El rol de la tecnología en una solución para el cambio climático

El cambio climático inducido por los seres humanos es una realidad que ya está sucediendo. Si las emisiones de gases de efecto invernadero no se reducen drásticamente en las próximas décadas, para fines de siglo la situación habrá empeorado significativamente. Lo que necesitamos es un conjunto de cambios en la economía global de la energía, de modo que se base en recursos no contaminantes en lugar de, en primer lugar, en los combustibles fósiles. Sin embargo, como en la mayoría de las cosas, la clave está en los detalles, y estos son bastante complicados cuando está implicado el cambio climático. Cada país debe elaborar una estrategia de transición energética que sea adecuada para sus circunstancias nacionales y consecuente con los objetivos de emisiones globales.

Tras años de compromisos decepcionantes en materia climática por parte de los países de todo el mundo, últimamente se ha evidenciado un impulso positivo. Anticipándose a las principales conferencias internacionales sobre el clima que comenzarán en París en noviembre, alrededor de tres cuartos de los países del mundo han presentado planes, que se conocen como contribuciones previstas determinadas a nivel nacional, describiendo cómo, con el tiempo, lograrán efectuar la transición de los combustibles fósiles a fuentes de energía no contaminantes. Sin embargo, hasta ahora, si se adoptaran conjuntamente todos estos planes, solo se limitaría el aumento de la temperatura global a unos 3 grados centígrados por encima de las temperaturas anteriores a la Revolución Industrial, bastante por encima del objetivo acordado a nivel internacional de 2 grados. Se espera que en París las naciones se comprometan a lograr reducciones mayores a las prometidas hasta ahora. No obstante, si en la conferencia no pueden lograrse reducciones conjuntas que limitarían el calentamiento a 2 grados, la idea es que se incrementen progresivamente los objetivos nacionales en el futuro, en intervalos de cinco años.

Bajas emisiones como beneficio colateral. Si el mundo desea lograr una transición exitosa a energías no contaminantes, las naciones deben cambiar significativamente su postura en relación con los enfoques tecnológicos al cambio climático. Las opciones tecnológicos para un futuro con energías limpias no se deben ver como cargas o costos, sino más bien como oportunidades para que los países puedan asegurar un mejor futuro, más limpio y eficiente, a sus ciudadanos.

Mi propio país, Bangladesh, es muy vulnerable al cambio climático. Con su topografía llana, su propensión a las inundaciones y su dependencia del monzón anual, Bangladesh tiene muchos motivos para temer los ciclones fuertes, la creciente sequía, la invasión de la salinidad, entre otras cosas. Complica aún más la situación el hecho de que las 170 millones de personas de Bangladesh, más del 30 por ciento de las cuales viven por debajo de la línea de pobreza, habitan un país de unos 130.000 kilómetros cuadrados, posicionando a Bangladesh como uno de los países con mayor densidad de población en el mundo.

No obstante, aunque Bangladesh es un país pobre, y responsable de menos del 1 por ciento de las emisiones globales de gases de efecto invernadero, está dando importantes pasos para proporcionar energía solar a sus habitantes. Ya se han instalado bastante más de 3 millones de sistemas solares domésticos, y todos los meses se agregan 70.000 adicionales. El programa de sistemas solares domésticos de Bangladesh deviene así el de más rápido crecimiento en el mundo.

La expansión de la energía solar en Bangladesh no tiene como objetivo principal la mitigación, aunque este beneficio colateral es muy bienvenido. Más bien, Bangladesh está invirtiendo intensamente en sistemas solares domésticos para satisfacer la demanda de electricidad de los hogares, aun de los más pobres. Por consiguiente, los sistemas más populares son relativamente pequeños y alcanzan para encender algunas bombillas, una radio y una televisión. Lo que más atrae a los clientes es que pueden permitir a los niños hacer sus tareas luego de que oscurece y prescindir de las lámparas sucias de queroseno. De hecho, con frecuencias los clientes compran sistemas solares domésticos usando préstamos que son más baratos de devolver que comprar queroseno.

