# ¿Por qué la LCRI?
Para abordar los desafíos y las brechas en el logro de reducciones profundas de carbono en la economía energética, Electric Power Research Institute (EPRI) y GTI Energy han creado la Iniciativa de Recursos Bajos en Carbono (LCRI). La LCRI se centra en la cadena de valor de las portadores de energía alternativa (AEC) y los combustibles con bajo contenido de carbono, como el hidrógeno, el amoniaco y los biocombustibles (incluido el gas natural renovable o GNR) y los combustibles sintéticos, y en la investigación, el desarrollo y la demostración (I+D+D) para dar lugar a la producción, el almacenamiento, el suministro y el uso en la economía energética[1]. Estos combustibles/fuentes de energía son necesarios para permitir vías asequibles de descarbonización en todos los sectores de la economía para mediados de siglo. Este proyecto global colaborativo de cinco años identificará y acelerará el desarrollo fundamental de tecnologías promisorias; demostrará y evaluará el rendimiento de los procesos y las tecnologías clave, identificando vías para posibles mejoras; e informará a las partes interesadas principales y al público en general sobre las opciones de tecnologías y las potenciales vías para un futuro con bajo nivel de carbono.
En todo el mundo, existe un impulso cada vez mayor, liderado por países, ciudades y empresas, en torno a la descarbonización de todos los sectores de la economía y el objetivo de alcanzar cero emisiones netas (NZE)[2] alrededor de mediados de siglo. A octubre de 2020, 826 ciudades, 103 regiones y 1565 empresas de todo el mundo se han comprometido a alcanzar el objetivo de NZE. Esa cantidad prácticamente se ha duplicado desde fines de 2019 (New Climate, 2020). En septiembre de 2020, China, el mayor contaminador mundial por peso bruto de emisiones, anunció que tenía previsto alcanzar la neutralidad de carbono para 2060 (McGrath, 2020). Tras el anuncio de China, tanto Japón como Corea del Sur manifestaron que querían alcanzar el objetivo de NZE para 2050 (primer ministro de Japón, 2020; Reuters, 2020). A nivel global, la Unión Europea manifestó una intención similar en 2020 (Comisión Europea, 2020). En los EE. UU., la administración de Biden anunció su intención de implementar un objetivo similar cuando asumió el control del gobierno en 2021 (La Casa Blanca, 2021). En total, 127 países responsables de aproximadamente el 63 % de las emisiones están considerando establecer o ya han establecido estas metas de cero emisiones netas (New Climate Institute and Climate Analytics, 2020).
Mientras que estos gobiernos establecen las metas mencionadas, muchas de las empresas más importantes, que representan a varios sectores y están ubicadas en todo el planeta, también han asumido compromisos en relación con la meta de NZE. Algunos ejemplos son empresas de servicios de electricidad y gas; importantes productores de petróleo, como Total (Total, 2020), Repsol (Repsol, 2019), BP (BP, 2020) y Shell (Shell, 2021); grandes aerolíneas como British Airways, Iberia, Qantas, Japan Airlines y Finnair (oneworld, 2020); empresas tecnológicas de renombre como (Apple, 2020), Google (Google, 2020), Facebook (Facebook, 2021) y Microsoft (Microsoft, 2020); y tiendas de venta minorista como Amazon (Amazon, 2021), Walmart (Walmart, 2020) y Ford (Ford, 2020). Si bien los plazos y detalles para alcanzar dichas metas varían ampliamente entre las distintas empresas, la diversidad de las entidades que anuncian estas intenciones demuestra que muchos de los actores más influyentes en numerosos sectores de la economía comprenden tanto la necesidad como el valor de la transición a un futuro con NZE.
Declaraciones de patrocinadores de LCRI
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Más allá de las promesas, muchas de estas entidades, entidades gubernamentales y empresas por igual, aún tienen que presentar planes detallados para el logro de estas metas. Más aún, muchas de ellas declaran abiertamente que no saben cómo proceder con la descarbonización completa después de los pasos iniciales relacionados con la eficiencia energética y la implementación de energías renovables. Se trata de un reconocimiento tácito de que la meta de NZE para mediados de siglo será desafiante y de que existe la necesidad de seguir investigando y desarrollando (I+D), con foco en las necesidades de energías y los sectores de la economía que sean difíciles de descarbonizar. Dado que cada entidad difiere considerablemente en términos de sus condiciones económicas, medioambientales y sociológicas, también se necesita un conjunto diverso de métodos potenciales para alcanzar un nivel de NZE que permita a cada región, país o empresa escoger entre varias opciones.
