Sector energético: retos climáticos y descarbonización

El sector energético sigue siendo el principal emisor de gases de efecto invernadero en el mundo. Históricamente vinculado al desarrollo económico e indispensable para el buen funcionamiento de nuestras sociedades, hoy requiere ser repensado y transformado en profundidad. Esta revolución energética, que se hace esperar, debe pasar necesariamente por una evolución de los modos de producción, pero también de los usos.

Astrid Serre
Climate consultant
Publication : 
30.11.2023

El sector energético, que emite de manera directa cerca de una cuarta parte de los gases de efecto invernadero en la Unión Europea (WEF) y más de tres cuartas partes de las emisiones indirectas (EEA), es el principal sector emisor. Este sector agrupa las actividades de producción, transformación y distribución de energía.

El conjunto de las actividades económicas depende de la energía y, de hecho, es gracias al acceso a una energía abundante y de bajo coste que podemos desplazarnos, calentarnos y producir todo tipo de bienes con facilidad.

Históricamente, el aumento mundial del consumo de energía ha estado directamente relacionado con el incremento de los gases de efecto invernadero emitidos: desde la segunda revolución industrial, el crecimiento de las actividades se ha apoyado en un consumo creciente de energía, mayoritariamente de origen fósil.

Si bien el sector de la energía es absolutamente indispensable para el funcionamiento de la sociedad, ¿cuáles son las palancas de descarbonización de este sector, que es la primera causa directa de las emisiones de gases de efecto invernadero de origen antropogénico?

Visión general del sector

El sector de la energía permite convertir fuentes de energía "primarias", disponibles en la naturaleza (petróleo, viento, yacimientos de uranio), en energía "final", lista para ser consumida (gasolina, electricidad), y transportarla para que pueda ser distribuida hasta el punto de consumo (gasolinera, enchufe eléctrico).

A partir de la segunda revolución industrial, el consumo de energía fósil —carbón, petróleo y gas— creció casi sin interrupción, lo que permitió, por un lado, el advenimiento de la sociedad moderna, pero, por otro, liberó en la atmósfera una cantidad de gases de efecto invernadero sin precedentes.

Podemos categorizar la energía según las fuentes utilizadas:

  • combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural
  • combustible fisible para la energía nuclear
  • fuentes renovables como la energía solar o eólica.

En este sentido, si el consumo de energía se ha multiplicado por 9,5 en el último siglo, se debe mayoritariamente al consumo de combustibles fósiles. Estos representan hoy todavía más del 70% del mix energético en la UE. El auge reciente de las energías renovables no ha sustituido al consumo de combustibles fósiles, sino que, por el contrario, se ha sumado a un consumo de energía siempre creciente.

Entre 1900 et 2020, multiplication par 9,5 de la consommation d’énergie primaire dans le monde
Entre 1900 y 2020, el consumo de energía primaria en el mundo se multiplicó por 9,5 (Fuente: Our World in Data)
Share of energy products in total final energy consumption
Cuota de productos energéticos en el consumo final total de energía, 2020, UE, (según datos deEurostat)

Principales fuentes de emisiones

Si tenemos en cuenta todas las emisiones relacionadas con la energía, es decir, las emisiones directas durante la producción de energía, así como las emisiones derivadas de otros usos (transporte, industria), las emisiones asociadas a la energía representan el 73% de las emisiones totales a nivel mundial, con un 15% de las emisiones totales mundiales vinculadas al transporte, un 13% a la industria y la construcción, y un 13% a la producción de electricidad y calor.

Annual global greenhouse gaz emissions by sector
Fuente: Setting 1.5°C-aligned science-based targets:quick start guide for electric utilities (p.6) (a partir de datos proporcionados por Ørsted, 2020).

En cuanto a la producción de electricidad y calor, las emisiones asociadas a la generación de esta energía final dependen en gran medida del mix eléctrico: una central de carbón produce una energía con una huella de carbono mucho mayor que una central de gas, la cual, a su vez, sigue siendo mucho más contaminante que una central nuclear o que la electricidad generada a partir de fuentes renovables.

Por lo tanto, como muestra el siguiente gráfico,  aunque en 2021 el carbón representaba solo el 17% de la producción de electricidad y calor en la UE, contribuyó en un 50% a las emisiones de GEI

Share of coal in emissions and electricity and heat production
Fuente: Georg ZACHMANN et al., Decarbonisation of Energy (2021) (p.33)

La descarbonización del sector energético

La Unión Europea se ha fijado objetivos ambiciosos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, con la meta de alcanzar la neutralidad de carbono para 2050. Desde 1990, las emisiones vinculadas al sector energético han disminuido efectivamente en 657 MtCO2e (es decir, un -40%), gracias en gran medida a la evolución del mix energético (WEF).

Para alcanzar sus objetivos, la Unión Europea deberá activar todas las palancas a su disposición.

