La descarbonización (o descarbonización ) del balance energético de un país consiste en reducir gradualmente su consumo de energías primarias emisoras de gases de efecto invernadero ( dióxido de carbono y metano , principalmente), es decir, combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural), o almacenar dióxido de carbono bajo tierra. . Este cambio se puede conseguir mejorando la eficiencia energética ( aislamiento térmico , eficiencia del motor , etc. ), sustituyendo los combustibles fósiles por energías libres de carbono (energías nucleares y renovables ), en particular electrificando los usos fósiles , y adoptando modos más sobrios. de producción , como el teletrabajo .
En 2019, al menos 19 países europeos y otros cuatro países superaron el umbral del 50% de descarbonización de su consumo eléctrico, de los cuales cinco alcanzaron o superaron el 100%, superando su producción su consumo (Suecia, Suiza, Francia, Costa Rica e Islandia ), pero solo nueve superan el 40% de descarbonización de su consumo energético total.
El verbo “descarbonizar” ha entrado en Larousse . En cuanto al sustantivo correspondiente, "descarbonización" parece prevalecer sobre "descarbonización", que tiene la desventaja de sugerir una reversión de un proceso de carbonización .
En Francia, según la Academia Francesa , los expertos en petróleo y medio ambiente quieren hacer una propuesta unificada como parte del dispositivo de enriquecimiento lingüístico en el que participa la Academia. Parece que vamos hacia la "descarbonización".
Para el vocabulario ambiental oficial (según lo definido por la Comisión de Enriquecimiento de la Lengua Francesa en 2019), la expresión “descarbonización, nf” (equivalente a la “descarbonización” en inglés) se define de la siguiente manera:
“Conjunto de medidas y técnicas para reducir las emisiones de dióxido de carbono.
Nota:
Ver también: contenido de carbono , huella de gases de efecto invernadero, bajas emisiones de gases de efecto invernadero (a). "
El objetivo de la descarbonización es combatir el calentamiento global antropogénico (uno de los límites planetarios ), reduciendo por diversos medios las emisiones de gases de efecto invernadero de las actividades humanas, en particular en el ámbito de la conversión de energía , su transporte y consumo . Podemos considerarlo de manera más general a nivel de toda la economía, buscando descarbonizar las actividades agrícolas, por ejemplo .
Según Roger A. Pielke Jr. , muchas personas no comprenden la magnitud del desafío. En 2018, el mundo consumió 11,743 millones de tep en forma de carbón , gas natural y petróleo . Para lograr emisiones netas de dióxido de carbono de cero para 2050, el mundo debería desplegar cada dos días, desde 2019 hasta 2050, tres centrales nucleares con una potencia similar a la de Turkey Point o bien 1.500 aerogeneradores de 2,5 MW cada uno en aproximadamente 800 km. 2 . Este escenario tiene en cuenta el aumento del consumo energético mundial, pero no las posibles tecnologías de captura de CO 2 ..
Ejemplo de movilidad eléctrica: RTE estima en 2019 que la red eléctrica nacional puede soportar sin mayores dificultades la recarga de más de 15 millones de vehículos eléctricos para 2035, o el 40% de la flota vial. Una flota nacional compuesta por 15,6 millones de vehículos conectados representaría un consumo anual de 35 a 40 TWh , o el 8% de la producción total de electricidad francesa. Según François Bayrou , Alto Comisionado de Planificación en marzo de 2021, la electrificación del parque de vehículos y la calefacción de hogares en Francia corresponderá a un aumento del consumo eléctrico del 35%.
Las acciones para la descarbonización pueden ser buscar alternativas que emitan menos dióxido de carbono ( energías renovables , energía nuclear , gas natural en menor medida), procesos más eficientes energéticamente ( eficiencia energética , cogeneración ) modos de producción más sobria ( teletrabajo , servicios) o la captación y secuestro de CO 2antes o después del uso de combustibles. Para Jean-Marc Jancovici , la energía fotovoltaica es “casi demasiado intensiva en carbono, debido a la fabricación del panel” para poder producir hidrógeno libre de carbono.
El enfoque Négawatt , llevado a cabo por la Asociación NegaWatt , enfatiza particularmente la sobriedad . El think tank The Shift Project (TSP), presidido por Jean-Marc Jancovici, también cree que las medidas técnicas no son suficientes y que la sobriedad tiene un papel importante que jugar. Se considera que la asociación negaWatt y TSP está disminuyendo . Los écomodernistes rechazados por su parte el concepto de sobriedad y con decisión de pasar a la energía nuclear y la captura y secuestro de CO 2 para permitir la descarbonización.
