En 2021, Estados Unidos elevó su compromiso climático de París, comprometiéndose a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en un 50-52 % por debajo de los niveles de 2005 para 2030. Sin embargo, quedan dudas sobre qué medidas se necesitan para lograr este objetivo.
En un artículo publicado en Science, mis coautores y yo aplicamos seis modelos energéticos y económicos de última generación de oferta y demanda de energía de EE. UU. para identificar vías para lograr este objetivo para 2030. Los estudios de comparación de modelos de este tipo se utilizan campos como la ciencia del clima y el modelado de energía, para identificar resultados que sean sólidos entre los modelos y los supuestos de entrada, y aquellos que difieren.
En general, vemos un consenso de que habrá roles clave que desempeñar para lograr el objetivo 2030 de electricidad y electrificación con bajas emisiones de carbono: reemplazar la electricidad con combustibles fósiles en el transporte, los edificios y la industria. Los modelos también se alinean con la necesidad de un despliegue a gran escala de energías renovables, vehículos eléctricos y otras tecnologías, en relación con los niveles históricos y los escenarios en los que continúan las políticas actuales.
Las vías para limitar el calentamiento a 1,5 °C normalmente implican reducir a la mitad las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2) para 2030 y alcanzar cero emisiones netas de CO2 para 2050. Esto significa que nuestro estudio puede ser útil para otros países cuando consideren medidas inmediatas para mitigar las emisiones.
Trayectorias de emisión por sector
Cumplir con la mayor ambición de EE. UU. para 2030 significaría triplicar la tasa histórica de reducciones de GEI en el país. Con menos de ocho años para el final, ¿qué pasos se deben tomar para lograr este objetivo?
Encontramos que alrededor del 70-90 % de las reducciones de emisiones para 2030 provienen de los sectores de energía y transporte, como se muestra en las piezas de color púrpura y verde claro de la siguiente figura, respectivamente. Estos sectores son actualmente los mayores emisores y tienen opciones de mitigación de menor costo .
Comparación entre modelos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos en 2030 en comparación con los niveles de 2005. Emisiones históricas del Inventario de Emisiones y Sumideros de Gases de Efecto Invernadero de los Estados Unidos de la EPA de EE . UU . Fuente: Bistline, et al. ( 2022 ).
A pesar de esto, todos los sectores siguen contribuyendo al objetivo de 2030. Reducir a la mitad las emisiones para 2030 requiere todas las flechas tecnológicas y políticas del carcaj. La eficiencia energética, la electricidad más limpia y la electrificación rápida son estrategias centrales para reducir las emisiones a corto y largo plazo, según nuestro estudio.
Se necesitan esfuerzos inmediatos y sostenidos en varias áreas, que van más allá de las tendencias recientes:
- La nueva capacidad eólica y solar está creciendo de dos a siete veces más rápido que en los últimos 10 años. El mayor despliegue anual de capacidad eólica y solar hasta la fecha fue en 2021 con 27 gigavatios (GW), pero los caminos para alcanzar el objetivo de 2030 generalmente implican duplicar o triplicar la cantidad de capacidad renovable construida cada año.
- Los retiros de capacidad de carbón aumentan hasta 2030 y la producción de carbón disminuye entre un 90 y un 100 % con respecto a los niveles actuales.
- La adopción de la electrificación del transporte se está acelerando. Los vehículos eléctricos (EV) crecen de alrededor del 4 % de las ventas de vehículos livianos nuevos en la actualidad al 34-100 % para 2030, con un promedio del 67 % en todos los modelos. Esto supera la tasa esperada con las políticas actuales (16-77% con un promedio de 38%).
Los cambios en el sector eléctrico que han tenido lugar durante los últimos 10 años se muestran en la columna más a la izquierda de la siguiente figura, con un crecimiento anual promedio en esta década en trayectorias que alcanzan la meta de 2030 indicada para cada uno de los seis modelos en las otras columnas. En particular, la tasa de cierre de la capacidad de energía del carbón es constante en todos los modelos, superando los 20 GW por año hasta 2030.
Comparación por modelo cruzado de adiciones y retiros de capacidad anual promedio por tecnología hasta 2030. Fuente: Adaptado de Bistline, et al. ( 2022 ).
En el sector del transporte, la administración de Biden ha establecido un objetivo de ventas de vehículos eléctricos del 50 % para 2030, pero los resultados de nuestro modelo sugieren que es posible que la implementación de vehículos eléctricos deba superar ese nivel para alcanzar el objetivo de emisiones en toda la economía.
Esto se ilustra en la siguiente figura, que compara las tasas históricas de adopción de EV (línea amarilla) y a través de nuestras seis rutas consistentes con el objetivo (líneas marrones), con el objetivo actual del 50% de la administración para 2030. En promedio, nuestros modelos sugieren que las políticas actuales llevarían a que la adopción de vehículos eléctricos alcance alrededor del 35 % para 2030, mientras que los caminos hacia el objetivo climático global para 2030 implican una tasa de adopción promedio del 65 %.
Comparación de la cuota de ventas de vehículos eléctricos de automóviles y camiones ligeros de EE. UU. en 2030 entre modelos. Los valores históricos se toman del Global Electric Vehicle Outlook 2021 de la Agencia Internacional de Energía . Fuente: Adaptado de Bistline, et al. ( 2022 ).
