La fecha en la que el mundo cruzará con éxito el umbral hacia el cambio energético limpio

Actualizado: 22 oct

En la víspera de Año Nuevo de 1879, Thomas Edison encendió el interruptor del primer edificio con las primeras ampolletas eléctricas. La noche se convirtió en día y los ciudadanos dieron la bienvenida a una nueva era de electricidad.


Edison estaba pensando mucho más allá de las ampolletas: planeó una red completa para llevar la energía de los generadores de carbón directamente a los hogares. La electricidad tardó otro cuarto de siglo en llegar al primer 5% de los hogares norteamericanos, pero esto resultó ser un gran punto de inflexión. Para 1950, todo el país estaba conectado. Un patrón similar de adopción, gradualmente, luego repentinamente, resonó en todo el mundo.


Hoy se está llevando a cabo una nueva transformación al nivel de Edison. Afecta cómo generamos la energía que fluye a nuestros enchufes eléctricos y qué se conecta a esos electrones de emisión cero, desde motocicletas eléctricas hasta bombas de calor y paneles solares en los techos.

Con más gobiernos adoptando políticas industriales para transformar sus economías, elegir las tecnologías adecuadas para subsidiar se convertirá en un desafío clave. Para navegar por el campo minado de intereses arraigados, exageraciones tecnológicas y presiones políticas, los formuladores de políticas debiesen adoptar una combinación de apertura y cautela.


La competencia por la posición en la carrera mundial de energía limpia está en marcha. Estados Unidos se unió al campo hace apenas dos meses con la aprobación de la Ley de Reducción de la Inflación. Desde entonces, Austria, por ejemplo, ha anunciado un paquete de subsidios de 5.700 millones de euros, que por sí solo moviliza inversiones per cápita a la par del esfuerzo norteamericano. Pero con más gobiernos adoptando políticas industriales para transformar sus economías, decidir qué tecnologías verdes apoyar será un desafío clave. Escoger ganadores es difícil.


Los formuladores de políticas pueden comenzar con la tarea relativamente simple de identificar a los perdedores. El dióxido de carbono, el metano y otros gases de efecto invernadero deben reducirse a cero o casi a cero para estabilizar el clima global. Esa es una de las razones por las que los economistas han preferido durante mucho tiempo fijar el precio del carbono como la principal herramienta de política climática. Al hacer que los contaminadores paguen el costo total de sus emisiones, se piensa, los gobiernos pueden dejar que el mercado decida qué tecnologías ganarán.


Pero esto es más fácil decirlo que hacerlo. Las distorsiones generalizadas del mercado, los grandes intereses creados, tanto en el lado empresarial como en el laboral, y bloqueos masivos de infraestructura hacen que la solución ordenada del economista sea casi imposible. Más del 90% de la capacidad global de energía a base de carbón está aislada de la competencia del mercado mediante contratos que a menudo se extienden a 20 años o más en el futuro. Tal apoyo arraigado a tecnologías sucias y obsoletas como el carbón, incluso cuando existen alternativas más baratas, más limpias y mejores disponibles, muestra que se debe hacer más.


Lo que complica aún más las cosas es la urgencia y la magnitud del desafío. La energía juega un papel muy importante en nuestras vidas, y lograr la neutralidad de carbono requerirá una transformación integral de la economía y la sociedad. Dadas las circunstancias, aprovechar el poder del erario público es más que apropiado, especialmente teniendo en cuenta lo atrasados ​​que estamos en la transición hacia la energía limpia. Pero los formuladores de políticas con fondos públicos limitados aún deben tomar decisiones difíciles sobre las tecnologías correctas.


Una carrera temprana importante para observar es la que se da entre los combustibles líquidos más ecológicos y las opciones totalmente eléctricas. Cada uno tiene sus ventajas, pero existen preguntas difíciles sobre qué constituye una ventaja y para quién.


Los combustibles líquidos podrían ser más fáciles de intercambiar utilizando la infraestructura existente de tuberías, hornos y motores de combustión interna. Pero la física favorece la electrificación en la gran mayoría de los casos, especialmente en edificios y transporte, que juntos constituyen alrededor del 40% de las emisiones totales. Ir totalmente eléctrico con bombas de calor y motores de vehículos eléctricos es claramente la mejor solución a largo plazo. Es alrededor de cinco veces más eficiente calentar y enfriar la casa directamente con electricidad que usar esa electricidad para producir un combustible líquido; y los vehículos eléctricos pueden llegar cinco veces más lejos que los vehículos que funcionan con combustibles líquidos verdes, llamados combustibles electrónicos o electrocombustibles.

