LONDRES – No cabe duda de que para el año 2100 el mundo disfrutará de abundante y barata energía con cero emisiones de carbono. El carbón estará confinado a museos y el uso de petróleo y gas se verá drásticamente reducido. El progreso tecnológico hará que esto sea inevitable, incluso sin el apoyo estatal. Pero para prevenir un cambio climático potencialmente catastrófico se debe alcanzar una economía global con cero emisiones para mediados de siglo. Eso también es posible, pero solo con visión estratégica y un sólido apoyo político.
La electricidad dominará el futuro sistema energético global. En la actualidad representa solo el 20% de la demanda de energía final, mientras el uso directo de combustibles fósiles sigue predominando en el transporte, la calefacción y la industria pesada. Pero la mayoría de las actividades económicas pueden funcionar con electricidad, y muchas serán enormemente más eficientes una vez que la adopten.
Por ejemplo, los motores de combustión interna típicamente convierten entre un 60% y un 80% de la energía en calor inútil, y apenas entre un 20% y un 40% en energía cinética para conducir el vehículo. En contraste, los motores eléctricos tienen una eficiencia de más del 90%. Más todavía, son tanto más sencillos de producir que dentro de cinco años los ahorros de costes de fabricarlos compensarán el coste de las baterías, haciendo que los vehículos eléctricos sean más baratos que los coches a diésel o gasolina. De manera similar, las bombas de calor eléctricas pueden rendir más de tres kilovatios-hora de calefacción residencial por apenas un kilovatio de suministro energético; ninguna caldera a gas podría rendir más de 0,9 kWh por el mismo insumo.
Si bien los motores eléctricos a baterías desempeñarán un papel de creciente importancia en la aviación y el transporte marítimo de corta distancia, quedan todavía varias décadas para que den energía a vuelos o transporte de larga distancia debido a que siguen siendo demasiado pesados. Pero los motores de los barcos podrían quemar amoniaco en lugar de petróleo como combustible, y el amoníaco puede ser un combustible con cero emisiones de carbono si se genera con hidrógeno producido con la electrólisis del agua, usando electricidad generada por fuentes renovables. Además, se puede producir combustible sintético para aviones a partir de hidrógeno y carbono extraídos del aire. El hidrógeno, utilizado como combustible o como insumo químico clave, también será un factor crucial en la descarbonización de sectores industriales pesados como el siderúrgico y los químicos.
Incluso sin suponer ningún gran avance tecnológico, ciertamente podemos desarrollar para 2050 una economía global en que la electricidad supliera un 65-70% de la demanda energética final, y el hidrógeno, el amoníaco o el combustible sintético un 12-15% adicional. La bioenergía y los combustibles fósiles tendrían entonces que suplir solo alrededor de un 20% del uso energético total, y aplicar captura de carbono a este uso de combustibles fósiles notablemente menor podría asegurar una economía con emisiones de carbono que realmente sean cero.
Además, una electrificación así de generalizada proporcionaría inmensos beneficios ambientales, eliminando la polución, el ruido y el calor indeseado o desperdiciado que inevitablemente producen los combustibles fósiles en vehículos, calderas a gas y procesos industriales.
Crear esta economía requerirá un suministro eléctrico global de cerca de 90.000 teravatios-hora, en comparación con 23.000 TWh de la actualidad; todo ello se ha de generar con métodos con cero emisiones de carbono. Este objetivo también se puede lograr. Cada día, el sol irradia a la tierra energía suficiente como para cubrir las necesidades energéticas humanas diarias 8000 veces, y podríamos proveer 90.000 TWh de electricidad solar utilizando menos de un 1,5% de la superficie terrestre (o también menos de un 0,5% de su superficie marina). Los costes de la energía solar han caído en un 85% en la última década, y en muchos sitios la energía solar ya es más barata que el carbón; para mediados de siglo será todavía menos costosa.
Los costes de la energía eólica también han bajado con rapidez, y la fisión nuclear bien podría ser una tecnología comercialmente viable en dos décadas. Los costes de las baterías han bajado más de un 80% desde 2010 y probablemente para 2030 se reduzcan más que a la mitad, mientras un informe reciente sugiere que es muy probable que los costes de la electrólisis “caigan en picada”. Más aún, una amplia gama de otras tecnologías de manejo de la demanda y almacenamiento de energía promete dar respuesta a la pregunta clave que se suelen formular acerca de los sistemas de energías renovables: qué hacer cuando no brilla el sol ni sopla el viento.
