[música] Bienvenidos a esta nueva sesión del curso de Energías Sustentables, mi nombre es Julio Vergara, profesor de la Escuela de Ingeniería UC. En esta ocasión se revisarán estrategias energéticas genéricas amplias para abordar el cambio climático, y se definirán las energías sustentables en el contexto climático y las alternativas a las formas de mitigación esperadas. Antes de avanzar se debe comprender y recordar que el problema no es el carbono, esto es uno de los cuatro elementos químicos esenciales para la vida, el más liviano después del hidrógeno, las especies están hechas en base a carbón y está presente en la tierra y en el mar, también se debe reconocer que se requiere CO2 en la atmósfera para temperar la tierra, en cantidades moderadas. Hoy está excedida en 40% respecto de la era preindustrial. Se conoce el actual parque energético, el de combustibles y de electricidad, así como el actual uso del suelo, a partir de esto se conocen las emisiones de los sistemas energéticos y su tasa vigente de aumento, así como sus impactos directos, con esto en mente se puede tener una idea para postular una estrategia y así revertir la perturbación climática con un arreglo de opciones y de tecnologías energéticas. Es posible aplicar una de las siguientes estrategias, o una combinación de ellas, para revertir el problema climático que se avecina, partiendo por una reducción drástica del consumo, o bien mitigando las emisiones de los gases de efecto invernadero más importantes, como el CO2 y el metano. Otra estrategia es asumir el problema y preparar el tren de aterrizaje adaptándonos a las consecuencias del clima que se viene. Por último, podríamos manipular tecnológicamente el clima para bajar la temperatura. Vimos antes las emisiones de CO2 proyectadas para cada escenario RCP, sabemos que la tarea más dura y necesaria es ir al escenario de estabilización RCP 2.6, según el Acuerdo de París firmado en el año 2015, que demanda una baja sostenida de CO2, desde el año 2030, llegando incluso a emociones negativas, después del año 2070, que debe considerar en ese momento equipos para remoción de CO2 del ambiente. A largo plazo, para forzar la estabilización de la temperatura superficial, todas las trayectorias deben eliminar sus emisiones de carbono, la RCP 8.5 debe hacerlo desde mediados del siglo XXII, quedando sin emisiones, pero a una temperatura muy alta. Conocemos el cambio de temperatura media para los diferentes escenarios de emisiones de CO2, con efectos siempre más acentuados en el hemisferio norte. Si seguimos la trayectoria RCP 8.5, la temperatura superficial sería casi cinco grados al año 2100, y estabilizaría a unos nueve grados sobre la temperatura preindustrial hacia el año 2300, solo si se anulan la emisiones a contar del año 2150, si la sociedad pudiera seguir la trayectoria de RCP 2.6, se habría acotado el aumento de la temperatura superficial en casi dos grados Celsius, encima de la temperatura preindustrial. Y seguirá bajando monotónicamente, aunque vimos que esto no podrá impedir el aumento del nivel del mar. Revisemos con algún detalle las estrategias mencionadas, la primera es una reducción drástica del consumo, asociado a un escenario RCP 2.6, ya que los demás son más graves que este, la primera opción es volver a una población más reducida, tendiendo rápido a menos de por ejemplo, cinco o seis billones de habitantes. Otra es aplicar gravámenes a productos y servicios para desincentivar notoriamente su uso, otra es reducir desplazamientos y viajes en especial aquellos en avión, aplicar solo climatización pasiva y reducir o eliminar los procesos intensos en energía entre otros ejemplos, también es posible ir más allá del sector energía reducir los procesos que promueven las emisiones de metano, como es la producción de carne. Algunas medidas son el teletrabajo, que evite viajes innecesarios, en especial aquellos muy distantes, es contradictorio, pero incluso eventos anuales, como las conferencias de las partes sobre el cambio climático, implican desplazamiento de varios representantes por país a lugares siempre diferentes, una conferencia equivale a las emisiones de 300 megawatts de generación eléctrica durante un día con una turbina a gas. Ahorrar energía sugiera evitar la compra de productos nuevos solo porque pasan de moda o moverse en bicicleta, es impráctico para ciudades muy grandes o evitar el agua caliente en las duchas producido a partir de fósiles, entre otras ideas, esto es por sí solo insuficiente. Para mitigar emisiones se debe transitar a recursos y tecnologías sustentables esto significa usar recursos sin carbono, o que puedan eliminar o convertirlo antes de que llegue a la atmósfera. En otra época emitir carbono podría ser necesario, por ejemplo, en