Aún así, los combustibles electrónicos podrían seguir siendo una opción prometedora para la industria, que representa alrededor de una cuarta parte de las emisiones totales. Los procesos de fabricación actuales a menudo requieren combustión para crear altas temperaturas. El hidrógeno se quema a más de 2000°C, lo que lo hace potencialmente adecuado para la producción de cemento, vidrio o acero. Aquellos que diseñan las principales tecnologías de acero con bajo contenido de carbono buscan hidrógeno como el combustible de elección para reemplazar el carbón.


Pero también puede haber otras soluciones en el horizonte, debido a la competencia para reinventar procesos industriales establecidos desde hace mucho tiempo. La startup Chement ha encontrado una forma de producir cemento a temperatura ambiente, y Electra está utilizando un proceso que produce acero a 60°C. Es cierto que queda por ver si alguna de las compañías revolucionará su industria. Y sus primeros éxitos no significan necesariamente que los combustibles líquidos verdes no sean o no deban ser parte de la solución.


También existe el peligro del riesgo moral verde, por el cual la mera promesa de una simple solución tecnológica debilita el incentivo para buscar una transformación más integral y, en última instancia, superior. Una cosa es confiar en combustibles electrónicos costosos para procesos industriales raros y difíciles de reducir y otra cosa es usarlos para calentar hogares y alimentar los viajes diarios cuando hay alternativas tecnológica y económicamente preferibles disponibles. Los formuladores de políticas deberán determinar qué tecnologías impulsar y cuáles descartar.


Pero, qué tan rápido se está cambiando el mundo a las energías renovables?

La transición a la energía limpia ahora se acerca a toda velocidad con 87 países que extraen al menos el 5% de su electricidad de la energía eólica y solar. Estados Unidos alcanzó el 5% en 2011 y superó el 20% de electricidad renovable el año pasado. Si el país sigue la tendencia establecida por otros a la vanguardia, la energía eólica y solar representarán la mitad de la capacidad de generación de energía de Estados Unidos dentro de 10 años.


Con todas las buenas tecnologías, llega un momento en que comprar la tecnología anterior ya no tiene sentido. Pensemos en los teléfonos inteligentes del siglo 21, los televisores a color en la década de 1970 o incluso los primeros automóviles de la época de Henry Ford.


Las tecnologías exitosas siguen una curva de adopción donde las ventas se mueven a paso de tortuga en la fase de adopción temprana, luego sorprendentemente rápido una vez que las cosas se generalizan.


El cinco por ciento no es un punto de inflexión universal. Algunas tecnologías cambian antes, otras más tarde, pero la idea básica es la misma: una vez que se han realizado las duras inversiones en fabricación y las preferencias de los consumidores comienzan a cambiar, la primera ola de adopción establece las condiciones para crecer mucho más. Al examinar primero los países que alcanzan cada punto de inflexión, comenzamos a tener una idea de qué esperar de los siguientes.


Las energías renovables intermitentes tienden a funcionar mejor en combinación, por lo que cuando se pone el sol en España, la energía eólica de Dinamarca podría compensar parte de la brecha. Pero incluso por sí solos, los tipos específicos de energía renovable muestran distintas curvas de adopción. El despliegue de enormes turbinas eólicas puede ser difícil, por lo que la adopción es más gradual. Las celdas solares, por otro lado, pueden aparecer en casi cualquier lugar una vez que sean asequibles, por lo que el crecimiento después del punto de inflexión puede ser más explosivo.


Un fenómeno que sustenta los puntos de inflexión se conoce como la curva de experiencia. La energía eólica y solar son tecnologías, no combustibles, por lo que cuantos más paneles y turbinas se implementen, mejor seremos en su fabricación. Cada vez que se duplica el suministro global de energía solar, el costo de agregar más instalaciones disminuye casi un 30%.


