Energía y Medio Ambiente: Transiciones Energéticas
+ Energías renovables: situación actual y perspectivas (Parte 1)
Medio Ambiente y Energía
El alcance global del creciente uso de la energía es causa para examinar las ramificaciones del consumo de recursos y sus efectos en el mundo en que vivimos. El cambio climático es la cuestión medioambiental relacionada con la energía dominante del siglo XXI.
Este texto examina varios temas críticos de importancia mundial asociados a nuestro creciente uso del consumo de recursos y su impacto en nuestro medio ambiente, incluyendo la producción de energía y sus consecuencias medioambientales.
En este nuevo estudio sobre el uso de la energía y el cambio climático global, se proporciona información actualizada sobre cuestiones fundamentales que rodean el estudio de la energía a través de la exploración de conceptos básicos, aplicaciones de recursos y problemas de interés actual.
▷ El humo de Londres: Energía y medio ambiente en la ciudad moderna temprana
En el contexto de la historia británica moderna temprana, la cuestión histórica del humo de Londres descubre los orígenes de la contaminación atmosférica urbana, dos siglos antes de la revolución industrial. Hacia 1600, Londres era una ciudad alimentada por combustibles fósiles, su carbón con alto contenido en azufre era una necesidad básica para los pobres y una fuente de energía barata para su creciente sector manufacturero. El humo resultante se consideró feo y peligroso a lo largo de los siglos XVII y XVIII, lo que dio lugar a impugnaciones en los tribunales, supresiones por parte de la corona, intentos de los médicos de comprender la naturaleza del buen aire, una creciente sub-urbanización y representaciones cambiantes de la vida urbana en la poesía y en el escenario londinense. En cierto ambiente de degradación, la historia del humo de Londres se incorpora a las preocupaciones medioambientales premodernas incluso al explicar sus límites y fracasos. En última instancia, los londinenses aprendieron a vivir con su aire sucio, una acomodación que replantea el proceso moderno de urbanización y contaminación industrial, tanto en Gran Bretaña como fuera de ella.
La transformación de los sistemas de producción, transporte y distribución de energía hacia modos de organización y funcionamiento más sostenibles es uno de los principales cambios estructurales de los primeros años de este siglo. Como catalizador de esta dinámica, el concepto de «transición energética» está suscitando un gran debate sobre sus múltiples significados y desafía cada vez más al mundo de la investigación. Cambiar nuestro sistema energético de forma más o menos gradual requiere innovaciones tecnológicas, territoriales y sociales para aprovechar mejor las energías renovables, mejorar (y a menudo reducir) el consumo energético y, sobre todo, reducir la contaminación local. A pesar de los mandatos de los organismos internacionales (agencias de la ONU, ONG medioambientales, Comisión Europea, etc.), que transmiten mensajes relativamente convergentes, hay que decir que se está desplegando una gran variedad de prácticas. Esta notable convergencia del discurso mundial sobre la necesidad de una transición energética apenas oculta las controversias y los conflictos que implica su aplicación a escala local.
▷ Pilares de la transición energética
La estrategia de transición energética de Francia se basa en tres pilares: mejorar la eficacia energética de los edificios, reducir el consumo de energía mediante la sobriedad y producir energía renovable y sostenible.
En este texto, y otros de la plataforma digital, se analiza estas divergencias y examina la dinámica del cambio en las prácticas de producción de energía, presentando estudios de casos de diversos contextos sociopolíticos, económicos, culturales y técnicos, e ilustrando una serie de procesos de transición energética (comercio del carbono, desarrollo de la energía eólica, grandes presas y estrategias energéticas regionales).
Originada en Alemania y Austria en los años 80, la transición energética se refiere al paso de un sistema basado en energías de stock muy centralizadas (petróleo, carbón, gas, uranio) en manos de grandes operadores a un sistema basado en energías de flujo descentralizadas (eólica, solar, biomasa, etc.) con un gran número de productores, al que se añaden acciones en materia de sobriedad y eficacia energética así como medidas de lucha contra las desigualdades y la vulnerabilidad en el ámbito energético.
Se trata, pues, de pasar de una política determinada por la demanda a otra determinada por la oferta energética. Este cambio implica cuatro grupos de recursos: investigación y desarrollo para aumentar la eficiencia o desarrollar nuevas fuentes o formas de energía, medidas reguladoras e incentivadoras (legislación y fiscalidad adecuadas), una nueva forma de gobernanza (en la que el interés colectivo prevalezca sobre los intereses individuales y en la que las decisiones se tomen más a través de la consulta entre las partes interesadas que a través de decisiones unilaterales de arriba abajo) y una mejor información y formación, tanto para los responsables de la toma de decisiones como para el público en general, lo que otorga a la educación un papel especial. Véase también: transición energética.
