La agrivoltaica no siempre es rentable o no como estamos acostumbrados a pensarlo. Debemos tener en cuenta que en la Agri-PV intervienen dos “negocios”, entre los que tenemos que diferenciar la actividad principal y la actividad secundaria. La actividad principal debe ser siempre la agricultura o la explotación ganadera y la actividad secundaria es la generación eléctrica. Es por ello que la cantidad de kWp instalados por metro cuadrado es menor que en una instalación fotovoltaica intensiva lo que conlleva a un menor rendimiento económico y a un plazo de amortización mayor.
Es por ello que las instalaciones Agrivoltaicas debe ser minuciosamente analizadas y calculadas para asegurar que el cultivo no se vea afectado y tener una previsión bastante fiable del rendimiento y amortización de la instalación fotovoltaica auxiliar. Ello a llevado a varios investigadores a evaluar su idoneidad y de forma crítica exponer las reticencias a extender la Agri-PV sin sentido.
El dilema tierra-energía en el contexto de la neutralidad climática alemana
Alemania se ha comprometido a alcanzar la neutralidad climática para 2045, con objetivos intermedios de reducción de emisiones del 65 % para 2030 y del 88 % para 2040. Para lograrlo, la Ley de Energías Renovables (EEG) establece metas ambiciosas: expandir la fotovoltaica hasta 215 GW y la eólica terrestre hasta 115 GW para 2030, con el objetivo de que las energías renovables cubran al menos el 80 % del consumo eléctrico.
Sin embargo, esta expansión masiva enfrenta un desafío crítico: la competencia por el uso del suelo. Alemania es un país densamente poblado con tierras agrícolas de alta calidad. La instalación de plantas fotovoltaicas convencionales de suelo (GM-PV) consume aproximadamente 1,4 hectáreas por MWp, lo que genera conflictos directos con la producción de alimentos y la preservación de ecosistemas. En este contexto, los sistemas agrivoltaicos (AV) emergen como una solución aparentemente ideal: permiten el uso dual de la tierra para agricultura y generación eléctrica simultáneamente.
El estudio «Preserving agricultural land with agrivoltaic. But at what cost?« con participantes del Instituto Thünen de Tecnología Agrícola, del Instituto Thünen de Economía Agrícola y de Universidad de Kiel, liderado por Jonas Böhm, cuestiona fundamentalmente la premisa de que la agrivoltaica es una estrategia económicamente viable para preservar tierras agrícolas. Este artículo técnico analiza los hallazgos de dicho estudio y sus implicaciones para la política energética alemana.
Marco metodológico: la innovación del «costo de preservación de tierra» en el LCOE
El Concepto de LCOE extendido
El estudio introduce una metodología novedosa que expande el cálculo convencional del Levelized Cost of Electricity (LCOE) al incorporar explícitamente los «costos de preservación de tierra» (Annual Preservation Price, APP). Esta aproximación permite cuantificar el precio real que la sociedad paga por mantener la funcionalidad agrícola de un terreno bajo instalaciones fotovoltaicas.
La fórmula utilizada es:
Donde:
- AVpremium: Diferencia de costos entre AV y GM-PV
- y: Rendimiento energético anual por hectárea
- sag: Porcentaje de área utilizable para agricultura
Estructura de costos analizada
El estudio desagrega minuciosamente los componentes de costo. En el lado del CAPEX (Capital Expenditure) se incluyen módulos fotovoltaicos e inversores, sistemas de montaje y estructuras de elevación, cableado interno, vallado, transformadores, adquisición de tierra, medidas de biodiversidad, costos de permisos, ingeniería estructural y supervisión de construcción. Por su parte, el OPEX (Operational Expenditure) contempla monitoreo, mantenimiento, seguros, administración comercial y asesoría legal, conservación de biodiversidad y mantenimiento de pastizales, limpieza de módulos y reparaciones.
Un aspecto metodológico crucial es el tratamiento de los ingresos agrícolas. El estudio utiliza datos históricos de la Red de Contabilidad Agrícola Alemana (FADN) para calcular el «retorno a la tierra», representando el beneficio neto atribuible al factor tierra. Este valor se acredita como crédito contra los costos totales del sistema AV, permitiendo una comparación neta realista.
