En 2021, Estados Unidos se comprometió a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero entre un 50 % y un 52 % respecto a los niveles de 2005 para 2030.
Investigadores utilizaron seis de los principales modelos económico-energéticos para identificar las vías que permitirían a Estados Unidos alcanzar este objetivo.
El estudio concluye que la eficiencia energética, una electricidad más limpia y la electrificación rápida son estrategias fundamentales para reducir las emisiones.
Las medidas adoptadas para alcanzar el objetivo de 2030 también contribuirán a crear empleo y aumentar la competitividad internacional.
En 2021, Estados Unidos elevó su compromiso climático de París y se comprometió a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) entre un 50 % y un 52 % respecto a los niveles de 2005 para 2030. Sin embargo, aún quedan preguntas sobre las medidas necesarias para alcanzar este objetivo.
En un artículo publicado en Science, mis coautores y yo aplicamos seis de los principales modelos económico-energéticos de la oferta y la demanda de energía de Estados Unidos para identificar vías que permitan alcanzar este objetivo de 2030. Los estudios de comparación entre modelos de este tipo se utilizan en campos como la ciencia del clima y la modelización energética para identificar qué conclusiones son sólidas en distintos modelos y supuestos de entrada, y cuáles difieren.
En general, observamos un sólido consenso en torno al papel clave de la electricidad con bajas emisiones de carbono y la electrificación para alcanzar el objetivo de 2030, sustituyendo los combustibles fósiles por electricidad en el transporte, los edificios y la industria. Los modelos también coinciden en la necesidad de un despliegue a gran escala de energías renovables, vehículos eléctricos y otras tecnologías, en comparación con los niveles históricos y con los escenarios en los que se mantienen las políticas actuales.
Las vías para limitar el calentamiento a 1,5 °C suelen implicar reducir aproximadamente a la mitad las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO2) para 2030 y alcanzar emisiones netas cero de CO2 alrededor de 2050. Esto significa que nuestro estudio puede ser útil para otros países que estén considerando tomar medidas inmediatas para mitigar las emisiones.
Vías de reducción de emisiones por sector
Cumplir la mayor ambición de Estados Unidos para 2030 supondría triplicar el ritmo de las reducciones históricas de GEI en el país. Con menos de ocho años por delante, ¿qué medidas habría que tomar para alcanzar este objetivo?
Observamos que aproximadamente entre el 70 % y el 90 % de las reducciones de emisiones para 2030 provienen de los sectores eléctrico y del transporte, representados, respectivamente, por los segmentos morados y verde claro de la figura siguiente. Actualmente, estos sectores son los mayores emisores y disponen de opciones de mitigación de menor costo.
A pesar de ello, todos los sectores contribuyen al objetivo de 2030. Reducir las emisiones a la mitad para 2030 requiere recurrir a todas las herramientas tecnológicas y políticas disponibles. Nuestro estudio concluyó que la eficiencia energética, una electricidad más limpia y la electrificación rápida son estrategias fundamentales para reducir las emisiones a corto y largo plazo.
Se necesitan esfuerzos inmediatos y sostenidos en varias áreas, que superen las tendencias recientes:
La nueva capacidad eólica y solar aumenta entre dos y siete veces más rápido que en los últimos 10 años. El mayor despliegue anual de capacidad eólica y solar hasta la fecha se produjo en 2021, con 27 gigavatios (GW), pero las vías para alcanzar el objetivo de 2030 suelen implicar duplicar o triplicar la cantidad de capacidad renovable instalada cada año.
El retiro de capacidad de generación a carbón se acelera hasta 2030 y la generación a carbón cae entre un 90 % y un 100 % respecto a los niveles actuales.
Se acelera la adopción de la electrificación del transporte. La proporción de vehículos eléctricos (VE) en las ventas de vehículos ligeros nuevos aumenta desde aproximadamente el 4 % actual hasta entre el 34 % y el 100 % para 2030, con un promedio del 67 % entre los modelos. Esto supera el ritmo previsto con las políticas actuales (entre el 16 % y el 77 %, con un promedio del 38 %).
La columna situada más a la izquierda de la figura siguiente muestra los cambios registrados en el sector eléctrico durante los últimos 10 años; las demás columnas muestran el crecimiento anual promedio de esta década en las vías que cumplen el objetivo de 2030, según cada uno de los seis modelos. Cabe destacar que el ritmo de cierre de centrales eléctricas de carbón es constante en todos los modelos y supera los 20 GW al año hasta 2030.
En el sector del transporte, la administración Biden fijó para 2030 un objetivo de ventas de VE del 50 %, pero los resultados de nuestros modelos sugieren que el despliegue de VE quizá deba superar ese nivel para alcanzar el objetivo de emisiones de toda la economía.
Esto se ilustra en la figura siguiente, que compara las tasas históricas de adopción de VE (línea amarilla) y las de nuestras seis vías compatibles con el objetivo (líneas marrones) con el objetivo actual de la administración del 50 % para 2030. En promedio, nuestros modelos sugieren que las políticas actuales llevarían la adopción de VE a alrededor del 35 % para 2030, mientras que las vías que cumplen el objetivo climático general de 2030 implican una tasa media de adopción del 65 %.
