¿Qué podemos hacer para continuar con nuestro progreso hacia la descarbonización?

En 2015, 196 países se reunieron en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático celebrada en París y llegaron a un acuerdo para limitar el aumento de la temperatura media global a menos 2 ºC en comparación con los niveles preindustriales, así como “proseguir los esfuerzos para limitar” ese aumento de la temperatura a 1,5 °C.

Esto sucedió en la 21.^ª Conferencia de las Partes (COP21) en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático de 1992 y la 11. ^a reunión de las Partes en el Protocolo de Kioto de 1997. Este acuerdo histórico debía entrar en vigor una vez que se adhirieran a él 55 naciones o más, que juntas representaran un mínimo del 55 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, objetivo que se alcanzó el 4 de noviembre de 2016. El 22 de abril de 2016 (Día de la Tierra), 174 países firmaron dicho acuerdo en Nueva York y comenzaron a adoptarlo dentro de sus propios sistemas legales (mediante ratificación, aceptación, aprobación o adhesión).

Para lograr este objetivo, los científicos climáticos llegaron a la conclusión de que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera debía dejar de aumentar, de modo que pudieran alcanzarse las cero emisiones netas de gases de efecto invernadero de origen antropogénico en la segunda mitad de este siglo, en algún momento entre 2030 y 2050. Si se logra detener el crecimiento de las emisiones de carbono para entonces, los modelos actuales indican que el calentamiento global podría mantenerse dentro del límite máximo de los 2 ºC.

A raíz de esto, la Agencia Internacional de la Energía (AIE) publicó posteriormente un plan detallado^[1] que podría seguirse en todo el mundo para lograr este objetivo. En él, se exponen más de 400 hitos, que van desde el aislamiento de los hogares hasta la captura de carbono y, quizás lo más importante de todo, la generación de electricidad y su distribución.

En lo referente a la generación de electricidad, si se quieren cumplir estos hitos, debe producirse un cambio sustancial, y debe producirse pronto. Actualmente, el consumo de energía es con diferencia la mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) causadas por el ser humano, responsable del 76 % de las emisiones a nivel mundial[2]. En el sector energético se engloba el transporte, la electricidad y la calefacción, los edificios, la fabricación y la construcción, las emisiones fugitivas y la combustión de otros combustibles. Dentro del sector energético, la generación de calor y electricidad es responsable de alrededor del 32 % del total de las emisiones de gases de efecto invernadero.

En el plan de la AIE, las centrales eléctricas de carbón que todavía permanezcan activas deben eliminarse gradualmente de los países del primer mundo para 2030. Para ese mismo año, habrá más de un teravatio de capacidad de energía eólica y solar, lo que supone un aumento enorme de la capacidad renovable en funcionamiento en todo momento. Para 2035, la generación de energía debe alcanzar las cero emisiones netas en los países desarrollados y las ventas de motores de combustión interna deben cesar. Para 2050, la energía solar debe generar el 70 % de la electricidad mundial, un objetivo hacia el que me enorgullece poder decir que las empresas líderes en el sector de las energías renovables, como nuestro negocio insignia FRV, parte de Abdul Latif Jameel Energy, ya están mostrando el camino.

Se trata de una hoja de ruta muy ambiciosa, pero, lo que es más importante, no depende de que se produzca ningún nuevo avance milagroso en el ámbito tecnológico. Las tecnologías energéticas necesarias para alcanzar estos objetivos ya se están utilizando hoy en día en todo el mundo, en mayor o menor medida. En el informe, se insta a los gobiernos a aumentar su gasto en investigación en áreas como los sistemas de almacenamiento de baterías, la generación de energía eólica, solar y de las olas, y la energía nuclear segura, pero no se menciona ningún tipo de tecnología completamente nueva y no probada.

Sin embargo, una cosa está clara: todos los procesos que puedan ser electrificados, deben serlo. La capacidad de generación de electricidad debe transformarse para producir aún más energía de la que se produce ahora, de una manera que sea neutra en cuanto a emisiones de carbono; y la propia red debe experimentar un profundo cambio si se quiere que esa energía se suministre de forma constante cuando y donde se necesite.