Aspectos que incluye son los siguientes:
Eficiencia energética y uso racional de la energía
Movilidad eléctrica e hidrógeno
Energía solar fotovoltaica
Integración de las energías renovables en la red y gestión de la intermitencia (almacenamiento; conversión)
Redes de calefacción
Energía procedente de residuos.
Energía y Medio Ambiente
Para reducir su dependencia del petróleo, algunos países se embarcaron muy pronto en políticas deliberadas de sustitución parcial. Es el caso, en particular, de Francia, que emprendió un vasto programa nuclear a raíz de la primera crisis del petróleo. Así pues, la cuestión energética parece estar fuertemente influenciada por factores económicos y financieros, además de geológicos, tecnológicos y geopolíticos. En los últimos años, las cuestiones medioambientales han adquirido una gran importancia en la opinión pública de los países desarrollados, ya que la combustión de combustibles fósiles (petróleo, carbón, gas) genera emisiones de gases de efecto invernadero, que son a su vez la causa del actual calentamiento global. El expediente se estructura en torno a una serie de elementos clave: recursos desigualmente repartidos por el planeta; multitud de tecnologías en competencia; actores -países exportadores de energía, grandes empresas, países importadores- con intereses a menudo contrapuestos; y, cada vez más, preocupaciones medioambientales globales. Una vez abordados estos distintos elementos, intentaremos hacer una previsión energética para el siglo XXI.
Mi equipo y yo hemos escrito este artículo lo mejor que hemos podido, teniendo cuidado en dejar contenido que ya hemos tratado en otros artículos de esta revista. Si crees que hay algo esencial que no hemos cubierto, por favor, dilo. Te estaré, personalmente, agradecido. Si crees que merecemos que compartas este artículo, nos haces un gran favor; puedes hacerlo aquí:
Los avances tecnológicos en el sector del transporte por carretera han sido muy rápidos, pero desde la crisis del petróleo de 1986 se han utilizado más para aumentar la masa y la potencia de los vehículos que para reducir el consumo unitario. Sin embargo, los retos medioambientales que plantea el efecto invernadero han llevado a los fabricantes de automóviles europeos a comprometerse a una fuerte reducción del consumo medio de combustible de los vehículos nuevos. Las transferencias de la carretera o el avión al ferrocarril, que han supuesto ahorros significativos, se han logrado en el caso de los pasajeros (trenes europeos de alta velocidad), pero aún no han llegado al transporte de mercancías, donde la cuota de mercado de la carretera está incluso aumentando ligeramente.
Perspectivas
A la luz de los análisis anteriores, podemos esbozar una serie de acciones que deberían emprenderse a escala mundial a lo largo de este siglo.
Debemos tener más en cuenta las «externalidades» negativas. Sin duda, hemos subestimado la magnitud de los costes sociales asociados a nuestro consumo de energía. Cada día descubrimos más sobre el coste real de la contaminación local y global. Es importante identificar estos costes y, una vez más, actuar para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El clima es un bien público compartido que debe gestionarse cuidadosamente de forma colectiva.
"Al fin y al cabo, ninguna cantidad de inversión, ninguna cantidad de electrones limpios, ninguna cantidad de eficiencia energética salvará al mundo natural si no le prestamos atención - si no prestamos atención a todas las cosas que la naturaleza nos da gratis: aire limpio, agua limpia, vistas impresionantes, montañas para esquiar, ríos para pescar, océanos para navegar, puestas de sol para los poetas y paisajes para los pintores. ¿De qué sirve tener luces eólicas para iluminar la noche si no se puede ver nada verde durante el día? Que no podamos vender acciones de la naturaleza no significa que no tenga valor".
- Thomas L. Friedman (Hot, Flat, and Crowded: Why We Need a Green Revolution - and How It Can Renew America)
Ante las numerosas incertidumbres del futuro, es importante y razonable aumentar la eficiencia de los sistemas energéticos. Sin un esfuerzo excesivo y sin comprometer nuestro nivel de confort, se estima que el potencial de aumento de la eficiencia es del orden del 20%. En un contexto general en el que la energía podría encarecerse, se trata de una prioridad.
Diversificar la combinación energética es otra prioridad. Ninguna forma de energía puede pretender ser perfecta. Todas tienen ventajas y costes económicos, financieros y sociales. Aunque tengamos que pagar una prima, es esencial aumentar la parte de las energías renovables, que tienen su papel que desempeñar.