Además de estas amplias similitudes, existen varias diferencias clave entre los modelos. Entre ellas figuran los niveles de electrificación (y el crecimiento de la demanda de electricidad), la proporción de capacidad eólica y solar, la magnitud de la nueva capacidad de generación eléctrica a gas y el nivel de despliegue de infraestructuras (como las redes de transmisión eléctrica).
Los modelos también discrepan sobre el papel de la captura y almacenamiento de carbono (CAC): tres de los seis modelos participantes despliegan hasta 70 GW de capacidad de generación a gas con CAC para 2030. Por lo general, los modelos sin CAC despliegan más capacidad de generación a gas sin CAC y más almacenamiento de energía.
Implicaciones para las políticas
Los modelos coinciden en que se necesitan políticas habilitadoras adicionales para facilitar la transición y alcanzar el objetivo de 2030. La comparación de estos escenarios con otros que contemplan las políticas actuales y las tendencias tecnológicas revela brechas de implementación que habría que cerrar mediante políticas e incentivos adicionales.
Se prevé que las políticas climáticas existentes reduzcan las emisiones de CO2 relacionadas con la energía solo entre un 6 % y un 28 % respecto a los niveles de 2005 para 2030, como muestran las distintas columnas de la figura siguiente. Esto significa que las políticas actuales no bastarían para alcanzar el objetivo del 50 % al 52 % para 2030 (línea horizontal).
Los modelos incluyen distintas políticas para cerrar esta brecha. Algunos utilizan medidas ascendentes específicas para cada sector, que reflejan propuestas de políticas, mientras que otros aplican enfoques descendentes para identificar vías de mitigación de «menor costo», basadas principalmente en un límite de GEI para toda la economía. Entre las políticas figuran créditos fiscales para la energía limpia, normas para el sector eléctrico, reembolsos por equipos de uso final, fijación de precios del carbono y combinaciones de estas opciones.
Los costos marginales de reducción de CO2, equivalentes al costo asociado a la última tonelada de CO2 reducida, oscilan entre 36 y 155 dólares por tonelada en 2030 en los modelos participantes. Este amplio intervalo se debe a las diferencias entre los supuestos de los modelos sobre las políticas y los costos tecnológicos.
Aunque siguen existiendo dudas sobre qué políticas e incentivos resultan atractivos y duraderos desde el punto de vista político, estos escenarios muestran que los responsables de la formulación de políticas podrían utilizar muchas combinaciones distintas de políticas para reducir las emisiones a la mitad para 2030.
El Senado de Estados Unidos está debatiendo actualmente más de 500 000 millones de dólares en créditos fiscales para las energías renovables, los VE y las tecnologías de bajas emisiones, pero el futuro de estos incentivos y hasta qué punto contribuirán a reducir la brecha de emisiones de 2030 siguen siendo inciertos.
Beneficios y costos
Las medidas para alcanzar el objetivo de 2030 generan diversos beneficios. Un modelo participante estima que los daños climáticos mundiales evitados gracias a estas políticas ascienden aproximadamente a 140 000 millones de dólares al año. También hay beneficios adicionales derivados de las reducciones locales de contaminantes atmosféricos, como el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno y las partículas, que pueden aportar beneficios importantes e inmediatos para la salud humana.
Otros beneficios podrían incluir la creación de empleo, el impulso a la innovación, el aumento de la competitividad internacional y mejores resultados en materia de equidad para los hogares de bajos ingresos; todos estos factores dependen de los detalles de la implementación de las políticas.
En cuanto a los costos de las políticas, los modelos pueden calcular los aumentos del gasto del sistema energético necesarios para alcanzar el objetivo de 2030 (incluido el gasto en combustibles y mantenimiento, así como los costos de capital de las tecnologías de oferta y demanda) en comparación con los niveles de referencia sin estas políticas.
Para 2030, estos costos adicionales ascienden a entre 90 000 y 280 000 millones de dólares al año, aunque los avances tecnológicos en energías renovables y VE han reducido sustancialmente estos costos de descarbonización, incluso en comparación con los de hace unos pocos años.
Próximos pasos
Nuestro artículo muestra que los próximos pasos para alcanzar el objetivo climático de Estados Unidos para 2030 están más claros y son cada vez más asequibles, pero requieren nuevas políticas de apoyo. Las medidas para lograr este objetivo probablemente impliquen el despliegue generalizado de tecnologías existentes que aprovechen los cambios tecnológicos y las políticas asociadas de períodos anteriores.
La expansión a gran escala y rápida de los recursos, por encima de los niveles recientes, sugiere que podría ser necesaria una innovación institucional para acelerar su adopción, incluida la agilización de la selección de emplazamientos y la concesión de permisos para proyectos de bajas emisiones.
Nuestro estudio ofrece proyecciones más detalladas, perspectivas prácticas y mayor confianza en cuanto a las políticas y el despliegue tecnológico necesarios para alcanzar los objetivos climáticos a corto plazo. Estas medidas pueden sentar las bases para una transición hacia la energía limpia que sea asequible, fiable y equitativa.
Bistline et al. (2022). «Actions for Reducing US Emissions at Least 50% by 2030», Science, https://doi.org/10.1126/science.abn0661
