¿Existe el cambio climático? Su relación con la energía

Como ya comentábamos en un post anterior, existe una gran desinformación acerca del cambio climático. La gran pregunta que se hacen muchas personas es: “¿existe el cambio climático o es un mito?”.

En este post hablaremos sobre ello, además de proponer una serie de soluciones argumentadas a este problema tan grande como real. Y, si quieres saber más sobre este tema, puedes plantearte estudiar energías renovables. 

¿Existe el cambio climático?

La realidad es indiscutible: existe el cambio climático y tiene como origen la actividad humana.

Citando una fuente sobradamente competente, un informe conjunto de varias instituciones científicas norteamericanas declaró lo siguiente:

“A juicio de la mayoría de los científicos del clima, el calentamiento de la Tierra en las últimas décadas ha sido causado principalmente por actividades humanas que han aumentado la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera” (The National Academies, 2008).

Por lo tanto, es un hecho que existe el cambio climático y, en particular, el calentamiento global. Además, ambas son consecuencias de carácter antropogénico. Para que no quepa duda sobre el rigor de la cita y sus conclusiones, entre las mencionadas instituciones se encontraba la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Energía y cambio climático

Ahora que ya tenemos claro que existe el cambio climático, conviene aclarar que el sector energético cobra especial relevancia en su corrección. Veamos cómo afecta al planeta la liberación de ciertos gases:

1. A día de hoy, las fuentes de energía de origen fósil continúan satisfaciendo más del 80% de la demanda mundial.

2. En el proceso de combustión, producen calor y electricidad, además de gases de efecto invernadero (GEI) tales como dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, etc.

3. Estos gases se acumulan en la atmósfera y rompen el equilibrio entre la radiación recibida del Sol y la reflejada por la superficie terrestre.

4. Esta última es de frecuencias más bajas y vuelve a la Tierra en mayor proporción de la habitual por la presencia de GEI, lo cual provoca un aumento de la temperatura atmosférica.

Este recalentamiento general de la atmósfera, hidrosfera, criosfera y superficie terrestre, aparte de ser un problema en sí mismo, provoca otras alteraciones negativas. Algunos ejemplos:

• La pérdida de masa de hielo polar.
• El aumento del nivel del mar (inundando amplias zonas costeras densamente pobladas).
• La mayor frecuencia de fenómenos climáticos extremos (inundaciones, sequías, huracanes) con el consiguiente aumento de movimientos de población (migración climática).
• La disminución de la biodiversidad.

Desde el comienzo del siglo actual en que ha quedado patente que existe el cambio climático, las energías renovables han ido ganando protagonismo en la contribución dentro del mix energético a nivel mundial. Sin embargo, el aumento continuado del consumo total de energía año tras año implica que las cantidades de emisiones de GEI sigan aumentando. 

Ante esta situación, nos encontramos con un escenario de calentamiento inexorable del planeta. Las concentraciones actuales de dióxido de carbono atmosférico exceden los niveles que se estima elevarán la temperatura media del sistema climático de la Tierra en 1,5 °C antes del año 2050. Sin una acción drástica en el presente, adaptarse y frenar estos impactos en el futuro será más difícil y costoso. 

Hay que tener en cuenta que hablamos de un fenómeno global, a diferencia de otros daños medioambientales que tienen carácter más localizado, tales como la polución  atmosférica, el vertido de contaminantes al mar o la lluvia ácido. Ese carácter global hace más difícil alcanzar consensos internacionales para atacar el problema de manera coordinada.  

El papel de la tecnología

El desarrollo y la innovación tecnológicos son esenciales para establecer un compromiso serio con el planeta. Ahora que ya sabemos que existe el cambio climático, el cumplimiento de objetivos de descarbonización ambiciosos y el mantenimiento de sistemas confiables de suministro de energía al menor coste posible, accesibles para todos, dependen del avance tecnológico.

Desde el sector eléctrico, se puede actuar a través de:

1. La mejora de eficiencias.

2. La reducción de costes en los sistemas y procesos involucrados en la generación, transporte, almacenamiento y consumo de energía eléctrica.

3. La investigación y desarrollo de nuevas fuentes y tecnologías energéticas para generar electricidad a partir de recursos renovables (energía solar, eólica, hidráulica, geotérmica, de la biomasa, etc.).

Sin embargo, algunas de estas fuentes de energía renovable, por su naturaleza, tienen carácter intermitente y aleatorio. Es lo que ocurre, por ejemplo, con las energías eólica y solar. Por ello, necesitan un cierto nivel de “respaldo”. Dicho “respaldo” se lo pueden ofrecer otras centrales de generación (que pueden, a su vez, basarse en otras fuentes renovables; por ejemplo, en la biomasa) para garantizar el suministro y la seguridad del sistema eléctrico. El desarrollo de técnicas eficientes y baratas de almacenamiento energético a gran escala se presenta como una forma de lidiar con el problema.

Junto a esto, un número creciente de generadores prevé un eventual cambio a una "economía del hidrógeno":

1. Las fuentes de energía (principalmente renovables) se utilizarían para producir hidrógeno a partir del agua por electrólisis.

2. Posteriormente, ese hidrógeno se almacenaría o transportaría para suministrar electricidad a partir de la recombinación con el oxígeno en una celda de combustible.

Esta tecnología aún se encuentra en una etapa temprana de desarrollo. Solamente se han llevado a cabo algunas iniciativas concretas y puntuales que supondrían el primer paso hacia el establecimiento de una “economía del hidrógeno”. Esta sería una alternativa a la actual, dependiente de los combustibles fósiles. 

