Antes de las negociaciones climáticas de la COP26, China anunció un nuevo objetivo de emisiones netas cero para 2060, que incluye alcanzar 1.200 gigavatios (GW) totales de energía eólica y solar para 2030 , más del doble de la capacidad actual. Pero a pesar de esta promesa, China continúa citando preocupaciones de confiabilidad para expandir su flota de carbón, lo que corre el riesgo de un peligroso cambio climático.
Una nueva investigación del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) muestra que las nuevas plantas de carbón no son necesarias para un sistema de energía confiable en China. De hecho, lo contrario es cierto: China puede suministrar electricidad confiable y asequible acelerando su transición a la energía limpia.
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Para lograr este futuro, los legisladores chinos y las autoridades de la red deben comprometerse a detener de inmediato la construcción de nuevas plantas de energía de carbón, concentrarse en mantener su ritmo récord actual de nuevas construcciones eólicas y solares a corto plazo y expandir rápidamente la batería a escala de servicios públicos. almacenamiento. También es esencial reformar los mercados de energía para comerciar mejor los recursos en grandes regiones sobre la base del recurso de menor costo disponible
La enorme flota de carbón existente en China puede generar más de un billón de vatios de energía, aproximadamente lo suficiente para alimentar toda la red eléctrica de los Estados Unidos, pero esa energía tiene un costo enorme para el clima. Las centrales eléctricas de carbón en China representan más de la mitad de toda la generación mundial de carbón y contribuyen con el 14% de las emisiones de carbono del sector energético mundial, que es en sí mismo el mayor contribuyente sectorial al cambio climático.
Emisiones mundiales de dióxido de carbono relacionadas con la energía por fuente, 1990-2018. AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGÍA
Incluso con esta colosal flota de carbón, los operadores chinos de la red tienen la intención de agregar más de 200 GW de nueva energía de carbón a la red para 2025, aumentando su flota en un 20%. Este nuevo carbón podría socavar el objetivo de neutralidad de carbono del país al prolongar el papel del carbón en el sector energético de China y al mismo tiempo correr el riesgo de enormes costos varados .
Pero si bien la expansión del carbón del país podría impulsar las emisiones globales más allá de un punto de ruptura, China también lidera el mundo en energía limpia. Desplegó 120 GW de nueva energía eólica y solar solo en 2020 , más del triple de lo que Estados Unidos construyó el año pasado, en un año récord para ambos países. China está preparada para acelerar su revolución de energía limpia y una nueva investigación muestra cómo se puede lograr.
Aunque los legisladores chinos priorizan con razón la confiabilidad para determinar su combinación de energía, el análisis de los científicos de LBNL publicado esta semana en iScience muestra que la expansión del carbón de China no es necesaria para impulsar de manera confiable el crecimiento económico continuo del país.
En cambio, los científicos de LBNL muestran que una cartera de baterías eólicas, solares y de baterías puede preservar la confiabilidad y, al mismo tiempo, mantener la electricidad a un precio asequible. El estudio también desarrolla vías a largo plazo para eliminar gradualmente el carbón en China para 2040 cuando las plantas lleguen al final de su vida útil.
La cambiante combinación de recursos
Los investigadores desarrollaron dos escenarios de “altas energías renovables”, estructurados para reducir la energía del carbón a cero para 2040. Ambos escenarios muestran que la red sigue siendo confiable incluso cuando la producción de energías renovables reemplaza al carbón como recurso dominante y la demanda de electricidad continúa creciendo.
Aunque el ritmo de construcción eólica y solar de China no ha tenido precedentes, el estudio de LBNL muestra que puede evitar agregar carbón nuevo mientras elimina sistemáticamente sus plantas más antiguas manteniendo su ritmo de 120 GW / año de construcción de energías renovables hasta 2025, y luego duplicando ese ritmo a 250 GW / año desde 2026-2040.
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A medida que la energía solar y eólica se vuelven dominantes, el almacenamiento de la batería agrega flexibilidad y confiabilidad al cambiar estos recursos de cuando están disponibles a cuando más se necesitan. Los costos de almacenamiento de baterías han disminuido un 89% desde 2010 y, como resultado, son un complemento asequible para la energía eólica y solar variable. El modelo sugiere que se necesitarán 15 GW por año de almacenamiento de energía de 2021 a 2025 y que se necesitarán 90 GW por año de 2026 a 2040.