Esta es la opción elegida por la mayoría de los países, que se han fijado objetivos ambiciosos que han llevado a un aumento de la cuota de energías renovables de más del 60% entre 1998 y 2012. En 2013, la generación eólica representó más del 1% de la producción mundial de energía. 100% de la producción mundial de energía.
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A nivel mundial, es importante recordar que dos mil millones de personas no tienen acceso a fuentes modernas de energía, electricidad y productos derivados del petróleo. Sin energía, no puede haber desarrollo económico. El gran reto del siglo XXI es conciliar la satisfacción de nuestras necesidades energéticas con la protección del medio ambiente y el desarrollo económico en las zonas de extrema pobreza.
Todas estas prioridades exigen una acción a escala nacional, pero también una acción concertada a escala mundial orquestada sobre una base multilateral. La gestión del clima, la protección del medio ambiente, el desarrollo económico y la «ética económica» van de la mano, y de ellos depende la supervivencia del planeta.
Energías Renovables y Medio Ambiente
Aunque el interés por las energías renovables comenzó tras la primera crisis del petróleo en 1973, desde la década de 1990 se utilizan como alternativa a los combustibles fósiles para proteger el medio ambiente y combatir el calentamiento global, que se debe en gran medida a las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de los diversos usos de los combustibles fósiles. También es un tipo de política energética basada en la independencia y la seguridad del suministro. El desarrollo de las energías renovables en ese contexto de transición inevitable requiere la aparición de tecnologías radicalmente diferentes de las utilizadas para explotar los combustibles fósiles, de ahí el elevado coste inicial que ha frenado durante mucho tiempo su desarrollo.
Se utilizan varios términos para designar las energías renovables, con referencia a una gran variedad de perímetros. No siempre son neutros y a menudo reflejan los intereses de los actores que los han introducido. Por ejemplo, la expresión «energías verdes» hace hincapié en el enfoque ecológico, mientras que «energías limpias» se opone a las energías consideradas «sucias» porque producen contaminación y residuos. La expresión «energías descarbonatadas» -que significa sin emisiones de dióxido de carbono (CO2) y, por tanto, implícitamente sin impacto en el cambio climático- permite adornar la energía nuclear con las principales virtudes de las energías renovables. También nos encontramos con la expresión «energías alternativas», que transmite la idea de cambio, «nuevas energías», que introduce una noción de modernidad, y «energías sostenibles», que subraya la convergencia de estas formas de energía con el desarrollo sostenible y los criterios medioambientales, pero también económicos y sociales (incluido el empleo) que lo sustentan.
Objetivos y ambiciones de las energías renovables
Hasta los años 90, las políticas energéticas se basaban esencialmente en dos grandes prioridades: la seguridad del abastecimiento y la independencia energética. Desde entonces, las preocupaciones medioambientales vinculadas al aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera -en particular el dióxido de carbono emitido por la combustión de combustibles fósiles- han puesto en tela de juicio estas políticas. Esta evolución se ha visto reforzada por la aparición de límites a la disponibilidad de estos recursos. Las grandes fluctuaciones del precio del petróleo y la perspectiva de un encarecimiento a largo plazo de este recurso fósil -precio que, por otra parte, debería ir acompañado de impuestos sobre el carbono emitido a la atmósfera- juegan a favor del desarrollo de las energías renovables. Es importante señalar que el coste de las energías renovables es principalmente un coste de inversión. El coste de explotación de las mismas, que no implica la compra de combustible – salvo en el caso de la biomasa – es bajo y perfectamente previsible.
Los acuerdos alcanzados bajo los auspicios de las Naciones Unidas en las convenciones internacionales sobre el clima (la Convención de Río en 1992, el Protocolo de Kyōto en 1997, el Acuerdo de París en 2015, etc.) han fijado objetivos globales: reducir a la mitad las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo para 2050 en comparación con los niveles de 1990, y mantener la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera por debajo de 400 ppm (partes por millón), es decir, menos del 0,04%. Para los países industrializados, que históricamente han sido responsables del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, esta reducción a la mitad supondría cuadruplicar sus emisiones con respecto a 1990, para permitir a los países menos desarrollados continuar su desarrollo.
