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Todavía no tenemos idea de cómo eliminar más de una cuarta parte de las emisiones de energía
David McNew | Getty
Las discusiones climáticas generalmente se centran en la necesidad de reemplazar las plantas de energía de combustibles fósiles con tecnologías como turbinas eólicas y paneles solares.
pero un nuevo papel en Ciencias ofrece un claro recordatorio de que todavía hay grandes partes del sistema energético mundial en las que simplemente no tenemos formas asequibles de detener las emisiones de gases de efecto invernadero.
Los viajes aéreos, el transporte y envío de larga distancia, la fabricación de acero y cemento y las partes restantes del sector energético representan el 27 por ciento de las emisiones globales de los sectores energético e industrial. Y los autores dicen que necesitamos mucha más investigación, innovación y coordinación estratégica para limpiar estas fuentes.
Si somos realmente ambiciosos con respecto al cumplimiento de nuestros objetivos climáticos, debemos abordar estos sectores difíciles ahora, dice el autor principal del artículo, Steven Davis, científico del sistema terrestre de la Universidad de California, Irvine. (Los más de 30 coautores destacados incluyen a Sally Benson en Stanford, Ken Caldeira en Carnegie Institution, Nathan Lewis del Instituto de Tecnología de California y Jessika Trancik y Yet-Ming Chiang en MIT).
Aviación, transporte por carretera y transporte marítimo
El costo decreciente y la mejora del rendimiento de las baterías de iones de litio y las celdas de combustible de hidrógeno han hecho posible comenzar a limpiar grandes porciones de la industria del transporte, incluidos automóviles, camiones ligeros y semirremolques de corta distancia.
~6% de las emisiones globales de carbono
Contribuciones de la aviación, así como del transporte y transporte marítimo de larga distancia.
Pero las baterías y las celdas de combustible siguen siendo demasiado pesadas y costosas para el transporte y el envío a larga distancia, así como para la gran mayoría de los viajes aéreos. Para estos, concluyen los autores, es probable que los combustibles líquidos sigan siendo la fuente de energía preferida, dada la cantidad de energía que se puede empaquetar en un peso y volumen determinados.
Los investigadores examinan una variedad de soluciones, que incluyen combustibles de hidrógeno o amoníaco, biocombustibles avanzados, combustibles sintéticos y combustibles solares producidos utilizando lo que se conoce como hojas artificiales (ver La carrera para inventar la hoja artificial). Pero ninguno de estos puede generarse de manera tan económica como un galón estándar de gasolina o diésel.
Los investigadores señalan que esta área podría exigir una prioridad especial en los esfuerzos de investigación y desarrollo. Dichas tecnologías también podrían proporcionar una forma de almacenamiento de energía a largo plazo para fuentes renovables como la solar y la eólica, proporcionando una pieza crucial que falta también en el sector eléctrico.
cemento y acero
Producir dos de los materiales de construcción más comunes del mundo, acero y cemento, también genera una cantidad considerable de dióxido de carbono. El carbono se utiliza para reducir el mineral de hierro en el proceso de creación de acero, mientras que la producción de cemento implica la descomposición del carbonato de calcio utilizando altas temperaturas, lo que también genera emisiones.
~9% de las emisiones globales de carbono
Aportes de la producción de cemento y acero.
En ambos casos, esta contaminación podría reducirse agregando sistemas que capturen el carbono antes de que se libere de las plantas, así como cambiando completamente a prácticas diferentes. La limpieza del cemento, por ejemplo, puede requerir cambiar a nuevos materiales que realmente puedan capturar y secuestrar el dióxido de carbono (ver ¿Qué pasó con el concreto verde?).
Pero aquí nuevamente, la pregunta es el costo. Gran parte de la producción mundial de acero y cemento ocurre en partes pobres del mundo, donde es especialmente difícil justificar costosas actualizaciones o revisiones de plantas heredadas que normalmente pueden operar durante décadas.
Electricidad de seguimiento de carga
Las fuentes de energía renovables, como la eólica y la solar, proporcionan una proporción cada vez mayor de electricidad, pero el desafío crítico ha sido que la generación de energía cae en picado cuando el sol no brilla y el viento no sopla. Por lo tanto, operar una red confiable requiere apoyarse en otras plantas de energía que pueden aumentar y reducir rápidamente la producción para satisfacer la demanda, un trabajo de seguimiento de carga que recae cada vez más en las plantas de gas natural que emiten carbono.
Los autores concluyen que abordar este desafío sin agregar emisiones de efecto invernadero requerirá mejores sistemas de captura de carbono, plantas nucleares más flexibles, formas más baratas de almacenamiento de energía a gran escala y varias herramientas e incentivos que pueden alentar a los residentes y empresas a cambiar su consumo de electricidad a tiempos de máxima producción.
~12% de las emisiones globales de carbono
Contribuciones de u201cload-followingu201d electricidad
En particular, el documento inspeccionó solo las partes de los sistemas industriales y de energía donde actualmente carecemos de herramientas asequibles para eliminar la contaminación por gases de efecto invernadero. Entre otros desafíos, el mundo también necesita encontrar formas de reducir significativamente las emisiones producidas por la agricultura y los cambios en el uso de la tierra como la deforestación. Y, por supuesto, debemos comenzar a ampliar las tecnologías que tenemos disponibles para limpiar el sector eléctrico a un ritmo mucho más rápido (consulte A este ritmo, llevará casi 400 años transformar el sistema energético).