Tecnologías energéticas para frenar el calentamiento global

La quema de combustibles fósiles para satisfacer la creciente demanda de energía ha llevado las emisiones de dióxido de carbono a un nivel récord. ¿Puede la innovación salvarnos del calentamiento global?

Esta es quizás la gran pregunta que en este momento le esté rondando en la mente: ¿podemos inventar alguna salida para el colapso climático? Para muchos, consternados por el lento ritmo del progreso político, pero reticentes a abandonar un estilo de vida cargado de carbono, resolver el cambio climático a través de la tecnología es una idea tentadora. No obstante, los expertos aseguran que no existe tal fórmula mágica para proteger el clima, aparte de una que pocos desean considerar: mantener los combustibles fósiles adonde pertenecen, en el subsuelo.

Las temperaturas promedio han aumentado en 1 grado Celsius desde que los países se industrializaron por primera vez y se prevé que aumenten aproximadamente 3 grados por encima de esa línea base para fines de siglo.

Un informe del Global Carbon Project encontró en diciembre que, si bien la quema de carbón se ha estancado en gran medida, el aumento del petróleo y el gas natural está alejando al planeta de sus objetivos climáticos.

¿Cómo surgió el calentamiento global y cómo podría frenarse?

El calentamiento global es una realidad que preocupa a los ciudadanos del mundo, y ocupa a los investigadores en busca de soluciones para frenar el cambio climático. Gracias a las innovaciones tecnológicas, existe la esperanza de detener el acelerado deterioro de nuestro planeta tierra.

Las noticias respecto al medio ambiente y su deterioro, no son nuevas, desde hace muchos años se habla de la urgencia y la seriedad con la que se debería actuar a nivel mundial para proteger y cuidar, el que ha sido el hogar de la humanidad desde hace más de 4,000 millones de años.

Toda esta pesadilla surgió cuando el hombre quiso ser más moderno. Se tienen registros de que, en 1830, año de la Revolución Industrial, comenzaron las emisiones de gases debido a las transformaciones tecnológicas que ocurrieron en este período histórico.

El interés de usar nuevas tecnologías para producir en masa o fabricar en serie, fue lo que llevó al ser humano de esa época a hacer uso de fuentes energéticas como el carbón, así como la máquina de vapor para lograr sus objetivos.

Claro que hubo beneficios como la facilidad de producción y la agilidad en el transporte, pero el costo fue muy alto, tanto, que seguimos pagando por ello.

Evidentemente, aquel deseo de 1830 de mejorar y facilitar la vida no ha cambiado, al contrario, va en aumento, y con ello la contaminación. Los gases de efecto invernadero, entre ellos las emisiones de CO2, afectan nuestra capa de ozono, pues permiten que los rayos del sol penetren con más fuerza, y todo se acelera de manera desfavorable.

¿Cómo puede entonces la tecnología ayudar a los gobiernos a llegar a estos objetivos?

Aquí hay cuatro innovaciones que los expertos en energía nos dijeron que son prometedoras para frenar la marcha del cambio climático.

¿Cuáles son las evidencias del calentamiento global?

Existen pruebas que demuestran el daño en nuestro planeta, todas estas han ocurrido de manera veloz en los últimos años, como son:
●    El aumento de la temperatura media de la tierra
●    El aumento del nivel del mar y de su temperatura
●    El aumento de la frecuencia y la intensidad de los fenómenos meteorológicos extremos
●    El cambio en los ecosistemas
●    El peligro y la extinción de numerosas especies vegetales y animales
●    Las sequías
●    Los efectos sobre la agricultura y el espacio forestal
●    Los impactos sobre la salud humana

Paneles solares y aerogeneradores

Aunque llegue como una sorpresa, la tecnología que podría combatir el cambio climático ha existido durante décadas: los paneles solares y las turbinas eólicas, que convierten el sol y el viento en electricidad sin liberar gases de efecto invernadero. Hasta aquí, nada nuevo. Lo innovador es que a medida que la tecnologías han avanzado, y han transformado la energía de manera más eficiente, han bajado de precio hasta llegar a ser, a nivel mundial, más baratas que los combustibles fósiles.

"El hecho de que la energía solar y la eólica sean baratas y confiables y que funcionen bien abre muchas posibilidades", expresó Gregory Nemet, profesor de la Universidad de Wisconsin-Madison, quien escribió un libro sobre cómo la energía solar se ha vuelto barata. "Incluso cuando hemos tenido 30 años de políticos vacilantes y no tanto progreso como la mayoría de la gente hubiera esperado, en el fondo, la tecnología ha estado progresando", agregó.

No obstante, generar energía limpia es una cosa, almacenarla y distribuirla es otra. Esto es particularmente importante para las energías renovables que no pueden generar electricidad sin que el sol brille o el viento sople.

Tres cosas sugieren que la innovación está superando estos obstáculos, apuntó Nemet. "Eso está mejorando las energías renovables, las baterías que le permiten almacenar electricidad y luego la información en el sistema que le permite administrarla mejor", aseguró.

