Los beneficios para la salud asociados a la energía eólica podrían más que cuadruplicarse si los operadores toman mejores decisiones sobre qué centrales basadas en combustibles fósiles reducir cuando hay energía eólica disponible, según un nuevo estudio del MIT.
Actualmente, los mercados eligen qué centrales de gas natural y de carbón reducir en función del ahorro de costes, según los investigadores.
Dirigirse, en cambio, a las centrales más contaminantes podría extender los beneficios para la salud de la energía eólica mucho más lejos y de forma mucho más equitativa.
Los beneficios para la salud de usar energía eólica en lugar de combustibles fósiles podrían cuadruplicarse si se seleccionan para reducir su producción las centrales más contaminantes, según un nuevo estudio.
Casi el 10 por ciento de la electricidad actual en Estados Unidos procede de la energía eólica. Esta fuente de energía renovable beneficia al clima, a la calidad del aire y a la salud pública al desplazar las emisiones de gases de efecto invernadero y de contaminantes atmosféricos que, de otro modo, producirían las centrales basadas en combustibles fósiles.
Un nuevo estudio del MIT concluye que los beneficios para la salud asociados a la energía eólica podrían más que cuadruplicarse si los operadores dieran prioridad a reducir la producción de las centrales basadas en combustibles fósiles más contaminantes cuando hay energía eólica disponible.
En el estudio, publicado hoy en Science Advances, los investigadores analizaron la actividad horaria de los aerogeneradores, así como las emisiones notificadas por cada central basada en combustibles fósiles del país entre los años 2011 y 2017. Rastrearon las emisiones en todo el país y asignaron los contaminantes a las poblaciones demográficas afectadas. A continuación, calcularon la calidad del aire regional y los costes sanitarios asociados para cada comunidad.
Los investigadores descubrieron que, en 2014, la energía eólica vinculada a políticas estatales mejoró la calidad del aire en general, lo que generó 2000 millones de dólares en beneficios para la salud en todo el país. Sin embargo, solo alrededor del 30 por ciento de estos beneficios llegó a las comunidades desfavorecidas.
El equipo descubrió además que, si el sector eléctrico redujera la producción de las centrales basadas en combustibles fósiles más contaminantes, en lugar de las más rentables en términos de ahorro, en momentos de generación eólica, los beneficios globales para la salud podrían cuadruplicarse hasta alcanzar los 8400 millones de dólares en todo el país. Sin embargo, los resultados presentarían un desglose demográfico similar.
“Descubrimos que dar prioridad a la salud es una excelente manera de maximizar los beneficios de forma generalizada en Estados Unidos, lo cual es muy positivo. Pero sugiere que no va a abordar las desigualdades”, afirma Noelle Selin, coautora del estudio y profesora del Instituto de Datos, Sistemas y Sociedad y del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. “Para abordar las desigualdades en la contaminación atmosférica, no basta con centrarse en el sector eléctrico o en las energías renovables y confiar en que los beneficios globales para la calidad del aire resolverán estas desigualdades raciales y étnicas reales y persistentes. Habrá que examinar otras fuentes de contaminación atmosférica, así como los factores sistémicos subyacentes que determinan dónde se ubican las centrales y dónde vive la gente.”
Los coautores de Selin son el autor principal y antiguo estudiante de posgrado del MIT Minghao Qiu, PhD ’21, ahora en la Universidad de Stanford, y Corwin Zigler, de la Universidad de Texas en Austin.
Servicio de reducción de producción
En su nuevo estudio, el equipo buscó patrones entre los periodos de generación eólica y la actividad de las centrales basadas en combustibles fósiles, para determinar cómo los mercados eléctricos regionales ajustaban la producción de las centrales en respuesta a la llegada de grandes cantidades de energía renovable.
“Uno de los retos técnicos, y la aportación de este trabajo, consiste en identificar cuáles son las centrales que responden a este aumento de la energía eólica”, señala Qiu.
Para ello, los investigadores compararon dos conjuntos de datos históricos del periodo comprendido entre 2011 y 2017: un registro hora a hora de la producción de energía de los aerogeneradores de todo el país y un registro detallado de las mediciones de emisiones de cada central basada en combustibles fósiles de Estados Unidos. Los conjuntos de datos abarcaban cada uno de los siete grandes mercados eléctricos regionales, y cada mercado suministraba energía a uno o varios estados.