A medida que más países se inclinaron hacia la adopción masiva, la energía eólica y solar se convirtieron en las fuentes más baratas de nueva capacidad de electricidad en todo el mundo y el costo disminuyó tanto que ya no es el mayor obstáculo para la expansión. Ahora se trata de permitir, interconectar y planificar centralmente las redes.


El desafío más difícil en la limpieza de la red es proporcionar fuentes de energía flexibles que puedan aumentar o disminuir según sea necesario. Hoy en día, la generación más flexible la proporciona el gas natural y el carbón. Solo en los últimos años los precios de las baterías cayeron lo suficiente como para competir. Desde el oeste de Texas hasta el sur de Australia, los operadores de la red los han estado implementando velozmente.


Alcanzar los objetivos de cero neto requiere tanto limpiar la red eléctrica como expandir lo que se conecta a ella. Uno de los mayores desafíos es reemplazar las calderas de combustibles fósiles para calefacción. La producción de calor para mantener el calor, fabricar o cultivar en invernaderos es responsable de aproximadamente la mitad del consumo final de energía del mundo, y la demanda es mayor durante los meses de invierno, cuando la energía solar es más débil.


La solución es la bomba de calor eléctrica. Estos dispositivos no son nuevos, pero se han vuelto más baratos e incluso más eficientes en los últimos años. Pueden reducir el consumo de energía de calefacción y refrigeración hasta en un 70%. Las bombas de calor también se utilizan para calentadores de agua, lavadoras e incluso automóviles eléctricos más eficientes. Lo único que los frena es su costo inicial más alto, que muchos gobiernos en la actualidad están subsidiando.


Las bombas de calor ya han reemplazado alrededor del 20% de las calderas en Europa, ahorrando a los consumidores más de 100 mil millones de dólares al año, La crisis energética provocada por la invasión rusa de Ucrania los ha hecho aún más atractivos, y los instaladores no pueden satisfacer la demanda. Nadie en Europa quiere gas en sus casas ahora. El crecimiento está limitado únicamente por la capacidad de instalación y la disponibilidad de bombas de calor.


El transporte es responsable de una cuarta parte del consumo mundial de energía. Al igual que con las bombas de calor, el ahorro de combustible de los vehículos eléctricos a menudo hace que el costo total de propiedad sea menor que el de sus alternativas de combustibles fósiles, incluso cuando los precios iniciales son más altos.


Estados Unidos es el último país en superar lo que se ha convertido en un punto de inflexión crítico para los vehículos eléctricos: el 5 % de las ventas de automóviles nuevos funcionan solo con baterías. De seguir con la tendencia establecida por 18 países que lo precedieron, una cuarta parte de las ventas de autos nuevos podrían ser eléctricos a fines de 2025.


Es razonable esperar un punto de inflexión similar para los vehículos eléctricos en todo el mundo, ya que la mayoría de los impedimentos son universales: no hay suficientes cargadores, precios caros y falta de conciencia del consumidor. El umbral del 5% es donde estos obstáculos ceden.


La curva de adopción de Corea del Sur que comienza en 2021 termina pareciéndose mucho a la de China en 2018. Ambos se parecen a Noruega después de que tocó el 5% por primera vez en 2013. Los siguientes en cruzar ese umbral: Canadá, Australia y España.


Los datos muestran una dinámica de punto de inflexión para la adopción de vehículos eléctricos e híbridos combinados, así como vehículos de dos ruedas como las motocicletas- Los fabricantes de automóviles también tienen puntos de inflexión, un umbral más allá del cual se acelera su producción de vehículos eléctricos. Esto tiene sentido cuando se considera el tiempo y el costo: las fábricas deben actualizarse y las cadenas de suministro deben reconfigurarse. En Europa, por ejemplo, una vez que el 10% de las ventas trimestrales de un fabricante de automóviles se vuelven eléctricas, la participación de los vehículos eléctricos se triplica en menos de dos años.

La forma en que producimos y usamos la electricidad está experimentando una serie de transformaciones simultáneas que finalmente determinarán la escala del cambio climático.
Estas diversas tecnologías forman colectivamente su propio tipo de punto de inflexión en la etapa inicial para construir un sistema de energía seguro para el clima.
La fecha en la que el mundo cruzará con éxito ese umbral es la pregunta más importante que queda.




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