El siguiente texto forma parte del libro editado por el CAF —Banco de desarrollo de América Latina y el Caribe. En los siguientes números se irán publicando los distintos capítulos.
VOLANTA: CAPÍTULO 1, PARTE 2
Pilares de la transición energética
Los escenarios globales de transición energética son un tema al que se ha prestado particular atención, siendo las proyecciones de la AIE unas de las más comúnmente referidas. Esta institución plantea tres escenarios. El primero de ellos es el escenario de “políticas actuales” que, como su nombre indica, se basa en las políticas de gobierno actualmente implementadas o en desarrollo (y no en los compromisos
asumidos según las CDN). El segundo escenario es el de “compromisos anunciados”, bajo el cual se asume que todos los objetivos declarados por los gobiernos se cumplen por completo y en los plazos previstos, aun cuando actualmente no existan políticas
para alcanzarlos. Finalmente, el escenario de “cero emisiones netas en 2050” (CEN) establece la senda necesaria para lograr la estabilización del aumento de la temperatura mundial en 1,5 °C, así como el acceso universal a la electricidad y a sistemas modernos de energía para 2030.
En 2022 las emisiones globales se encontraban en torno a 37 GtCO2. En el escenario de políticas actuales, decrecen a 35 GtCO2 en 2030 y hasta 30 GtCO2 en 2050. En el escenario de compromisos anunciados, las emisiones caen a 31 GtCO2 en 2030 y luego a 12 GtCO2 en 2050. Finalmente, en el escenario de CEN las emisiones caen a 24 GtCO2 en 2030 y a neto cero en 2050 (AIE, 2023n).
¿Cómo se comporta la oferta de energía en cada uno
de estos escenarios?
En primer lugar, el escenario de CEN exige una reducción en la oferta global de energía, pasando desde 632 exajulios (EJ) en el año 2022 a 541 EJ en el año 2050. En contraste, en el escenario de las políticas actuales se mantiene el crecimiento histórico de producción de energía (hasta 725 EJ en 2050).
En segundo lugar, el escenario de CEN se caracteriza por una fuerte reducción en los niveles absolutos y relativos de las fuentes de energía fósil. No obstante, la producción de petróleo, gas e incluso carbón no desaparecen completamente. Específicamente, la contribución del carbón pasa del 27 % en 2022 (170 EJ) hasta el 3 % (15 EJ) en 2050; la del petróleo, del 30 % (187 EJ) al 8 % (42 EJ) y la del gas, del 23 % (145 EJ) al 6 % (32 EJ). La presencia de fuentes
fósiles en 2050 en el escenario de CEN obedece, entre otras razones, a la intermitencia de las fuentes renovables no convencionales y a la existencia de sectores de difícil electrificación, como el transporte de carga pesada y ciertas industrias, en especial aquellas que necesitan generar altas temperaturas en sus procesos productivos, tales como la metalurgia. Esto pone de manifiesto la importancia del desarrollo de tecnologías de captura de carbono o la producción de hidrógeno de bajas emisiones, que puede jugar un rol a la hora de satisfacer las demandas energéticas de industrias y procesos de difícil electrificación.
El escenario de cero emisiones para 2050 se caracteriza por una fuerte caída de los niveles absolutos y relativos de las fuentes de energía fósil. No obstante, la producción de petróleo, gas e incluso carbón no desaparecen completamente.
Finalmente, el escenario de CEN se caracteriza por un crecimiento importante de la contribución de las fuentes renovables no convencionales, fundamentalmente la solar y la eólica. La energía solar pasa de explicar el 1 % (7 EJ) de la producción en 2022 al 26 % (138 EJ) en 2050, mientras que la eólica pasa del 1 % (8 EJ) al 16 % (84 EJ). La penetración de la energía solar y eólica ocurre también en el escenario de políticas actuales, pero a una tasa considerablemente menor, llegando a explicar en conjunto, el 16 % de la producción de 2050 bajo este escenario.