En el marco de la preparación de la COP21 se debatieron ampliamente medidas indirectas encaminadas a alentar a los agentes económicos a actuar en la dirección de la descarbonización : se trata de "dar un precio al carbono " en forma de impuesto. Comercio de carbono o emisiones sistema . Muchas empresas han anunciado planes para volverse "neutrales en carbono" o al menos dejar de invertir en carbón, y la coalición empresarial We mean business de cientos de multinacionales e inversores ha presentado propuestas para hacer compromisos más eficientes contraídos por los Estados.
Herramientas como la huella de carbono permiten identificar las fuentes de emisiones y dirigir acciones hacia los sectores donde serían más efectivas.
El Proyecto Shift se lanza en marzo de 2017un “ Manifiesto para descarbonizar Europa ” antes de 2050, firmado por 1.500 líderes y científicos, que propone nueve medidas con un coste total de 250 a 500 mil millones de euros al año, o menos del 3% del PIB europeo. Recomienda: (1) cerrar todas las centrales eléctricas de carbón; (2) generalizar el coche a menos de 2 l / 100 km; (3) revolucionar el transporte urbano; (4) triplicar la red de TGV; (5) inventar la industria pesada post-carbono; (6) renovar todo el parque de viviendas antiguas; (7) hacer que la propiedad inmobiliaria pública sea ejemplar; (8) fortalecer el bosque para secuestrar carbono; (9) hacer que la agricultura sea verdaderamente sostenible.
En Francia, el plan climático anunciado por el ministro de Medio Ambiente, Nicolas Hulot, el6 de julio de 2017tiene como objetivo lograr la neutralidad de carbono para 2050. Los puntos principales de este plan son el cese de las ventas de vehículos diésel y de gasolina para 2040, el cierre de las últimas centrales eléctricas de carbón en 2022, la prohibición de todos los nuevos proyectos de explotación de carbón, petróleo y gas para 2022, inversiones de hasta 4 mil millones de euros para luchar contra la pobreza energética , la extensión del bono ecológico a la compra de vehículos usados, 'aceleración de la trayectoria de aumento del impuesto al carbono , la lucha contra la artificialización de suelos y contra la importación de productos derivados de la deforestación (aceite de palma).
El Costa Rica es, según sus responsables, la primera en el mundo que han puesto en marcha en 2019 un plan integral para la descarbonización (cero emisiones de carbono en 2050).
La Agencia Internacional de Energía publicó en su World Energy Outlook 2016 anual una evaluación de los impactos de los compromisos asumidos por los estados en el Acuerdo Climático de París de 2015: conduciría a un calentamiento de 2,7 ° C en 2100; para lograr el objetivo de limitar este calentamiento a 2 ° C , presentó su "escenario 450" que implica un cambio radical en la tasa de descarbonización: desarrollo acelerado de energías renovables, energía nuclear "donde esto sea políticamente aceptable", y captura de carbono y almacenamiento (CCS), inversiones en mayor eficiencia energética. Casi el 60% de la electricidad mundial producida en 2040 provendrá de energías renovables, la mitad de las cuales será eólica y fotovoltaica. La energía renovable se convertiría en la principal fuente de producción alrededor de 2030 en Europa y alrededor de 2035 en China, India y Estados Unidos; También se espera que el número de vehículos eléctricos supere los 700 millones para 2040.
El Instituto para el Desarrollo Sostenible y Relaciones Internacionales y la Red de Soluciones para el Desarrollo Sostenible (SDSN) han lanzado el Proyecto Vías de Descarbonización Profunda , junto con equipos de investigación líderes en 16 países que representan más del 70% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. El informe resumido del proyecto publicado en 2015 resume los escenarios desarrollados por los equipos para sus países; muestra que las emisiones de CO 2relacionados con la energía para los 16 países se puede reducir entre un 48% y un 57% para 2050 en comparación con 2010; las emisiones de la producción de electricidad se reducirían en un 93% y la participación de la electricidad en el balance energético se duplicaría, superando la marca del 40%. Para 2050, las trayectorias del DDP muestran un despliegue acumulado de 3.800 GW de electricidad solar y 4.100 GW de energía eólica, así como 1.200 millones de vehículos de pasajeros y 250 millones de vehículos utilitarios que operan en la carretera. 'Electricidad, pilas de combustible o híbridos recargables. En la trayectoria del DDP de China, la descarbonatación profunda permite una reducción que va del 42 al 79% de los contaminantes atmosféricos primarios.