Un progreso prometedor, hasta el momento…

Ya se han logado muchos avances en la reducción de las emisiones, pero estamos entrando en una nueva fase que requerirá una cuidadosa reflexión y una acción conjunta. El Reino Unido, por ejemplo, ha reducido sus emisiones en un 44 % desde 1990, al tiempo que su economía ha crecido en un 75 %^[3]. Sin embargo, nos estamos quedando sin margen de mejora si no se produce un cambio sustancial en las tecnologías que utilizamos a diario en casa, en el transporte y en la industria.

Hasta ahora, las mejoras se han conseguido sobre todo gracias a la eficiencia, más que a un cambio radical. Los combustibles fósiles siguen teniendo un amplio uso, sobre todo para la calefacción, el transporte, la generación de electricidad y la industria pesada. La simple conversión a coches y sistemas de calefacción eléctricos, sin modificar la forma en que se genera la electricidad, tan solo optimizará el rendimiento de la misma cantidad de combustible, pero podría ejercer una mayor presión sobre la red.

Si no realizamos cambios en el punto de generación, corremos el riesgo de poner en marcha nuestra tecnología limpia con energía sucia.

La energía utilizada por los edificios representa el 27 % de las emisiones mundiales de carbono. En la actualidad, más de la mitad de las emisiones de un hogar doméstico medio en los Estados Unidos no proceden de la electricidad, sino del gas que se utiliza para la calefacción central y el agua caliente. Convertir las calderas y los radiadores de todo el mundo en sistemas eléctricos, como bombas de calor geotérmicas o neumáticas, brinda una gran oportunidad para aumentar la eficiencia, pero lo que es más importante, es la única forma en que el consumo doméstico podrá lograr la neutralidad en cuanto a emisiones de carbono.

Las calderas eléctricas son más eficientes que las de gas, pero el simple hecho de trasladar las emisiones de carbono a las centrales eléctricas de combustibles fósiles no nos permitirá alcanzar las cero emisiones netas.

Soluciones de almacenamiento

En la hoja de ruta de la AIE se mencionan la energía eólica, la solar y la nuclear como principales fuentes de energía con bajas emisiones de carbono. Países como Noruega también hacen un uso considerable de la hidroelectricidad, e Islandia de la energía geotérmica, pero no todos los países tienen acceso a terrenos montañosos tan favorables a la hidroelectricidad ni al calor subterráneo.

Aunque el viento y el sol ya se han empleado para generar una gran cantidad de energía (el 19 % de la energía generada en la Unión Europea en 2021 proviene de estas fuentes^[4]), se trata de un tipo de energías que, por su propia naturaleza, son intermitentes. Para poder hacer frente a este modo de generación más lento, pero al mismo tiempo más estable y limpio, es necesario almacenar la energía. Desde un punto de vista tecnológico, aún queda camino por recorrer para el almacenamiento de energía a largo plazo, pero ya contamos con una gran cantidad de energía disponible almacenada en baterías locales, tanto en instalaciones fijas como en coches.

La energía renovable barata que se produce, por ejemplo, por las noches durante momentos de mucho viento, cuando la demanda es baja, pero todavía queda suficiente capacidad para que los aerogeneradores la produzcan, puede almacenarse en un hogar individual o en una pequeña comunidad y utilizarse cuando se necesite.

Los coches eléctricos no se utilizan durante la mayor parte del día, por lo que ofrecen una forma de almacenamiento móvil de fácil acceso. Enchufar un coche eléctrico a la red no genera ningún tipo de energía nueva, pero la batería del coche puede servir como medio de almacenamiento y puede liberar la energía almacenada en las horas punta, reduciendo así la necesidad de instalar tanta capacidad de generación adicional. Cuando el propio coche deje de ser útil como forma de transporte, la batería seguirá teniendo la mayor parte de su capacidad original y podrá reciclarse para convertirla en una instalación doméstica.

En lugar de ejercer presión sobre una red ya de por sí anticuada, los coches se convierten en un activo para la infraestructura moderna. Una prueba realizada en el Reino Unido con el apoyo del Department for Business, Energy and Industrial Strategy (Ministerio de Empresa, Energía y Estrategia Industrial) reveló que un solo vehículo eléctrico podría abastecer a 100 hogares durante una hora[5]. Los estudios han demostrado que la aplicación de tarifas flexibles, la adopción de vehículos eléctricos y la gestión inteligente de la red pueden reducir los picos de demanda en casi una cuarta parte^[6].