Esta visión de la investigación combina las iniciativas de los subcomités técnicos (TSC) de la LCRI para identificar las necesidades tecnológicas, caracterizar el estado actual de las iniciativas en curso e identificar las brechas restantes para impulsar la acción y las inversiones de la LCRI. La visión de la investigación es un documento activo que se actualizará anualmente los cinco años que dure la iniciativa en función de los aprendizajes que surjan de la investigación de la LCRI, así como los desarrollos de la comunidad energética en general.
# Visión para una economía energética con bajas emisiones de carbono
Para lograr cero emisiones netas en todos los sectores de la economía para 2050, se necesitará acelerar una transición energética segura, asequible y confiable, y promover una variedad de tecnologías y opciones de energía limpia.
EPRI y GTI han creado la LCRI para evaluar maneras de implementar portadores de energía alternativa que sirvan de respaldo para la descarbonización en todos los sectores de la economía energética para mediados de siglo.
La LCRI se centra en una visión de un sistema energético global futuro descarbonizado, orientado a los consumidores, sostenible y resiliente.
# Alcanzar la meta de cero emisiones netas en todos los sectores de la economía energética
Definir un estado final para la reducción de emisiones de dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero (GEI)[3] es esencial para establecer las prioridades para la consecución de los objetivos futuros. Se suelen utilizar tres condiciones para describir la descarbonización, y es importante distinguir y aclarar el significado y el fin de cada una. Estas condiciones son la reducción con respecto a un valor de referencia, un nivel de cero emisiones netas, y de cero emisiones de CO2. La LCRI se centra principalmente en las situaciones de cero emisiones netas.
En algunos estudios se identificaron muchas vías potenciales para lograr el objetivo de NZE en relación con la energía sobre la base de distintos supuestos de las maneras en que los seres humanos utilizarán la energía en el siglo XXI y las tecnologías de reducción de carbono disponibles. Estos supuestos se generan en función de cálculos de los niveles futuros de población, las tendencias del desarrollo económico y la convergencia de la renta, la demanda futura de energía prevista, los cambios de comportamiento y el avance de la tecnología. Asimismo, los países o las regiones individuales tienen niveles distintos de acceso a fuentes de energía limpia y diferentes necesidades energéticas. Debido a estos desafíos, no existe una sola estrategia que sea la mejor para alcanzar la meta de NZE. Sin embargo, hay algunas transformaciones que es probable que se apliquen a muchas vías y regiones.
# Transformación 1: eficiencia energética
En la mayoría de las situaciones de NZE se incorpora una mayor eficiencia energética en todos los sectores de la economía. La investigación de EPRI hace referencia a cuatro expresiones de la eficiencia: los estándares gubernamentales (por ejemplo, para la eficiencia de los electrodomésticos o los vehículos), los programas utilitarios (destinados a superar las dificultades para alcanzar la eficiencia económica), los desbordes tecnológicos debidos a los avances rápidos en la electrónica de consumo, y la automatización inteligente (EPRI, 2019). Los servicios de gas y electricidad en las regiones desarrolladas del mundo han demostrado oportunidades de emplear la eficiencia energética como vía de reducción de emisiones. En las últimas dos décadas, el consumo eléctrico se ha reducido en más de 50 teravatios-hora (TWh) solo en los EE. UU. en comparación con lo que hubiera sucedido sin estas medidas de eficiencia. Existe el potencial de reducir cientos de TWh más en las próximas décadas, como se muestra en la figura 1.
De manera similar, las iniciativas para mejorar la eficiencia de la utilización del gas natural se han centrado en ayudar a los consumidores a aumentar la eficiencia energética a través de las readaptaciones de los edificios y el avance de tecnologías nuevas con mejor eficiencia, mientras se reducen las fugas de gas natural en todo el sistema de distribución. Se calcula que, gracias a estas iniciativas, los servicios norteamericanos de gas natural ahorraron 425 millones de termias, o 42,5 billones de BTU, con la equivalencia de 2,25 millones de toneladas métricas (MMt) de emisiones de CO2 eliminadas en 2018.
