# Acelerar la innovación para lograr cero emisiones netas
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 de CO2 alrededor de mediados de siglo. Desde fines de 2020, 127 países responsables de aproximadamente el 63 por ciento de las emisiones están considerando establecer o ya han establecido estos objetivos. Asimismo, 826 ciudades, 103 regiones y 1565 empresas de todo el mundo se han comprometido a alcanzar la meta de cero emisiones netas. Esa cantidad prácticamente se ha duplicado desde fines de 2019 (New Climate, 2020).
Al mismo tiempo, 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 consecución de este objetivo. Algunos ejemplos son compañías de servicios de electricidad y gas; importantes productores de petróleo, como Total, Repsol, BP y Shell; grandes aerolíneas como British Airways, Iberia, Qantas, Japan Airlines y Finnair; empresas tecnológicas de renombre como Apple, Google, Facebook y Microsoft; y tiendas de venta minorista como Amazon, Walmart y Ford. Si bien los plazos y detalles para la consecución de dichas metas varían ampliamente entre las distintas empresas, la diversidad de las entidades que asumen estos compromisos 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 cero emisiones netas.
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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 el objetivo de cero emisiones netas para mediados de siglo será desafiante y de que existe la necesidad de seguir investigando y desarrollando soluciones en torno a los procesos comerciales y los sectores de la economía que sean difíciles de descarbonizar. Dado que cada entidad difiere considerablemente en términos de sus condiciones económicas, ambientales y sociológicas, también se necesita un conjunto diverso de tecnologías y métodos potenciales para alcanzar un nivel de cero emisiones netas que permita a cada región, país o empresa escoger entre varias opciones.
# Opciones de descarbonización y progreso hasta la fecha
En la actualidad y durante las últimas décadas, el sector de la energía eléctrica ha sido la principal fuente de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) relacionados con la energía. No obstante, en los EE. UU. y algunas otras regiones del mundo, las emisiones del sector de la energía eléctrica han disminuido rápidamente, lo que convierte al sector del transporte en la mayor fuente de emisiones de GEI en esas áreas, como se muestra en la Figura 1. La reducción de las emisiones en el sector de la energía eléctrica se debió a aumentos en la eficiencia energética y la adopción de fuentes más limpias, como el gas natural y la energía renovable, al tiempo que se continuaron utilizando recursos libres de carbono, como la energía nuclear e hidráulica.
Las emisiones de GEI también se han reducido en otros sectores de la economía, principalmente debido a la electrificación eficaz del transporte, así como al aumento de la eficiencia y la reducción de las fugas en el sector del gas natural. Otros factores que contribuyeron a la reducción global de las emisiones fueron la adopción de la electricidad y el cambio de combustible en sectores como los edificios residenciales y comerciales, y las industrias con gran consumo energético. Se espera que todos estos cambios continúen ayudando a reducir aún más las emisiones, y que esto produzca una transformación considerable en las fuentes de energía para 2050, como se muestra en la Figura 2.
# Se necesitan soluciones adicionales para alcanzar el objetivo de cero emisiones netas en todos los sectores de la economía
A pesar del progreso en la reducción de emisiones a partir de los esfuerzos descritos anteriormente, existen limitaciones en su implementación y las necesidades específicas del sistema energético que evitan que sea posible descarbonizar todos los sectores de la economía solo con ellos. Estas aplicaciones difíciles de descarbonizar exigirán el desarrollo y la implementación de soluciones nuevas.
# Aplicaciones difíciles de descarbonizar
Existen dos razones generales por las que una aplicación puede caracterizarse como difícil de descarbonizar. Es posible que haya soluciones para descarbonizar la aplicación pero, por algún motivo, la solución sea costosa de implementar (por ejemplo, la tecnología emergente, los materiales caros, la readaptación costosa). En el caso de otras aplicaciones, puede ser que la solución para descarbonizarlas no se haya demostrado por completo o, en algunos casos, no exista. Debido al enorme papel en las emisiones y a la relativamente amplia aplicabilidad de las soluciones, las tecnologías para descarbonizar la red eléctrica y el sector del transporte terrestre de pasajeros ya han sido identificadas en gran medida y se están escalando, aunque una notable excepción a la descarbonización de la electricidad es la necesidad potencial de almacenamiento de larga duración. Sin embargo, el transporte de larga distancia, ya sea por carretera, mar o aire, y numerosos procesos industriales carecen, en general, de soluciones probadas para la descarbonización, o las soluciones que existen son costosas en relación con las opciones existentes que emiten carbono. Por tal motivo, estos sectores económicos constituyen la mayoría de las aplicaciones identificadas con una reducción significativa de costes (es decir, superiores a 600 USD/tonelada de CO2e) o que no se pueden reducir con las tecnologías actuales (consulte la figura 3).
# Portadores de energía alternativa como soluciones para la descarbonización profunda
Se necesitan soluciones para los sectores difíciles de descarbonizar y que ayuden a alcanzar reducciones profundas del nivel de carbono en otros sectores. Las portadores de energía alternativa (AEC) 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.
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. 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 captura y almacenamiento de carbono (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.
Más allá de su perfil de emisiones, otra clara ventaja de estos recursos es la capacidad de utilizar la infraestructura existente con pocas modificaciones o ninguna, si bien todavía se debe seguir investigando para determinar el mejor modo de lograr las conversiones y modificaciones que se necesitan. Por ejemplo, la mezcla de gas natural con hidrógeno o combustibles sintéticos en la red de gas existente puede ayudar a comenzar a descarbonizar aplicaciones que actualmente emplean gas natural, como la generación de energía eléctrica o la calefacción de edificios residenciales o comerciales. Además, la contribución potencial de estos recursos para alcanzar un nivel de cero emisiones netas en todos los sectores de la economía puede maximizarse mediante la preservación de la opción del uso de combustibles fósiles con tecnologías de carbono negativo y CCS, como la captura directa de aire o la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono.
Utilizado con permiso de Goldman Sachs. Las opiniones del EPRI y del GTI no representan las opiniones de Goldman Sachs, ni las opiniones que se expresan en este documento tienen el aval de Goldman Sachs. ↩︎