Accelerating the Renewable Energy Revolution to Get Back to the Holocene

Cita: 

Abbott, Benjamin et al. [2023], "Accelerating the Renewable Energy Revolution to Get Back to the Holocene", Earth's Future, 11(9): e2023EF003639, 14 de septiembre, https://doi.org/10.1029/2023EF003639

Fuente: 
Artículo científico
Fecha de publicación: 
Septiembre, 2023
Tema: 
La transición energética y la captura de carbono como medios para regresar al Holoceno.
Idea principal: 

    Benjamin Abbott es profesor de Ciencias Ambientales y Sostenibilidad en la Universidad de Brigham Young. Su principal línea de investigación es la respuesta de los ciclos de carbono y los nutrientes a las perturbaciones por la degradación del permafrost, la agricultura, la urbanización y el cambio climático.


    Introducción

    Mantener un calentamiento global de 1.5°C sigue considerándose como aceptable a pesar de la evidencia sobre las afectaciones a la población humana (dato crucial 1). Este escenario de calentamiento no solo afectaría a la población humana, sino que también tendría consecuencias en la estructura física de la Tierra, derivado de la disminución generalizada de la vida. El objetivo que se debería perseguir es la restauración del clima del Holoceno, en donde la vida podría continuar como se conoce.

    Con las investigaciones que se han realizado, se ha determinado que incluso mantener un calentamiento de 2°C es prácticamente imposible por las condiciones tecnológicas, políticas y económicas. La temperatura actual es de aproximadamente 1.2°C superior a la temperatura preindustrial, de manera que para mantener la temperatura por debajo de 1.5°C solamente se tiene un presupuesto de carbono de 200 ± 220 gigatoneladas de CO2. Esto significa que solo es posible mantener 10 años las emisiones globales actuales.

    Mantener un calentamiento por debajo de 1.5°C es posible si en todos los sectores de la economía se utilizan energías limpias y se recaptura CO2. Un factor que se tiene a favor es el desarrollo que han tenido las energías renovables, debido a que económicamente se han vuelto rentables en un menor tiempo del que se esperaba (dato crucial 2). Con esta ventaja de la reducción de costos de la energía renovable, es importante enfocarse en una restauración del clima en lugar de una mitigación. En conjunto, la restauración del clima, la potencialización de las energías renovables y las tecnologías de emisiones negativas permitirían llegar a cero emisiones para 2040, con la posibilidad de alcanzar los niveles preindustriales de CO2 atmosférico entre 2100 y 2150 (dato crucial 3).

    Los problemas con 1.5°C

    El límite de calentamiento global de 1.5°C ha sido ampliamente criticado por ser inadecuado y arbitrario. Además, llegar a 1.5°C implicaría afectaciones directas tanto para la sociedad humana como para la estabilidad del sistema terrestre. Tan solo desde el año 2000, las capas de hielo de Groenlandia y Antártida tienen una pérdida de masa anual persistente, por lo que se tendría que restaurar un clima de menos de 0.5°C por encima del nivel preindustrial para estabilizar o revertir el aumento del nivel del mar.

    Algunas proyecciones para el aumento del nivel del mar indican que se espera que este aumente hasta 9 metros durante los próximos siglos (dato crucial 4). De igual manera, se podrían alcanzar puntos de inflexión incluso antes de llegar a 1.5°C que provocarían la pérdida de arrecifes de coral, desoxigenación de aguas costeras y profundas y el colapso de las pesquerías. Entre los efectos esperados en tierra al llegar a 1.5°C, se encuentran el debilitamiento sustancial de los sumideros terrestres de carbono, cambios en el ciclo del agua y la desestabilización de los sistemas alimentarios e hídricos.

    Una manera más sencilla de entender los riesgos de activar elementos de inflexión en los principales sistemas de la Tierra es por medio de la función de la cantidad de calentamiento por encima de las condiciones similares al Holoceno, multiplicadas por la duración del calor. Es decir, las capas de hielo, el permafrost, la circulación termohalina y la distribución de la vegetación son sistemas que responden después de que se inició el proceso que los afecta, pero una vez que inician su desestabilización, esta se da de manera constante.

