Los debates sobre el clima suelen girar en torno a la necesidad de reemplazar las plantas de energía de combustibles fósiles por tecnologías de energía renovable como las turbinas eólicas y los paneles solares. Pero un nuevo artículo publicado en la revista Science se ha convertido en un claro recordatorio de que todavía hay grandes partes del sistema energético mundial que carecen de mecanismos asequibles para evitar las emisiones de gases de efecto invernadero.

El transporte a larga distancia de personas y mercancías por tierra, mar y aire, la fabricación de acero y cemento y el resto del sector eléctrico representan el 27 % de las emisiones globales de los sectores energético e industrial. Los autores del artículo señalan que para limpiar estas fuentes necesitaremos investigar e innovar mucho más y fomentar la coordinación estratégica.

El investigador del sistema terrestre de la Universidad de California en Irvine (EE. UU.) Steven Davis, que es el autor principal de la investigación, afirma: "Si realmente queremos ser ambiciosos y cumplir nuestros objetivos climáticos, ahora es el momento de centrarnos en estos complicados sectores". Junto a Davis, la investigación está firmada por más de otros 30 investigadores entre los que destacan la investigadora de la Universidad de Stanford (EE. UU.) Sally Benson, el investigador de la Institución Carnegie (EE. UU.) y experto en geoingeniería Ken Caldeira, el investigador del Instituto Tecnológico de California (EE. UU.)  Nathan Lewis y a los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE. UU.) Jessika Trancik y Yet-Ming Chiang.

Aviación, transporte y envío de mercancías

El coste cada vez menor y el rendimiento cada vez mayor de las baterías de iones de litio y las pilas de combustible de hidrógeno han permitido comenzar a limpiar grandes sectores de la industria del transporte, incluidos los automóviles, los camiones ligeros y los semiremolques de corto recorrido.

Pero las baterías y las pilas de combustible siguen siendo demasiado pesadas y caras para las largas distancias. Los autores consideran que estos sectores necesitarán combustibles líquidos alternativos, dada la cantidad de energía que puede empaquetarse en un peso y volumen determinados.

Aproximadamente el 6 % de las emisiones globales de dióxido de carbono proceden de la aviación y el transporte de personas y mercancías a larga distancia

La comunidad investigadora está analizando un amplio abanico de soluciones, que incluye combustibles de hidrógeno o amoníaco, biocombustibles avanzados, combustibles sintéticos y combustibles solares producidos mediante hojas sintéticas capaces de realizar una fotosíntesis artificial (ver El duelo de la fotosíntesis artificial: dos enfoques, mismo objetivo). Pero ninguna de ellos resultará tan barata como un barril de gasolina o diésel.

Los autores consideran que esta área de investigación debería volverse prioritaria. Además de su contribución a la lucha contra las emisiones, estas tecnologías también podrían proporcionar una forma de almacenamiento de energía a largo plazo para fuentes renovables como la solar y la eólica, lo que solucionaría un punto clave del sector eléctrico.

Cemento y acero

Producir dos de los materiales de construcción más comunes del mundo, el acero y el cemento, también genera una cantidad considerable de dióxido de carbono. Para fabricar acero se emplea carbono para reducir el mineral de hierro. Por su parte, la producción de cemento requiere descomponer carbonato de calcio a altas temperaturas, lo que también genera emisiones.

En ambos casos, esta contaminación podría reducirse con sistemas que capturen carbono antes de que se liberen a la atmósfera. O también se podría buscar otro método de producción alternativo. En el caso del cemento, tal vez sería necesario sustituirlo directamente por nuevos materiales que realmente sean capaces de capturar y almacenar el dióxido de carbono (ver ¿Qué pasó con el cemento verde?).

Aproximadamente el 9 % de las emisiones globales de dióxido de carbono proceden de la fabricación de cemento y acero

La cuestión vuelve a ser el precio. Gran parte de la producción mundial de acero y cemento tiene lugar en las regiones pobres del mundo, donde es especialmente difícil defender las inversiones para actualizar y renovar plantas que, por lo general, pueden funcionar durante décadas.

Continuidad del servicio eléctrico

Las fuentes de energía renovables como la eólica y la solar ofrecen cada vez más electricidad. Pero cuando el Sol no brilla y el viento no sopla, la producción se desploma. Por lo tanto, disponer de electricidad siempre que sea necesaria, sigue siendo obligatorio disponer de otro tipo de plantas energéticas capaces de aumentar rápidamente la producción para satisfacer la demanda. Este concepto, que se conoce como "continuidad del servicio eléctrico", depende cada vez más de plantas de gas natural que también emiten dióxido de carbono.

Aproximadamente el 12 % de las emisiones globales de dióxido de carbono proceden de la electricidad de continuidad

Los autores concluyen que para abordar este desafío sin aumentar las emisiones de efecto invernadero harán falta mejores sistemas de captura de carbono, plantas nucleares más flexibles, sistemas asequibles de almacenamiento energético a gran escala y un amplio abanico de herramientas e incentivos para alentar a ciudadanos y empresas para que consuman energía durante los picos de producción.

La investigación solo tiene en cuenta las partes de los sistemas energético e industrial para los que todavía no existen herramientas asequibles para eliminar la contaminación por gases de efecto invernadero. Pero el mundo también necesita encontrar formas de reducir significativamente las emisiones producidas por la agricultura y los cambios en el uso de la tierra, como la deforestación. Y, por supuesto, también tenemos que ampliar las tecnologías que ya están disponibles para reducir la contaminación del sector energético mucho más rápido (ver A este ritmo, el sistema energético tardará 400 años en transformarse).