En todo el sector del gas natural, se calcula que, para 2030, el máximo potencial de ahorro técnico gracias a la eficiencia energética será de aproximadamente un 26 % por debajo de la demanda calculada si no hubiera iniciativas de eficiencia. Esto equivale a mejoras en la eficiencia del 2 % al año. Las fuentes de estos ahorros potenciales se indican en la figura 2 (ACEEE, 2017). Como suele suceder con los cálculos de potencial técnico, es probable que los ahorros sean menores, pero esto establece un límite superior sobre lo que se puede lograr solo con la eficiencia.
# Transformación 2: producción y suministro de energías más limpias
En todo el mundo, se observa un aumento de la implementación de fuentes de electricidad de energía limpia, y se espera que el uso crezca a medida que se vayan reduciendo los costes. Por ejemplo, en la figure 3 vemos el porcentaje de electricidad, en un rango con valores medios, que se prevé que generarán las fuentes renovables (principalmente la energía eólica, la solar fotovoltaica [PV] y la hidroeléctrica) y los combustibles fósiles (principalmente gas natural y carbón) a partir de un subconjunto de situaciones planteadas en el Informe Especial sobre Calentamiento Global de 1,5 °C (Special Report Global Warming of 1.5°C) del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) (IPCC, 2018). Las situaciones de las que se extraen estos resultados plantean vías de emisiones que se prevé que limitarán el aumento de la temperatura global a 1,5 °C, con sobrepaso[4] reducido o nulo de ese objetivo. En general, los resultados de estas más de 40 situaciones planteadas muestran una reducción considerable en el uso de combustibles fósiles y un aumento en las energías renovables, en gran medida gracias al desarrollo de la implementación de soluciones solares PV y eólicas, mientras que la generación nuclear se mantiene ampliamente estable.
Para que se produzca una mayor dependencia de la generación de energía eólica y solar, se deben hacer inversiones a fin de aumentar la capacidad y flexibilidad de la infraestructura eléctrica, y tratar la variabilidad inherente de la generación de energía y la pérdida de capacidad firme y servicios de fiabilidad (por ejemplo, regulación del voltaje) que actualmente están respaldados por los combustibles fósiles. Para lograr esta flexibilidad, la mayoría de las situaciones de NZE proyectan un gran aumento en la capacidad de almacenamiento de la red eléctrica. Por ejemplo, desde 2019, el sistema eléctrico de los EE. UU. tuvo aproximadamente 22 gigavatios (GW) de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, 1 GW de almacenamiento en baterías, y 0,5 GW de otras varias tecnologías de almacenamiento de la energía (EIA, 2020b). Sin embargo, se prevé que en los próximos quince años se construyan baterías con capacidad de 2 a 4 horas que permitan un almacenamiento de entre 20 GW y más de 100 GW para brindar flexibilidad a corto plazo (EPRI, 2021a). La capacidad firme y con bajo nivel de carbono de la generación de energía nuclear también está prevista en muchas situaciones, lo que destaca tanto el valor de las extensiones de licencia operativa de las centrales nucleares actuales como la implementación de tecnologías de última generación en las décadas venideras. Por último, para proporcionar una fuente adicional de flexibilidad y de capacidad firme con bajo nivel de carbono, es posible que se necesite electricidad producida a partir de la combinación de bioenergía, hidrógeno o gas natural con captura y almacenamiento de carbono (CCS) para cubrir muchas de las brechas durante los períodos de altas cargas o baja generación de energías renovables.
También se necesitarán inversiones para mejorar los sistemas de distribución y transmisión de la electricidad. Se necesitarán mejoras y adiciones en la transmisión para conectar las energías renovables y otras fuentes limpias, y para ampliar las áreas de equilibrio de cargas, empleando la diversidad geográfica a fin de abordar la variabilidad a medida que vaya aumentando la generación de energías renovables. Se necesitarán inversiones en la distribución para respaldar el desarrollo de la carga de flotas y vehículos personales, a fin de permitir una utilización eficaz de los recursos de energía distribuidos (como las baterías hogareñas y PV en las azoteas), para ampliar las opciones de flexibilidad en la demanda y para aumentar la conciencia de los sistemas en cuanto a la confiabilidad, la resiliencia y la respuesta rápida ante las interrupciones.