En otros usos de las fuentes de energía primaria dentro del ámbito del transporte, la industria, los servicios y el consumo residencial, existe un enorme margen de actuación aparte de la producción de electricidad. Tanto a partir de la implantación de medidas de ahorro y eficiencia en los sistemas actuales como a través de la incorporación progresiva de nuevas soluciones tecnológicas basadas en recursos renovables. 

Hay que tener en cuenta que la mayoría de los edificios existentes no están bien aislados térmicamente y se climatizan a partir de combustibles fósiles. Por ello, la incorporación a gran escala de soluciones constructivas más racionales generará reducciones significativas de emisiones. Además, las recientes mejoras en los estándares de eficiencia energética que se exigen a los electrodomésticos comienzan a tener efecto.

La energía nuclear de fisión es otra fuente de energía que no produce emisiones de GEI durante su operación. Frente a la energía eólica y solar, tiene la ventaja de dotar al sistema eléctrico de un suministro continuo en el tiempo. El inconveniente: su uso continúa siendo un tema de debate controvertido. Esto se debe a que da lugar a grandes problemas como:

1. La gestión de los residuos nucleares de alta actividad (materiales que seguirán siendo radiactivos durante miles de años).

2. La posible ocurrencia de accidentes.

3. La eventual proliferación de armamento nuclear.

En cuanto a las centrales térmicas de combustibles fósiles (petróleo, gas natural y carbón), su funcionamiento conlleva la convivencia con otras fuentes más limpias. Aunque esto es inevitable durante una primera etapa hacia la descarbonización del sistema energético, ya se pueden llevar a cabo actuaciones para disminuir las emisiones de CO2 por parte de aquellas. Esto se logra a través de la captura y almacenamiento del gas por diferentes procedimientos. Al mismo tiempo, sería deseable extender la participación de los agentes del sector energético en mercados de derechos de emisiones. Así se incentivaría la reducción de las cantidades liberadas de este y otros gases nocivos para la atmósfera.

También es preciso recordar que los hábitos de consumo de la sociedad en general podrían reducir sensiblemente las emisiones. Hay que tener en cuenta que la civilización industrial, que surgió a finales del siglo XVIII, es una civilización devoradora de energía. Y es un hecho que, para disfrutar de un buen nivel de vida (incluso mejor que el actual), no es preciso consumir tanta energía.

Las últimas generaciones de los países desarrollados han sido educadas en la cultura del derroche de la energía. Dicha cultura fue fomentada, muchas veces, por las compañías de generación. Por tanto, inculcar a la población valores que tengan que ver con el uso racional de la energía puede llevar a reducciones apreciables en el consumo en el sector residencial y del transporte privado. Por ejemplo, si más personas cambiaran el modo de transporte de automóviles a transporte público o bicicleta, las emisiones de GEI se reducirían de manera sustancial.

La respuesta efectiva al cambio climático vendrá de mano de la ciencia, la tecnología y la ingeniería. Si se produce. El primer paso para lograrlo es que la sociedad se conciencie del problema en su conjunto, y que sea informada y advertida por la comunidad científica. Cuando esto ocurra, los gobiernos deben comprometerse e implementar de manera perentoria políticas de acción climática coordinadas para adaptarnos, mitigar y regular el impacto ambiental y socioeconómico del cambio climático y del calentamiento global. Las decisiones que tome la sociedad actual y futura sobre el papel de la tecnología y de la ingeniería serán fundamentales para abordar de manera eficaz el problema. 

Una crítica que han formulado algunos de los países en desarrollo es que, si se ven obligados a reducir las emisiones, aumentarán los costes y, por lo tanto, tendrán menos efectos sus esfuerzos para combatir la pobreza. Por lo tanto, es crucial que las naciones más industrializadas ayuden a aquellas en el camino de la transición hacia una economía más limpia. 

Conclusión

Ante el desafío histórico que supone el cambio climático y ante sus efectos ya palpables, es urgente:

1. La reacción de los distintos agentes sociales.

2. El establecimiento de acuerdos internacionales que involucren el compromiso de todas las partes para la toma de decisiones.

3. La puesta en marcha de medidas reales que comiencen a mitigar los efectos, cada vez más evidentes, del cambio climático sobre el delicado equilibrio del planeta.

Dentro de este proceso, los científicos y tecnólogos del clima, respaldados por la sociedad y por los gobiernos, pueden y deben contribuir a la ejecución de una acción climática. Esta estará basada en el conocimiento científico generado en universidades y centros de investigación, así como en su transferencia a la industria, especialmente en el sector de la energía.

El papel de la ingeniería influye significativamente, tanto positiva como negativamente, en la contribución humana al cambio climático. Este no sólo presenta riesgos ambientales. Supone también un peligro para la estabilidad política mundial, las infraestructuras y la seguridad alimentaria.

Dado que el cambio climático es uno de los mayores desafíos de la humanidad en el siglo XXI y que sus efectos ya se están comenzando a sentir en todo el mundo, es imperativo que los profesionales de la ingeniería se comprometan a reducir sus impactos. Para que la sociedad desarrolle soluciones que minimicen el cambio climático, la tecnología debe desempeñar un papel fundamental y activo.

Desde el área de Ciencia y Tecnología de la Universidad Internacional de Valencia y, en particular, desde el Máster en Energías Renovables, ya participamos de manera activa en ese proceso de descarbonización del modelo energético. Lo hacemos a través de la educación superior y la investigación, formando cada año a profesionales de la energía en competencias, aptitudes y actitudes que el nuevo mercado laboral exige. Descubre por qué deberías estudiar energías renovables colaborar en esta gran misión.