El acuerdo de París sobre el clima, adoptado en la COP 21 (21ª Convención de las Partes) celebrada en 2015, modifica y refuerza el objetivo inicial expresándolo de la siguiente manera: contener «el aumento de la temperatura media mundial muy por debajo de 2 0Cpor encima de los niveles preindustriales» y, si es posible, aspirar a continuar «las medidas adoptadas para limitar el aumento de las temperaturas a 1,5 0Cpor encima de los niveles preindustriales». Estas reducciones de las emisiones requieren una política paralela de reducción del consumo de energía -promoviendo el aislamiento de los edificios, por ejemplo- y de sustitución energética -reemplazando los motores de combustión por la tracción eléctrica en los transportes, por ejemplo- y, por último, el desarrollo de fuentes de energía que emitan poco o ningún CO2 (en particular, las energías renovables).
En cuanto al desarrollo de las energías renovables, se han fijado objetivos a nivel europeo que se aplican en cada Estado miembro. El objetivo fijado en 2008 era que el 20% del consumo energético europeo procediera de fuentes renovables en 2020 (el 23% en el caso de Francia). En 2014 se especificaron los objetivos europeos para 2030: reducir las emisiones de gases de efecto invernadero al menos un 40% para 2020. Éstos incluyen la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en al menos un 40% con respecto a los niveles de 1990 y el aumento de la cuota de energías renovables hasta al menos el 27%. Una revisión de 2017 fijó una mejora de al menos el 30% de la eficiencia energética, cuyo indicador es la intensidad energética, definida como la relación entre el consumo de energía de un país en toneladas equivalentes de petróleo (tep) y su producto interior bruto (PIB). En Francia, la intensidad energética fue de 0,115 tep por cada mil dólares de PIB en 2016.
Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2024 o antes, y el futuro de esta cuestión):
Las ambiciones de desarrollo de la hidroelectricidad son limitadas porque los emplazamientos disponibles en las montañas están prácticamente todos explotados, y las pequeñas instalaciones son más bien reducidas debido a la reglamentación medioambiental sobre la preservación de los peces de río y el desarrollo de reservas de pesca. Además, no se han identificado otros emplazamientos que puedan albergar centrales mareomotrices. El objetivo será, por tanto, mejorar la productividad de las instalaciones existentes.
Digital y energía
No podemos hablar de transición energética sin vincularla a la transición digital y a la «digitalización» de la sociedad (el papel creciente de las tecnologías digitales en la vida profesional y personal). Todos estos dispositivos (ordenadores, periféricos, infraestructuras de comunicación, centros de datos, etc.) son artículos cuyo consumo no deja de aumentar, pero también son sectores en los que las empresas jóvenes (lo que no impide que sean multinacionales) son a veces sensibles a su huella ecológica y, tal vez, conscientes de que una cierta virtud medioambiental puede compensar una imagen ética a menudo cuestionable. Así pues, hay que reconocer a algunas de estas empresas sus esfuerzos por «descarbonizar» en la medida de lo posible su consumo de energía, en particular invirtiendo en la producción de electricidad renovable.
Aunque las tecnologías digitales pueden plantear problemas en términos de consumo energético, también ofrecen soluciones para reducirlo y son vectores de innovación en los ámbitos de la gestión, la producción y la distribución de energía, así como en la adaptación de la oferta a la demanda y de la demanda a la oferta. Por ejemplo, las previsiones meteorológicas nos permiten saber con varias horas de antelación qué recursos renovables estarán disponibles, por lo que podemos posponer o adaptar el uso de la energía en consecuencia. La tecnología digital también tiene un papel que desempeñar en la información y la formación, pero también en el aumento de la capacidad de productores y consumidores para elegir en un entorno complejo (apoyo a las decisiones) y para apoyar los cambios de comportamiento asociados. Cabe señalar que las elecciones basadas en una separación entre los intereses del consumidor y los del productor ya no son adecuadas, puesto que un mismo actor puede ser a la vez productor y consumidor. A este consumidor activo se le suele denominar «consumacteur» o «proconsumidor» (un cruce entre productor y consumidor).
Energías renovables y cobertura de necesidades
¿Es posible diseñar recursos energéticos renovables que cubran todas las necesidades? Se trata de una cuestión muy debatida. No es teóricamente imposible, incluso con diez o doce mil millones de personas viviendo en el planeta. Digamos que es una cuestión de tiempo… Sin embargo, no se trata sólo de encontrar soluciones técnicas; los aspectos económicos y sociopolíticos también pesan mucho. Las tecnologías utilizadas o desarrolladas para producir energía a partir de fuentes renovables dependen también de la disponibilidad de recursos minerales (tierras raras para los imanes de los aerogeneradores, litio para las baterías, etc.) y energéticos (se necesita energía para transformar las materias primas utilizadas para fabricar los dispositivos técnicos).