Actuar sobre la demanda energética

Nunca nos cansaremos de repetirlo: "la energía más limpia es la que no se consume". La mejor forma de reducir las emisiones relacionadas con la energía es reducir el consumo energético. Para ello, se pueden activar diferentes palancas: 

Sobriedad

La reducción del consumo de energía final en todas sus formas es la primera palanca directa para reducir las emisiones. Los esfuerzos deben realizarse tanto en el consumo de los hogares como en el de las empresas.

Este tema ha cobrado especial relevancia desde 2021, ya que la fuerte demanda energética tras la pandemia y el conflicto ruso-ucraniano han generado grandes tensiones en el suministro mundial de energía. Esta situación ha llevado a la Unión Europea a abordar el asunto y a buscar las mejores soluciones para reducir el consumo energético en el viejo continente.

Eficiencia energética

La eficiencia busca obtener los mismos resultados con un menor consumo de energía, gracias a mejoras técnicas y tecnológicas o a un circuito de distribución optimizado que permita reducir las pérdidas energéticas.

Electrificación de los usos

Al sustituir las energías derivadas de combustibles por electricidad para los distintos usos, es posible reducir drásticamente las emisiones asociadas al consumo de energía (electrificación del transporte, de los procesos industriales).

Uso de nuevas fuentes de energía

En la misma línea, otra de las soluciones consiste en recurrir a nuevas fuentes de energía con menores emisiones de CO2 que permitan generar la misma energía final. Es el caso, por ejemplo, de la geotermia para la producción de calor o del hidrógeno.

Consommation d’énergie finale par source
Consumo de energía final por fuente (TWh)(Fuente: Georg ZACHMANN et al., Descarbonización de la energía - 2021)

Evolucionar la producción de energía

Desde la era industrial, nuestras sociedades se han desarrollado basándose principalmente en la producción de energía vinculada al consumo de combustibles fósiles. Estas fuentes de energía tienen numerosos inconvenientes: no son renovables y, sobre todo, emiten grandes cantidades de gases de efecto invernadero.

Para satisfacer nuestras necesidades energéticas, tendremos que transformar nuestros métodos de producción de energía a corto plazo.

Abandonar la producción de energía fósil

Abandonar la producción de energías fósiles implica dos cosas: 

  • Invertir masivamente en la producción de energía descarbonizada
  • No invertir en nuevos proyectos de energía fósil.

La idea de cerrar progresivamente las instalaciones actuales de extracción de combustibles fósiles, incluso antes de su fecha de finalización de explotación, también se debate con frecuencia.

Es un tema de actualidad, ya que varias empresas de gas y petróleo siguen anunciando la futura explotación de “bombas climáticas” o “bombas de carbono”, aquellos yacimientos cuya extracción de combustibles fósiles generaría más de una gigatonelada de CO2 cada uno.

Desarrollar nuevas energías

No todos los usos pueden electrificarse. Por tanto, es necesario encontrar soluciones alternativas a las energías producidas a partir de combustibles fósiles, que son grandes emisores de gases de efecto invernadero.

En este contexto, una solución es desarrollar la producción de combustibles derivados de la biomasa (biocombustibles, biogás), que complementan la producción de electricidad no gestionable.

Reducir las emisiones en los lugares de producción

Según el Banco Mundial, cada año se destruyen unos 150.000 millones de metros cúbicos de gas natural mediante el flaring, o “quema en antorcha”, que se realiza durante el proceso de extracción de combustibles fósiles.

Este proceso no solo destruye una valiosa fuente de energía, sino que libera enormes cantidades de CO2 (275 Mt en 2018, es decir, el 0,85% de las emisiones mundiales) y metano, que tiene un impacto 28 veces mayor que el CO2 en el calentamiento global. A esto se suma una fuerte contaminación del aire cerca de los lugares de quema, así como la contaminación de los suelos y los recursos hídricos cercanos.

Existen diferentes métodos para reducir el impacto causado por el flaring. Esto implica reducir la producción de gas asociada a la extracción de combustibles fósiles, su reinyección o su almacenamiento en el subsuelo. Este gas también puede almacenarse en forma líquida para su comercialización o utilizarse cerca del lugar de producción para generar energía.

Descarbonizar las energías finales

La tercera opción consiste en descarbonizar las energías finales. Esto requiere replantear nuestros modelos de producción Y consumo energético, además de invertir masivamente en estos nuevos procesos.

Descarbonizar la producción de electricidad

La electrificación de los usos no es la panacea. El nivel de emisiones dependerá de la fuente de producción de la electricidad.

Para que la electrificación total sea viable, será necesario producir electricidad a partir de fuentes descarbonizadas y, por tanto, desarrollar la producción de energías renovables, biomasa…

La energía nuclear, aunque su uso sigue siendo objeto de debate, es también una fuente de energía descarbonizada a la que recurren muchos países, con Francia a la cabeza.

