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[Traducción del artículo de Simon Evans publicado el 13 de abril de 2018 en CarbonBrief]
Un nuevo estudio indica que es posible limitar el calentamiento a 1.5ºC por encima de las temperaturas pre-industriales sin utilizar las emisiones negativas de la Bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS: BioEnergy with Carbon Capture and Storage).
El estudio, recientemente publicado en Nature Climate Change, abre el debate sobre cómo cumplir los estrictos objetivos de temperatura del Acuerdo de París. Muestra por primera vez cómo se puede minimizar o incluso eliminar la necesidad de los BECCS mediante una serie de planes de mitigación altamente ambiciosos.
Los BECCS son una tecnología de emisiones negativas controvertida y en gran medida no probada, que se ha convertido en un componente básico de las trayectorias propuestas hacia los 1.5ºC.
Este nuevo artículo, en cambio, explora otras alternativas, que incluyen cambios de estilo de vida, intensificación agrícola y carne cultivada en laboratorio, así como el aumento de la eficiencia energética y la adopción aún más rápida de energías renovables. Algunas de estas alternativas han sido ignoradas en los debates hasta ahora porque los científicos tienen dificultades para implementarlas en sus modelos.
En palabras del autor principal del artículo, el debate sobre cómo cumplir los objetivos de París «debería ser más amplio», porque existen riesgos en depender de las emisiones negativas de los BECCS.
Metas estrictas
El Acuerdo de París, aceptado por casi todos los países en 2015, dice que el calentamiento debería mantenerse «muy por debajo» de los +2ºC por encima de los niveles pre-industriales, e intentar mantenerlo por debajo de los +1.5ºC. Para alcanzar estos objetivos, las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero deben mantenerse dentro de un presupuesto de carbono que se está reduciendo rápidamente.
Para explorar cómo se podría lograr esto los científicos han desarrollado varios escenarios. Hasta la fecha, las trayectorias para evitar los 1.5ºC han dependido de las emisiones negativas de BECCS para absorber el exceso de CO2 de la atmósfera a finales de este siglo. En parte, esto refleja el supuesto de que la inercia en el sistema energético mundial hace que sea difícil alcanzar un pico y luego eliminar el CO2.
La siguiente figura muestra el punto de partida para la investigación actual: una trayectoria consistente con una probabilidad del 66% de mantener la temperatura en 2100 por debajo de 1.5ºC.
(Como la mayoría, este es un escenario de «rebasamiento», donde las temperaturas alcanzan 1.5ºC en la segunda mitad del siglo antes de volver a caer por debajo de ese nivel en 2100. Las trayectorias de no rebasamiento hasta 1.5ºC solo son posibles, incluso teóricamente, si el presupuesto de carbono restante considerado se encuentra en el extremo superior de las estimaciones actuales).
Emisiones y remociones de CO2 en el escenario estándar de 1.5ºC. (Van Vuuren et al., 2018).
En este escenario por defecto, las emisiones de combustibles fósiles, mostradas en negro, alcanzan su máximo alrededor de 2020 y luego caen abruptamente. El uso residual de combustibles fósiles hasta 2100 se compensa con BECCS (azul claro), lo que hace que el mundo tenga unas emisiones netas de CO2 (asociadas a la producción de energía) nulas para alrededor de 2045 (línea gris) y emisiones netas nulas de CO2 para 2050 (línea amarilla).
El CO2 emitido durante las próximas décadas que excede el presupuesto de carbono para 1.5ºC se ve compensado por las emisiones netas negativas de BECCS a finales de siglo (azul oscuro). Para el año 2100, los BECCS estarían eliminando alrededor de 15.000 millones de toneladas de CO2 (GtCO2) por año, lo que equivale a casi dos quintas partes de las emisiones actuales.
Las trayectorias muy por debajo de 2ºC son muy similares. Por ejemplo, el escenario “Sky” recientemente publicado por Shell es típico en que también depende en gran medida de las emisiones negativas de BECCS.
Esto es controvertido, esencialmente porque los BECCS no han sido probados, podrían no estar disponibles en los niveles previstos y podrían requerir un terreno equivalente al área de Australia para los cultivos bioenergéticos.
El Dr. Alexander Popp, que no formó parte del reciente estudio, es el jefe del grupo de gestión del uso de la tierra en el Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK: Climate Impact Research). Dice lo siguiente:
“Existe una gran preocupación sobre la sostenibilidad de la implementación a gran escala de las tecnologías de eliminación de CO2, en especial en relación a los BECCS, pero también respecto a la aforestación a gran escala.”
Por tanto, según Popp, el nuevo trabajo sobre trayectorias alternativas al 1.5ºC es de «gran importancia».
Un artificio del escenario
La reciente investigación sugiere que esta dependencia de BECCS podría, hasta cierto punto, ser un artificio del modo en que se han desarrollado los escenarios. Estas trayectorias exploran los cambios futuros en la población, el crecimiento económico, la demanda de energía y otros factores utilizando modelos de evaluación integrados (IAM: integrated assessment models).