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De hecho, la mayoría de los ejercicios de previsión coinciden en que las transiciones que conducirán a una revisión completa del panorama energético mundial tendrán lugar a lo largo del siglo XXI.
En Francia, el hito significativo con objetivos confirmados en la legislación es 2050. Se han fijado plazos intermedios a más corto plazo para poder seguir la evolución de la trayectoria energética. Dos estudios prospectivos realizados en 2013 y 2015 por la Agencia Francesa de Medio Ambiente y Gestión de la Energía (Ademe), aunque abiertos al debate, han proporcionado una imagen de cómo podría ser el futuro energético.
«A medida que avanza el siglo XXI, resulta cada vez más evidente que los grandes problemas de nuestro tiempo -la energía, el medio ambiente, el cambio climático, la seguridad alimentaria, la seguridad financiera- no pueden entenderse de forma aislada. Son problemas sistémicos, lo que significa que todos ellos están interconectados y son interdependientes. En última instancia, estos problemas deben verse como distintas facetas de una única crisis, que es en gran medida una crisis de percepción. Deriva del hecho de que la mayoría de las personas de nuestra sociedad moderna, y especialmente nuestras grandes instituciones sociales, suscriben los conceptos de una visión del mundo anticuada, una percepción de la realidad inadecuada para hacer frente a nuestro mundo superpoblado y globalmente interconectado.»
- Fritjof Capra ("La visión sistémica de la vida: una visión unificadora")
"¿Cree que el hombre puede destruir el planeta? Qué vanidad tan embriagadora. Permítame que le hable de nuestro planeta. La Tierra tiene cuatro mil millones y medio de años. Ha habido vida en ella durante casi ese tiempo, 3.800 millones de años. Primero las bacterias; después la primera vida multicelular, luego las primeras criaturas complejas en el mar, en la tierra. Luego, finalmente, las grandes eras de los animales, los anfibios, los dinosaurios, por fin los mamíferos, cada uno de ellos soportando millones y millones de años, grandes dinastías de criaturas surgiendo, floreciendo, muriendo... todo ello sobre un fondo de continuos y violentos trastornos. Cordilleras que se levantan, que se erosionan, impactos cometarios, erupciones volcánicas, océanos que suben y bajan, continentes enteros que se desplazan, un cambio interminable, constante y violento, que chocan, que se doblan para formar montañas a lo largo de millones de años. La Tierra ha sobrevivido a todo en su tiempo. Sin duda nos sobrevivirá a nosotros. Si todas las armas nucleares del mundo estallaran a la vez y murieran todas las plantas, todos los animales y la Tierra estuviera chisporroteando durante cien mil años, la vida sobreviviría, en algún lugar: bajo el suelo, congelada en el hielo del Ártico. Tarde o temprano, cuando el planeta dejara de ser inhóspito, la vida volvería a extenderse. El proceso evolutivo comenzaría de nuevo. La vida podría tardar unos miles de millones de años en recuperar su variedad actual. Por supuesto, sería muy diferente de lo que es ahora, pero la Tierra sobreviviría a nuestra locura, sólo que nosotros no. Si la capa de ozono se adelgaza, la radiación ultravioleta abrasa la tierra, ¿y qué? La radiación ultravioleta es buena para la vida. Es una energía poderosa. Promueve la mutación, el cambio. Muchas formas de vida prosperarán con más radiación ultravioleta. Muchas otras se extinguirán. ¿Cree que es la primera vez que ocurre? Piense en el oxígeno. Ahora es necesario para la vida, pero el oxígeno es en realidad un veneno metabólico, un cristal corrosivo, como el flúor. Cuando el oxígeno fue producido por primera vez como producto de desecho por ciertas células vegetales hace unos tres mil millones de años, creó una crisis para el resto de la vida en la Tierra. Esas plantas estaban contaminando el medio ambiente, exhalando un gas letal. La Tierra acabó teniendo una atmósfera incompatible con la vida. Sin embargo, la vida en la Tierra se cuidó a sí misma. En el pensamiento del ser humano cien años es mucho tiempo. Hace cien años no teníamos coches, aviones, ordenadores ni vacunas. Era un mundo totalmente diferente, pero para la tierra, cien años no es nada. Un millón de años no es nada. Este planeta vive y respira a una escala mucho mayor. No podemos imaginar sus ritmos lentos y poderosos, y no tenemos la humildad de intentarlo. Hemos sido residentes aquí durante un abrir y cerrar de ojos. Si nos vamos mañana, la tierra no nos echará de menos".
- Michael Crichton (Parque Jurásico / Congo)