“California y Nueva York son mercados independientes, mientras que el mercado de Nueva Inglaterra abarca unos siete estados y el del Medio Oeste abarca más”, explica Qiu. “También cubrimos alrededor del 95 por ciento de toda la energía eólica de Estados Unidos.”
En general, observaron que, en los momentos en que había energía eólica disponible, los mercados se ajustaban reduciendo, en esencia, la producción de las centrales de gas natural y de carbón subbituminoso. Señalaron que las centrales cuya producción se redujo probablemente se eligieron por motivos de ahorro de costes, ya que algunas resultaban menos costosas de reducir que otras.
Después, el equipo utilizó un sofisticado modelo de química atmosférica para simular los patrones de viento y el transporte químico de las emisiones en todo el país, y determinó dónde y en qué concentraciones las emisiones generaban partículas finas y ozono, dos contaminantes que se sabe que dañan la calidad del aire y la salud humana. Por último, los investigadores cartografiaron las poblaciones demográficas generales de todo el país, a partir de los datos del censo de Estados Unidos, y aplicaron un enfoque epidemiológico estándar para calcular el coste sanitario de la exposición a la contaminación para cada población.
Este análisis reveló que, en 2014, un enfoque general de ahorro de costes para desplazar la energía basada en combustibles fósiles en momentos de energía eólica generó 2000 millones de dólares en beneficios para la salud, o ahorros, en todo el país. Una proporción menor de estos beneficios llegó a las poblaciones desfavorecidas, como las comunidades de color y las comunidades de bajos ingresos, aunque esta desigualdad variaba según el estado.
“Es una historia más compleja de lo que pensábamos inicialmente”, afirma Qiu. “Ciertos grupos de población están expuestos a un mayor nivel de contaminación atmosférica, y estos serían las personas de bajos ingresos y los grupos de minorías raciales. Lo que observamos es que el desarrollo de la energía eólica podría reducir esta brecha en algunos estados, pero aumentarla aún más en otros, según las centrales de combustibles fósiles que se desplacen.”
Ajuste de la generación eléctrica
Los investigadores examinaron después cómo cambiarían el patrón de emisiones y los beneficios asociados para la salud si se diera prioridad a la reducción de la producción de distintas centrales basadas en combustibles fósiles en momentos de generación eólica. Modificaron los datos de emisiones para reflejar varios escenarios alternativos: uno en el que se reducen primero las centrales más perjudiciales y contaminantes para la salud, y otros dos escenarios en los que las centrales que emiten más dióxido de azufre y más dióxido de carbono, respectivamente, son las primeras en reducir su producción.
Constataron que, aunque cada escenario aumentaba los beneficios generales para la salud, y el primero en particular podía cuadruplicarlos, la desigualdad original persistía: las comunidades de color y las comunidades de bajos ingresos seguían obteniendo menores beneficios para la salud que las comunidades más acomodadas.
“Llegamos al final del camino y dijimos: no hay forma de abordar esta desigualdad siendo más inteligentes a la hora de decidir qué centrales desplazar”, afirma Selin.
No obstante, el estudio puede ayudar a identificar formas de mejorar la salud de la población en general, afirma Julian Marshall, profesor de ingeniería ambiental en la Universidad de Washington.
“La información detallada que ofrecen los escenarios de este artículo puede servir de hoja de ruta para los operadores de la red eléctrica y para los reguladores estatales de calidad del aire, en cuanto a qué centrales son muy perjudiciales para la salud humana y también es probable que reduzcan notablemente las emisiones si aumenta la electricidad generada por energía eólica”, afirma Marshall, que no participó en el estudio.
“Una de las cosas que me hace ser optimista en este ámbito es que se presta mucha más atención a las cuestiones de justicia ambiental y equidad”, concluye Selin. “Nuestra función es determinar las estrategias más eficaces para afrontar estos retos.”
Este trabajo contó con el apoyo, en parte, de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos y de los Institutos Nacionales de Salud.