Análisis comparativo: estructura de costos por tipo de sistema
Tipologías de sistemas analizados
El estudio examina cinco configuraciones principales, cumpliendo con el estándar DIN SPEC 91434 que establece requisitos mínimos de uso agrícola (≥ 85 % para sistemas a altura media, ≥ 90 % para sistemas elevados):
- GM-PV: Planta fotovoltaica convencional de suelo, con inclinación de 30° y orientación sur, uso de pastoreo como referencia
- AV-vertical: Sistema vertical a 0.8m de altura, orientación este-oeste, para cultivos ≤ 1 m y pastizales
- AV-tracking: Sistema con seguimiento solar uniaxial, altura variable, para cultivos ≤ 1 m y pastizales
- AV-2,1m: Sistema elevado a más de 2,1 m, orientación 30° sur, compatible con amplia gama de cultivos
- AV-4m: Sistema de gran altura (> 4,0 m) con seguimiento uniaxial, permite uso de maquinaria estándar
- AV-apple: Configuración específica para huertos de manzanos a más de 2,5 m, orientación 30° este/oeste.
Comparativa de costos de instalación (CAPEX)
La siguiente tabla presenta los rangos de costos por kWp instalado para cada tipología:
Para estimar la producción eléctrica, el estudio utilizó datos promedio de radiación solar global proporcionados por el Servicio Meteorológico Alemán (DWD) para las cuatro zonas climáticas del suelo durante el período 2014-2023. Las sumas anuales de radiación global se obtuvieron a partir de datos de cuadrícula de 1 × 1 km disponibles a través del Centro de Datos Climáticos Abiertos (Open Climate Data Centre). Estos conjuntos de datos espaciales se intersecaron con las regiones de estudio mediante el software QGis, según la siguiente imagen.
Impacto en el LCOE y costos de preservación
Los resultados revelan diferencias significativas en el Levelized Cost of Electricity. Los sistemas AV presentan un LCOE 4 % a 148 % superior al de plantas GM-PV convencionales. El costo anual de preservación de tierra varía dramáticamente según la tecnología: los sistemas verticales muestran el rango más amplio (3.200 – 57.500 €/ha/año), mientras que los sistemas de seguimiento presentan rangos más estrechos (8.500 – 13.600 €/ha/año). Los sistemas agrivoltaicos para manzanos (AV-apple) registran los costos de preservación más elevados (74.400 – 79.700 €/ha/año), aunque ofrecen sinergias específicas como protección contra granizo.
Hallazgos críticos por tipo de uso agrícola
En tierra arable, los sistemas de seguimiento (AV-tracking) y los de 2,1 m ofrecen los menores costos adicionales, aunque la pérdida de rendimiento agrícola puede alcanzar el 20 – 30 % para cultivos sensibles a la sombra. El maíz y cereales presentan limitaciones significativas bajo sistemas de altura media.
Para pastizales y ganadería, esta configuración resulta la más económicamente viable, requiriendo mínimas adaptaciones agrícolas y siendo compatible con el pastoreo ovino en la mayoría de configuraciones.
En huertos de manzanos, aunque existe mayor potencial de sinergias mediante el reemplazo de redes antigranizo (con un costo ahorrado de 6.500 – 10.500 €/ha), los costos estructurales elevados compensan estos beneficios, resultando en un LCOE neto 58 % superior al GM-PV convencional.
Discusión crítica: brecha entre discurso político y realidad económica
El discurso oficial: dual uso eficiente
El marco regulatorio alemán, especialmente desde la reforma del EEG 2023, promueve activamente la agrivoltaica como solución win-win. Los proyectos AV pueden obtener estatus de «proyecto privilegiado» bajo §35 (1) No. 9 del Código de Construcción Federal (BauGB), facilitando permisos en zonas rurales. Los sistemas elevados (> 2,1 m) reciben una prima de 1,2 céntimos/kWh adicionales en 2023, que gradualmente desciende a 0,5 céntimos/kWh para 2026-2028. El EEG 2023 establece metas progresivas de instalación de sistemas AV en tierras agrícolas, promoviendo la «doble cosecha» (energía + alimentos), la preservación de suelos fértiles y el desarrollo rural sostenible.
La realidad económica: costos insostenibles
El estudio de Böhm et al. revela una discrepancia fundamental entre la narrativa política y los números reales. La producción agrícola contribuye de manera marginal al rendimiento económico total de los sistemas AV, siendo la generación eléctrica la fuente dominante de ingresos (> 90 % en la mayoría de casos). El «retorno a la tierra» agrícola es insuficiente para compensar los costos estructurales adicionales de los sistemas AV.
Los costos de preservación resultan prohibitivos: para sistemas de altura media se sitúan entre 8.000 – 26.000 €/ha/año, mientras que para sistemas elevados alcanzan 42.000 – 75.000 €/ha/año. Estas cifras son múltiples veces superiores al retorno agrícola potencial de la misma tierra. En comparación, el alquiler típico de tierras agrícolas en Alemania oscila entre 200 – 600 €/ha/año. El costo de preservación mediante AV es 10 – 100 veces más caro que mecanismos alternativos de protección del suelo.