Además, las baterías domésticas contribuirán aún más a esta reducción.

Las baterías comunitarias de gran tamaño ofrecen soluciones a mayor escala. La mayoría de ellas adoptan la forma de conjuntos de celdas de iones de litio —como es el caso de los tres proyectos de almacenamiento en baterías a escala de servicios públicos que están desarrollando FRV-X y Harmony Energy en el Reino Unido—, o en forma de masas de agua que se bombean a puntos elevados mediante bombas alimentadas por energía solar, y que luego se liberan cuando se necesita energía.

A esta lista de opciones de almacenamiento de energía podrían sumarse pronto las baterías de arena^[7] —enormes tolvas de arena aisladas y sobrecalentadas que pueden mantener su calor durante meses—, junto con otras tecnologías emergentes como los almacenes de gas de hidrógeno^[8].

Tomar el control de la energía

Incluso en países sin mucho sol, como en el norte de Europa, se calcula que el periodo de amortización de las instalaciones de paneles solares y baterías domésticas (es decir, el tiempo que se tardará en generar suficiente electricidad para saldar el precio de compra) será de entre 10 y 15 años, y que los paneles tendrán una garantía de durabilidad de entre 25 y 30 años^[9]. En países más soleados como España, Australia o en Oriente Medio y África, el tiempo necesario sería mucho menor. Además, los altos precios de la energía en el sector minorista hacen que ese periodo de amortización sea aún más corto.

Un hogar con paneles solares de tamaño medio y baterías domésticas reduce en un tercio la presión sobre la red, mientras que instalaciones más grandes, como las de bloques de apartamentos y comunidades pequeñas, pueden ser aún más rentables y eficaces.

Trabajar juntos

Los planes comunitarios para aprovechar las fuentes de energía disponibles a nivel local y ahorrar en la factura no son nada nuevo. En 1900 ya había instalaciones de calefacción urbana en Dresde y Hamburgo (Alemania)^[10], que contaban con enormes calderas de petróleo que suministraban calor a los hogares y edificios públicos a través de tuberías con un alto grado de aislamiento y a un coste mucho menor que los sistemas individuales.

Por poner un ejemplo más reciente, Microsoft y su socio Fortum anunciaron en marzo de 2022 que el calor que se extrajera de sus centros de datos situados cerca de Estocolmo, los cuales ya funcionan con electricidad que produce cero emisiones de carbono, se utilizaría para calentar las casas y escuelas cercanas^[11].

La Chartered Institution of Buildings Services Engineers estima que el 14 % de la calefacción y el agua caliente del Reino Unido podrían suministrarse a partir del calor residual de la industria,^[12] lo que supondría una importante reducción de la cantidad de energía que habría que generar.

Actualmente, ya se utilizan instalaciones solares y eólicas financiadas por vecindarios para suministrar energía a urbanizaciones cuya aprobación de su planificación dependía de su neutralidad en cuanto a las emisiones de carbono. El uso de redes privadas, pequeñas microrredes gestionadas de forma independiente dentro de la red nacional más amplia, garantiza que la energía generada de forma local se utilice para beneficiar a los hogares locales y que la red más amplia sea más fácil de gestionar.

El transporte se vuelve eléctrico

Los vehículos eléctricos (VE) son una pieza fundamental dentro del plan general para dejar de quemar combustible y alcanzar la neutralidad en cuanto a emisiones de carbono. Noruega es líder mundial en infraestructuras de carga de vehículos eléctricos, al disponer de 4600 cargadores rápidos en un país con una población de poco más de cinco millones de personas[13]. Comparemos esto con Escocia, que tiene un tamaño similar y dispone de menos de 700 cargadores[14]^. Como consecuencia, el 73 % de los coches nuevos en Noruega funcionan exclusivamente con baterías^[15] y son, junto con la red eléctrica del país, la cual prácticamente no emite emisiones de carbono, una forma de transporte realmente baja en carbono.

Empresas de carga como Gridserve en el Reino Unido ya están incorporando grandes granjas solares a sus planes de centros de carga de vehículos eléctricos, conscientes de que necesitarán más energía de la que la red actual podría suministrar. Su parque de energía solar más grande genera casi 10 GWh de energía al año, que se suministra directamente a las granjas de baterías que regulan el suministro de sus cargadores rápidos.

