de la Universidad de Stanford
Si bien 160 empresas de todo el mundo se han comprometido a utilizar «energía 100 % renovable», eso no significa «energía 100 % libre de carbono». La diferencia crecerá a medida que las redes eléctricas se vuelvan menos dependientes de la energía fósil, según un nuevo estudio de Stanford publicado en Joule. Las entidades comprometidas con la lucha contra el cambio climático pueden y deben medir con precisión los beneficios ambientales de sus estrategias renovables, escriben los autores.
Los métodos actuales para estimar las emisiones de gases de efecto invernadero utilizan promedios anuales, aunque el contenido de carbono de la electricidad en la red puede variar mucho a lo largo del día en algunos lugares. Para 2025, el uso de promedios anuales en California podría exagerar las reducciones de carbono asociadas con la energía solar en más del 50 por ciento en comparación con los promedios por hora, muestra el documento. Un hallazgo de este análisis es que la energía eólica, no la solar, debe ser la próxima ola de inversiones para California. Análisis similares podrían sugerir diferentes opciones como la energía nuclear, la energía geotérmica y la transmisión de largo alcance en otros lugares.
“Para garantizar una reducción del 100 por ciento de las emisiones de la energía renovable, el consumo de energía debe coincidir con la generación renovable cada hora”, dijo Sally Bensoncoautor del artículo y codirector del Precourt Institute for Energy.
“El simple hecho de comprar más energía solar en una red que ya tiene mucha generación solar no dará como resultado cero emisiones”, dijo también Benson, profesor del Departamento de Ingeniería de Recursos Energéticos de la Facultad de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente.
Contabilidad anual versus por horas
Las corporaciones que afirman ser 100 por ciento renovables en realidad no cubren todo su uso de energía con energías renovables, como algunos reconocen. En cambio, compran o generan suficiente energía renovable para igualar el 100 por ciento o más de su uso de electricidad en el transcurso del año. Para las compras de energía dominadas por la energía solar, una entidad genera mucha más electricidad de la que usa durante la tarde y vende el exceso. Luego, durante la noche, compra energía de la red, que es mucho más intensiva en carbono si se genera mediante la quema de combustibles fósiles.
El uso de promedios anuales del contenido de carbono de la red eléctrica es válido solo cuando las fluctuaciones en la generación renovable son pequeñas o cuando todo el exceso de energía renovable puede almacenarse. Lugares como California, Hawái y algunos países europeos experimentan grandes fluctuaciones en el contenido de carbono debido a las energías renovables existentes y aún no tienen suficiente capacidad de almacenamiento para capturar todo el exceso de electricidad. En California, las reducciones intencionales en la producción solar y eólica, o «recortes», alcanzaron el 3 por ciento de la energía total generada en dos meses el año pasado, cita el documento.
Por lo tanto, la diferencia en el beneficio ambiental entre la energía eólica y la solar en los métodos contables actuales no tiene en cuenta la hora del día en que se entrega la energía. En cambio, la diferencia entre las reducciones de emisiones de la generación eólica y solar solo está relacionada con la diferencia en la huella de carbono entre las dos tecnologías.
“Tanto la huella de carbono de un gran consumidor como el valor ambiental de los activos de energía renovable dependen de la red con la que interactúan”, dijo el estudiante de doctorado en ingeniería de recursos energéticos. Jacques de Chalendar, autor principal del estudio. “Usar datos por hora es la mejor manera de medir el beneficio ambiental de las energías renovables, y esto será cada vez más cierto dondequiera que crezca la generación renovable”.
Invertir en energías renovables no solares
El problema de invertir en más paneles solares en California es que la salida a menudo no hará que los generadores basados en combustibles fósiles se apaguen, porque ya están inactivos en el momento del día en que los paneles solares producirán energía. En el estudio de caso del documento, que se aproximó a una carga constante hipotética de 1 megavatio en California, las estimaciones de carbono por hora y por año a corto plazo no mostraron diferencias significativas en 2018. Pero para 2025, los dos métodos de estimación variaron ampliamente.
Utilizando la contabilidad anual, una estrategia 100 % solar en 2025 reduciría las emisiones de carbono en un 119 % de la huella de carbono de la empresa hipotética. Sin embargo, utilizando las emisiones por hora, el número se reduce al 66 por ciento, según el estudiar. Para una estrategia de energía eólica del 100 por ciento, los promedios anuales indican reducciones de carbono del 131 por ciento, que en realidad salta al 135 por ciento utilizando datos por hora.
“En California, el gas suele ser la fuente de generación marginal y tiene una tasa de emisiones más alta que la red eléctrica promedio, por lo que la compra de energías renovables puede generar una huella de carbono neta negativa”, dijo de Chalendar. “Un consumidor con un suministro de energía 100 por ciento renovable puede reducir la huella de carbono de la red además de su propia huella de carbono”.
Almacen de energia
Los métodos de contabilidad de carbono por hora podrían ayudar a los grandes consumidores a aumentar su uso de energía baja en carbono de la red. Con información más precisa, los consumidores pueden cambiar el consumo flexible a los momentos del día en que la red eléctrica es más limpia. Los datos también podrían ayudar a los consumidores a decidir si deberían invertir en proyectos de almacenamiento de energía a gran escala como la forma más económica de alcanzar sus objetivos de carbono. Esto se debe a que el almacenamiento de energía permite a los consumidores extraer electricidad de la red durante períodos bajos en carbono y almacenarla para su uso posterior.
La Universidad de Stanford, por ejemplo, electrificó recientemente su sistema de calefacción y refrigeración y agregó almacenamiento térmico para reducir las emisiones a un tercio de sus niveles máximos de 2014. Al utilizar su almacenamiento de energía para maximizar las compras de electricidad por la tarde cuando la energía solar domina la red de California, Stanford podría reducir las emisiones de calefacción y refrigeración en un 40 por ciento adicional, según un estudiar publicado a principios de este mes por los autores de este artículo.
Los análisis específicos de la ubicación podrían sugerir diferentes tipos de inversiones y estrategias bajas en carbono para otras regiones, señala el documento. En Gran Bretaña, por ejemplo, la intensidad de carbono de la red es actualmente más baja por la noche, lo que significa que diferentes tipos de inversiones en energías renovables o comportamientos de consumo podrían ser mejores. Alternativamente, la transmisión de electricidad de largo alcance también podría permitir a las entidades transportar electricidad baja en carbono a otros lugares cuando hay un exceso de oferta y recibir electricidad baja en carbono cuando hay una cantidad mínima de generación de electricidad renovable.
“Es necesaria una contabilidad de carbono transparente, precisa y significativa”, dijo Benson. “Y si se hace correctamente, podemos hacer las inversiones adecuadas en energía renovable y crear una red más sostenible”.
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