Esto es en parte posible debido a una asociación pública y privada. Una empresa denominada Infrastructure Development Company Limited otorga préstamos bajos a concesionarios privados en todo el país, que luego proporcionan a los clientes sistemas solares domésticos (que por lo general se compran a crédito) y el servicio posventa. Actualmente el gobierno y el sector privado está explorando formas para proporcionar sistemas fotovoltaicos más grandes que podrían suministrar la energía para el bombeo de agua para riego y otros usos comerciales e industriales. El resultado final es que la energía solar ha pasado a ser una parte fundamental de la combinación energética de Bangladesh y, a pesar de que la generación de energía a partir de combustibles fósiles continúa siendo necesaria, la dependencia de los mismos disminuirá con el tiempo.

Estas transiciones de los combustibles fósiles a tecnologías de energías limpias deben volverse la norma en todos los países, tanto ricos como pobres, si queremos acometer con éxito el problema del cambio climático. Las circunstancias variarán en cada país, así como las tecnologías en las que elijan invertir los países, pero las naciones que más éxito tendrán serán las que más rápido hagan la transición a la era posterior a los combustibles fósiles.

 

Para abordar el cambio climático, es necesario que el mundo deje atrás los combustibles fósiles y pase a adoptar principalmente sistemas con bajos niveles de emisiones de carbono basados en energías renovables. Esto requiere claramente innovaciones tecnológicas, pero el cambio tecnológico no es la parte más difícil. Las tecnologías necesarias ya existen. Están mejorando rápidamente, a medida que se implementan a gran escala.

La parte más difícil de la transición a las energías renovables ha pasado de centrarse en la infraestructura existente de sistemas energéticos basados en combustibles fósiles, para pasar a enfrentarse a la resistencia política, institucional y cultural a los cambios. Esta resistencia es bastante fuerte, dado que los combustibles fósiles están incorporados profundamente, no solo en la tecnología de los sistemas energéticos, sino también en los sistemas financieros, la geopolítica, las instituciones y la cultura. Por consiguiente, para responder al cambio climático no solo es necesario invertir en innovaciones tecnológicas, sino que también es fundamental comprometerse a cambiar las instituciones, sistemas económicos y sociales, así como a llevar a cabo cambios políticos paralelos. Estos cambios podrán, a su vez, disminuir la dependencia en los combustibles fósiles con altos niveles de emisiones de carbono y permitir que prosperen las tecnologías renovables.

Transiciones inesperadas. La utilización de energías renovables a gran escala significa, fundamentalmente, cambiar las formas en las que la energía se produce, utiliza y distribuye. Esto significa que las premisas culturales e institucionales sostenidas desde hace larga data sobre la planificación energética deben reevaluarse y reformularse. También es necesario aprender sobre la marcha, a medida que los servicios públicos, reguladores, desarrolladores de energías renovables, comunidades y clientes adquieran experiencia en la implementación de sistemas de energías renovables Con esta experiencia práctica, las personas físicas y organizaciones podrán abandonar algunos de los saberes convencionales en torno al sector energético.

La buena noticia es que el saber convencional ya está siendo cuestionado. Las premisas ya están cambiando. El aprendizaje social ya está sucediendo. A la vez, todo esto está ocurriendo a medida que las energías renovables se expanden a una velocidad mucho mayor a la esperada en casi todas las proyecciones.