La mayor generación de energía mediante estas fuentes renovables, dada su intermitencia, requiere un crecimiento de la capacidad de almacenamiento. Si bien el almacenamiento de electricidad en baterías se ha acelerado notablemente en los últimos años (panel A del gráfico 1.2), aún se encuentra lejos de alcanzar los niveles necesarios para garantizar la seguridad en el suministro de energía, especialmente en la senda del escenario de CEN con una amplia penetración de las fuentes solar y eólica. En efecto, bajo el escenario de CEN, se espera que en 2030 la capacidad global de baterías a gran escala alcance los 1.000 gigavatios (GW), 23 veces más que la capacidad actual (45 GW) (ver el panel B del gráfico 1.2). La nueva transición energética implica mucho más que la sustitución de fuentes fósiles por energía solar y eólica. Se presta atención a otros cuatro pilares: la electrificación; la eficiencia energética y cambios conductuales; el desarrollo de combustibles con emisiones bajas o nulas; y el desarrollo de tecnologías de captura y almacenamiento de carbono.
La nueva transición energética se sustenta en estos pilares: sustitución de fuentes fósiles por energía de bajas emisiones; electrificación; eficiencia energética y cambios conductuales; desarrollo de combustibles de bajas emisiones; y desarrollo de tecnologías de CAC.
La importancia de la electricidad crece con la transición energética. Hoy, la electricidad cubre aproximadamente un 20 % de la demanda de energía; con el escenario de cero emisiones netas, se espera que
para 2050 la electricidad cubra el 53 % (183 EJ). Obviamente, la electrificación por sí sola no reducirá las emisiones en la medida que buena parte de este tipo de energía se genere a partir de fuentes fósiles. En el escenario de CEN, se espera que el 71 % de la electricidad se base en las fuentes solar y eólica (130 EJ) y el 11 % en la hidráulica (20 EJ); en contraste, apenas alrededor del 1 % de la electricidad provendría de fuentes fósiles. Esta electrificación verde supone desafíos importantes (ver el capítulo 5).
La eficiencia energética y un cambio conductual en los consumidores es otro componente clave de esta transición. Como se ha visto, el escenario de cero emisiones netas implica una disminución en la oferta de energía. Para no comprometer el crecimiento económico, es necesario reducir los requerimientos de energía por unidad de producto, término conocido como intensidad energética. Según el escenario de CEN, para 2050, la intensidad energética del sector productor de energía será un tercio de su valor actual; la del sector del transporte, la mitad; la de la industria, un 44 % menos, y la de la construcción, un 38 % inferior (ver el panel B del gráfico 1.3).
Finalmente, el desarrollo y penetración de nuevos combustibles, como el hidrógeno de bajas emisiones y los biocombustibles, desempeñará un rol importante en la senda hacia un mundo de cero emisiones netas. Se espera, por ejemplo, que el consumo de hidrógeno se cuadruplique (de 95 millones de toneladas en 2022 a más de 400 millones en 2050). También se espera que este represente, en el escenario de cero emisiones netas, el 96 % de la demanda total de hidrógeno en 2050, al extenderse a nuevas aplicaciones, con importante presencia en el transporte y en la generación eléctrica.
Todos estos pilares tendrán un papel cuantitativamente importante en la reducción de emisiones hacia el escenario de CEN. La contribución de estos pilares en lo que respecta a dichas reducciones en dos escenarios distintos: el escenario de cero emisiones de la AIE, al que se ha estado haciendo referencia en este apartado, y el escenario de cero emisiones de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés). Las similitudes entre ambos son evidentes.
Algunos desafíos en la ruta hacia la descarbonización
Dependencia de un progreso tecnológico acelerado
La ruta hacia una reducción considerable de las emisiones de GEI de origen energético no está libre de desafíos. El primero tiene que ver con el ámbito tecnológico. Un progreso vigoroso en diversas tecnologías es vital para asentar oportunamente los pilares de la transición energética. Si bien ya hay resultados alentadores en este frente, también es cierto que gran parte de la ruta hacia el escenario de CEN está montada sobre tecnologías en estado de desarrollo.