    De igual manera, en escenarios con temperaturas de equilibrio a largo plazo, un aumento de 1.5°C provocaría puntos de inflexión de 70% en comparación con escenarios sin el exceso de temperatura. Bajo este panorama, sería más benéfico evitar la emisión de una gigatonelada (GT) de CO2 en 2023 en comparación con una GT eliminada en 2100. Dicho de otro modo, antes de su eliminación ya tendría décadas alterando el clima. Además, las tecnologías de emisiones negativas tienen un menor desarrollo en comparación con las energías renovables.

    Los escenarios de la Ruta Socioeconómica Compartida (SSP, por su sigla en inglés) permiten emisiones brutas superiores a 10 GT CO2 al año. Si bien, es posible que se lleve a cabo la desvinculación de las emisiones de la contaminación del aire local, en la actualidad las muertes por contaminación aumentan rápidamente (66%) en comparación con las emisiones de gases de efecto invernadero (46%) desde el año 2000. Si se continúa con la quema de los combustibles fósiles hasta llegar a los escenarios de 1.5°C, se tendrían impactos en la tasa de mortandad junto con costos económicos (dato crucial 5). Los daños de la contaminación del aire se han subestimado pero estos representan un costo económico mayor que la recaptura de carbono.

    Las tecnologías renovables son cada vez más baratas, seguras y efectivas, lo que provoca que continuar con la creación de infraestructura de combustibles fósiles se vea como algo irresponsable. La idea de cuanto combustible fósil aún se puede quemar debe cambiarse a pensar en cuál es la manera más rápida y segura de regresar a las condiciones del Holoceno.

    La revolución de las energías renovables vuelve a poner el Holoceno a nuestro alcance

    La reducción del costo de las energías renovables brinda la oportunidad de eliminar los combustibles fósiles de manera más rápida (dato crucial 6). Además, el avance en cuestión de materiales y manufactura brindan la posibilidad de una electrificación de todos los sectores de la economía. La energía renovable ya tiene la capacidad de suministrar energía estable durante todo el año a todos los continentes llevando a cabo una gestión de la demanda, transmisión y almacenamiento de la energía.

    En los mercados energéticos mundiales se ha observado un avance en la energía renovable, ya que durante 2023 este tipo de energía constituyó 83% de toda la nueva capacidad de producción de energía instalada y se espera que aumente a 95% para 2025. Además, algunos países y regiones ya han alcanzado altos niveles de energías renovables (dato crucial 7). También, a nivel mundial se observan disminuciones en la extracción y uso de combustibles fósiles de acuerdo con la Asociación Internacional de Energía.

    Existen evaluaciones que estiman los beneficios económicos que generaría una transición rápida a las energías renovables (dato crucial 8). Mientras más rápida sea la transición energética, los beneficios económicos serán mayores. Además, esta transición también generaría disminuciones en el impacto ambiental, ya que se espera que a corto plazo se reduzca la cantidad de metales dañinos para el medio ambiente que contienen las baterías. Además, en países de bajos y medianos ingresos, la energía limpia permite una disminución de las emisiones y un mayor acceso a la electricidad para la población.

    Mejores objetivos, pensamiento más claro

    A diferencia de los mercados energéticos, el discurso de las soluciones climáticas se ha quedado de cierta manera estancado. Los objetivos que se han establecido se enfocan a una mitigación, es decir, a “límites seguros” los cuales pueden llegar a malinterpretarse, en el sentido de que una vez que se alcancen los objetivos se detendrían los avances futuros. Por lo tanto, se debe procurar un retorno al Holoceno, no solamente a una mitigación. Además, el retorno al Holoceno debe ir acompañado de la eliminación de plantas industriales de combustibles fósiles, las cuales– junto con los automóviles y hornos que utilizan estos combustibles– provocarían que se sobrepasara el escenario de 2°C.