Cero emisiones netas en el trabajo

Las perturbaciones que causaría la catástrofe del cambio climático se reconocen ahora como un grave problema empresarial, demostrado en parte por la creciente atención que se presta a los factores medioambientales, sociales y de gobernanza en el rendimiento de las empresas. Las incertidumbres de la cadena de suministro mundial causadas por la pandemia de la COVID-19 ya han provocado escasez de microchips, fertilizantes de amoníaco y gasolina,^[16] y la creencia de que las empresas podían continuar su curso sin verse afectadas por los problemas que tenían lugar en otras partes del mundo ha quedado totalmente invalidada. Empresas de todos los tamaños y sectores reconocen ahora que tienen un papel fundamental que desempeñar en la descarbonización.

Las aplicaciones comerciales —tiendas, oficinas, hoteles y logística empresarial— representan el 20 % de la demanda total de electricidad, y muchas de las mismas técnicas que han tenido éxito en el ámbito doméstico pueden usarse para reducir las emisiones en este ámbito. Los tejados de los edificios comerciales suelen ser muy amplios y no se utilizan, por lo que presentan un gran potencial para la energía solar, sobre todo en los sectores de menor consumo energético, como los almacenes o los aparcamientos.

A medida que los vehículos eléctricos se vuelvan más populares, aumentarán las exigencias a la red por parte los centros de carga comerciales y se necesitarán soluciones inteligentes para regular la presión sobre la red. Como la carga tendrá lugar principalmente por la noche, lejos de las horas pico de demanda de los hogares, pero también cuando no se cuenta con la energía del sol, las soluciones de almacenamiento local tendrán que ser las que soporten la presión, suministrando una carga lenta y continua que provenga de los parques eólicos y solares centralizados o bien de instalaciones en los tejados, para poder cargar las baterías cuando no haya personal.

Este modelo representa no solo una enorme reducción de las emisiones de carbono, sino un ahorro aún mayor en los costes de funcionamiento. Según las estimaciones de McKinsey, los vehículos eléctricos contribuyen a una reducción de las emisiones de entre el 15 % y el 25 %^[17] a lo largo de la vida útil del vehículo, empleando únicamente la energía de la red. Las empresas que generen su propia electricidad y la utilicen para cargar sus vehículos eléctricos contribuirán a una mayor reducción.

Una red más inteligente

Los contadores inteligentes ya tienen la capacidad de informar a los consumidores sobre los costes de sus hábitos energéticos, pero su potencial es aún mayor. En combinación con las tarifas inteligentes, pueden ser la clave para descarbonizar la red y, al mismo tiempo, ahorrar dinero a los consumidores y optimizar la carga cuando la generación de energía renovable se encuentre en su punto álgido.

Los hogares con tarifas inteligentes pueden suministrar energía a dispositivos de almacenamiento, como depósitos de agua caliente, baterías estáticas y vehículos eléctricos, en aquellos momentos en los que la energía verde es abundante y barata (incluso en ocasiones los consumidores pueden ganar dinero por almacenar energía y ayudar a equilibrar la red), y luego recurrir a esos recursos que han almacenado energía en las horas de mayor demanda. Esto hace que, cuando aumente la demanda, no sea necesario recurrir a una generación de energía costosa y contaminante, pero de rápida reacción, como es el caso de las turbinas de gas.

Los contadores y cargadores totalmente conectados pueden incluso equilibrar la carga en toda una comunidad, al garantizar que todos dispongan de carga cuando la necesiten, pero reduciendo en gran medida la carga en la red por la noche al abastecer a las casas en secuencia en lugar de a todas a la vez. Esto podría ayudar a aplanar los “picos de los temporizadores” que se producen cuando los cargadores que cuentan con un temporizador se encienden todos al mismo tiempo cuando las tarifas tradicionales entran en su periodo de carga fuera de las horas punta.

Ahorrar dinero, vivir de forma independiente y ayudar al clima

En todo el espectro de nuevas tecnologías verdes a nuestro alcance, la historia se repite: puede que la inversión inicial sea mayor, pero el resultado es un menor coste de funcionamiento y menores picos de demanda que se consigue gracias a la microgeneración y el almacenamiento local.

