en desarrollo, determinará en última instancia su destino.
Angeladora Novi
15 de abril de 2024
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«Transitar lejos de los combustibles fósiles» y triplicar la capacidad de energía renovable para 2030 son algunos de los compromisos asumidos por los líderes mundiales durante la 28ª reunión anual de la ONU sobre el cambio climático (COP) del año pasado. El Secretario General de la ONU, Antonio Guterres, señaló que mantenerse en línea con el compromiso del Acuerdo de París de limitar el calentamiento global a 1.5°C requiere una eliminación completa de los combustibles fósiles. El resultado de la COP 28 aún puede considerarse histórico, marcando el comienzo del fin de la energía no renovable. Sin embargo, combatir el cambio climático no es una tarea fácil. Requiere inversiones sustanciales o el desarrollo de nuevas tecnologías.
Cosechar energía en el espacio es una de las nuevas tecnologías ecológicas más prometedoras y revolucionarias. Europa está liderando el camino con el proyecto Solaris de la Agencia Espacial Europea (ESA), lanzado en 2022. Su objetivo es evaluar la viabilidad y rentabilidad de construir granjas solares espaciales. La idea no es nueva, habiéndose concebido hace unos 50 años cuando las tecnologías eran menos avanzadas y la financiación escasa. Gracias al desarrollo de nuevas tecnologías y al enfoque cooperativo de los países europeos, la ESA está más cerca de un futuro donde las granjas solares podrían convertirse en una de las fuentes más confiables de energía limpia.
© ESA
La arquitectura de una granja solar espacial consiste en millones de satélites cubiertos por paneles fotovoltaicos situados en órbita para capturar la luz solar y transformarla en energía, que luego se transferiría de forma inalámbrica a la Tierra. Una de las principales ventajas de un sistema así es que proporciona una fuente continua de generación de energía debido a la ausencia de nubes y estaciones en órbita, beneficiando particularmente a los países menos soleados de Europa.
Las estaciones de energía basadas en órbita tienen un menor impacto ambiental en comparación con las granjas solares terrestres gracias a su eficiencia vinculada a la disponibilidad constante de luz solar. Los expertos destacan las emisiones de carbono reducidas en un 50% en comparación con las granjas solares terrestres, gracias a la mayor productividad, lo que significa generar más energía en menos tiempo. A pesar de estas ventajas, las granjas solares en órbita no reemplazarían a las renovables terrestres, sino que las complementarían.
El desarrollo de granjas solares espaciales tendría la capacidad de generar 40 veces más energía que en la Tierra. Con la demanda de energía predicha a duplicarse en los próximos 30 años debido al crecimiento exponencial de la población que se espera alcance los 9 mil millones de personas para 2050, depender de la energía generada en órbita podría ser de suma importancia no solo para disminuir gradualmente las fuentes de energía no renovable, sino para reducir la dependencia de ciertos grandes países productores de energía. El éxito del estudio Solaris y la posterior implementación de las granjas solares tiene el potencial de ayudar a Europa a volverse independiente energéticamente y alcanzar sus objetivos climáticos.
A largo plazo, este recurso inagotable cosechado en el espacio disminuirá los costos gracias a futuras economías de escala. Compartir conocimientos entre los países europeos puede ayudar a reducir costos, impulsar la inversión en investigación y desarrollo, y aumentar la capacidad de producción de nuevas tecnologías, lo cual sería esencial para hacer del proyecto de la ESA un éxito. Empresas como SpaceX y Blue Origin despliegan cohetes reutilizables que son aproximadamente 30 veces más baratos que los cohetes de las décadas de 1970 y 1980, cuando se desarrolló por primera vez la idea de instalar paneles solares en el espacio. Hoy en día, la empresa cobra aproximadamente 1500 dólares por kilo de carga útil para alcanzar la órbita baja.
Energía solar en descenso. © ESA
A pesar de que los europeos juegan un papel significativo en la investigación de las granjas solares basadas en órbita, no son los únicos en esta nueva carrera espacial, ya que otros países como EE. UU., el Reino Unido y China también apuntan a lograr objetivos similares. El gigante asiático, por ejemplo, en 2019, anunció su intención de lanzar el programa ZhuRi (“perseguir el sol”) e instalar una estación piloto en órbita que genere 20 megavatios de energía para 2035. Al mismo tiempo, la startup británica Space Solar tiene como objetivo construir gradualmente una planta de energía de 30 gigavatios en el espacio para 2040. La energía solar basada en el espacio permitirá al Reino Unido cumplir con su objetivo nacional de NetZero para 2050.
En 2021, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los EE. UU. (AFRL) comenzó a trabajar en un proyecto llamado Demostraciones Incrementales y Investigación de Energía Solar Espacial (SSPIDR, por sus siglas en inglés). Este proyecto tiene como objetivo construir la tecnología necesaria para generar energía renovable en el espacio. Arachne es el nombre del experimento de vuelo del SSPIDR, que probará la generación y transmisión de energía en la órbita terrestre baja, con un lanzamiento planeado para 2025.
A pesar del progreso reciente y las ventajas incuestionables de la energía solar generada en el espacio, todavía hay una serie de desafíos que no pueden subestimarse. Uno de los más preocupantes es la cuestión de la congestión espacial, considerando que se estima que más de 8000 toneladas de basura espacial circulan en el espacio, una cantidad que ha crecido de manera constante y significativa desde el inicio de la era orbital.
La necesidad de un marco legal internacional para regular la actividad y la agricultura en el espacio se está volviendo cada vez más apremiante. Este marco legal deberá abordar la responsabilidad de los gobiernos y otros actores en el espacio, así como definir las responsabilidades de aquellos que utilizan el espacio para su propio avance.
La viabilidad de granjas solares como el proyecto SOLARIS de la ESA dependerá en última instancia de los costos asociados con el desarrollo, despliegue y operación de estas plantas. La ESA estima el costo del primer satélite de energía solar a escala gigavatio en aproximadamente 20 mil millones de euros. Esto es equivalente a la construcción de una nueva planta de energía nuclear. Las unidades producidas en masa posteriores se beneficiarían de economías de escala, reduciendo los costos de construcción y llevando la generación de energía a menos de la mitad de la de la energía nuclear, rivalizando con las grandes plantas solares terrestres. Así que, aunque la idea de cultivar energía solar en el espacio y distribuirla a la Tierra suena fantástica, la energía solar gratuita no existe.