una era glacial, las tecnologías sustentables deben ser baratas para que la gente no se reste de los beneficios de la energía, los recursos deben estar disponibles y ser predecibles, y finalmente deben usar la mínima extensión de superficie. Estas imágenes son una pequeña muestra de opciones sustentables, partiendo por energías renovables, fósiles, siempre que se pueda capturar sus emisiones, y nucleares que no emiten gases de efecto invernadero. Las principales tecnologías sustentables son la hidroelectricidad, siempre que su ubicación no gatille emisiones de metano, otras renovables siempre que el respaldo de su intermitencia no sea realizado por tecnologías fósiles, como ocurre hoy día, y las nucleares, para tender y hacer crecer el segmento eléctrico. El sector de combustibles para el área no eléctrica requiere la producción sin emisiones de biocombustibles avanzados, hidrógeno y otros combustibles sintéticos. En rigor no existe una opción sustentable ideal, si existiera una, estaríamos copados de esas tecnologías, pero la realidad nos muestra que estamos llenos de tecnologías fósiles, en un 75%, más un 10% de leña, 7% hidroeléctrico, 5% núcleo eléctrico menos de 2% renovable no hidroeléctrico. Esto nos indica que queda una gran tarea para reducir emisiones. Tres procesos nos permiten dimensionar el enorme esfuerzo de mitigación, el primero se puede apreciar usando las cuñas de Pacala y Socolow, quienes propusieron estabilizar 7 gigatoneladas de carbono de emisiones hace 10 años, dividiendo el esfuerzo organizado en siete cuñas de 1 gigatonelada de carbono anual, cada una hacia el año 2050, a veces redundantes y superpuestas. El segundo implica optar las curvas de abatimiento de McKinsey, que van secuenciándole el esfuerzo en relación al costo, pero en donde también se puede cometer el error de repetir las medidas. El tercero es mediante estudios integrados de reducción, que consideren otros indicadores o efectos de sustentabilidad. Por ello se espera una elección inteligente de las tecnologías de energía, tanto de combustibles como de electricidad. Por ejemplo, estas deben considerar el uso del suelo, medidos en metros cuadrados por unidad de potencia o de energia que no favorece a varios renovables, o la masa de las emisiones de gases de efecto invernadero por unidad de energía, su seguridad relativa, por ejemplo, la mortalidad por unidad de energía, que no favorece a las fósiles, y sí favorece a la nuclear, la disponibilidad efectiva, conocida como factor de planta, que no favorece a las renovables, como la eólica o la solar. El costo de generación que favorece a las fósiles, y por último, la vulnerabilidad frente al cambio climático, entre otros indicadores. Esta tabla muestra un ejemplo de la vulnerabilidad de las tecnologías eléctricas frente al cambio climático, esto significa que una expansión de capacidad debe contemplar estos efectos y anticipar soluciones, lo cual requiere más y mejores modelos climáticos. La aplicación de las cuñas de Pacala requiere suponer una trayectoria efectiva, aplicar cuñas para reducir las emisiones y terminar en una trayectoria de emisiones más favorables. Acá se muestran siete cuñas con algunas de las medidas propuestas, se aprecia que varias de ellas pueden hacer la tarea, pero pueden ser contradictorias, por ejemplo, las carboneras no pueden aumentar su eficiencia, y a la vez ser remplazadas por turbinas eólicas, y además nuevamente remplazadas por energía nuclear. La aplicación de la curva de abatimiento de McKinsey implica ordenar las opciones más baratas con potencial de reducción de emisiones, y empezar incorporarlas en secuencia hasta anular las emisiones. Pero se puede cometer el error de repetir las medidas y no considerar que puede haber limitaciones de espacio físico, de seguridad, de formas de uso y otros efectos, otras formas son un modelo que integren las ventajas y desventajas en los parámetros de viabilidad. Esto es más complejo, ya que implica ponderar todos los atributos. El que se muestra es un ejemplo de un estudio europeo para el monto solo generación eléctrica, para la trayectoria RCP 2.6 al año 2050, que llega a eliminar las emisiones eléctricas al año 2070, se aprecia acá el enorme desafío, por ejemplo, la opción que más capacidad requiere, es la tecnología eólica, pero no es la que más energía entrega. A la vez que requiere una superficie de 2.5 millones de kilómetros cuadrados relativamente despejados y con condiciones efectivas de viento. La que más energía entregaría es la nuclear, que requiere triplicar el parque actual, que se puede hacer con menos de 3.000 kilómetros cuadrados. Este ejemplo considera la reducción de carbón por gas, y luego la captura de las emisiones de ambos. La tercera gran estrategia es