Por: Mtro. Enrique Healy Wehlen, académico del Departamento de Estudios en Ingeniería para la Innovación.

Hoy, el mundo se encuentra en medio de la primera crisis energética sin lugar a dudas global, con impactos que se sentirán y notarán muy intensos en los próximos años. Esta crisis es un punto de inflexión que reclama un nuevo impulso hacia la seguridad energética y la reducción de emisiones.

La demanda energética mundial es un dato que varía constantemente debido a diversos factores, como el crecimiento económico, la población y los avances tecnológicos. Según el informe 2022 de la Agencia Internacional de Energía (AIE), la demanda mundial de energía fue de aproximadamente 26,190 teravatios-hora (TWh) durante todo el año.

Una central con capacidad de 500 MW puede generar 500 megavatios-hora (MWh) de electricidad, si funciona a su capacidad máxima y sin interrupciones. Una estimación aproximada para el consumo de carbón de una central termoeléctrica convencional puede oscilar entre 0.8 y 1.2 toneladas de carbón por MWh generado.

A modo de referencia, la Ciudad de México a las 9:00 pm demanda cerca de 8,000 MWh. Y el consumo diario de una planta termoeléctrica que opera 20 horas al día es de aproximadamente 8,000 toneladas de carbón, lo que equivale a un tren de 80 vagones con 100 toneladas cada uno.

En el mundo, en el 2020 se generaron alrededor de 26,908 teravatios-hora (TWh), incluyendo fuentes renovables y fósiles. Las primeras generaron el 37% de la demanda energética total -donde la hidroeléctrica es casi el 50% de las energías limpias-. De las fósiles, el carbón fue 36.7% del total, es decir, 9,875 TWh generados; el gas natural aportó 23.5%, equivalente a 6,323 TWh; y el petróleo 2.8%, igual a 754 TWh. La suma de recursos fósiles generando electricidad es igual 63%, equivalentes a 16,950 TWh.

Si utilizamos carbón y gas natural como principales fuentes de generación de energía, podemos proporcionar un estimado de CO₂ emitido a la atmósfera utilizando un factor de emisión promedio entre ambos. En promedio se estima que la generación de un kilovatio–hora de electricidad emite 0.95 kilogramos de CO₂. Es así que los 16,950 TWh equivalen a aproximadamente 16 gigatoneladas de CO₂ emitidas a la atmósfera cada año.

El crecimiento de la población (demanda), nos lleva a un agregado neto en la generación energética equivalente a los 1,000 TWh promedio cada año. Si situamos 1990 con 11,957 TWh y 2005 con 17,727 , el incremento fue de 5,770 TWh. En 2020 fue de 26,908 TWh, incremento respecto al 2005 de 9,181 TWh, o sea, 62% en los últimos 15 años.

A partir de estas cifras, calculamos que para el 2050 estaríamos llegando a generar cerca de 68,800 TWh. Si la distribución energética por recurso permanece con los porcentajes señalados anteriormente, nos arroja 43,397 TWh de generación energética con recursos fósiles. Actualmente la cifra es de 16,950 TWh y crecería más del doble para el 2050. Esto es 125% más de emisiones de efecto invernadero -sólo por generación eléctrica-, una cantidad insostenible.

Con el objetivo de aumentar la sustentabilidad y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, el ser humano está obligado a: conservar y restaurar los ecosistemas, esencial para mitigar el cambio climático; emprender una acción global coordinada, para que países y organizaciones trabajen juntos en establecer acuerdos y políticas efectivas; y a crear conciencia sobre la gravedad del cambio climático y educar a las personas sobre las posibles soluciones y medidas que pueden tomar a nivel individual y colectivo.

Dicho esto, presento a continuación tres posibles escenarios enfocados a la sustentabilidad energética:

El futuro energético mundial presenta un incremento en generación eléctrica debido al crecimiento de la población y a la demanda que habrá en el uso de nuevas tecnologías. Se estima que la generación eléctrica mundial aumentará alrededor de los 60,000 TWh para 2050.

Alternativas: Para 2050 las energías eólica y solar deberán representar cerca de dos tercios de la generación de energía mundial, 75% (amarillo) en los escenarios Aceleración y Cero emisiones, y no son posibles al ritmo actual. Esa participación debe ser en últimas instancias 40% para 2050 en el escenario Contingencia.

Otras fuentes de generación de energía con bajas emisiones de carbono, como nuclear, hidroeléctrica, bioenergía y geotérmica continúan desempeñando un papel importante representando alrededor del 32% (azul y naranja) de la generación de energía mundial en 2050. Dentro de estos escenarios (Aceleración y Cero emisiones) la generación de energía nuclear (naranja) aumenta un 20% para 2050 con respecto a las instalaciones actuales. Esto debido al alto costo.

El carbón (gris) es el combustible que pierde terreno ante el creciente dominio de las energías de bajo carbono, ya que su participación en la generación de energía global cae del 37 por ciento actualmente a 0 en el escenario Aceleración y a 9% en el Contingente.

El papel del gas natural (rojo) es relativamente estable en la perspectiva Aceleración y Cero emisiones, dada su importancia en el mundo emergente. Pero su uso disminuye drásticamente respecto al escenario actual. El hidrógeno también emerge como combustible en el sector eléctrico automotor, pero su participación en la generación eléctrica es muy pequeña.

Ante la proyección de contingencia, la generación energética mundial crece de los 26,908 hasta los 50,000 TWh para el 2050; y ese es el límite para reducir los impactos ambientales asociados. Es una estrategia clave para lograr un sistema energético más sostenible y contribuir a la mitigación del cambio climático. De no lograr implantar una distribución y eficiencia energética, tendremos seguramente consecuencias significativas para toda la humanidad.

En esta alternativa el carbón todavía tiene lugar en el panorama mundial. Hay que hacer notar que este recurso disminuye de 37 a 9%, y el gas natural baja de 23 a 18%. El petróleo como fuente energética dejará prácticamente de utilizarse. Son cifras muy significativas cuando hablamos de emisiones ambientales. La eólica y solar abarcan un 40%, y es aquí donde nos encontramos muy rezagados.

Tenemos que apresurar el camino, es de suma importancia para poder enfrentar las consecuencias climáticas. Necesitamos tomar medidas adecuadas para llegar a un entendimiento global ante la emergencia climática que presenta el planeta.

Es importante señalar que estás cifras no contemplan el sector del transporte, que es aproximadamente una cuarta parte de las emisiones globales de CO₂ en relación con la energía. Esta proporción puede variar en diferentes países, y depende de factores como el exhaustivo uso del automóvil privado.

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