La transición energética ¿es o se hace?

Por Juan Carlos Villalonga @calivillalonga

La respuesta a esta pregunta es de suma importancia, ya que nos determina cómo diseñar la política pública en materia energética. Más aún, comprender su naturaleza nos ayudará a sintonizar con las oportunidades de desarrollo que se nos abrirán en las próximas décadas, y también con las amenazas e incertidumbres que nos esperan.

Una dinámica diferente de todo lo anterior

Es frecuente que la conversación política y muchos análisis económicos y energéticos soslayen la naturaleza y la urgencia que caracterizan a la actual transición energética, entendiendo a ésta como el proceso a través del cual se producirá el declive de la actual economía basada en fuentes de energía fósil y el surgimiento de otra “descarbonizada”.

La subestimación de la urgencia en relación a la transición energética aparece incluso en ámbitos bien informados y, lo que es más preocupante, entre funcionarios y decisores claves en materia de política pública. Se trata, esencialmente, del olvido de las razones originales por las que el mundo se encuentra hoy inmerso en un proceso acelerado de cambio, con sus inevitables tensiones políticas, tecnológicas y comerciales.

Probablemente porque sea tranquilizador, es una tentación tratar a la actual transición energética como un proceso que ocurrirá de forma natural y gradual, como si sus tiempos debieran adaptarse a nuestros usuales modos de producción y consumo, a nuestras costumbres y a las expectativas que pusimos alguna vez sobre el futuro. Eso es un error y puede llevarnos a tomar malas decisiones. Lo que viene (o ya está sucediendo) será profundo, radical y vertiginoso.

Entonces, es útil destacar los rasgos distintivos del actual proceso de transición y sus previsibles impactos sociales y políticos, en contraste con lo ocurrido en otros momentos de la historia. Es decir, es oportuno comparar la transición actual con aquellas ocurridas en el pasado. Esto nos ayudará a dimensionar que, en todos los casos precedentes, estos procesos implicaron reordenamientos políticos, el ascenso y el declive de centros de poder, nuevos actores económicos emergentes y fuertes impactos en el desarrollo social en general.

Pero existen diferencias sustanciales entre la actual transición y sus precedentes. La primera de ellas es que la actual se dispara por la externalidad climática, una externalidad al mundo de la energía. Esto nos lleva a señalar otra diferencia sustantiva: las anteriores transiciones ocurrieron en tiempos relativamente prolongados, en un proceso de reemplazo paulatino de una fuente energética por las nuevas tecnologías. Ese ritmo siempre estuvo determinado por el grado de eficiencia provisto por la nueva oferta tecnológica y por sus efectos multiplicadores en el resto de la economía. Sin embargo, en la actual transición la velocidad está fuertemente determinada por la variable ambiental, por el objetivo climático que nos proponemos lograr.

La era de los combustibles fósiles

Tomemos como referencia lo ocurrido en el pasado con el carbón. Esto nos permitirá dimensionar el cambio radical y el proceso de transformaciones generado con la transición de la leña hacia el carbón fósil, ocurrido centralmente durante el siglo XIX.

Si bien algunos usos del carbón ya se conocían desde hacía mucho tiempo, es a partir del siglo XVII cuando este recurso comenzó a utilizarse más significativamente para cubrir diversas necesidades surgidas particularmente en Inglaterra, producto del crecimiento de ciudades como Londres, y por el progresivo agotamiento de los abundantes bosques de los que se extraía la madera.

Desde mediados del 1600 las propiedades energéticas del carbón fueron siendo conocidas y cada vez más utilizadas, no sólo como fuente de calor doméstico sino también para iluminación con lámparas de gas. Pero se demoraría casi un siglo más para que el carbón revelara todo su potencial.

Durante el siglo XVIII suceden dos saltos importantes en esta historia, la obtención del coque a partir del carbón y el desarrollo de la máquina de vapor, patentada en 1769. El coque, un producto en base a carbón con mayor poder calorífico, iniciaría el proceso de fundición del hierro y el comienzo de la siderurgia; la máquina de vapor iniciaría el abandono de la tracción a sangre. Son esencialmente estos dos desarrollos los que desencadenaron la llamada revolución industrial.

