Requerimientos materiales y EROI de las tecnologías fotovoltaicas en la transición energética

Abstract

En la actualidad, estamos asistiendo a un cambio tecnológico en la obtención de energía eléctrica a medida que disminuyen las reservas de hidrocarburos y aumenta la conciencia medioambiental de la sociedad. Se espera que las tecnologías renovables sustituyan a las basadas en los combustibles fósiles, ya que se han concebido inicialmente como más respetuosas con el medio ambiente y eficientes energéticamente. Sin embargo, han surgido diversos problemas de carácter político [1], económico [2], de variabilidad y estacionalidad de la producción [3], de ocupación de tierras [1], [4], y, en el caso en el que se centra este trabajo, ha surgido el problema de la futura disponibilidad de los materiales necesarios para este cambio [5]–[7]. Para estimar qué materiales relacionados con la transición en el sector energético, y en específico con la tecnología solar fotovoltaica, podrían ser más críticos en el futuro a nivel global, y tras una amplia revisión bibliográfica, se realizará un análisis del EROI de esta tecnología, tanto de forma estática, como de forma dinámica (empleando el modelo de simulación de dinámica de sistemas MEDEAS-W), obteniendo posteriormente una estimación de su cuota de mercado y, por último, sus demandas minerales respecto a las reservas y recursos, buscando proponer posteriormente medidas alternativas para tratar de evitar el agotamiento mineral.

Today, we are witnessing the beginning of a technological shift in electricity generation as hydrocarbon reserves diminish and society's environmental awareness increases. Renewable technologies are expected to replace those based on fossil fuels, as they were initially conceived as more environmentally friendly and energy efficient. However, various problems have arisen, including political [1], economic [2], production variability and seasonality [3], land occupation [1], [4], and, in the case of this paper, the problem of the future availability of the materials necessary for this change [5]–[7]. In order to estimate which materials related to the transition in the energy sector, and specifically with the solar photovoltaic technology, could be most critical in the future at a global level and after an extensive literature review, an analysis of the EROI of this technology will be carried out, both statically and dynamically (using the system dynamics simulation model MEDEAS-W), subsequently obtaining an estimate of their market share and, finally, their mineral demands relative to reserves and resources, and then seeking to propose alternative measures to try to avoid mineral depletion.