Los IAM generalmente están diseñados para ser «rentables», lo que significa que priorizan las soluciones de bajo coste. Se pueden modificar para incluir dificultades técnicas, políticas o sociales para su implementación, pero el coste sigue siendo el principal motor. El nuevo artículo explica las consecuencias de este diseño:
“Como los IAM seleccionan las tecnologías sobre la base de los costes relativos, normalmente se concentran en las medidas de reducción para las que pueden hacerse estimaciones razonables del rendimiento y los costos futuros. Esto implica que algunas posibles estrategias de respuesta reciben menos atención, ya que su rendimiento futuro es más especulativo o su introducción se basaría en otros factores además del coste, como el cambio de estilo de vida o una electrificación más rápida.”
«Además, los estudios existentes apenas analizan una implementación más agresiva de otras opciones, como la implementación rápida de las mejores tecnologías disponibles o la reducción drástica de GEI (gases de efecto invernadero) distintos del CO2. El desarrollo de la tecnología también podría ser más rápido de lo que normalmente se supone en los modelos IAM .»
Esto explica en parte por qué los BECCS dominan los escenarios de 1.5ºC, a pesar de que su implementación a gran escala se enfrenta a enormes dificultades sociopolíticas. En cambio, las soluciones alternativas a menudo han sido ignoradas porque es difícil estimar su rendimiento o su coste.
El Dr. Glen Peters, director de investigación del instituto climático noruego Cicero, que no formó parte del estudio, dice:
«[Este] es un buen artículo y un paso adelante. Afortunadamente, para los demás será un desafío considerar estrategias de mitigación alternativas a aquellas basadas únicamente en el coste… Creo que vale la pena discutir cuáles son los costes y cómo deben interpretarse, especialmente cuando las cosas no son tan fácilmente ‘costeables’ (como la reducción del consumo de carne)».
Rutas alternativas
El estudio analiza una variedad de escenarios alternativos «agresivos» para cumplir con la meta de 1.5ºC, reduciendo la dependencia de BECCS. El artículo dice que la implementación de cada opción de mitigación está diseñada para ser «ambiciosa pero no poco realista». Las alternativas son las siguientes:
Electrificación renovable: todos los sectores del uso final de la energía se electrifican rápidamente, incluida la calefacción. Se superan las limitaciones técnicas para integrar las energías renovables variables en la red. Algunas centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles se cierran antes de tiempo y, en 2030, todos los coches nuevos son eléctricos.
Alta eficiencia: se adoptan rápidamente las mejores tecnologías disponibles para todos los usos energéticos y materiales, incluidos el cemento y el acero. A partir de 2025, solo se venderán coches y aviones de alta eficiencia y solo se permitirán los electrodomésticos más eficientes.
Intensificación agrícola: las hipótesis optimistas para la mejora del rendimiento de los cultivos se combinan con la adopción a nivel mundial del 80% de los sistemas ganaderos más eficientes, incluida la mejora de la digestibilidad de los piensos y las «mejoras genéticas».
Reducción de gases de efecto invernadero (no CO2): los gases de efecto invernadero que no son CO2 se reducen utilizando las mejores tecnologías disponibles y el progreso tecnológico adicional. Por ejemplo, para 2050, las fugas de metano en el sector del petróleo se reducirán en un 100% y un 90% en el sector minero. Las emisiones de metano del ganado se reducen significativamente y, para 2050, el 80% de la carne y los huevos se sustituyen por proteínas cultivadas, incluida la carne cultivada en laboratorio.
Población: la mejora del acceso a la educación acelera la tendencia decreciente de la natalidad, de modo que la población mundial pasa de 7.000 millones de personas en la actualidad a 8.400 millones en 2050, antes de disminuir a 6.900 millones en 2100. Esto está de acuerdo con el escenario de población más bajo de la ONU. En el extremo superior las proyecciones de las Naciones Unidas llegan a 13.200 millones de personas en 2100.
Cambio de estilo de vida: la mayoría de la población mundial adopta estilos de vida sostenibles, que incluyen, para 2050, que el 100% de la población adopte dietas saludables con bajo consumo de carne. Se utiliza menos el coche privado y se camina o anda más en bicicleta, mientras que el transporte aéreo se reduce.
La investigación analiza cada opción, así como su efecto combinado, en términos de emisiones de gases de efecto invernadero y el nivel de BECCS requerido para mantenerse dentro de un presupuesto de carbono de 1.5ºC.
Minimizar las BECCS
El menor presupuesto de carbono para 1.5ºC significa que los escenarios existentes se basan más en BECCS que para un límite de 2ºC. Esto se puede ver en el siguiente gráfico, a la izquierda, donde el nivel de BECCS casi se duplica entre una trayectoria para los 2ºC (línea morada, «Def_2.6») y una para 1.5ºC (línea azul, «Def_1.9»). El aumento de uso de BECCS también requiere un mayor uso de tierras agrícolas para cultivar bioenergía, como se muestra en el gráfico a la derecha (línea azul, «Def_1.9»).