Part des sources de production d'électricité dans chaque pays de l'Union européenne en 2022
Cuota de las fuentes de producción de electricidad en cada país de la Unión Europea en 2022 (Fuente: Consejo Europeo / Eurostat)

Transicionar hacia un suministro descarbonizado para la producción de calor

La producción de calor para los sectores terciario y residencial representa en Francia casi una quinta parte de las emisiones de gases de efecto invernadero. La mitad de ellas todavía proviene de energías fósiles. Por tanto, es un eje de desarrollo fundamental para reducir nuestras emisiones de GEI relacionadas con el sector energético.

Répartition de la consommation de chauffage en France par source
Fuente CEA

Para reducir la parte de las emisiones relacionadas con la producción de calor, disponemos de varias soluciones: 

  • Orientar la producción hacia nuevas energías (geotermia, hidrógeno), incluidas las ya famosas bombas de calor
  • Priorizar el suministro mediante electricidad descarbonizada
  • Utilizar biomasa de origen controlado

Coordinar los esfuerzos para maximizar la eficiencia energética y garantizar la resiliencia

Un ejemplo en este sentido es el desarrollo de redes de calor. Se trata de recuperar el calor producido por ciertos centros industriales, el calor residual, para transportarlo y aprovecharlo desde las zonas de producción hasta los consumidores finales.

Estos sistemas también pueden utilizarse para muchas otras fuentes de calor: geotermia, energía solar, etc.

Paralelamente al desarrollo de redes de calor, se podrán implementar infraestructuras que permitan el almacenamiento térmico. Esto ayudará a reducir la dependencia de las energías fósiles gestionables.

Inversiones masivas en I+D

Según un estudio de Nathaniel Bullard para Bloomberg, las inversiones en I+D de los países miembros de la AIE (Agencia Internacional de la Energía) en producción energética han evolucionado enormemente en los últimos años, alineándose con las necesidades de descarbonización del sector. Actualmente, los países miembros de la AIE destinan a la I+D los mayores presupuestos en energía de los últimos 50 años.

Si bien el gasto en I+D en energía nuclear y combustibles fósiles alcanzó su punto máximo en los años 80, hoy en día son las inversiones en energías renovables y eficiencia energética las que captan cada vez más financiación.

El gasto en investigación y desarrollo destinado a la eficiencia energética ha pasado de 2000 millones de dólares a principios de los años 2000 a 6000 millones en 2021. Actualmente, es el principal beneficiario de la inversión en I+D de los países miembros de la AIE.

Combined energy R&D funding of IEA members by sector
Fuente: Bloomberg Green - Agencia Internacional de la Energía

Esta evolución demuestra la importancia de la cuestión energética en el contexto actual de cambio climático, que exige una descarbonización acelerada de este sector, altamente emisor de gases de efecto invernadero. Una carrera en la que se han embarcado tanto Estados como empresas.

Algunos ejemplos de buenas prácticas

ENGIE: descarbonizar el mix de generación eléctrica

Engie ha desplegado una estrategia para alcanzar el "Net Zero" en 2045, que abarca los alcances 1, 2 y 3 de sus emisiones. Esta estrategia pretende estar "alineada con la visión y la estrategia del grupo". Su objetivo es reducir el 90% de sus emisiones totales entre 2017 y 2045 para, posteriormente, neutralizar el 10% restante.

En cuanto al alcance 1, ENGIE anuncia que dejará de producir electricidad a partir de carbón en 2027 y que multiplicará por 2,6 la potencia instalada de energías renovables en 2030 respecto a 2020. Asimismo, prevén invertir en almacenamiento y desarrollar el uso de gas verde.

Con el deseo de actuar sobre toda su cadena de valor, han anunciado que llevarán a cabo una política de concienciación entre sus consumidores, además de acompañar a sus proveedores en su transición, ayudándoles a realizar sus balances de carbono e integrar una política de descarbonización para que estén alineados o certificados por SBTi.

Ørsted: transformar el núcleo del negocio

Ørsted, anteriormente un importante productor de energía fósil (gas y petróleo) en Dinamarca, dio un giro para retirarse progresivamente de las actividades fósiles, de las que finalmente se desprendió por completo en 2018, e invirtió posteriormente 26.000 millones de euros en la producción de energías renovables para convertirse hoy en el líder mundial de la energía eólica marina. (Ørsted)

Este cambio completo de modelo de producción se realizó en menos de 15 años. Mientras que en 2009 el 85% de su producción dependía de las energías fósiles, a día de hoy, el 98% de sus ingresos provienen de la producción de energías renovables.

Su objetivo es alcanzar la neutralidad de carbono en los alcances 1 y 2 para 2025 y, posteriormente, lograr esta neutralidad en 2040 para su alcance 3.

Orsted's carbon neutral trajectory
Fuente: Ørsted

Fuentes: