Un nuevo estudio presenta una amplia gama de opciones disponibles para eliminar de manera rentable la producción de gases de efecto invernadero del sistema energético de Estados Unidos para 2050. Los hallazgos brindan a los formuladores de políticas y líderes de la industria información valiosa sobre cómo trazar un camino a seguir para abordar el cambio climático..

El documento, "Diversas vías de descarbonización en futuros con costos óptimos cercanos", espublicadoen la revista de acceso abiertoComunicaciones de la naturaleza.

"No existe una sola manera de descarbonizar nuestra economía de forma rentable.sistema energético", dice Jeremiah Johnson, coautor del estudio y profesor de ingeniería civil, de construcción y ambiental en la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

"De hecho, tenemos muchas tecnologías para elegir. Nuestro estudio ayuda a las personas a comprender exactamente cuáles son esas opciones y cómo podemos priorizarlas".

"Existe una variedad de modelos que están diseñados para encontrar el camino menos costoso para descarbonizar nuestro sistema energético, esencialmente identificando el enfoque óptimo para eliminar la producción de gases de efecto invernadero en todos los ámbitos, desde la producción de energía eléctrica hasta el transporte y la industria", dice Aditya.Sinha, autor correspondiente del estudio e investigador en NC State.

"El problema es que a estos modelos les resulta difícil captar plenamente la incertidumbre en un sistema tan complejo", afirma Sinha."Hay muchas tecnologías diferentes que pueden ayudarnos a descarbonizar, y es difícil determinar cuánta flexibilidad tenemos para identificar cuáles de estas herramientas se pueden utilizar para alcanzar un resultado óptimo.

"Una forma de abordar este desafío es dejar de intentar identificar el camino que lleva a una solución perfecta y, en su lugar, identificar opciones alternativas que nos acerquen mucho al camino menos costoso a seguir".

Para este estudio, los investigadores definieron "muy cerca" como estar dentro del 1% del coste óptimo para descarbonizar todo el sistema energético.

Específicamente, los investigadores utilizaron un existentemodelo, llamado Temoa, que fue diseñado originalmente para determinar el camino menos costoso para lograr la descarbonización.Ejecutaron ese modelo para identificar cuál sería el costo óptimo.Luego agregaron un 1% al costo óptimo y modificaron el modelo usando ese número como restricción.

"El modelo tiene entonces miles de decisiones que tomar", dice Johnson."¿Cuánta energía solar debería construirse? ¿Deberían los propietarios cambiar la calefacción de gas natural por bombas de calor eléctricas? Y así sucesivamente.

"Ejecutamos nuestra versión modificada de Temoa 1.100 veces, cada vez diciéndole al modelo que favorezca o desagrade cualquier tecnología dada. En parte, esto refleja el hecho de que los humanos toman todo tipo de decisiones que no están impulsadas únicamente por lo que hacesentido económico, que queríamos tener en cuenta".

"Este enfoque nos proporcionó una gama claramente definida de tecnologías que nos permitirían eliminar la producción de gases de efecto invernadero del sistema energético y seguir manteniéndonos dentro del 1% del coste óptimo", afirma Sinha.

Los hallazgos se pueden dividir en cuatro categorías:

• La categoría 1 consta de tecnologías que se adoptaron ampliamente en las 1.100 soluciones que identificó el modelo.Esto incluye la expansión de la generación de energía solar y eólica, así como la expansión de la capacidad de almacenamiento de energía en la red eléctrica.
• La categoría 2 incluye tecnologías que fueron eliminadas o reducidas considerablemente.Esto incluye reducir en gran medida la dependencia del petróleo en el sector del transporte y eliminar la generación de energía a base de carbón que no fue mitigada porcaptura de carbonoy secuestro.
• La categoría 3 consta de tecnologías emergentes con una amplia gama de resultados posibles, lo que significa que algunos de los escenarios del modelo encontraron que las tecnologías recibían un uso generalizado, mientras que otros escenarios no incluían estas tecnologías en absoluto.Estas tecnologías incluyen cosas como la captura directa de aire, que extrae el dióxido de carbono del aire, o el uso de hidrógeno en el transporte y la industria.
• La categoría 4 cubre tecnologías que el modelo generalmente no usó en absoluto, pero cuando sí hizo uso de estas tecnologías, dependió en gran medida de ellas.Estos incluyen combustibles sintéticos producidos a partir dedióxido de carbonoy centrales eléctricas de carbón que incorporan captura y secuestro de carbono.

"Ejecutar el modelo 1.100 veces produjo una enorme variedad de resultados potenciales, hasta el punto de que era difícil saber por dónde empezar", dice Sinha."Sólo después de un análisis en profundidad de estos resultados pudimos identificar estas categorías, que proporcionan una buena manera de comprender cuáles son nuestras opciones y cómo podemos priorizarlas".

"Desde un punto de vista práctico, estos hallazgos nos dicen algunas cosas", dice Johnson."Primero, necesitamos descubrir cómo facilitar una adopción más amplia de las tecnologías de la Categoría 1.

"En segundo lugar, debemos descubrir cómo planificar una transición ordenada y justa, pero oportuna, lejos de las tecnologías de la Categoría 2", dice Johnson."En tercer lugar, no necesitaremos todas las tecnologías de la Categoría 3, pero necesitaremos algunas de ellas. Eso significa que debemos invertir en investigación y desarrollo para determinar qué tecnologías debemos priorizar y cómo implementarlas. Por último,También necesitamos invertir en investigación y desarrollo para determinar si alguna de las tecnologías de la Categoría 4 realmente vale la pena y, de ser así, cómo capitalizar esas tecnologías".