La revolución industrial tuvo al carbón como protagonista y éste modeló al mundo entero durante el siglo XIX: con él se disparó el desarrollo industrial y el surgimiento del ferrocarril. Esta transición acabó con siglos de desarrollo económico y social en base al trabajo manual y al uso de la tracción animal, sustituyéndolos por máquinas para la fabricación industrial y para el transporte tanto de mercaderías como pasajeros. La expansión del comercio fue posible gracias al desarrollo de las comunicaciones, básicamente, con la construcción de vías férreas. Significó el paso de una economía fundamentalmente agrícola a una economía industrial con la aparición de nuevos centros de poder, revoluciones políticas y un impacto notable en el crecimiento de la población y el rápido crecimiento de las ciudades. El mundo se transformó por completo.

Gráfico 1 – Composición porcentual de la matriz de energía primaria global

Texto alternativo

Luego del prolongado proceso de incorporación del carbón, que llevó más de dos siglos hasta desembocar con toda su fuerza transformadora en el siglo XIX, desde las propias entrañas de la revolución industrial surgieron nuevos desarrollos energéticos disruptivos: el petróleo, el gas y la electricidad. Este conjunto de nuevas fuentes y de modalidades de uso de la energía generó la llamada segunda revolución industrial, que impulsó una descomunal expansión de la economía global.

Esta nueva transición, de la mano de nuevas tecnologías, ampliaron los usos de la energía fósil y permitieron la existencia de artefactos que van desde el automóvil, los medios masivos de comunicación hasta las computadoras. Este dominio de los combustibles fósiles determinó el desarrollo durante el siglo XX hasta nuestros días.

Cada nuevo desarrollo tecnológico fue haciéndose su lugar, dependiendo de su eficiencia, sus costos y la capacidad para estar disponible, desde modernas turbinas de gas, usinas hidroeléctricas, plantas atómicas o fuentes como el sol y el viento.

En este devenir, las nuevas tecnologías energéticas, sean fósiles o no, se fueron imponiendo o fueron dejadas de lado en la medida que se sustituían por otras más flexibles, más económicas o más eficientes. Dentro de esta dinámica, el dominio fósil ha sido y sigue siendo determinante para la sociedad industrial tal como la hemos conocido hasta hoy. Los fósiles representan en la actualidad el 78% (1) de la energía que consume el planeta entero; la flexibilidad de estos recursos y sus derivados para ser transportados, almacenados y destinados a los más variados usos los hicieron imbatibles.

Pero esta historia, que abarca los últimos cinco siglos ha llegado a su fin. Y ello ocurre no porque hayamos descubierto nuevas fuentes de energía, ni porque surgieron repentinamente nuevas tecnologías o porque se nos hayan agotado los recursos fósiles. Ha surgido una externalidad ambiental al mundo de la energía (y a la economía): el cambio climático.

El límite atmosférico

Hemos chocado contra uno de los límites naturales que nos impone un planeta que es finito. Hemos alcanzado ese límite cuando comenzamos a alterar severamente el delicado equilibrio en la composición de la atmósfera. El aumento en la concentración de dióxido de carbono (CO2) atmosférico, debido fundamentalmente a la quema del carbón, petróleo y gas, está disparando la suba de la temperatura global lo que transformará drásticamente el clima a escala planetaria.

Debemos limitar la suba de la temperatura global para evitar las consecuencias que implicará una alteración generalizada y severa de los ecosistemas. Al modificarse el clima global, ponemos en serio riesgo la estabilidad de los ambientes naturales que sustentan nuestras sociedades proveyéndonos de alimentos, agua y demás recursos esenciales.

La perturbación del equilibrio en la composición de la atmósfera es el límite del reinado de los combustibles fósiles. Debemos cerrar la era fósil de manera perentoria a pesar de que aún tenemos enormes reservas disponibles bajo tierra. Esta restricción ambiental nos coloca en la necesidad de diseñar una transición que nos permita su abandono acelerado.