También se están implementando mejoras para reducir las emisiones en la producción y el suministro de gas natural. En 2018, las emisiones totales de GEI a partir de sistemas de gas natural (excluida la combustión de uso final) en los EE. UU. fueron de 174,9 MMt de equivalentes de dióxido de carbono (CO2e). La fuga de metano (CH4) hacia la atmósfera es el factor principal de dichas emisiones (U.S. EPA, 2020). Ya se ha hecho un progreso considerable en la reducción de estas emisiones gracias a la modernización de los servicios y los sistemas de gasoductos, como se muestra en la figura 4, y es fundamental seguir controlando las fugas para continuar reduciendo las emisiones de GEI del suministro de gas natural en el futuro cercano. Para ello, varias empresas de distribución local (LDC) de los EE. UU., que son en gran medida responsables del suministro de gas natural de los productores a los usuarios finales, han anunciado que tienen objetivos de reducción del CH4.
Algunos enfoques que han adoptado y continúan adoptando las LDC para reducir las emisiones de CH4 son los siguientes:
Modernización de la infraestructura, ya que la infraestructura más antigua (equipos y gasoductos) suele tener tasas más altas de fugas.
Implementación de mejores métodos de detección y de reparación de fugas con controles específicos y más frecuentes de fugas en los gasoductos, y adopción de tecnologías de detección de fugas que incluyen mejores estudios por imágenes (por ejemplo, con cámaras térmicas) y sistemas de detección más sensibles para descubrir fugas desconocidas.
Mejora de las prácticas operativas, incluida la adopción de prácticas recomendadas, como la captura del gas liberado durante las purgas de gasoductos y la implementación de programas para reducir los daños en estos provocados por contratistas y propietarios de las viviendas.
Captura de emisiones de gas de empaquetaduras, juntas, rejillas y otras ubicaciones, y reinyección del gas capturado en el sistema de gas.
Adopción de estándares de abastecimiento de gas para que las LDC puedan investigar y adquirir gas natural producido, procesado y transportado con perfiles de menos emisiones de CH4.
# Transformación 3: electrificación eficiente
La descarbonización de la generación de la electricidad suele ser un paso previo necesario para las estrategias de reducción de las emisiones que dependen de un nivel considerable de electrificación, aunque existen aplicaciones en las que la electrificación puede reducir las emisiones sin la descarbonización de la red. Algunos ejemplos de las primeras aplicaciones de la electrificación son (los ejemplos y previsiones que se presentan a continuación se extrajeron de IEA 2020c):
Los vehículos de pasajeros eléctricos tienen menos emisiones que otros automóviles similares con motores de combustión interna, incluso cuando emplean electricidad a base de combustibles fósiles. Las emisiones pueden eliminarse por completo si se utilizan energías limpias.[5] A partir de la economía de la propiedad, los patrones de conducción, las tendencias de propiedad de automóviles y la reducción de precios de los vehículos eléctricos, se espera que más de la mitad de los vehículos nuevos de pasajeros que se vendan en 2030 en todo el mundo sean eléctricos, en comparación con el 2 % en 2020.
En el sector residencial, se prevé que en 2030 más de 100 millones de viviendas en todo el mundo se calefaccionarán con bombas eléctricas de calor y no con gas natural o petróleo.
El uso de bombas de calor para producir calor de baja temperatura en la industria es hasta cinco veces más eficiente que el de las calderas convencionales. A nivel mundial, se espera para 2030 que aproximadamente un tercio del calor de baja temperatura (<100 °C) de la industria se genere mediante electricidad con bombas de calor eléctricas.
En la mayoría de las situaciones de NZE se prevé un aumento considerable en la proporción de la electricidad del consumo energético final. La figura 5 muestra las proyecciones de la proporción de la electricidad en el consumo energético final a nivel mundial, de 2020 a 2050, para las situaciones del Informe Especial sobre Calentamiento Global de 1,5 °C del IPCC con sobrepaso nulo o reducido de ese objetivo (IPCC, 2018). Como se muestra en la figura, cada situación anticipa un aumento en la proporción de la electricidad, y se prevé una situación media en la que aproximadamente el 40 % de la energía final provenga de la electricidad para alcanzar el objetivo de NZE.
# Transformación 4: reducciones profundas de carbono
Las primeras tres transformaciones coinciden en general en que el modo más sencillo y asequible de comenzar con la reducción de las emisiones de GEI consiste en reemplazar la generación de la electricidad a partir del carbón, y posteriormente del gas natural, con energías renovables y otras fuentes de energía con bajo nivel de carbono en el sector eléctrico y, al mismo tiempo, implementar la eficiencia energética y la electrificación en otros sectores de la economía cuando sea posible. No obstante, cada uno de estos enfoques se va haciendo más complicado a medida que se va desarrollando; la energía debe continuar utilizándose, la intermitencia de los recursos renovables hace que garantizar la confiabilidad de la energía sea cada vez más costoso en penetraciones elevadas, y hay muchas aplicaciones en los sectores del transporte y la industria cuya electrificación es costosa de manera prohibitiva o, en algunos casos, directamente no se pueden electrificar.
# Portadores de energía alternativa
Se necesitan soluciones para los sectores difíciles de descarbonizar y que ayuden a alcanzar reducciones profundas del nivel de carbono en otros sectores. Las AEC[6] como el hidrógeno, el amoniaco, los biocombustibles y los combustibles sintéticos, pueden ser útiles para esas necesidades. Por definición, las AEC no son fuentes de energía, sino moléculas creadas a partir de la conversión de otras fuentes de energía para transportar o almacenar más fácilmente la energía. En general, las AEC pueden crearse a partir de electricidad generada por recursos con bajo nivel o libres de carbono, de combustibles fósiles con captura y almacenamiento de carbono (CCS), o de recursos biológicos que permiten que la fuente resultante tenga un nivel bajo o neutro de carbono. A continuación, se presentan algunos ejemplos de AEC, su estado de desarrollo y sus usos potenciales:
El hidrógeno ya cuenta con un mercado de más de 70 MMt anuales, aunque la mayor parte de este mercado existente se destina a fines industriales y no se usa como fuente de energía. En la actualidad, más del 99 % de la producción de hidrógeno proviene de fuentes fósiles sin captura de carbono, lo que produce 830 MMt de emisiones al año (IEA, 2019b). Sin embargo, el hidrógeno en sí no emite carbono cuando se utiliza, puede almacenarse por períodos prolongados y puede transportarse largas distancias: tres atributos atractivos para un futuro con bajas emisiones de carbono. Se ha investigado ampliamente la producción de hidrógeno limpio a partir de la electrólisis o de combustibles fósiles con CCS, y en la actualidad existen algunas primeras implementaciones comerciales que utilizan el hidrógeno como fuente de energía, como los montacargas y automóviles de pasajeros con celda de combustible. No obstante, aún se necesitan avances tecnológicos en la producción y el transporte, mientras que la aplicación final debe extenderse más allá de los mercados actuales para permitir la escalabilidad y la reducción de costes. Asimismo, el hidrógeno sirve de materia prima para otras AEC potenciales, como el amoniaco, el gas natural sintético (GNS) u otros combustibles sintéticos, que podrían crearse a partir de hidrógeno limpio con un coste adicional y con pérdidas de energía en el proceso de conversión, pero con algunos beneficios, como la facilitación del suministro y el uso del combustible, que podrían compensar los costes adicionales de producción para determinadas aplicaciones.
Los biocombustibles son las AEC que más se utilizan hoy en día. El etanol es el biocombustible más conocido, integrado en el suministro de combustible para automóviles desde la década de 1980, y el 40 % de los cultivos de maíz de los EE. UU. actualmente se destina a la producción de este combustible. El gas natural renovable (GNR) es otro biocombustible prominente cuyo uso está muy difundido. En la actualidad, la mayor parte del GNR se produce mediante la recolección y el tratamiento de los gases liberados por la descomposición de materia orgánica en vertederos no peligrosos, granjas lecheras o porcinas, plantas de depuración de aguas y plantas de procesamiento de residuos de alimentos, aunque también puede obtenerse de centros de producción exclusivos. Los biocombustibles ofrecen un modo de desarrollar los denominados “combustibles de sustitución directa” que podría ayudar a evitar los desafíos de convertir algunas aplicaciones difíciles de modificar para que usen nuevos combustibles, como la aviación militar. Cuando se analizan las opciones de biocombustibles, se deben evaluar las emisiones que derivan de la producción del combustible y las posibles compensaciones sociales (por ejemplo, las consecuencias para los alimentos y los productos forestales). Al igual que sucede con las estrategias de descarbonización, debe existir un equilibrio entre los objetivos climáticos y otras metas sociales.