De hecho, una demostración impactante de la necesidad de cambiar las premisas y abandonar el saber convencional se puede ver en en muchos de los pronósticos sobre el crecimiento de las energías renovables que se han aventurado en los últimos 15 años aproximadamente. Algunas organizaciones de energía bien informadas, incluyendo la Agencia Internacional de la Energía, la Administración de Información sobre Energía de EE. UU. y la base de datos de los escenarios de la Evaluación Global de la Energía, subestimaron manifiestamente la rapidez con la que crecerían las capacidades de energías renovables. Por ejemplo, la Revisión Anual de Energía de EE. UU. de 1999 pronosticó que entre los años 2000 y 2020 solo se agregarían 800 megavatios de energía eólica, debido a que el viento era demasiado caro, en comparación con otros recursos. Sin embargo, de hecho, debido a la interrelación de un conjunto de incentivos políticos, avances tecnológicos, reducciones en los costos, aceptación social y cambios en los mercados, en Estados Unidos ya se han agregado casi 70 gigavatios de energía eólica, lo que significa que casi se ha multiplicado por 100 lo proyectado, y más de cinco años antes de lo esperado (resulta sorprendente que las proyecciones que más se han acercado a la tasa de crecimiento real de las energías renovables han provenido de la organización de defensa ambiental Greenpeace).

La parte superior del Medio Oeste de Estados Unidos nos ofrece un ejemplo que se ha dado en la vida real sobre el aprendizaje social y los cambios en las premisas. En esa zona, la utilización masiva de la energía eólica a gran escala ha cambiado la forma en la que operan los mercados de electricidad. Los cambios importantes en las reglas del mercado energético y en los métodos para controlar las turbinas eólicas -imprevistos hace 10 años- permiten en la actualidad a los generadores de energía eólica presentarse en las ofertas de los mercados de electricidad diarios, de la misma forma que sucedería con la electricidad producida a través de cualquier otra tecnología. Los generadores de energía eólica pueden entonces "corregir" sus ofertas 10 minutos antes de su envío, permitiéndoles así presentar ofertas precisas, a pesar de la variabilidad de los recursos eólicos.

Los sistemas de energía solar fotovoltaica para techos ofrecen otro ejemplo. Los paneles solares en los techos, al permitir a las personas generar su propia electricidad, han dado a las personas, hogares y comunidades un mecanismo fundamentalmente nuevo para participar en los sistemas energéticos. Esto equivale a un cambio cultural en la producción de energía. Los nuevos conceptos sobre el "prosumidor" -una persona que produce su propia electricidad- han cambiado los roles de los ciudadanos individuales en los sistemas energéticos, y los han empoderado.

En Austin, Texas, el rápido desarrollo de la energía solar fotovoltaica ha desafiado y en definitiva, modificado las premisas, por ejemplo, sobre la óptima orientación de los paneles solares. Es cierto que, en el transcurso de un año, los paneles solares orientados hacia el sur producen la mayor electricidad. Sin embargo, durante las horas de más demanda, cuando la producción de electricidad adquiere un especial valor para las compañías eléctricas, los paneles orientados hacia el oeste producen más. Darse cuenta de esto ha dado lugar a la alineación de los incentivos para las compañías eléctricas y la expansión de los paneles solares en los techos.

Ahora bien, si bien algunas compañías eléctricas aceptan e incluso adoptan fuentes de generación distribuida, como la energía fotovoltaica, otras son menos complacientes. De hecho, está creciendo rápidamente la movilización política contra la energía solar. Por desgracia, debido a la asociación de las energías renovables con el "controvertido" tema del cambio climático y su capacidad para desestabilizar la dependencia en los combustibles fósiles, en general las energías renovables han pasado a ser divisorias y partidistas en los Estados Unidos.

A pesar de esto, debido a la interacción entre la innovación tecnológica y los cambios políticos, institucionales y culturales, las fronteras de lo posible se están corriendo. Y, a pesar de que nadie puede predecir con exactitud cómo evolucionarán los sistemas energéticos a medida que el mundo intente responder al cambio climático, esto sí está claro: el aumento de las energías renovables seguirá desafiando el saber convencional, alterará las premisas sostenidas desde hace larga data sobre el sector energético y requerirá un aprendizaje social constante.

 

Los seres humanos tienen la capacidad excepcional de desarrollar tecnología que lleva a la conversión de energía. Cuando los cazadores-recolectores adoptaron la agricultura, aumentaron gradualmente su consumo de energía, que llegó a multiplicarse por 1000, a través de desarrollos tecnológicos, como la domesticación de animales de tiro y el uso del fuego para limpiar la tierra, hacer ladrillos y derretir metales. La emergencia de las sociedades industriales implicó otro aumento en 50 veces.