Acabar con nuestra dependencia de los combustibles fósiles será el mayor y más complejo proyecto técnico y social jamás intentado por el ser humano. Si no lo logramos desarrollar a tiempo, es muy probable que sea el fin de la civilización industrial, dado que los impactos del cambio climático modificarán radicalmente el mundo natural, social y político. Para que tengamos una transición exitosa, será necesario destinar enormes inversiones, promover la innovación y focalizar el esfuerzo tecnológico, al mismo tiempo que la sociedad también deberá adaptarse a un nuevo contexto y adecuar sus instituciones.

Hasta ahora, nunca habíamos pisado tan cerca del abismo. El reconocimiento de la necesidad de estabilizar las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero (GEI) a un nivel que “impida interferencias peligrosas” en el sistema climático fue la base por la que se adoptó la Convención del Clima en 1992.

Desde inicios de los ’90, la comunidad internacional y la ciencia han señalado que el abandono progresivo de los combustibles fósiles era una transición necesaria e inminente. Ahora, la pregunta que no tenía una respuesta clara era ¿qué tan rápida debe ser esa transición? La Convención ensayaba una idea genérica de que el nivel al cual debía estabilizarse la concentración de los GEI en la atmósfera “debería lograrse en un plazo suficiente para permitir que los ecosistemas se adapten naturalmente al cambio climático, asegurar que la producción de alimentos no se vea amenazada y permitir que el desarrollo económico prosiga de manera sostenible”.

En base a lo anterior, la convención nos indica que hay un límite máximo para la concentración de GEI, y que la velocidad a la que se llegue a ese tope debería ser lo más lento posible, es decir, hay que comenzar a aplicar un freno a las emisiones lo antes posible. Sin embargo, en las últimas décadas de negociaciones climáticas, es bastante poco lo que se logró en este terreno. La concentración de CO2 en la atmósfera no ha parado de crecer a un ritmo vertiginoso.

Grafico 2 – Aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera

En mayo 2023 la concentración de CO2 llego a 424 ppm. La temperatura promedio de la superficie de la Tierra en 2022 empató con 2015 como la quinta más cálida registrada. Continuando con la tendencia del calentamiento a largo plazo del planeta, las temperaturas globales en 2022 estuvieron 0,89 grados centígrados por encima del promedio para el período de referencia de la NASA (1951-1980) acorde al Instituto Goddard de Investigaciones Espaciales (GISS) de la NASA.

Los primeros esfuerzos por reducir las emisiones globales fueron, básicamente, una tentativa de instalar una tendencia en la dirección correcta. Tal es el caso del Protocolo de Kioto (1997). Pero recién en 2015, con el Acuerdo de París, se formula un objetivo climático preciso, y es recién entonces cuando la transición comenzó a tener un plazo definido.

Desde el mismo momento que como comunidad global hemos puesto como límite para el aumento de la temperatura global en 2°C (2) ese límite nos determina la cuota de emisiones que tenemos disponible (“Carbon Budget”). El carbon budget refiere a la cantidad máxima de emisiones globales netas acumuladas de CO2 antropogénico que permitirían limitar el calentamiento global a un nivel dado con una probabilidad determinada. El IPCC estimó que el budget de carbono restante desde principios de 2020 para limitar el calentamiento a un máximo de 1,5 °C es de aproximadamente 400 GtCO2 y de 1.150 GtCO2 para 2 °C (en ambos casos con una probabilidad del 67%)(3). Si se compara con los niveles actuales de emisiones globales anuales, resulta que el carbon budget restante para 1,5°C se agotará hacia finales de esta década, a menos que se logre reducir rápida y drásticamente las emisiones.

En definitiva, el carbon budget nos determina las emisiones disponibles y, por ende, nos otorga un breve margen de tiempo en el que haremos uso de las mismas; en ese breve lapso debemos hacer emerger la nueva economía global post era fósil.