La mayoría de las situaciones de NZE describen un rol importante para el hidrógeno y los biocombustibles. La figura 6 muestra la cantidad prevista de energía final suministrada a nivel mundial por el hidrógeno y varias fuentes biológicas con el tiempo a partir de la situación de Shell Sky (Shell, 2018).[7] Como se muestra en la figura, el uso de hidrógeno aumenta considerablemente junto con las nuevas fuentes biológicas, mientras que se espera que la biomasa “tradicional” disminuya en gran medida debido a la electrificación prevista del sector del transporte de pasajeros. Los usos futuros previstos para estas AEC ofrecen el potencial de utilizar la infraestructura existente, ya sea porque se trata de la misma molécula (por ejemplo, GNS o GNR), o de convertir la infraestructura para utilizar las AEC (por ejemplo, las redes de gas natural con mezcla de hidrógeno o convertidas por completo para el uso de hidrógeno puro, o la conversión de turbinas de gas natural para utilizar hidrógeno o amoniaco como combustible). Esta utilización de la infraestructura existente podría, en última instancia, reducir el coste y acelerar los plazos para el logro de la meta de NZE. Sin embargo, aún se necesitan investigaciones importantes de las interacciones entre materiales, la seguridad y las operaciones, así como de las características de la combustión para la conversión de la infraestructura existente en el uso de las AEC.
# Tecnologías de carbono negativo
Si bien las AEC son una posible solución para muchos de los sectores de la economía que son difíciles de descarbonizar, es posible que la descarbonización de algunas aplicaciones energéticas no sea económicamente viable. Asimismo, la actividad humana produce emisiones no energéticas, principalmente en el sector agrícola,[8] que pueden no tener ninguna solución de descarbonización. Por consiguiente, es posible que se necesiten tecnologías de carbono negativo, como la captura directa de aire (DAC) o la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS), para descarbonizar por completo la economía.
La CCS desempeña un papel importante en muchas situaciones de NZE, ya que puede limitar las emisiones de combustibles fósiles a partir de aplicaciones industriales y de la generación de la electricidad, además de su capacidad de eliminar el CO2 de la atmósfera cuando se combina con bioenergía o DAC. En los próximos 30 años, el énfasis de la CCS puede alternar entre esos roles. En el futuro cercano, el foco de la CCS será principalmente reducir las emisiones de los procesos industriales y las plantas existentes de generación de electricidad a partir de combustibles fósiles. Con el transcurso del tiempo, el énfasis de CCS puede pasar de la captura de las emisiones del uso de combustibles fósiles al uso en BECCS o DAC[9]. Como ejemplo de la importancia de la CCS en la consecución de la meta de NZE, en las vías de 1,5° del IPCC que no sobrepasan demasiado o nada la meta, el CO2 acumulativo almacenado hasta 2050 oscila entre cero y 300 gigatoneladas (Gt) de CO2 con cero a 140 Gt de CO2 a partir de la biomasa capturada y almacenada (IPCC, 2018).
Desde 2017, se han anunciado planes para más de 30 centros nuevos integrados de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS)[10]. La inmensa mayoría se encuentra en los EE. UU. y Europa, pero también se prevén proyectos en Australia, China, Corea, el Oriente Medio y Nueva Zelanda. Si todos esos proyectos logran avanzar, la capacidad de captura de CO2 a nivel mundial aumentaría más del triple, alcanzando un nivel de aproximadamente 130 MMt al año (IEA, 2020b). DAC y BECCS utilizan procesos de CCS similares a los que se emplean para la combustión de combustibles fósiles, aunque es posible que se necesite modificar el material específico para la captura de carbono, por lo cual las enseñanzas de estas plantas pueden aplicarse, en última instancia, a DAC y BECCS. Además, aunque aún se consideran en gran medida tecnologías emergentes, hoy se están implementando tanto BECCS como DAC. En la actualidad, hay varias instalaciones de BECCS en operación en todo el mundo y más de 10 plantas de DAC en funcionamiento o en construcción en Europa, los EE. UU. y Canadá. No obstante, aún es necesario seguir investigando sustancialmente para identificar las tecnologías adecuadas de captura de carbono específicas para las diferentes aplicaciones (debido a la variación en la concentración de CO2), para escalar las tecnologías y reducir ampliamente los costes, y para las iniciativas de valorización de carbono que proporcionarían valor adicional a estas tecnologías y compensarían parte del coste.