Los seres humanos habitualmente ponen su propio derecho sobre la naturaleza por encima del de las demás especies; el crecimiento energético se ha basado en este hábito. También ha dependido de la propiedad privada de la naturaleza, que permite a los inversores, ya sea personas físicas, empresas o el Estado, hacer pequeñas inversiones energéticas que permiten obtener enormes cantidades de energía excedente. El excedente de energía anima el desarrollo humano y los cambios en el estilo de vida. A su vez, el deseo de desarrollo conduce al ulterior crecimiento energético.

Los combustibles fósiles, con su alta densidad energética, han jugado un papel fundamental en la historia del crecimiento humano. En 2012, el año más reciente para el que se dispone de cifras de la Agencia Internacional de la Energía, los combustibles fósiles suministraron el 82 % de la energía primaria del mundo, y son responsables, junto con los cambios en el aprovechamiento de la tierra, de emisiones anuales de unas 40 gigatoneladas de dióxido de carbono. La mitad de estas emisiones no vuelven a ser capturadas por la tierra. Esta es la principal causa del calentamiento global.

¿Cuál es la solución? Está compuesta por dos partes, una tecnológica y la otra política y filosófica. Las dos partes de la solución deben implementarse, si quieren evitarse estragos más graves ocasionados por el calentamiento global.

Hay problemas en todas partes. En primer lugar, el aspecto tecnológico. Los seres humanos deben reducir rápidamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, ¿alguno de los principales enfoques tecnológicos para reducir las emisiones funcionará de verdad?

Una posible solución es derivar energía de la biomasa, que ya suministra el 10 % de la energía utilizada por los seres humanos. La biomasa es un recurso extendido y puede convertirse fácilmente para suministrar servicios de energía. Lamentablemente, la biomasa ya está sobreexplotada; los seres humanos utilizan el 16 % de la energía producida por las plantas cada año. Si se continúa explotando, solo se exacerbarán las feas cicatrices ambientales del planeta que la extracción de biomasa, a través de la deforestación y otros cambios en el uso de la tierra, ya ha causado.

La hidroelectricidad proporciona el 2,4 % de la energía primaria del mundo, pero ya se ha aprovechado el 40 % de su potencial utilizable. Ha aumentado la resistencia a las represas, porque destruyen los bosques aguas arriba y la tierra para la agricultura; las zonas que están aguas abajo pueden inundarse cuando el exceso de agua sale de los embalses. Es poco probable que la hidroelectricidad se extienda mucho, excepto en algunas regiones montañosas.

Entretanto, la energía nuclear satisface aproximadamente el 5 % de los requisitos energéticos de los seres humanos. No obstante, el mundo está dejando atrás la energía termonuclear. Es sucia; la extracción de uranio conlleva graves consecuencias para la salud, y unas 300.000 toneladas métricas de combustible usado altamente radioactivo se almacenan en reactores en todo el mundo. No es segura; ya han ocurrido tres accidentes importantes en reactores de energía. Puede ser objeto de abusos; el uranio enriquecido puede utilizarse para hacer bombas. Por último, es cara, mucho más que los combustibles fósiles.

A continuación, la energía solar concentrada y los fotovoltaicos, junto con el viento, suministran aproximadamente el 1 % de la energía global. Estas fuentes están creciendo de un 15 a un 40 % por año, pero tienen varias desventajas: son intermitentes, solo pueden colocarse en lugares favorables, no pueden utilizarse directamente para locomoción y tienen impactos ambientales de los que no se habla con frecuencia. Las instalaciones eólicas y las plantas fotovoltaicas requieren muchísima más tierra que las plantas de combustibles de origen fósil. Cálculos realistas sugieren que la energía eólica utilizable puede satisfacer solo el 5 % de la demanda de energía global de la actualidad, y durante la producción, tanto de los equipos eólicos como solares, se emiten cantidades importantes de dióxido de carbono. A su vez, estas fuentes de energía son todavía más caras que los combustibles fósiles.