Los países más avanzados en la descarbonización del consumo eléctrico son:
País | La producción de electricidad | de la cual: porción libre de carbono | producción tD | Consumo de electricidad | consumo de tD |
---|---|---|---|---|---|
Suecia | 168,4 TWh | 163,3 TWh | 96,9% | 142,3 TWh | 114,7% |
suizo | 73,6 TWh | 71,6 TWh | 97,2% | 67,4 TWh | 106,3% |
Francia | 570,8 TWh | 516,4 TWh | 90,5% | 513,0 TWh | 100,7% |
Costa Rica (2018) | 11,5 TWh | 11,3 TWh | 98,6% | 11,3 TWh | 100,7% |
Islandia | 19,5 TWh | 19,5 TWh | 100% | 19,5 TWh | 100% |
Noruega | 134,6 TWh | 131,6 TWh | 97,7% | 134,7 TWh | 97,7% |
Canadá | 653,5 TWh | 532,3 TWh | 81,4% | 606,5 TWh | 87,8% |
Nueva Zelanda | 44,7 TWh | 36,5 TWh | 81,7% | 44,7 TWh | 81,7% |
Brasil | 626,3 TWh | 515,0 TWh | 84,8% | 651,3 TWh | 81,6% |
Austria | 74,2 TWh | 58.0 TWh | 78,1% | 77,4 TWh | 75,0% |
Bélgica | 93,5 TWh | 63,4 TWh | 67,8% | 91,6 TWh | 69,2% |
Dinamarca | 29,3 TWh | 23,2 TWh | 79,1% | 35,1 TWh | 66,0% |
Ucrania | 151,3 TWh | 93,5 TWh | 61,8% | 147,2 TWh | 63,5% |
Bulgaria | 44,2 TWh | 24,4 TWh | 55,2% | 38,4 TWh | 63,5% |
Finlandia | 68,7 TWh | 55,6 TWh | 80,9% | 88,8 TWh | 62,6% |
Rumania | 60,2 TWh | 24,8 TWh | 60,0% | 61,7 TWh | 58,5% |
España | 274,2 TWh | 161,7 TWh | 59,0% | 281,1 TWh | 57,5% |
Chequia | 87,0 TWh | 41,4 TWh | 47,6% | 73,9 TWh | 56,1% |
Alemania | 618,2 TWh | 325,4 TWh | 52,6% | 585,6 TWh | 55,6% |
Reino Unido | 323,7 TWh | 177,3 TWh | 54,8% | 344,9 TWh | 51,4% |
Portugal | 53,1 TWh | 28,7 TWh | 54,1% | 56,5 TWh | 50,9% |
La tasa de descarbonización calculada en relación al consumo bruto es superior a la de la producción en los países exportadores netos (Noruega, Suiza, Suecia, Francia). Esta tarifa no tiene en cuenta, en el caso de los países importadores, la naturaleza libre de carbono o no de la electricidad importada; por ejemplo, para Finlandia, que importa de Suecia, o Dinamarca, que importa de Noruega y Suecia, la electricidad importada está casi totalmente libre de carbono.
Observamos que varios países con una alta tasa de descarbonización se benefician de una baja densidad de población, por lo que los recursos naturales son suficientes para cubrir las necesidades (Noruega, Islandia, Canadá, Suecia); Los países con una densidad de población media o alta (Francia, Suiza, la provincia de Ontario en Canadá) también están recurriendo a la energía nuclear, la única energía libre de carbono capaz de producir cantidades masivas de energía en un área pequeña.