Estos hallazgos coinciden con estudios más detallados de la red eléctrica de EE. UU. University of California, Berkeley, Energy Innovation y Gridlab's 2035 Transportation Report describen un camino hacia un sistema de electricidad limpia al 90% en los EE. UU. Para 2035, al tiempo que electrifican rápidamente el transporte, los edificios y la industria. Encuentra que EE. UU. Debe triplicar su ritmo de construcción eólica y solar en 2020 de 2021 a 2035, mientras implementa más de 250 GW de almacenamiento de batería durante el mismo período de tiempo.
Satisfacer la creciente demanda de forma fiable y asequible
A medida que el gobierno de China impulsa la descarbonización, su red eléctrica debe proporcionar mayores suministros de energía cada vez más limpia. El Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas reiteró que acaba de emitir un “código rojo para la humanidad” para que el mundo alcance emisiones netas cero para 2050 para evitar los efectos climáticos más peligrosos. La hoja de ruta global de la Agencia Internacional de Energía hacia emisiones netas cero también ha encontrado que lograr emisiones netas cero requerirá que todos los sistemas eléctricos alcancen emisiones netas cero entre 2035 y 2040, mientras que todas las ventas globales de automóviles y camiones deben ser eléctricas para 2035.
Hitos clave en el camino hacia cero emisiones netas globales.
Una economía en crecimiento, junto con el aumento de la electrificación de los edificios y el transporte para cumplir con el objetivo neto cero de China, probablemente aumentará significativamente la demanda de electricidad. Los modeladores de LBNL tomaron en cuenta esta realidad probando un crecimiento de demanda muy alto y encontraron que los escenarios de altas energías renovables son confiables. En el escenario de alta renovable y alta demanda, el modelo también opta por mantener una cantidad significativa de la flota de carbón existente en 2040 como una especie de “reserva estratégica” en caso de que sea necesaria. Sin embargo, el modelo muestra que las plantas de carbón rara vez o nunca generarían electricidad y no se requieren nuevas plantas de carbón para su confiabilidad.
Mix de capacidad instalada y mix de generación anual en dos escenarios.
Aunque LBNL no estudió en detalle el costo de un sistema más limpio y sin carbón, sí encuentra que el costo de la energía eólica y solar puede competir con la generación de carbón existente, asumiendo las reducciones de costos continuas esperadas. Un estudio reciente de Transition Zero se hace eco de esta perspectiva, ya que descubrir que la energía eólica y solar ya es más barata en China y podría ahorrar a los consumidores $ 1,6 billones si los nuevos recursos renovables reemplazan el carbón planeado y existente.
Las instituciones, no la tecnología, son la mayor limitación
El modelo de computadora del estudio resuelve la confiabilidad, pero no refleja los desafíos políticos e institucionales que enfrentan los operadores de redes que esperan aprovechar el hecho de que la energía eólica y solar son las fuentes de energía más baratas del planeta . China, al igual que otros países, debe reexaminar sus instituciones y políticas si espera lograr sus objetivos de reducción de carbono a bajo costo.
En particular, China necesitará encontrar formas de comercializar electricidad de manera más eficiente en sus provincias y regiones. La estructura actual del mercado del país favorece la dependencia de los recursos fósiles locales a expensas de importar energía eólica o solar más barata de otras regiones o provincias. En cambio, un enfoque más basado en el precio para operar el sistema elegiría el recurso más barato en el área más grande posible, una política clave para permitir una red de alta energía renovable al menor costo.
Pero la medida más importante que pueden tomar las autoridades de la red y los legisladores chinos es imponer límites estrictos a la expansión de la energía del carbón. La edad media de las centrales eléctricas de carbón chinas es de unos 13 años; en 2040 este promedio sería de 32 años, una edad normal para la jubilación de las plantas. Como demostró este estudio, en lugar de construir carbón nuevo, China podría desplegar rápidamente recursos de energía limpia como una solución más barata para mantener la confiabilidad, mientras logra sus propios objetivos netos cero y cumple su compromiso del Acuerdo de París de apoyar un futuro climático seguro.