    Algunas modelos que se han realizado sobre el futuro de las energías renovables muestran escenarios pesimistas por la magnitud en la que se realizan las estimaciones, sobre todo en los costos de las energías renovables. Por esta razón, es necesario que se desarrollen nuevos modelos de sistemas energéticos a escala global que permitan mejores estimaciones, y con ello el planteamiento de objetivos enfocados a la restauración del clima.

    Marco financiero y lubricación legislativa

    En lugares como Unión Europea, China, Alemania, Estados Unidos, India y Japón, se ofrecen financiamientos con descuentos y subvenciones a fabricantes e instaladores, lo que les ha permitido un mayor acceso a energías limpias. Sin embargo, el financiamiento en los países de bajos y medios ingresos, donde juega un papel crucial para el acceso a las energías renovables, es prácticamente nulo (dato crucial 9).

    El aspecto económico no es lo único que influye en la transición a las energías limpias, si no que también se encuentran factores como las cadenas de suministro, las barreras políticas y la oposición pública. Además, también son necesarias políticas a nivel global y apoyos públicos que aseguren el acceso a energías limpias. Los factores geopolíticos también juegan un papel importante, ya que las crisis mundiales pueden actuar como una fuerza que empuje hacia la energía renovable (dato crucial 10). En el transcurso de la guerra entre Rusia y Ucrania, Unión Europea se ha solidificado en las energías renovables como resultado de la interrupción de combustibles fósiles por el conflicto armado.

    Desde el año 2000 se ha dado un crecimiento en la capacidad global acumulada tanto de energía eólica como la solar. Sin embargo, es necesario que se continúe con el financiamiento, de manera que se logré reforzar las cadenas de suministro e instalaciones de energía renovable, al mismo tiempo que se mantengan costos bajos (dato crucial 11). De igual manera, es necesario que exista una colaboración entre las corporaciones, las comunidades y los gobiernos, con el objetivo de agilizar la transición a las energías renovables y la disminución de los impactos ambientales de estas energías por la ubicación de su infraestructura.

    Fijación de la recuperación de carbono

    Para lograr el retorno al Holoceno también debe implementarse el secuestro de carbono. Es necesario crear un mercado internacional para emisiones negativas que impulse este campo. Es importante que exista la cooperación de instituciones como el Banco Mundial y el Fondo Monetario Internacional para gestionar fondos globales de eliminación de CO2, en el que se tenga financiamiento de los principales países que emiten más emisiones. Sin embargo, se le debe dar una priorización al secuestro de carbono de manera natural, ya que esto genera beneficios enfocados a la preservación de culturas y de la propia vida de la naturaleza.

    La comunidad científica debe comunicar de manera clara e informada, ya que se pueden dar enfrentamientos entre las perspectivas que minimizan las investigaciones; lo que a su vez, tiene consecuencias negativas tanto para la opinión pública como para la toma de decisiones. Actualmente, la transición a la energía limpia puede llevarse incluso más rápido de que lo que esperaba, sin embargo, es necesario actuar de manera inmediata en todos los niveles para poder tener posibilidades de regresar al Holoceno.

Datos cruciales: 

    1. Si se continua con los combustibles fósiles, dando como resultado un aumento de temperatura entre 1.5 y 2°C, se producirían cientos de millones de muertes que se podrían evitar. Actualmente, este tipo de muertes representa 1 de cada 5 muertes prematuras en todo el mundo, representando un daño económico de 10 millones de dólares anuales.