Las principales fuentes de energía que utilizan estos países para lograr estos resultados son:
País | Hidroelectricidad | Nuclear | Energía eólica | Solar | Biomasa + residuos | Geotermia |
---|---|---|---|---|---|---|
Suecia | 38,7% | 39,5% | 11,8% | 0,4% | 6,5% | |
suizo | 55,6% | 35,9% | 0,2% | 2,9% | 2,7% | |
Francia | 10,9% | 69,9% | 6,1% | 2,0% | 1,5% | 0,1% |
Costa Rica | 72,6% | 15,6% | 0,5% | 1,5% | 8,4% | |
Islandia | 69,1% | 0,04% | 30,9% | |||
Noruega | 93,4% | 4,1% | 0,2% | |||
Canadá | 58,4% | 15,5% | 5,2% | 0,6% | 1,6% | |
Nueva Zelanda | 57,2% | 5,0% | 0,3% | 1,4% | 17,8% | |
Brasil | 63,5% | 2,6% | 8,9% | 1,1% | 8,7% | |
Austria | 59,6% | 10,0% | 2,3% | 6,3% | ||
Bélgica | 1,3% | 46,6% | 10,2% | 4,2% | 5,5% | |
Dinamarca | 0,1% | 55,2% | 3,3% | 20,6% | ||
Ucrania | 5,1% | 54,9% | 1,0% | 0,7% | 0,2% | |
Bulgaria | 7,6% | 37,4% | 3,0% | 3,2% | 4,0% | |
Finlandia | 18,1% | 34,8% | 8,7% | 0,3% | 19,1% | |
Rumania | 26,3% | 18,7% | 11,2% | 3,0% | 0,8% | |
España | 9,8% | 21,3% | 20,3% | 5,5% | 2,1% | |
Chequia | 3,6% | 34,8% | 0,8% | 2,6% | 5,8% | |
Alemania | 4,2% | 12,1% | 20,4% | 7,7% | 8,2% | |
Reino Unido | 2,4% | 17,4% | 19,8% | 3,9% | 11,3% | |
Portugal | 19,1% | 25,9% | 2,4% | 6,3% | 0,4% |
Observamos que el potencial hidroeléctrico de un país es crucial para su descarbonización; pero la energía nuclear a menudo permite superar los límites de este potencial. Los países con importantes recursos forestales (Suecia, Finlandia, Austria, Suiza) también utilizan dendroenergía ; la contribución de la energía eólica, todavía reciente, generalmente solo ocupa el tercer o cuarto lugar.
Austria, que abandonó la energía nuclear en 1978, está luchando por cubrir su consumo con sus energías renovables, a pesar de su excepcional potencial hidroeléctrico; sigue siendo un importador cada año, su producción nacional cubrió solo el 96% de su consumo de electricidad en 2019.
Entre los otros territorios cuya electricidad es en gran parte libre de carbono, dieciséis estados de los Estados Unidos produjeron más del 50% de electricidad libre de carbono en 2019 (consulte Tasa de descarbonización de la producción de electricidad en los Estados Unidos ), incluidos California, Illinois y el estado de Nueva York. , así como 15 de los 28 países de la Unión Europea (19 países europeos si sumamos Noruega, Islandia, Suiza y Ucrania) (ver Electricidad en Europa # Participación de fuentes de energía sin carbono en el consumo de electricidad ).
Según un estudio publicado en 2020, incluso si el contenido de carbono de la electricidad no mostrara una mejora, lo mejor sería cambiar a automóviles eléctricos para el transporte y bombas de calor para los edificios. Esto puede explicarse en parte por la eficiencia del ciclo combinado y de la cogeneración que permite la producción de electricidad.
La descarbonización del balance energético no puede limitarse a la de la producción de electricidad , porque representa en promedio solo el 18,8% del consumo energético final global.
Aparte del sector eléctrico, el consumo de energía se refiere principalmente a dos rubros: calefacción y transporte.
En los países donde la producción de electricidad ya es mayoritariamente libre de carbono, la conversión a calefacción eléctrica o bombas de calor puede contribuir a la descarbonización del consumo de calefacción, al igual que los vehículos eléctricos, incluidos trenes, tranvías, teleféricos, etc. para el consumo de transporte. Según Bloomberg, Francia se encuentra entre los grandes países donde los vehículos eléctricos son los menos contaminantes (en términos de emisiones de CO 2), gracias a su electricidad principalmente de origen nuclear; si este análisis se hubiera extendido a países más pequeños, se podría haber dicho lo mismo de Noruega y Suecia. Un estudio reciente publicado por investigadores de la Universidad de Bruselas - VUB , estima que, durante todo su ciclo de vida, las emisiones de CO 2de un coche eléctrico son, de media europea, un 55% más bajas que las de un vehículo diésel. Esta relación depende mucho de las fuentes de producción de electricidad (véanse los capítulos anteriores) y de la vida útil global del vehículo: en Bélgica, el ahorro de emisiones proporcionado por el coche eléctrico es del 65%, en Francia del 80% y en Suecia del 85%.
Para la calefacción, otro camino hacia la descarbonización es el establecimiento de redes de calefacción alimentadas por plantas de cogeneración o salas de calderas, quemando residuos domésticos, industriales o agrícolas así como leña u otra biomasa , o incluso utilizando bombas de calor. Esta solución se utiliza ampliamente en los países nórdicos, en particular Suecia; los países del antiguo bloque comunista: Rusia, China, etc. también tienen redes de calefacción, pero se abastecen principalmente de combustibles fósiles y, por tanto, contribuyen muy poco a la descarbonización.