Cuando tenemos en cuenta estas cifras se hace evidente la equivocación en la que se incurre cuando se nos habla de una transición soslayando sus plazos, sin colocar metas temporales y evitando toda referencia a la estrecha ventana de tiempo de la que disponemos. Quienes nos hablan de ese modo, piensan que esta transición tendrá, como las anteriores, todo el tiempo necesario que demanden las tecnologías para su maduración y los sistemas productivos para su adecuación. No es así. Es una trampa pensar de ese modo.

El desafío de salir del “business as usual”

Ahora, entendiendo que esta transición exige tiempos perentorios, se hace entonces crucial que la política climática y sus instituciones tengan la suficiente fortaleza para traccionar el proceso por el cual la economía global se encamine a la descarbonización.

Esa política climática debe ser lo suficientemente poderosa como para que la evolución de las emisiones o el consumo de combustibles fósiles comiencen a alejarse del camino o trayectoria que usualmente se denomina como business as usual (BAU). El escenario   BAU representa el desarrollo y evolución de las tecnologías y la economía acorde a las tendencias vigentes. El mismo lleva asociado una trayectoria de emisiones de CO2 que difiere notablemente de aquellas que nos llevarían a cumplir la meta de los 2°C, mucho menos aún la de 1,5°C. El escenario tendencial o BAU se verá modificado si se cumplen con las políticas puestas en marcha en los últimos años, y cuyas tendencias futuras se manifiestan en las curvas de emisión que representan los compromisos llamados NDC (Nationally Determined Contribution). Aún así, estamos lejos de cumplir con los objetivos climáticos asumidos. Es bastante obvio que no nos alcanza la actual velocidad en la renovación tecnológica y las mejoras en la eficiencia en general.

Gráfico 3 – Trayectorias de emisiones de GEI

Fuente: 2022 NDC Synthesis Report (UNFCCC). El gráfico sintetiza los planes de acción climática comunicados en las Contribuciones Determinadas a Nivel Nacional (NDC, por sus siglas en inglés) de los países. El informe indica que, si bien existiría una tendencia a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero a lo largo del tiempo, los países deben redoblar urgentemente sus esfuerzos climáticos si quieren evitar que el aumento de la temperatura global supere el objetivo del Acuerdo de París de situarse muy por debajo de los 2 ºC -lo ideal sería 1,5 ºC- a finales de siglo.

Si bien hoy los escenarios BAU ya incorporan una progresiva descarbonización a lo largo del tiempo, ese escenario nos conduciría a una suba de la temperatura hacia el final del siglo que superaría los 3°C. De allí que los gobiernos deben trazar metas y políticas más ambiciosas que nos desvíen de la actual tendencia, que fuercen a los mercados a evolucionar más rápidamente y estimulen el despliegue de las tecnologías de la transición.

El desafío de la eficiencia, otra dimensión en juego

En el ámbito de la energía es donde se deberá acelerar prioritariamente la descarbonización, ya que, en el resto de los sectores, como ser la agricultura o en la industria, será un proceso más lento, ya que existen menos alternativas de mitigación de emisiones disponibles a corto plazo. Es por esta razón por la que muy probablemente haya que poner a punto también los procesos y tecnologías de captura y almacenamiento de carbono. Estas tecnologías son costosas. Se trata de capturar CO2 de la atmósfera, con el consiguiente gasto energético, y luego almacenar ese gas de manera permanente en algún sitio (reservorios subterráneos como pueden ser pozos petroleros ya en desuso).

Si se observan los escenarios analizados por el Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) y sus emisiones asociadas, podemos ver que para aquellos en los que la temperatura se mantiene por debajo de los 2°C o 1,5°C, las emisiones de CO2 deben tener un balance negativo a partir de algún momento de la segunda mitad de este siglo.