¿Qué sucedería si capturáramos y almacenáramos dióxido de carbono para que no pudiera liberarse nunca a la atmósfera? Por diversas razones ha decaído el entusiasmo por la captura y almacenamiento del carbono (CCS, por sus siglas en inglés). Para empezar, solamente están operativos 14 proyectos CCS, y ocho más están en construcción. Conjuntamente, su capacidad representa solamente una décima parte del 1 % de las emisiones actuales de dióxido de carbono. Además, muchos de estos proyectos se combinan con proyectos mejorados para la recuperación del petróleo, lo que neutraliza las reducciones en las emisiones que se logran a través de la captura y el almacenamiento.

Entretanto, la eficiencia energética muchas veces se ve como un camino fácil para disminuir las emisiones. Sin embargo, lo que podemos lograr a través de la eficiencia tiene un límite. Es más, aquí entra en escena la paradoja de Javons, es decir, si la disponibilidad de energía aumenta debido a una mayor eficiencia, la energía será más barata y aumentará el consumo.

Un enfoque diferente. Hasta ahora, los países que han tenido más éxito en dejar atrás los combustibles fósiles son Alemania y Cuba. Alemania garantiza tarifas fijas a los productores de energías renovables. Cuba se ha centrado en la eficiencia y también en la agricultura orgánica, que conserva la energía a través de sus menores requisitos de agua, el uso reducido de equipos agrícolas, y su rechazo a los fertilizantes y pesticidas. El modelo alemán se puede reproducir en países desarrollados, pero no en lo que están en vías de desarrollo. Un gran porcentaje de los dueños de generadores de energía renovable en Alemania son personas físicas, cooperativas o comunidades, y en las naciones en vías de desarrollo estas entidades no tienen el capital para invertir en energías renovables. La experiencia cubana aún es más difícil de reproducir, dado que la agricultura orgánica no genera tantos beneficios económicos como los cultivos comerciales.

Para que la civilización pueda continuar siendo sustentable, los seres humanos deben cambiar los combustibles de origen fósil por la energía solar, a pesar de los problemas técnicos. Además, es necesario invertir en biótica y otras innovaciones que consuman poca energía. Pero al final, el consumo de energía global debe reducirse en el orden de aproximadamente un 60 %. Esto requerirá un número de cambios profundos en el terreno no tecnológico. Debe establecerse la equidad energética entre los países del mundo; las personas en los países más ricos no deben, como ocurre en la actualidad, utilizar cientos de veces más energía que las de los países más pobres. Debe renunciarse los derechos de propiedad sobre la naturaleza a favor del derecho a usar la naturaleza sin destruirla. La economía global debe dar prioridad a "la minimización de riesgos para todos" sobre "la maximización de ganancias para unos pocos". Debe establecerse una economía estatal estable; una economía sostenible que mantenga el equilibrio de la naturaleza.

Las implicaciones de estos cambios son radicales. Estados Unidos y Canadá deben reducir su consumo de energía en un 90 %; Europa, Australasia, y Japón deben hacerlo en un 75 %. Las ciudades deben retraerse drásticamente y los diferenciales energéticos entre zonas rurales y urbanas deben desaparecer. Debe darse prioridad al localismo y el gobierno debe descentralizarse. Deben implementarse normas uniformes de riesgos y emisiones para todo el mundo.

Las soluciones tecnológicas para el cambio climático serán difíciles de implementar, pero estos retos políticos y filosóficos todavía serán más complicados. No obstante, se pueden superar si son las mismas personas las que luchan por las demandas que muchos hicieron en las manifestaciones sobre el cambio climático el año pasado. "¡Mantengan el clima, cambien la economía!"

Si estas demandas dan lugar a cambios rápidos y concentrados, podemos seguir teniendo esperanza en que los seres humanos puedan formar sociedades sostenibles, equitativas y pacíficas. De lo contrario, el calentamiento global impondrá sus propios cambios, profundamente dolorosos.