Las tasas de descarbonatación medidas para todo el consumo de energía primaria son mucho menos favorecedoras que las calculadas solo para la electricidad:
País | Consumo de energía primaria (Mtep) |
del cual: porción libre de carbono (Mtep) |
Tasa de descarbonatación | Reparto de electricidad | Reparto de calor |
---|---|---|---|---|---|
Islandia | 6.05 Mtep | 5,46 Mtep | 90,1% | 49,1% | 24,9% |
Suecia | 47,1 Mtep | 37,6 Mtep | 79,8% | 33,5% | 13,4% |
Noruega | 23,9 Mtep | 13,4 Mtep | 56,2% | 47,9% | 2,4% |
Francia | 241,4 Mtep | 131,6 Mtep | 54,5% | 25,0% | 2,4% |
suizo | 24,3 Mtep | 13,2 Mtep | 54,4% | 27,3% | 2,6% |
Finlandia | 33,9 Mtep | 18,2 Mtep | 53,8% | 27,4% | 15,4% |
Brasil | 291,4 Mtep | 137,7 Mtep | 47,3% | 19,4% | |
Costa Rica (2018) | 4,9 Mtep | 2,3 Mtep | 46,8% | 21,6% | |
Nueva Zelanda | 20,6 Mtep | 8,6 Mtep | 42,0% | 23,2% |
Solo se tuvieron en cuenta los países que superaban el umbral de descarbonización del 40%.
Hay diferencias significativas en la clasificación: Noruega, cerca del 100% para la descarbonización de la electricidad, es solo el 56,2% de descarbonización sobre el total de su consumo de energía primaria. Esto puede explicarse en parte por los convenios adoptados por la Agencia Internacional de Energía para sus balances de energía primaria, que reducen la participación de las energías eléctricas renovables (ver Balance energético (estadísticas) # Convenios sobre la definición de energía primaria ). Alemania, cuya electricidad está libre de carbono en un 55,6%, tiene solo el 22,5% de su consumo total de energía.
Los países más libres de carbono son a menudo aquellos en los que la proporción de electricidad es alta, porque la mayoría de las fuentes de energía libres de carbono son generadores. Las cuotas de electricidad más altas generalmente indican países donde la disponibilidad de electricidad de bajo costo ha atraído industrias electro intensivas como la electrólisis de aluminio y la electrometalurgia (Islandia, Noruega, Suecia).
La participación de las redes de calefacción en el consumo de energía final también se correlaciona a menudo con la tasa de descarbonatación: las plantas de cogeneración o las plantas de calor que abastecen estas redes a menudo queman combustibles renovables ( energía de madera , residuos urbanos o agrícolas); entre los países con alta descarbonización también se encuentran los que practican el uso directo (sin pasar por la producción de electricidad) de energías renovables térmicas: Islandia (energía geotérmica) y Finlandia (biomasa).
Para algunas industrias de alta emisión, se han desarrollado procesos para capturar CO 2en el momento de su emisión. Efectivamente no existen alternativas a otras energías menos emisoras, la liberación de CO 2estar vinculado al proceso industrial. Por ejemplo, para la producción de cemento , que es responsable del 7% de las emisiones totales de CO 2, una planta piloto belga logró capturar del 80 al 95% de sus emisiones.
Para acerías , responsable del 7% de las emisiones totales de CO 2, se está estudiando un concepto. ArcelorMittal ha construido el demostrador “Igar” en su emplazamiento de Dunkerque , que debería reducir las emisiones de CO 2del 20 al 60% recuperando los gases industriales del alto horno para tratarlos con el fin de aislar el monóxido de carbono (CO), que luego se utiliza en lugar del carbón para producir acero. El piloto industrial debería construirse en 2020 para un año de prueba en 2021; la inversión de unos veinte millones de euros será financiada a la mitad por Ademe. Otro demostrador, “Stellanol”, previsto para el emplazamiento de Gante en Bélgica, con una inversión de 140 millones de euros, consiste en recuperar gases industriales a la salida del alto horno, procesarlos y luego combinarlos con un cultivo de bacterias para hacer etanol .
La tasa de descarbonización del consumo de energía final alcanzó el 21,9% en 2015 en la Unión Europea , de los cuales siete países miembros superaron el 30% (Suecia, Finlandia, Letonia, Francia, Austria, Dinamarca, Eslovenia): ver Cuota de energías libres de carbono al final consumo de energía en Europa .