Cuestionamiento de las subvenciones públicas
Los autores del estudio concluyen que los resultados «plantean dudas sobre la rentabilidad de la agrivoltaica como estrategia de gestión de tierras y generan preguntas importantes sobre la justificación de subvenciones públicas». Las primas actuales del EEG resultan insuficientes para cerrar la brecha económica. El subsidio amplio a sistemas AV costosos y no competitivos puede constituir una asignación ineficiente de recursos públicos, sugiriendo que los fondos podrían redirigirse hacia investigación y desarrollo de conceptos con potencial real de competitividad futura.
Perspectivas: hacia la reducción de costos y nuevos modelos de negocio
Vías de reducción de costos estructurales
La viabilidad futura de la agrivoltaica depende de reducir drásticamente los costos de capital. Estrategias emergentes incluyen sistemas verticales bifaciales avanzados con costos de 0,80 – 1,00 €/W, impacto agrícola mínimo (< 5 % reducción de rendimiento) y eficiencia energética superior (15 – 20 %); la reutilización de módulos PV decomisionados de plantas utility-scale que mantienen alto rendimiento y reducen costos significativamente; diseños open-source de bajo costo basados en madera y sistemas distribuidos; e integración de seguimiento solar que, aunque aumenta costos de mantenimiento, mejora el rendimiento energético 20 – 30 %. La estandarización de componentes estructurales, manufactura localizada y automatización de instalación y mantenimiento también contribuyen a la reducción de costos.
Nuevos modelos de negocio e integración vertical
Para mejorar la rentabilidad, se exploran configuraciones que maximicen el valor agregado agrícola. La integración con procesamiento de alimentos permite aprovechar la protección contra granizo en huertos de manzanos para reducir seguros y mejorar calidad, integrando plantas de procesamiento de sidra o deshidratación de frutas en la misma explotación. Cultivos de alto valor como bayas, espárragos o tomates cherry bajo sistemas de altura controlada, con venta directa y procesamiento mínimo, generan valor agregado 3-5 veces superior a granos básicos.
Sinergias específicas por cultivo incluyen viticultura con protección contra radiación solar excesiva y cambios climáticos integrada con bodegas fotovoltaicas; lúpulo con uso dual de estructuras para plantas trepadoras y módulos solares reduciendo costos de enrejado; y cultivos protegidos sustituyendo túneles de plástico por estructuras AV, reduciendo contaminación por plásticos. Modelos de propiedad y financiamiento innovadores como cooperativas agro-energéticas, contratos PPA de largo plazo y esquemas de alquiler de tierra flexible con pagos indexados a producción agrícola real también contribuyen a mejorar la viabilidad económica.
Recomendaciones de política pública
Basándose en los hallazgos del estudio, se sugieren ajustes al marco regulatorio. Primero, redireccionar subsidios para priorizar apoyo a pruebas y desarrollo de nuevos conceptos con potencial de competitividad futura, en lugar de subsidios generalizados a sistemas costosos actuales.
Segundo, establecer primas diferenciadas según eficiencia de uso del suelo (rendimiento agrícola real vs. referencia), costos de preservación efectivos y sinergias demostrables (protección climática, biodiversidad).
Tercero, vincular subsidios al cumplimiento de estándares DIN SPEC 91434 y a resultados agrícolas medibles (≥66% del rendimiento de referencia). Cuarto, invertir en investigación de materiales de construcción de bajo costo y alta durabilidad, sistemas de gestión de luz dinámicos mediante inteligencia artificial, y cultivos adaptados a condiciones de sombra parcial.
Conclusión
El estudio del Instituto Thünen constituye un aporte metodológico y empírico fundamental para el debate sobre agrivoltaica en Alemania. Sus hallazgos demuestran que, bajo las condiciones tecnológicas y económicas actuales, la preservación de tierras agrícolas mediante sistemas agrivoltaicos es económicamente ineficiente. Los costos de preservación (8.000 – 75.000 €/ha/año) exceden por órdenes de magnitud los beneficios agrícolas generados, cuestionando la justificación de subsidios públicos amplios.
Sin embargo, esta conclusión no implica el abandono de la tecnología. Más bien, sugiere una reorientación estratégica: priorizar investigación en reducción de costos estructurales, explorar nichos donde las sinergias agrícolas (protección contra granizo, gestión de microclima) generen valor real, y desarrollar modelos de negocio integrados que maximicen el valor agregado agrícola. La agrivoltaica tiene potencial como solución de uso dual, pero requiere evolución tecnológica significativa y diseño inteligente de políticas públicas para convertirse en una herramienta viable de gestión de tierras en la transición energética alemana hacia 2045.
Autor: Marcos Carbonell Alemany