Además de estas amplias similitudes, existen varias diferencias clave entre los modelos. Estos incluyen los niveles de electrificación (y el crecimiento de la demanda de electricidad), la participación de la capacidad eólica y solar, el alcance de la nueva capacidad de electricidad a gas y el nivel de despliegue de la infraestructura (como las redes de transmisión de electricidad).
Los modelos también discrepan sobre el papel de la captura y almacenamiento de carbono (CCS), donde tres de los seis modelos participantes están desplegando gas con CCS hasta 70 GW de capacidad para 2030. Los modelos sin CCS generalmente están implementando más capacidad con gas sin CCS y almacen de energia.
Implicaciones políticas
Los modelos coinciden en que se necesitan políticas habilitadoras adicionales para facilitar la transición hacia el logro de la meta de 2030. La comparación de estos escenarios con los de las políticas actuales y las tendencias tecnológicas revela brechas en la implementación, que se deben abordar con políticas e incentivos adicionales.
Solo se espera que las políticas climáticas existentes reduzcan el CO2 relacionado con la energía en un 6-28% por debajo de los niveles de 2005 para 2030, como se muestra en las diferentes columnas de la figura a continuación. Esto significa que estas políticas actuales estarían muy por debajo del objetivo del 50-52 % para 2030 (línea horizontal).
Comparación entre modelos de emisiones de GEI de EE. UU. en 2030 por sector bajo un escenario de referencia ("políticas actuales"). Fuente: Adaptado de Bistline, et al. ( 2022 ).
Los modelos incluyen diferentes políticas para cerrar esta brecha. Algunos usan métricas de abajo hacia arriba específicas del sector para reflejar las propuestas de políticas, mientras que otros usan enfoques de arriba hacia abajo para identificar vías de mitigación de "menor costo" principalmente utilizando una economía de límite de GEI para toda la industria. Las políticas incluyen créditos fiscales de energía limpia, estándares del sector energético, reembolsos de equipos de uso final, fijación de precios del carbono y combinaciones de estas opciones.
Los costos marginales de reducción de CO2, que son iguales a los costos asociados con la última tonelada de CO2 reducida, oscilan entre $36 y $155 por tonelada en 2030 en todos los modelos participantes. Este amplio rango se debe a las diferencias en los supuestos del modelo sobre las políticas y los costos de la tecnología.
Si bien quedan preguntas sobre qué políticas e incentivos son políticamente atractivos y sostenibles, estos escenarios ilustran que los formuladores de políticas podrían utilizar muchas combinaciones diferentes de políticas para reducir las emisiones a la mitad para 2030.
El Senado de los EE. UU. está debatiendo actualmente más de $500 mil millones en créditos fiscales para energía renovable, vehículos eléctricos y tecnologías de bajas emisiones, pero el destino de esos incentivos, y su madurez para cerrar la brecha de emisiones de 2030, sigue siendo incierto.
Beneficios y costos
Las acciones para lograr la meta de 2030 generan una serie de beneficios. El daño climático global evitado por estas políticas se estima según un modelo participante en alrededor de 140 mil millones de dólares por año. Las reducciones localizadas de los contaminantes del aire, como el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno y las partículas, también tienen beneficios colaterales, que pueden tenerbeneficios significativos e inmediatos para la salud humana .
Otros beneficios incluyen la creación de empleos, el fomento de la innovación, el aumento de la competitividad internacional y la mejora de los resultados de equidad para los hogares de bajos ingresos, todos factores que dependen de los detalles de la implementación de políticas.
En términos de costos de políticas, los modelos pueden calcular aumentos en los gastos del sistema energético para lograr el objetivo de 2030 (incluidos los gastos en combustibles, mantenimiento y costos de capital de las tecnologías del lado de la oferta y la demanda) en relación con las líneas de base sin estas políticas.
Estos costos adicionales ascienden a $90 mil millones a $280 mil millones por año para 2030, aunque los avances tecnológicos en energías renovables y vehículos eléctricos han reducido significativamente estos costos de descarbonización incluso en comparación con hace unos años.
Próximas etapas
Nuestro artículo muestra que los próximos pasos para alcanzar el objetivo climático de EE. UU. para 2030 son más claros y cada vez más asequibles, pero requieren nuevas políticas de apoyo para lograrlo. Las acciones tomadas para lograr este objetivo probablemente impliquen el despliegue a gran escala de las tecnologías existentes, que aprovechan los cambios en la tecnología y las políticas relacionadas de períodos anteriores.
Los recursos grandes y rápidos, que superan los niveles alcanzados en el pasado reciente, sugieren que puede ser necesaria la innovación institucional para aumentar la adopción a un ritmo más rápido, incluida la aceleración de la implementación y la concesión de licencias de proyectos de bajas emisiones.
Nuestro estudio proporciona proyecciones más detalladas, información procesable y una mayor confianza en las políticas y el despliegue de tecnología necesarios para cumplir con los objetivos climáticos a corto plazo. Estas acciones pueden sentar las bases para una transición hacia una energía limpia asequible, confiable y equitativa.
Escrito por :
John Bistline - gerente de programa en el grupo de Análisis de Clima y Sistemas de Energía en el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI) .
Fuentes:
Publicado el 13-06-2022 10:11
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