    2. En la figura 1 se presenta una serie de gráficas. En a) se observa el costo nivelado de energía (LCOE, por su sigla en inglés) en el periodo de 2009-2023, en esto se incluyen costos por fabricación, instalación, operación y desmantelamiento por unidad de energía producida. En b) se observa el LCOE proyectado para la producción de energía solar fotovoltaica y eólica terrestre. En c) se presenta el gasto de capital proyectado de celdas de baterías de iones de litio. Por último, en d) se observa el costo de recaptura de CO2 proyectado en 2050 para forestación (AR, por su sigla en inglés), secuestro de carbono en el suelo (SCS, por su siglo en inglés), enmiendas de suelo con biocarbón, captura y almacenamiento de carbono para bioenergía (BECCS, por su sigla en inglés) y la captura y almacenamiento directo de carbono en el aire (DACCS, por su sigla en inglés).

    3. En la figura 2 se plantean diferentes escenarios climáticos para evaluar el comportamiento futuro con la implementación de energías limpias y emisiones negativas. En a) se presenta la presión parcial de CO2 atmosférico observada y proyectada, emisiones brutas y eliminación de CO2 para los escenarios propuestos. En b) se presenta en exceso de muertes asociadas por la contaminación del aire de combustibles fósiles. En c) se encuentran las gigatoneladas por años de CO2 en la atmósfera que están por encima de los niveles preindustriales. Y en d) están los daños económicos derivados del uso de combustibles fósiles, estos daños toman en cuenta los costos de contaminación y costos de recaptura.

    4. El aumento del nivel del mar alteraría la circulación oceánica global en décadas, además provocaría el desplazamiento de cientos de millones de personas en un siglo y a más de mil millones de personas en dos siglos.

    5. De acuerdo a los coeficientes económicos y de salud, llegar a un escenario de calentamiento de 1.5°C provocaría entre 0.11 y 5.3 mil millones de muertes prematuras y entre 0.23 y 6.8 billones de dólares en costos de contaminación y recuperación hasta 2050.

    6. Desde 2009 el costo de la energía solar fotovoltaica y la eólica han disminuido 91 y 71% y para 2030 se espera otra disminución de costos de 50%. El costo de las baterías de iones de litio ha disminuido 95% desde 2009 y se estima que disminuya otro 90% en 2040.

    7. Australia del Sur pasó de 1% a 70% de electricidad renovable en 15 años y se espera que llegue a 100% en 2025.

    8. Se estima que una economía renovable generará entre 5 y 12 billones de dólares en ahorros financieros hasta 2070, tomando en cuenta únicamente los costos del sistema energético. Si se toman en cuenta los beneficios colaterales para el medio ambiente y la salud humana por la reducción de contaminación y estabilización del clima, la cifra de ahorros financieros aumentaría a entre 31 y 775 billones de dólares.

    9. En los países de bajos y medianos ingresos la inversión en energía limpia es menor a 8%, mientras que en estos países el porcentaje de las muertes relacionadas a la contaminación es de 92%.

    10. Con la pandemia por COVID-19 y la guerra en Ucrania se esperaba un retroceso en la transición energética, sin embargo, esta se aceleró desde 2020. A pesar de que los costos en las energías renovables aumentaron durante 2022, en 2023 se presentó nuevamente una tendencia de descenso.

    11. En Gujarat, India y en Shaanxi, China, se están construyendo gigafábricas de energía renovable, con costos estimados de 9 y 6 700 millones de dólares respectivamente. Se estima que produzcan 20 y 100 GW de paneles solares al año, respectivamente. Con solo 60 instalaciones se podría satisfacer la demanda total de energía mundial con energías renovables para 2035-2040. Además, se crearían más de 120 millones de empleos a nivel mundial.

Nexo con el tema que estudiamos: 

Con el paso del tiempo, las energías renovables se han desarrollado a nivel mundial, sin embargo, aún no se logra una transición global. Esto se debe en parte a factores económicos que limitan principalmente a los países de medianos y bajos ingresos, los cuales no tienen las capacidades económicas y tecnológicas para la implementación de este tipo de energía. Además, para poder lograr una transición y regresar al Holoceno es necesario que exista la cooperación entre los principales actores, con el objetivo de lograr la transición y generar impactos positivos al ambiente.