Las células solares en los techos que generan electricidad no solo ahorran emisiones de carbono que calientan el planeta, sino que también ahorran una cantidad significativa de agua, dicen un par de investigadores de la Universidad de Duke que han hecho los cálculos.

Descubrieron que un hogar determinado puede ahorrar un promedio de 16,200 galones de agua por año al instalar energía solar en el techo. En algunos estados, como California, este ahorro puede aumentar a 53,000 galones, lo que equivale al 60 por ciento del uso promedio de agua en los hogares de los EE. UU.

No verá los ahorros en la factura de agua de su casa, pero siguen siendo importantes.

Esto se debe a que el uso de energía está estrechamente ligado al consumo de agua. La producción de energía eléctrica en los EE. UU. consume casi tanta agua como el sector agrícola. Pero esa cifra no incluye el agua adicional utilizada para producir combustibles fósiles en primer lugar, ni para gestionar los residuos de cenizas de carbón.

«Para generar electricidad para la red, necesitamos extraer y quemar carbón, fracturar y bombear gas natural y enfriar plantas nucleares, todo lo que implica grandes volúmenes de agua que se pierden continuamente», dijo Avner Vengosh, profesor distinguido de calidad ambiental de la Universidad de Duke. en la Nicholas School of the Environment y coautor de un nuevo artículo que aparece el 19 de septiembre en Science of the Total Environment.

«Sin embargo, con la celda solar, es un consumo único de un volumen mucho menor de agua para la fabricación», dijo Vengosh. «Y luego, una vez que está instalado, ya no hay ningún uso de agua proveniente de eso durante los próximos 25 años de uso esperado».

Actualmente, más del 70 por ciento de los paneles solares del mundo se fabrican en China, por lo que el consumo de agua para generar energía solar se produce en el extranjero.

La coautora Erika Weinthal, profesora de política ambiental en la Escuela Nicholas, dijo que para comprender los impactos más amplios en el agua de la producción de paneles solares, es vital observar toda la cadena de suministro en todo el mundo.

«Desde el punto de vista de la contaminación, las células solares tienen un enorme potencial de daño ambiental», dijo Vengosh. «Contiene metales pesados, algunos de los cuales son muy tóxicos y, por lo tanto, podrían tener un impacto en el entorno inmediato donde se produce la fabricación».

Pero después de eso, el consumo de agua de la energía solar es cero.

Estudios previos han intentado evaluar la cantidad de agua utilizada para las diferentes etapas de la producción de energía, normalmente expresada como el volumen de agua para la energía dada, como litro o galón por gigajulio. En el nuevo estudio, los autores combinaron las fuentes de energía que se utilizan para generar electricidad para el sector residencial en los Estados Unidos contiguos y las tradujeron al volumen de consumo de agua en cada estado.

Después de evaluar el uso de agua en todo el estado para el sector residencial, el nuevo estudio calculó el uso de agua virtual de hogares individuales en 48 estados. Estos cálculos estiman que la cantidad total de agua consumida para alimentar el sector residencial en los EE. UU. es de 2,6 billones de galones.

La conversión a energía solar en los hogares reduce el uso de la red eléctrica y, por lo tanto, también el volumen de agua. En algunos estados, como en el sudoeste de los EE. UU. el ahorro de agua doméstico individual puede alcanzar hasta el 1000 por ciento al instalar energía solar en la azotea.

Estos cálculos de uso de agua son una continuación de un libro reciente que Vengosh y Weinthal publicaron a principios de este año sobre la intersección de la energía y la calidad del agua que proporciona una línea de base detallada para el consumo de agua de varias fuentes de combustibles fósiles.

Durante el cierre de la pandemia, los autores decidieron agregar paneles solares a la casa que comparten. Mientras que al principio la principal motivación era ahorrar emisiones de carbono, después de un tiempo se dieron cuenta de que también se podía ahorrar agua.

“Entonces, este artículo es realmente un producto de querer descarbonizar nuestra propia vida personal”, dijo Weinthal. «Enseño política ambiental global y enseño sobre el acuerdo de París, y siempre trato de que los estudiantes conecten lo que sucede a nivel interestatal con lo que podemos hacer con nuestras propias formas de agencia».

Hoy en día, las células solares fotovoltaicas representan alrededor del 1,5 por ciento del suministro eléctrico del país. Eso representa un ahorro de 99 mil millones de galones de agua al año, estiman los autores, lo que equivale a unos cuatro días del consumo total de agua de California. Pero a medida que crece el porcentaje solar, también lo harán los ahorros.

Su trabajo también compara el consumo de agua para energía por estado, ya que cada estado utiliza diferentes fuentes de energía para la generación de electricidad y tiene diferentes patrones de uso y número de hogares.

Los estados de Nueva Inglaterra, por ejemplo, muestran grandes ganancias por la conversión a la energía solar porque no usan mucha electricidad para el aire acondicionado y tienden a calentar sus hogares con petróleo, no con electricidad, dijo Vengosh. Arizona y California, estados que tienen escasez de agua y muchos días soleados, también serían grandes ganadores.

En su libro, Weinthal y Vengosh demostraron que el uso del agua es solo una parte del rompecabezas. La contaminación de los recursos hídricos debido a la extracción de carbón, el fracking y la eliminación de cenizas de carbón reducen aún más la disponibilidad de agua y, por lo tanto, la huella hídrica de la extracción de combustibles fósiles es mucho mayor de lo que pensamos.

«También tratamos de cuantificar los efectos en la calidad del agua, como la cantidad de agua contaminada por un evento como un derrame de petróleo o la eliminación crónica de cenizas de carbón en los recursos hídricos», dijo Vengosh. «Entonces, si conoce el volumen del derrame de petróleo, puede traducirlo al volumen de agua que se contamina y se pierde».

Lo importante es evaluar el costo total de cualquier tecnología, dijo Weinthal. «Necesitamos avanzar hacia las energías renovables, la solar y la eólica, pero al hacerlo, debemos reconocer que para cualquier forma de infraestructura energética, incluso si se trata de energías renovables, puede haber algunos costos en lo que respecta al agua. Uno tiene que pensar en la huella hídrica de cualquier forma de producción de energía», dijo.

Los investigadores ya han centrado su atención en el uso del agua y los efectos ambientales de la extracción de litio, un metal que es clave para las baterías de próxima generación.