Estos avances hacen inevitable que para el 2100 el mundo cuente con una amplia variedad de fuentes de energía baratas y completamente limpias. Pero lo que no es inevitable es que podamos eludir un cambio climático de dimensiones catastróficas. El consumo de combustibles fósiles sigue en aumento y, en la actualidad, nos encaminamos a que en 2100 el calentamiento global sea de 3ºC por encima los niveles preindustriales, superando considerablemente el objetivo de bien por debajo de los 2ºC establecido en el acuerdo climático de París. Y, aunque los costes de la energía solar y eólica han bajado muchísimo, tenemos que aumentar la capacidad a 3 o 4 veces el ritmo actual para tener una posibilidad factible de producir 90.000 TWh de electricidad limpia para 2050.
El coste macroeconómico de un esfuerzo así no es para nada apabullante: la inversión gradual necesaria para una economía con cero emisiones de carbono para 2050 representa cerca de un 1 a un 1,5% del PIB global por año. Pero la aceleración que se requiere no ocurrirá sin medidas estatales obligatorias.
Tales políticas deben comenzar por reconocer que la electrificación limpia masiva, además de un uso de hidrógeno de gran escala, es la única ruta para alcanzar una prosperidad con cero emisiones. Los gobiernos debieran fijarse objetivos que supongan un desafío para aumentar la capacidad energética renovable (y, en algunos casos, nuclear), al tiempo que usan subastas para asegurar el suministro del sector privado al menos coste posible. Las estrategias de transporte terrestre deben apuntar a eliminar por completo los motores de combustión interna de nuestros caminos para 2050 como muy tarde: para ello se necesitarán prohibiciones de su venta mucho antes de lo previsto. Además, la tarificación del carbono es esencial para lograr que la descarbonización industrial sea económicamente viable. Por último, los gobiernos deben apoyar nuevas tecnologías con subsidios para la instalación inicial como las que ya ha ayudado a reducir velozmente los costes de la tecnología fotovoltaica solar, las turbinas eólicas y las baterías.
Con políticas de este tipo, el mundo podría desarrollar una economía con cero emisiones de carbono lo bastante rápido como para limitar el cambio climático en un nivel manejable. Pero sin las medidas correctas, esa economía llegará demasiado tarde.
Traducido del inglés por David Meléndez Tormen
LONDRES – No cabe duda de que para el año 2100 el mundo disfrutará de abundante y barata energía con cero emisiones de carbono. El carbón estará confinado a museos y el uso de petróleo y gas se verá drásticamente reducido. El progreso tecnológico hará que esto sea inevitable, incluso sin el apoyo estatal. Pero para prevenir un cambio climático potencialmente catastrófico se debe alcanzar una economía global con cero emisiones para mediados de siglo. Eso también es posible, pero solo con visión estratégica y un sólido apoyo político.
La electricidad dominará el futuro sistema energético global. En la actualidad representa solo el 20% de la demanda de energía final, mientras el uso directo de combustibles fósiles sigue predominando en el transporte, la calefacción y la industria pesada. Pero la mayoría de las actividades económicas pueden funcionar con electricidad, y muchas serán enormemente más eficientes una vez que la adopten.
Por ejemplo, los motores de combustión interna típicamente convierten entre un 60% y un 80% de la energía en calor inútil, y apenas entre un 20% y un 40% en energía cinética para conducir el vehículo. En contraste, los motores eléctricos tienen una eficiencia de más del 90%. Más todavía, son tanto más sencillos de producir que dentro de cinco años los ahorros de costes de fabricarlos compensarán el coste de las baterías, haciendo que los vehículos eléctricos sean más baratos que los coches a diésel o gasolina. De manera similar, las bombas de calor eléctricas pueden rendir más de tres kilovatios-hora de calefacción residencial por apenas un kilovatio de suministro energético; ninguna caldera a gas podría rendir más de 0,9 kWh por el mismo insumo.
Si bien los motores eléctricos a baterías desempeñarán un papel de creciente importancia en la aviación y el transporte marítimo de corta distancia, quedan todavía varias décadas para que den energía a vuelos o transporte de larga distancia debido a que siguen siendo demasiado pesados. Pero los motores de los barcos podrían quemar amoniaco en lugar de petróleo como combustible, y el amoníaco puede ser un combustible con cero emisiones de carbono si se genera con hidrógeno producido con la electrólisis del agua, usando electricidad generada por fuentes renovables. Además, se puede producir combustible sintético para aviones a partir de hidrógeno y carbono extraídos del aire. El hidrógeno, utilizado como combustible o como insumo químico clave, también será un factor crucial en la descarbonización de sectores industriales pesados como el siderúrgico y los químicos.
