Buenos días, Pilar. Estaba leyendo tus artículos en PV magazine y he pensado que a lo mejor te podría interesar un proyecto sobre el silicio. Soy ingeniero, jubilado activo, y sé algo de fotovoltaica y mucho de silicio. Viví muy de cerca el boom solar que hubo en España en los años 2006-2010 como productor de silicio solar por la vía metalúrgica, en lugar del polisilicio, pero China nos comió. Sigo en el tema, acabo de hacer una presentación sobre un nuevo proyecto de silicio en el Congreso Noruego Silicon for Chemical and Solar industry XVI.
Esa fue la primera toma de contacto de Javier Bullón, director general de SilBuCam, una consultora gallega especializada en procesos metalúrgicos, con pv magazine. La presentación que llevó a cabo en Noruega era sobre SisAl Pilot, un proyecto innovador que busca la producción de silicio metal con bajo impacto ambiental y de forma circular y sostenible.
El proceso actual para obtener silicio está basado en la reducción carbotérmica del cuarzo en horno de arco eléctrico, que consume muchísima energía y que, debido al uso de carbón, emite CO2 e introduce impurezas que luego hay que eliminar para obtener un silicio válido para la energía fotovoltaica. A día de hoy, la eliminación se hace en grandes fábricas de tipo químico, con un proceso caro y contaminante, denominado polisilicio, del que casi un 90% de la producción mundial se encuentra en China.
A medio camino entre el silicio metal y el polisilicio se encuentra la alternativa del proyecto europeo SisAl Pilot, que se ha patentado. Este nuevo procedimiento no genera CO2 y prescinde del carbón, que es el que introduce las impurezas. “Además de mucho más sostenible, es bastante más barato”, dice Javier Bullón a pv magazine. En concreto, implica un consumo de energía tres veces menor, elimina las emisiones directas de CO2 y otros contaminantes nocivos, y, además, es un proceso circular, pues transforma los subproductos derivados de otros procesos –como aluminio reciclado y finos de cuarzo– en nuevas materias primas, como el propio silicio y la alúmina metalúrgica.
La Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) encargó a Bullón la coordinación en España del proyecto europeo SisAl Pilot que lidera dicha universidad y en el que participan 22 empresas de nueve países, de tres continentes, con 14 millones de euros de presupuesto.
Silicio fabricado con cuarzo de España
La minera Erimsa de Galicia aporta el cuarzo al proyecto en España, que se envía a los hornos de Fundiciones Rey, de Villagarcia de Arosa. La multinacional BEFESA, desde su centro de I+D en Valladolid, suministra el aluminio para las pruebas. El Centro de Investigación e Tecnoloxía Matemática de Galicia (CITMAga), que trabaja con Fundiciones Rey y con la noruega Elkem y colabora en el proyecto, está desarrollando modelos matemáticos, simulaciones numéricas de los procesos que tienen lugar cuando se trabaja con aluminio para obtener silicio con el fin de afinar el funcionamiento de los hornos.
Los objetivos son, por una parte, producir aleaciones hipereutecticas de Al/Si de las que solo existe un fabricante en Europa (una empresa británica), pues su producción mundial se limita prácticamente a China. Y, por la otra, producir silicio de suficiente calidad para la industria solar sin generar CO2 y prescindiendo del carbón.
SisAl Pilot ha alcanzado el meridiano: en los dos años transcurridos, ha obtenido numerosos resultados prometedores “El proyecto está pensado para hacer silicio más barato y, además, con posibilidad de fabricarlo a gran escala para Europa”, afirma Javier Bullón. “Hay que seguir trabajando y esperar a que la renaciente industria fotovoltaica europea se interese por este silicio, que podría suponer la independencia de China en la fabricación de obleas solares”, explica.
“Empezar en el silicio y terminar en el kWh”
La inversión necesaria para una planta piloto que permita el arranque del proyecto no es descabellada: con 10 millones de euros, se fabricaría a escala semiindustrial y se iniciaría el cierre de la cadena del solar a la que tanta inversión e investigación se ha dedicado en Europa desde hace muchos años.
La experiencia con silicio solar por la vía metalúrgica ha mostrado que su rendimiento puede ser un 2% inferior al del polisilicio “medido a nivel laboratorio, y a falta de investigación y mejoras; pero en planta, y medido en kWh, las placas de silicio vía metalúrgica producen lo mismo que las del polisicilio, con la ventaja de que tiene muchas menores mermas por el calor, con lo cual los módulos que se instalen en zonas calurosas como España, van a funcionar igual o mejor”, enfatiza Bullón.
“En España nuestra fuente de energía es el sol y para utilizarla hace falta silicio que venga del cuarzo, que tenemos en abundancia. El silicio es a la energía fotovoltaica lo mismo que el petróleo a la gasolina, o que el gas a la energía térmica. Pero, para ser energéticamente independientes necesitamos producir toda la cadena, desde el cuarzo al kWh, y ahora tenemos una nueva oportunidad: el proyecto SisAl”, concluye.
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Me interesa ponerme en contacto con Javier Bullon. Soy José Antonio González que me pubicasteis un tema de generador de hidrógeno sin electrolisis, creo que podemos colaborar. Un saludo Pilar y gracias.