Maximizar los ahorros ambientales en la fabricación de fotovoltaica de silicio hasta 2035

Por qué importan los paneles solares más limpios

La energía solar suele verse como una solución ambiental casi definitiva, pero fabricar paneles solares sigue consumiendo energía y materias primas. A medida que el mundo se apresura a instalar decenas de billones de vatios de capacidad solar para mediados de siglo, incluso pequeñas diferencias en la forma de fabricar los paneles pueden acumularse y producir grandes efectos globales. Este estudio plantea una pregunta sencilla con grandes consecuencias: a medida que la industria se desplaza hacia un tipo nuevo y más eficiente de célula solar de silicio, ¿podemos también reducir los costes ambientales ocultos de fabricar todos esos paneles?

Un nuevo tipo de panel solar toma protagonismo

El mercado actual de silicio avanza rápidamente desde un diseño anterior llamado PERC hacia un diseño de mayor rendimiento conocido como TOPCon. Ambos se basan en obleas de silicio similares, pero difieren en el tratamiento de las superficies y en cómo se añaden los contactos metálicos para recoger la electricidad. Esas modificaciones técnicas otorgan a las células TOPCon mayor eficiencia, lo que significa que cada panel puede producir más potencia desde la misma superficie. Los autores emplean un análisis exhaustivo de ciclo de vida, desde la extracción de cuarzo hasta el ensamblaje de células y módulos y el transporte desde las fábricas hasta Europa central, para ver cómo se comparan ambientalmente estas dos tecnologías por unidad de potencia producida.

Contando cada impacto, no solo el carbono

En lugar de centrarse únicamente en las emisiones que calientan el clima, el equipo examina 16 tipos de impacto ambiental, incluida la contaminación del aire, el daño a los ecosistemas, el uso del suelo y el consumo de combustibles fósiles y metales. Para los paneles fabricados en China y enviados a Europa, TOPCon sale ganando en 15 de las 16 categorías. En promedio, reduce las emisiones que calientan el clima en alrededor de un 6,5 por ciento por vatio frente a PERC, en gran parte porque la mayor eficiencia implica menos material y procesamiento para la misma producción. El único aspecto en que TOPCon rinde peor es el uso de metales: su diseño requiere más plata en los contactos de las células, aumentando la presión sobre recursos escasos.

De dónde provienen realmente las huellas ocultas

Al profundizar, el análisis revela algunos «puntos calientes» clave que dominan la huella de un módulo solar moderno. La fabricación de la oblea de silicio, especialmente el material altamente purificado que comienza como cuarzo y se convierte en grandes lingotes y delgadas láminas, es con diferencia el paso que más energía demanda y el que impulsa buena parte del impacto climático y de contaminación atmosférica. Dado que en muchas regiones gran parte de esa electricidad aún procede de combustibles fósiles, la intensidad de carbono de la red eléctrica local configura fuertemente la huella final del panel. Otros puntos calientes incluyen la plata usada para imprimir las finas líneas eléctricas en las células, el cableado de cobre y el vidrio solar del módulo acabado, y los combustibles quemados en barcos y camiones que transportan los paneles desde las fábricas asiáticas a los mercados europeos.

La ubicación y las redes eléctricas del futuro lo cambian todo

Los autores miran después hacia 2035, combinando mejoras previstas en la eficiencia de los paneles, obleas más delgadas y menor uso de plata con escenarios sobre cómo pueden descarbonizarse con el tiempo las redes eléctricas de India, China, Estados Unidos y Europa. Hallan que fabricar módulos TOPCon en Europa ya tiene aproximadamente la mitad del impacto climático por vatio que fabricar los mismos módulos en India, principalmente porque la electricidad europea depende menos del carbón. Si las redes se descarbonizan como se espera, la huella de la fabricación disminuye en todas partes, pero sobre todo en las regiones que avanzan más rápido hacia la energía renovable. En la próxima década, desplazar más producción hacia sistemas eléctricos de baja emisión y mejorar de forma sostenida los diseños de paneles podría evitar alrededor de 8,2 mil millones de toneladas de emisiones equivalentes de dióxido de carbono en comparación con el escenario de negocio habitual.

Equilibrar los beneficios climáticos y la presión sobre recursos

Si bien las redes más limpias reducen drásticamente el impacto climático y la contaminación del aire, también incrementan la dependencia de ciertos metales críticos porque los parques eólicos y solares requieren más de estos materiales que las centrales de combustibles fósiles. A medida que aumenta la participación de las renovables en las mezclas eléctricas, el estudio observa un ligero repunte en el indicador de «uso de metales», especialmente en regiones que despliegan grandes cantidades de energía limpia. Para la fabricación solar, las palancas más potentes son aumentar la eficiencia de los paneles y reducir el consumo eléctrico en la producción de obleas; recortar el uso de plata ayuda sobre todo con la escasez de metales pero tiene efectos menores en otros ámbitos. Pruebas de sensibilidad y análisis de incertidumbre muestran que, en la mayoría de las categorías, es muy probable que TOPCon sea ambientalmente preferible a PERC.

Qué significa esto para la transición energética limpia

Para no expertos, el mensaje clave es que no todos los paneles solares son iguales, y el lugar donde los fabricamos importa casi tanto como el diseño que elegimos. La nueva tecnología TOPCon puede generar más electricidad con un daño ambiental global menor que su predecesora, siempre que la industria también aborde su mayor demanda de plata. Si los fabricantes combinan diseños de alta eficiencia con suministros eléctricos más limpios, el auge solar hasta 2035 podría evitar decenas de miles de millones de toneladas de emisiones de carbono a lo largo de la vida útil de los paneles, superando con creces los costes de fabricación. En resumen, una fabricación más inteligente puede convertir la energía solar en una herramienta aún más potente para proteger el planeta.

Cita: Willis, B.L., Rigby, O.M., Pain, S.L. et al. Maximising environmental savings from silicon photovoltaics manufacturing to 2035. Nat Commun 17, 2311 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69165-x

Palabras clave: fotovoltaica solar, evaluación del ciclo de vida, células solares TOPCon, fabricación baja en carbono, transición a energías renovables