Gráfico 4 – Emisiones netas de CO2

Summary for Policymakers IPCC AR6 SYR (Marzo 2023). Emisiones de CO2 a lo largo de este siglo, en celeste trayectoria compatible con 1,5°C y en verde trayectoria compatible con los 2°C. Las emisiones de CO2, básicamente originadas por la quema de fósiles, son las que rápidamente deben alcanza la neutralidad y luego comenzar a tener valores negativos (más absorciones que emisiones). De este modo se pueden compensar las emisiones de otros GEI tales como el metano o el oxido nitroso que está más asociados a la producción de alimentos y son más difíciles de reducir.

Debemos ingresar a una transición aún sin conocer todas las respuestas. No sabemos cuál será la combinación adecuada de estrategias de absorción asociadas a reforzar procesos naturales, como la reforestación y las alternativas tecnológicas. Estas últimas se encuentran aún en procesos de maduración. Sin duda, esto añade un reto tecnológico de proporciones y un “gasto” energético extra que deberemos asumir.

Esperar a tener todas las certezas no es una opción; como nunca antes debemos apostar a la capacidad humana para innovar y resolver desafíos. Hay signos muy alentadores, como es el caso de la evolución tecnológica y reducción de costos de la generación de electricidad en base a la energía solar y eólica, lo que nos muestra que las políticas de impulso y promoción han dado un resultado extraordinario. Síntomas alentadores similares ocurren en otras tecnologías, como es el caso de los sistemas de almacenamiento.

La reducción de costos es crucial, ya que en la medida que las tecnologías evolucionen favorablemente, esto nos permitirá pensar en una transición que nos demandará un menor costo económico. Este aspecto es muy importante, ya que debemos ser conscientes que acelerar la transición nos demandará de un esfuerzo económico innegable: cerrar una enorme infraestructura industrial basada en combustibles fósiles que se encuentra aún operativa por otra completamente nueva basada en tecnologías que, en muchos casos, aún no alcanzaron ser competitivas en relación a las tecnologías que deben desplazar.

Como ya señalamos anteriormente, las consecuencias políticas y económicas de esta transición acelerada genera dudas y una buena dosis de vértigo. Esta es la razón central por la cual existe una tendencia en los sectores de la política y la economía a limitarse a intentar mantener, en la medida de lo posible, nuestro sistema industrial actual, el status quo, a pesar de que es intrínsecamente insostenible y está generando una crisis climática descontrolada.

Existen también interrogantes en cuanto al grado de eficiencia del sistema energético al que nos encaminamos. Este también es un aspecto determinante del tipo de sociedad y modelo productivo que será capaz de sostener el nuevo sistema energético. Este debate sobre la eficiencia de la descarbonización es bastante visible en las discusiones en torno al hidrógeno.

En líneas generales, se sabe que la obtención del hidrógeno es un proceso altamente demandante de energía, y lo mismo sucede con el proceso de almacenamiento y transporte. En cada etapa de producción, distribución y uso, se producen enormes consumos de energía que le restan eficiencia como vector. Se estima que entre un 30 y un 40% de la energía original utilizada está disponible al final del camino, es claramente un vector energético que conduce la misma con muy poca eficiencia.

Ahora, la razón por la que, a pesar de sus inconvenientes, requerimos del hidrógeno es que lo necesitamos para hacer la transición. No tiene sentido comparar su eficiencia con la de los combustibles fósiles, energéticos extremadamente sencillos para transportar, almacenar y usar. La comparación carece de sentido ya que la alternativa de quedarnos con los fósiles no existe. La única comparación real es, para el caso del H2, evaluar su uso en relación a otras aplicaciones que puedan realizarse de forma más sencilla, barata y eficiente por otras tecnologías, como ser la electricidad limpia y baterías.

Este punto es de extrema importancia y es uno de los aspectos más preocupantes sobre la transición, ya que se producirá una pérdida de eficiencia global en términos energéticos. Esto trasciende a la tecnología del hidrógeno, aunque la comprende. Los combustibles fósiles, con su capacidad para almacenar y suministrar enormes cantidades de energía, sustentan el mundo industrial moderno. Esta economía fósil posee un EROI (energy return on investment) (4) muy elevado, alrededor de 12. Es decir, obtenemos unas 12 unidades de energía por cada una que invertimos. Esta riqueza energética permitió la expansión económica que conocimos. En cualquier escenario de transición, ese índice baja significativamente, y eso implica que tendremos una economía global que deberá ser más frugal.