Si no hacemos nada para frenar el cambio climático, las consecuencias para el planeta serán nefastas. Incluso aunque no lleguen a producirse los desastres apocalípticos que algunos pronostican, un mundo que funcione con energías renovables más limpias, baratas y silenciosas y con transporte eléctrico sería mucho más deseable.

Además de las ventajas económicas que esto supondría, también se reduciría la necesidad de generar energía de forma centralizada, disminuiría la contaminación y se reforzaría la seguridad energética. La energía es un bien fundamental para todos los países del mundo. Por ello, cuanto mayor sea la capacidad de generación propia tengamos, menor riesgo correremos ante las inestabilidades geopolíticas del mundo.

Aún no es demasiado tarde para actuar

El cambio climático y la necesidad de limitar el aumento de la temperatura media global por debajo de los 2 ºC previsto en el Acuerdo de París ya no son amenazas lejanas. Son la realidad cotidiana de gran parte del mundo y es muy probable que a lo largo de las próximas tres décadas acaben desencadenando perturbaciones aún mayores.

Casi con total seguridad seremos testigos de la pérdida de cosechas, condiciones meteorológicas extremas, inundaciones, sequías, migración forzada y escasez de alimentos y agua, que provocan hambruna en el peor de los casos e inflación de precios en el mejor.

Son pocos los científicos que se atreven a elaborar un modelo de cómo será el clima si se supera el umbral de los 2 ºC, pero, afortunadamente, aún no hemos llegado al punto en que tengan que hacerlo.

Ahora bien, si no actuamos con decisión, podría hacerse realidad la visión aterradora de los posibles escenarios que se muestran en los siguientes gráficos de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC).

La hoja de ruta para alcanzar las cero emisiones netas para 2050 es ambiciosa, pero creo sinceramente que es factible, siempre que haya voluntad política y cooperación a nivel mundial. La conversión de la calefacción, los procesos industriales y el transporte a alternativas eléctricas, unida a la descarbonización de la propia red eléctrica están a nuestro alcance.

Y esto no solo se aplica a las centrales eléctricas. Las instalaciones solares domésticas, el almacenamiento de energía comercial y doméstica, la generación de energía en los lugares de trabajo, la calefacción comunitaria, la recuperación del calor residual, el equilibrio de la red inteligente, la transmisión de la energía de los vehículos a la red, las calderas inteligentes y las tarifas que favorecen la eficiencia tienen un papel vital en la consecución del futuro libre de emisiones de carbono que debemos lograr para 2050.

El futuro debe y puede ser limpio, seguro, no contaminante y económicamente viable. Y con cooperación y acción, puede hacerse realidad.

^[1] https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050

^[2] https://www.wri.org/insights/4-charts-explain-greenhouse-gas-emissions-countries-and-sectors

^[3] https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/1033990/net-zero-strategy-beis.pdf

^[4] https://ember-climate.org/insights/research/european-electricity-review-2022/

[5] The Sunday Times, 21 de agosto de 2022.

^[6] https://www.nationalgrideso.com/news/domestic-flexibility-could-reduce-peak-electricity-demand-23-new-study-shows

^[7] https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520

^[8] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319919310195

^[9] https://www.nrk.no/norge/interessen-for-solenergi-oker-_-sa-lang-tid-tar-det-for-det-blir-lonnsomt-1.15660232

^[10] https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/district-heating-plant

^[11] https://www.fortum.com/media/2022/03/fortum-and-microsoft-announce-worlds-largest-collaboration-heat-homes-services-and-businesses-sustainable-waste-heat-new-data-centre-region

^[12] https://www.cibsejournal.com/technical/wasted-opportunity-using-uk-waste-heat-in-district-heating/

^[13] https://elbil.no/english/norwegian-ev-policy/

^[14] https://www.gov.uk/government/statistics/electric-vehicle-charging-device-statistics-october-2021/electric-vehicle-charging-device-statistics-october-2021

^[15] https://ofv.no/bilsalget/bilsalget-i-mai-2022

^[16] https://www.imperial.ac.uk/stories/global-supply-chain-crisis/

^[17] https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/charging-electric-vehicle-fleets-how-to-seize-the-emerging-opportunity