Incluso sin suponer ningún gran avance tecnológico, ciertamente podemos desarrollar para 2050 una economía global en que la electricidad supliera un 65-70% de la demanda energética final, y el hidrógeno, el amoníaco o el combustible sintético un 12-15% adicional. La bioenergía y los combustibles fósiles tendrían entonces que suplir solo alrededor de un 20% del uso energético total, y aplicar captura de carbono a este uso de combustibles fósiles notablemente menor podría asegurar una economía con emisiones de carbono que realmente sean cero.
Además, una electrificación así de generalizada proporcionaría inmensos beneficios ambientales, eliminando la polución, el ruido y el calor indeseado o desperdiciado que inevitablemente producen los combustibles fósiles en vehículos, calderas a gas y procesos industriales.
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Crear esta economía requerirá un suministro eléctrico global de cerca de 90.000 teravatios-hora, en comparación con 23.000 TWh de la actualidad; todo ello se ha de generar con métodos con cero emisiones de carbono. Este objetivo también se puede lograr. Cada día, el sol irradia a la tierra energía suficiente como para cubrir las necesidades energéticas humanas diarias 8000 veces, y podríamos proveer 90.000 TWh de electricidad solar utilizando menos de un 1,5% de la superficie terrestre (o también menos de un 0,5% de su superficie marina). Los costes de la energía solar han caído en un 85% en la última década, y en muchos sitios la energía solar ya es más barata que el carbón; para mediados de siglo será todavía menos costosa.
Los costes de la energía eólica también han bajado con rapidez, y la fisión nuclear bien podría ser una tecnología comercialmente viable en dos décadas. Los costes de las baterías han bajado más de un 80% desde 2010 y probablemente para 2030 se reduzcan más que a la mitad, mientras un informe reciente sugiere que es muy probable que los costes de la electrólisis “caigan en picada”. Más aún, una amplia gama de otras tecnologías de manejo de la demanda y almacenamiento de energía promete dar respuesta a la pregunta clave que se suelen formular acerca de los sistemas de energías renovables: qué hacer cuando no brilla el sol ni sopla el viento.
Estos avances hacen inevitable que para el 2100 el mundo cuente con una amplia variedad de fuentes de energía baratas y completamente limpias. Pero lo que no es inevitable es que podamos eludir un cambio climático de dimensiones catastróficas. El consumo de combustibles fósiles sigue en aumento y, en la actualidad, nos encaminamos a que en 2100 el calentamiento global sea de 3ºC por encima los niveles preindustriales, superando considerablemente el objetivo de bien por debajo de los 2ºC establecido en el acuerdo climático de París. Y, aunque los costes de la energía solar y eólica han bajado muchísimo, tenemos que aumentar la capacidad a 3 o 4 veces el ritmo actual para tener una posibilidad factible de producir 90.000 TWh de electricidad limpia para 2050.
El coste macroeconómico de un esfuerzo así no es para nada apabullante: la inversión gradual necesaria para una economía con cero emisiones de carbono para 2050 representa cerca de un 1 a un 1,5% del PIB global por año. Pero la aceleración que se requiere no ocurrirá sin medidas estatales obligatorias.
Tales políticas deben comenzar por reconocer que la electrificación limpia masiva, además de un uso de hidrógeno de gran escala, es la única ruta para alcanzar una prosperidad con cero emisiones. Los gobiernos debieran fijarse objetivos que supongan un desafío para aumentar la capacidad energética renovable (y, en algunos casos, nuclear), al tiempo que usan subastas para asegurar el suministro del sector privado al menos coste posible. Las estrategias de transporte terrestre deben apuntar a eliminar por completo los motores de combustión interna de nuestros caminos para 2050 como muy tarde: para ello se necesitarán prohibiciones de su venta mucho antes de lo previsto. Además, la tarificación del carbono es esencial para lograr que la descarbonización industrial sea económicamente viable. Por último, los gobiernos deben apoyar nuevas tecnologías con subsidios para la instalación inicial como las que ya ha ayudado a reducir velozmente los costes de la tecnología fotovoltaica solar, las turbinas eólicas y las baterías.
Con políticas de este tipo, el mundo podría desarrollar una economía con cero emisiones de carbono lo bastante rápido como para limitar el cambio climático en un nivel manejable. Pero sin las medidas correctas, esa economía llegará demasiado tarde.
Traducido del inglés por David Meléndez Tormen