En concreto, según la AIE, el 36 % de la reducción de emisiones hasta 2070 se espera que provengan de tecnologías que están actualmente en la fase de prototipo o demostración y hasta un 39 % de tecnologías que se encuentran en fase de adopción temprana. En contraste, solo el 20 % de la reducción de las emisiones procederían de tecnologías ya maduras (AIE, 2020c). La dependencia de tecnologías en desarrollo no solo atañe al sector productor de energía, sino también, de manera muy importante, a la industria, al transporte y, en menor medida, al sector residencial.
El sector público desempeña un papel clave para promover este avance tecnológico, proveyendo fondos para apoyar actividades de investigación y desarrollo, facilitando la cooperación y coordinación entre diversos agentes, proporcionando infraestructura pública esencial, protegiendo la propiedad intelectual y mejorando los mercados financieros y la competencia en general, entre otros instrumentos.
Activos fósiles
Un segundo desafío importante se asocia con la existencia de activos naturales y físicos vinculados a la energía de origen fósil. Uno de estos activos son las mismas reservas de hidrocarburos, que, para muchos países de la región, han representado una importante fuente de ingresos fiscales y externos (ver el capítulo 9).
Más allá de estos activos naturales, gran parte de los activos físicos existentes están concebidos para operar a partir de energía de origen fósil. Plantas de generación de electricidad termoeléctrica fósil, fábricas para la producción de cemento y acero, refinerías de petróleo, plantas de despacho, ductos, redes de distribución de gas natural, así como el grueso de la flota de transporte, son algunos de los ejemplos más relevantes.
Aun si no se invirtiera más en este tipo de infraestructura y de activos, el capital físico existente tiene horizontes de vida útil usualmente largos, por lo que generará emisiones durante décadas. Considerando los periodos de vida útil y el funcionamiento usual de esta infraestructura y bienes de capital, se espera que en los próximos 50 años se emitan alrededor de 750 GtCO2. Para poner este número en perspectiva, estas emisiones son más del 30 % de las provocadas por el hombre desde 1850 (en torno a 2.350 GtCO2) y representan más del 55 % de la estimación central de las emisiones del “presupuesto de carbono”13 para limitar el incremento de la temperatura a 2 ºC (del orden de 1.350 GtCO2).
Las plantas eléctricas a carbón existentes serían las responsables de alrededor del 44 % de esas emisiones, mientras que otras plantas de combustibles fósiles supondrían más de un 10 % adicional. Por su
parte, la industria del acero y del cemento contribuirían con un poco más del 8 % cada una. Otras industrias (incluyendo la química) representarían un poco más del 9 %. Finalmente, el sector del transporte en su conjunto participaría con más de un 11 % y el residencial, con un poco más de 3 %.
Si bien la existencia de esta infraestructura impone desafíos para reducir las emisiones, hay algunas estrategias para reducir su impacto. La primera de ellas es el retiro adelantado o el cambio de propósito de estos activos. En algún momento de su vida útil, este tipo de plantas podrían no ser económicamente rentables si necesitan inversiones importantes para mantenimiento, combinadas con el abaratamiento de las tecnologías más verdes o la imposición de ciertas regulaciones ambientales. También podría ocurrir que algunos de estos activos cambien su propósito; por ejemplo, emplear la infraestructura de distribución de gas para trasladar hidrógeno o reorientar las plantas térmicas más para resolver problemas
de intermitencia de las fuentes renovables no convencionales que para ser el servicio de base.
Una segunda estrategia es la modernización o adaptación; por ejemplo, dotando de aislamiento térmico a las edificaciones existentes. Dentro de esta estrategia se puede incluir la incorporación de tecnologías de captura, almacenamiento y uso de carbono, quizás una de la más promisorias.
Finalmente, también se puede considerar el cambio o mezcla de combustibles. Con pequeñas modificaciones o inversiones, es viable sustituir, en ciertos procesos y usos, combustible con alto contenido de CO2 por otros combustibles o por mezclas de combustibles que tengan menos. El paso de vehículos de gasolina a gas es un ejemplo ya bastante común. Igualmente parece ser viable combinar biomasa en plantas a carbón o incorporar hidrógeno y biometano a la red de distribución de gas para reducir su contenido de carbono.