# Un futuro con cero emisiones netas
Si bien existen temas comunes en los enfoques para alcanzar la meta de NZE, se necesitará una variedad de vías para lograr la descarbonización en todos los sectores de la economía. Un modo de visualizar esta variación es analizar múltiples proyecciones de emisiones por modelos, como se describe en el Informe Especial sobre Calentamiento Global de 1,5 °C (IPCC, 2018). Se prevé que estas vías de emisiones limitarán el aumento de la temperatura mundial en 1,5 °C, sin sobrepasar demasiado o nada esa meta. El rango de emisiones anuales en estas situaciones se muestra en la figura 7. La variedad de casos en los que se alcanza la meta de NZE en estas situaciones corrobora la idea de que aún no está del todo claro cómo se alcanzará la meta, pero existen varios métodos potenciales para hacerlo.
Si bien las vías para alcanzar la meta de NZE pueden ser inciertas o diversas, está claro que el logro de dicha menta transformará el sector energético. De manera similar a lo que sucede con la generación de la electricidad, se espera que la proporción de la energía renovable en la energía final aumente sustancialmente en un futuro con NZE y que se reduzca el uso de combustibles fósiles. La figura 8 muestra las fuentes esperadas de combustible de energía final, como rango de valores medios, a partir de más de 40 situaciones de 1,5 °C del IPCC sin sobrepasar demasiado o nada esa meta (IPCC, 2018). La proporción más pequeña restante de energía derivada de fósiles se permite únicamente a través de CCS y de la implementación de tecnologías de carbono negativo.
Estas mezclas de energía con NZE previstas solo podrían alcanzarse si el rendimiento y los costes de AEC, CCS y tecnologías de carbono negativo se reducen hasta un nivel que resulte aceptable para la sociedad. Eso no está garantizado y requerirá un esfuerzo considerable llevar esas tecnologías necesarias a un estado en que puedan proporcionar los servicios energéticos y la confiabilidad que exigen los consumidores. En el resto de este documento, se destaca qué características tienen las aplicaciones difíciles de descarbonizar y se describen los desafíos y las investigaciones necesarias para alcanzar los objetivos de coste y rendimiento a tiempo para ayudar a las regiones, naciones y empresas a cumplir con sus compromisos de NZE.
Para ver información adicional sobre las AEC con bajo nivel de carbono, puede consultar el Informe de EPRI An Introduction to Low-Carbon Fuels, Número de producto 3002020041 (opens new window). ↩︎
En este documento, la palabra emisiones se define como la liberación de gases de efecto invernadero, excluido el vapor de agua. Para obtener más información sobre los gases de efecto invernadero, consulte el Anexo A. ↩︎
Si bien es fundamental reducir las emisiones de CO2 para alcanzar la visión de LCRI, también se están considerando otros GEI y aspectos ambientales. En el Anexo A, se incluye un análisis adicional de los GEI. ↩︎
Sobrepaso se refiere a permitir que las emisiones superen el valor correspondiente a la cantidad de calentamiento objetivo (en este caso, 1,5 °C). Esto significaría que el calentamiento superaría temporalmente el objetivo, pero este se podría alcanzar finalmente mediante la eliminación más tarde del CO2 de la atmósfera. ↩︎
Esta última afirmación sobre la eliminación de emisiones se refiere a las emisiones que derivan de la conducción de automóviles. También puede haber emisiones relacionadas con la fabricación del automóvil en sí. ↩︎
También se denominan combustibles con bajo nivel de carbono. ↩︎
Cabe destacar que la situación de Shell Sky es una situación de NZE, pero la meta no se alcanzaría hasta 2070. ↩︎
Consulte el Anexo A de este documento para ver un análisis más detallado. ↩︎
La utilización de CO2 para diversas aplicaciones a menudo se considera un factor importante en la tecnología de captura de CO2. ↩︎
CCUS es CCS con utilización de CO2 incorporada de alguna manera. ↩︎