Baterías para vehículos eléctricos

La Real Academia de Ciencias de Suecia otorgó a tres científicos un premio Nobel en octubre por su trabajo en el d

esarrollo de baterías de iones de litio, que según ellos "han revolucionado nuestras vidas desde que ingresaron al mercado en 1991", y continúan avanzando.

Más livianas y pequeñas que las baterías recargables anteriores, las baterías de litio también se pueden cargar más rápido y con mayor frecuencia. A medida que su peso y precio continúan cayendo, están desempeñando un papel cada vez más importante en la descarbonización del sector del transporte al hacer que los vehículos eléctricos sean más baratos.

Un automóvil Mercedes totalmente eléctrico en exhibición en Estocolmo, Suecia

"El almacenamiento de la batería será crítico", dijo Joao Gouveia, miembro sénior del Project Drawdown, una organización de investigación que analiza soluciones climáticas. "Permitirá la integración de más y más tecnología renovable. No podemos tener un 70 por ciento (de energía renovable para 2050) proveniente de la energía eólica y solar si no aplicamos sistemas de almacenamiento de baterías", añadió.

Los vehículos eléctricos podrían actuar como un sistema de almacenamiento, dijo Gouveia, en el que los propietarios compran electricidad por la noche para cargar sus automóviles y la venden a la red cuando la demanda es alta y los automóviles están estacionados, inactivos, durante el día. "Estamos encontrando nuevas reservas de litio porque esta es una tecnología para ambos mercados, por lo que estamos innovando cada vez más", aseguró.

Si bien la flota mundial de vehículos eléctricos ha crecido rápidamente, superando los 5 millones de automóviles en 2018, los datos de la Agencia Internacional de Energía muestran que este progreso se ha visto eclipsado por un aumento en los SUV más grandes y menos eficientes que funcionan con combustibles fósiles.

Las baterías de hierro de litio podrían ayudar a descarbonizar el transporte

Power-to-X

Otra forma de almacenar energía renovable es usar electrolizadores para extraer hidrógeno del agua. El proceso, también conocido como Power-to-X, es una manera de almacenar energía en diferentes formas. Los ingenieros ejecutan una corriente eléctrica a través del agua y recogen las moléculas de hidrógeno que se desprenden. Estos pueden quemarse para obtener calor, almacenarse en celdas de combustible o convertirse en productos químicos como el metano para procesos que requieren combustibles fósiles.

"Es una excelente manera de descarbonizar el sector de calefacción, movilidad y química", dijo David Wortmann, miembro de la junta directiva de Energy Watch Group, una ONG alemana. "Es escalable: la tecnología está ahí. La industria es joven, hay fabricantes para producir un electrolizador. Pero la demanda aún no existe, las regulaciones no están vigentes", aclaró.

El hidrógeno también podría ayudar a descarbonizar un sector altamente contaminante que en gran medida se ha pasado por alto: la industria pesada.

El alto calor necesario para procesar materiales industriales, como hormigón, hierro, acero y productos petroquímicos, es responsable de aproximadamente el 10 por ciento de las emisiones globales de CO2, según un informe del Centro de Política Energética Global en octubre. Solo la industria del cemento es responsable de aproximadamente el 8% de las emisiones de CO2, principalmente en la producción. Esto es más de tres veces las emisiones de CO2 de la industria de la aviación.

Quemar hidrógeno de fuentes de energía renovables podría satisfacer las necesidades de calefacción industrial de manera limpia, dijo Jeff Rissmann, jefe de modelado de Energy Innovation, una firma de investigación. "Pasarse al hidrógeno puede tener un gran impacto en muchos sectores, y sería una de las principales formas de descarbonizar la economía global".

Apresar el CO2 de las centrales eléctricas se considera cada vez más necesaria para alcanzar los objetivos de emisiones

Apresamiento y almacenamiento de carbono

Incluso en escenarios optimistas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, los científicos dicen que no cumpliremos con los objetivos de limitar el calentamiento global a 1,5 grados Celsius sin eliminar parte del CO2 que ya hemos emitido. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) estima que sería necesario eliminar en este siglo entre 100 mil millones y 1 billón de toneladas de CO2.

Los árboles y las plantas que extraen CO2 de la atmósfera y lo convierten en oxígeno a través de la fotosíntesis son una forma de hacerlo. Pero ocupan grandes extensiones de tierra, que es necesaria para otros fines, como el cultivo de alimentos, además de no ser una forma segura de almacenar carbono, ya que pueden talarse para leña o quemarse en incendios forestales.

Algunas compañías están experimentando con apresar el CO2 de las plantas de energía y almacenarlo bajo tierra. Al hacer esto con plantas de biomasa, donde se quema materia vegetal recientemente cultivada y no fósiles antiguos, se puede producir energía mientras se reduce la cantidad de CO2 en la atmósfera.

Pero con solo 19 instalaciones que ejecutan dichos sistemas, su despliegue no está siendo lo suficientemente rápido como para cumplir con los objetivos de reducción de emisiones, según un informe del Global Carbon Capture and Storage Institute.