A medida que las sociedades buscan formas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y de frenar el cambio climático, la energía solar a gran escala está desempeñando un papel central. Los científicos del clima la ven como la herramienta con mayor potencial para reducir las emisiones de dióxido de carbono para 2030.
Por ejemplo, en Estados Unidos, el Departamento de Energía predice que la energía solar representará casi el 60 por ciento de toda la nueva capacidad de generación de electricidad a escala comercial instalada en 2024.
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Pero los lugares ideales para el desarrollo solar a menudo se superponen con tierras de cultivo o pastizales utilizados para el pastoreo del ganado. Normalmente, los paneles solares a gran escala están diseñados para maximizar la generación de energía, sin mucha consideración por los ecosistemas en los que se ubican.
Por ejemplo, nivelar la tierra y eliminar la vegetación puede causar erosión y enviar escorrentía a los cursos de agua. Los desarrolladores de energía solar han sido multados por tales violaciones ambientales en Georgia, Massachusetts, Alabama, Idaho e Illinois.
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También existen preocupaciones sobre cómo las grandes instalaciones solares afectan los patrones de movimiento de los animales, ya que eliminar la vegetación nativa para dejar espacio a granjas solares puede amenazar a los animales e insectos en peligro de extinción que dependen de estas plantas como alimento y hábitat. Las comunidades de plantas nativas tardan mucho tiempo en restablecerse en estas áreas con escasez de agua después de ser perturbadas.
Existen preocupaciones sobre cómo las grandes instalaciones solares afectan los patrones de movimiento de los animales y las plantas
Soy ecologista y miembro de un equipo de investigación dirigido por Alan Knapp, en la Universidad Estatal de Colorado. Investigamos cómo el desarrollo solar afecta la salud de los ecosistemas de pastizales, en particular, cómo cambian los patrones de crecimiento de las plantas y el uso del agua y la respuesta a la luz una vez que se instalan paneles solares en el techo. A través de este trabajo, esperamos informar sobre un futuro más sostenible para la energía solar.
Una alternativa cada vez mayor al uso de la tierra únicamente para la generación de energía solar es la llamada agrovoltaica. Como su nombre indica, esta estrategia combina agricultura y energía solar en el mismo terreno. Los proyectos agrovoltaicos pueden llevarse a cabo en tierras de cultivo, tierras de pastoreo y hábitats de polinizadores de importancia agrícola. Este enfoque de doble uso para el desarrollo solar se ha vuelto popular en todo el mundo.
La gran mayoría de los proyectos agrivoltaicos se encuentran en tierras gestionadas para el pastoreo de ganado y el hábitat de polinizadores. Estos sitios son ideales para la colocación de energía solar porque, a diferencia de las tierras de cultivo, no requieren riego ni el uso de maquinaria grande.
Sin embargo, estas tierras dependen de la lluvia para sustentar el crecimiento de las plantas y la presencia de paneles solares afecta la forma en que el agua llega al suelo.
La mayoría de los paneles agrivoltaicos utilizan programas de seguimiento solar que maximizan la producción de energía inclinando los paneles para seguir el sol a través del cielo. Cuando esto sucede, los paneles crean distintos microambientes que son bastante diferentes de las condiciones naturales.
Por ejemplo, en algunas zonas la mayor parte de las precipitaciones se producen por la tarde, cuando los paneles solares están inclinados hacia el oeste, hacia el sol. Como resultado, la mayor parte de la lluvia en los sitios agrivoltaicos se concentra en los bordes occidentales de los paneles, donde cae al suelo. Esta redistribución puede multiplicar las precipitaciones en los bordes de los paneles hasta por un factor de cuatro, al tiempo que restringe las precipitaciones en otros lugares.
Otro factor es que los paneles solares introducen sombra en los pastizales que están adaptados a condiciones de mucha luz. Debido a que las matrices están optimizadas para interceptar la luz solar, llega mucha menos luz a las plantas debajo de los paneles.
La ecología detrás de la ecovoltaica
Hasta ahora, nuestro trabajo muestra que los distintos microambientes creados por los paneles solares producen patrones igualmente variados de crecimiento de las plantas. Este hallazgo es alentador: significa que la variación ambiental creada por los paneles solares que siguen pasivamente al sol es suficiente para hacer que las plantas respondan de manera diferente. Estos microambientes podrían potencialmente sustentar un mosaico de comunidades de plantas que se benefician de diferentes condiciones.
En algunos casos, en condiciones mixtas como estas, con diferentes niveles de luz y agua, pueden ser algo bueno. Un concepto bien probado en ecología de restauración (la ciencia de restaurar ecosistemas dañados) es que los entornos con mayor variedad sustentan mezclas más diversas de plantas y animales.
En un artículo de 2023, esbozamos un concepto que exige un enfoque ecológicamente informado para el desarrollo solar. Este enfoque, llamado ecovoltaico, requiere dar igual prioridad a la producción de energía y a los servicios ecosistémicos.
Un enfoque ecovoltaico permite a los administradores de tierras utilizar la energía solar en su beneficio. Diseñar y gestionar paneles solares de manera que estén arraigados en conceptos ecológicos fundamentales puede producir más sinergias entre los ecosistemas y la energía solar.
El desarrollo solar debe realizarse de una manera que refleje el pensamiento ecológico
Los administradores de tierras podrían utilizar enfoques ecovoltaicos para mejorar las tierras degradadas mediante el diseño de paneles solares para mejorar los procesos naturales. Por ejemplo, dado que los bordes de los paneles solares redistribuyen y concentran la lluvia, humedeciendo el suelo debajo de ellos, podrían ayudar al establecimiento de plántulas en esos lugares.
En regiones áridas se podrían diseñar conjuntos para promover este efecto y mejorar la restauración. Si el agua escasea, se podrían diseñar conjuntos para reducir la cantidad de suelo expuesto, lo que a su vez reduciría la cantidad de agua perdida a la atmósfera por evaporación.
Producir energía solar de manera diferente
Muchos factores influyen en las decisiones de gestión de la tierra. La historia de la tierra, el acceso al agua, los tipos de suelo, la vegetación y la topografía influyen. La ecovoltaica añade otro factor: equilibrar la producción de energía por unidad de área con los efectos ecológicos de un panel solar en particular.
Un enfoque ecovoltaico a la energía solar requiere repensar fundamentalmente cómo se toman las decisiones de desarrollo solar. Hoy en día, el acceso a las líneas de transmisión de electricidad limita el despliegue de energía solar en muchas áreas. Si las líneas de transmisión y las subestaciones están demasiado lejos o son de tamaño insuficiente, es poco probable que se desarrolle la energía solar.
Nuevos proyectos de transmisión que alivien esta limitación geográfica podrían brindar más opciones. Con una mayor flexibilidad en la elección de sitios, los desarrolladores podrían alejarse de los ecosistemas naturales altamente sensibles e instalar paneles solares en tierras abandonadas, con escasez de agua o de alguna otra manera degradadas. La ecovoltaica podría ser una solución para estabilizar la economía de las comunidades donde se han retirado tierras productivas para conservar los recursos.
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La energía solar está aumentando a niveles que la hacen fundamental para una transición a una energía limpia. Mis colegas y yo creemos que el desarrollo solar debe realizarse de una manera que refleje el pensamiento ecológico. En nuestra opinión, un enfoque ecovoltaico de la energía solar puede producir resultados ecológicos positivos y hacer que la energía solar sea aún más sostenible.
* Estudiante de Doctorado en Ecología de Plantas y Ecosistemas, Universidad Estatal de Colorado.