adaptarse al cambio climático, el hombre ya ha construido su infraestructura adaptada a la geografía terrestre disponible, a futuro deberá hacerlo más eficazmente, por ejemplo, instalando ciudades y tecnologías energéticas a mayor altura relativa al futuro nivel del mar usar tecnologías costa afuera para proveer energéticas de energía, sistemas suspendidos en el aire, o sistemas bajo el nivel del mar o adaptados a lugares inhóspitos. Estas imágenes son una pequeña muestra de las opciones energéticas que consideran el cambio climático, por ejemplo, instalando plantas fósiles y nucleares más elevadas, o tecnologías eólicas costa fuera que no tengan limitaciones de espacio, o en altura, o en lugares inhóspitos que no tienen otros usos prácticos y menos con un clima más caluroso. La adaptación no tiene que ver solo con energía, el hombre tendrá que considerar otros efectos del cambio climático, como las sequías, la perdida de corales, de hielo, tormentas, sequías, inundaciones, etcétera, que cambiaran el panorama que conocemos, obligándonos adaptarnos a ellos. Estos han variado cíclicamente en el pasado lejano pero con una población muy limitada, el desafío es la adaptación con 7.500 millones de habitantes. La adaptación y la geoingeniería son difíciles de evaluar económicamente, Nicholas Stern, con un equipo de economistas, contrastó el costo de mitigar con el de adaptarse, llegando a que el segundo costaría entre 5 y 10 veces más que el primero. En un estudio de 700 paginas el informe Stern analiza las consecuencias económicas del cambio climático, sin embargo, sus colegas economistas más que valorar su aporte se dedicaron a criticar el modelo económico y el criterio de descuento de los costos, perdiendo una oportunidad de discutir formas de abordar económicamente el desafío tecnológico. El informe Stern estimó el costo presente de abordar ahora la mitigación comparado al costo de esperar los efectos de la disponibilidad de alimentos y agua en los ecosistemas y el clima, así como el costo de fenómenos complejos, como el cambio climático abrupto por debilitamiento de las corrientes termohalinas. La última gran estrategia es manipular tecnológicamente el clima esta es una opción controversial, pero que se está investigando agresivamente en el presente presente, asumiendo que la sociedad no está dispuesta ahora a asumir los costó de la mitigación optando a futuro con tecnologías para un enfriamiento rápido de la superficie terrestre, incluso el IPCC ha escuchado estas opciones como un mal menor. Entre otras, se ha sugerido el reflejo o filtro de la radiación incidente, la creación de nubes reflectoras, la emisión de aerosoles, la fertilización oceánica con fierro para capturar más CO2 sin la actual acidificación, y construir arboles artificiales que capturen el CO2. Estas imágenes son una muestra de opciones tecnológicas para manipular el clima a futuro, por ejemplo, se ha sugerido interceptar la radiación incidente solar mediante varios kilómetros cuadrados de espejos en el punto L1 de Lagrange, entre el Sol y la Tierra, pudiendo reducir la temperatura terrestre en un par de grados. Otras ideas más simples son la creación de una flotilla de buques autónomos productores de nubes blancas o el pintado blanco de todas las ciudades y áreas tecnológicas, como pistas de aeropuerto y edificios, etcétera. Agregamos la emisión de aerosoles y la fertilización oceánica, y esos árboles tecnológicos que absorben y luego deben disponer el CO2. Las ideas se ven simples, pero son caras y complejas, aún inciertas, y lo que es más complicado, no reducen las emisiones, solo la temperatura, es como prender el aire acondicionado de la casa sin apagar la calefacción, en algún momento ya no se sabe cuál controla el clima controla el clima, si más aire frío o menos aire caliente Estamos frente a una tarea global muy compleja, con una estrategia y con un set de tecnologías, el CO2 puede llevarse a su concentración preindustrial, una opción es reducir consumo, pero es claramente insuficiente creo que de todos modos será necesario adaptarse, pero es más lógico, más barato y simple anular las emisiones, lo que será tratado en mayor detalle en el curso. Finalmente, la geoingeniería es tentadora, y puede ser eficaz, que nos permite despreocuparnos por un rato, pero es una apuesta muy riesgosa, que cabría usarla solo en emergencia mayor. Es posible resumir y concluir que el futuro será sustentable si caen las emisiones, siguiendo la RCP 2.6, llevando las emisiones a cero, y a niveles levemente negativos hacia el año 2070. La actividad más efectiva es mitigar mediante tecnologías sustentables, aunque el retraso observado forzara la adaptación, dilatando al máximo la manipulación climática. Hasta una próxima sesión.