Para algunos estudios, una transición casi completa del sistema energético mundial de aquí a 2060 reduciría esa rentabilidad a entre 3 y 5 unidades. Según algunas investigaciones, una ratio de beneficio energético del orden de 3:1 a 5:1 no podría sostener el funcionamiento de las sociedades industriales modernas. En líneas generales, estos análisis sugieren que el índice se eleva una vez realizada la transición. Por lo tanto, sabemos casi con certeza que, en cualquier escenario, será necesario un cierto grado de esfuerzo y sacrificio compartido por toda la sociedad durante la transición.

Cabe suponer que algo de esta percepción subyace en los dichos del presidente de Francia Emmanuel Macron en 2022 ante su Consejo de ministros: “asistimos a una gran convulsión, un cambio radical. En el fondo, lo que estamos viviendo es el fin de la abundancia, de la liquidez sin coste”. Si bien la coyuntura de la guerra de Ucrania justificaba un pronóstico de preocupación, sus dichos apuntan a un cambio mucho más profundo, nos habla del “fin de la despreocupación y de las evidencias”.

La transición debemos hacerla

Finalmente, se trata de una transición que debemos hacer, paso a paso, y en la que sus resultados no están garantizados. Una transición para la que debemos diseñar políticas e instrumentos institucionales de manera de ajustarnos a los reducidos márgenes temporales, procurando hacerlo al menor costo económico posible y adecuando nuestras sociedades a unos cambios que prometen ser radicales. Nunca antes la humanidad tuvo que diseñar una transición; mucho menos, una transición tan radical y en tan poco tiempo.

El proceso será completamente diferente a todo lo vivido anteriormente, ya que no se ajusta a la lógica y la dinámica en que se han dado los anteriores recambios tecnológicos o de fuentes de energía. Básicamente, en esta oportunidad no sucederá por la mera dinámica de la innovación tecnológica ni en los tiempos en que han ocurrido en el pasado.

Es necesario enfatizarlo, esta transición no ocurre por el surgimiento de nuevas tecnologías, nuevos conocimientos científicos o por el agotamiento de los recursos fósiles que hoy sostienen al mundo industrial. Esta transición la debemos hacer, la debemos diseñar paso a paso y la vamos a tener que desarrollar en base a una decisión consciente y concertada colectivamente. En ella tendremos que poner toda nuestra capacidad creativa para que la tecnología y la ciencia nos brinden los resultados que nos permitan diseñar la era “post industrial”. El abandono de los combustibles fósiles no es una opción, es un imperativo.


Referencias

(1) Participación fósil en la matriz de energía primaria global año 2021. World Energy Outloook 2022, International Energy Agency, octubre 2022.

(2) El Artículo 2 del Acuerdo de París establece el objetivo de “mantener el aumento de la temperatura media mundial muy por debajo de 2 °C con respecto a los niveles preindustriales, y proseguir los esfuerzos para limitar ese aumento de la temperatura a 1,5 °C con respecto a los niveles preindustriales, reconociendo que ello reduciría considerablemente los riesgos y los efectos del cambio climático”.

(3) Sixth Assessment Report, Climate Change 2021: The Physical Science Basis, the Working Group I.

(4) El EROI (energy return on investment) o “tasa de retorno energético” es el cociente de la cantidad de energía total que es capaz de producir una fuente de energía y la cantidad de energía que es necesario emplear o aportar para explotar ese recurso energético. Un cociente menor o igual que 1 indica que la energía de la fuente es menor o igual a la energía consumida. Por el contrario, un cociente mayor que 1 indica que la energía total es mayor que la energía invertida y queda, en consecuencia, un saldo neto positivo.

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