Izquierda: energía primaria de BECCS (exajulios) y derecha: uso de la tierra agrícola (millones de hectáreas) en un escenario de 2ºC y una variedad de escenarios alternativos de 1.5ºC. (Van Vuuren et al. 2018).
Cada una de las alternativas de mitigación reduce las emisiones, con los escenarios de electrificación y eficiencia que afectan principalmente al CO2 y los otros que tienen un mayor impacto en otros gases de efecto invernadero. Esto, a su vez, reduce la necesidad de los BECCS (gráfico, arriba a la izquierda) y de tierras agrícolas (arriba a la derecha).
La combinación de todas las opciones de mitigación juntas («Total») elimina efectivamente la necesidad de los BECCS para permanecer por debajo de 1.5ºC. Esto libera importantes áreas de tierras agrícolas en el modelo, algunas de las cuales son reforestadas, lo que conlleva la eliminación «natural» de CO2.
Como tal, la ruta con cero-BECCS a 1.5ºC presentada en el estudio no está completamente libre de emisiones negativas.
El profesor Detlef van Vuuren, investigador principal de la Agencia de Evaluación Ambiental de los Países Bajos (PBL) y autor principal del informe dice:
«Demostramos que hay opciones disponibles para reducir significativamente los BECCS, pero es muy, muy difícil llegar a cero BECCS (o emisiones negativas)… Las emisiones negativas no son necesariamente malas, pero significa que uno acepta ciertos riesgos. Si no quieres tomar esto en cuenta o encuentras otras opciones más atractivas por otras razones -por ejemplo, sinergias con otros ODS [objetivos de desarrollo sostenible], facilidad de implementación, apoyo social- [entonces] creo que [nuestro nuevo artículo] permite una mejor consideración de los pros y los contras… Creo que eliminar totalmente las emisiones negativas no es posible en su totalidad -pero minimizarlas podría ser atractivo.»
Van Vuuren fue una figura clave en el uso inicial de BECCS dentro de los modelos climáticos. Él mismo añade que es «desafortunado» que el trabajo hasta la fecha para lograr los 1.5ºC haya estado tan dominado por los BECCS.
Un debate más amplio
Como todas las trayectorias para alcanzar los objetivos del Acuerdo de París, estas nuevas alternativas son muy ambiciosas. Tampoco cambian el panorama general para los responsables políticos.
El Dr. Joeri Rogelj, investigador del Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA), que no formó parte del trabajo, dice:
«El núcleo del desafío de la mitigación sigue siendo el mismo: las emisiones globales de CO2 deben reducirse a cero. Lo que los responsables políticos deberían tener en cuenta de esta investigación sobre los escenarios 1.5C es que hay una variedad de vías que se pueden seguir para limitar las emisiones de CO2 y que estas diferentes vías o estrategias permiten limitar la contribución de tecnologías potencialmente indeseables como los BECCS».
Es importante destacar que las barreras para la adopción de las diversas estrategias alternativas van más allá de la métrica de costes priorizada por la investigación previa, que abarca la política, la aceptación social y la viabilidad técnica.
Bert Metz, ex copresidente del grupo de trabajo sobre mitigación del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) y ahora asesor principal de la Fundación Europea del Clima (ECF), dice:
«Es muy poco probable que todas las opciones investigadas puedan aplicarse simultáneamente en la medida en que se supone en el documento y que todos los efectos de cada una de las opciones puedan lograrse en la práctica, ya que los supuestos son muy ambiciosos».
«Cada una de estas opciones merece un examen minucioso y una acción apropiada por parte de los responsables políticos, si quieren tomar en serio los objetivos de París y evitar apostar por la disponibilidad a gran escala de la eliminación de CO2 y, en particular, de los BECCS».
Un estudio publicado la semana pasada explora los límites de plausibilidad para evitar el uso de emisiones negativas. Demuestra que sólo son evitables si el presupuesto de carbono para 1.5ºC se sitúa en el extremo superior de las estimaciones actuales y si se adoptan radicalmente tecnologías y estilos de vida bajos en carbono, junto con esfuerzos sin precedentes para limitar las necesidades energéticas, de modo que la demanda en 2100 caiga a la mitad de los niveles actuales. Un presupuesto de carbono de valores bajos haría inalcanzable el objetivo de 1.5ºC, incluso con BECCS.
El Dr. Stephan Singer, asesor principal sobre políticas energéticas globales de la la ONG Climate Action Network, dice:
«Es extremadamente útil para la comunidad académica evaluar alternativas a los BECCS a gran escala, en particular [porque] es probable que esto tenga un impacto significativo en la seguridad alimentaria y el uso de la tierra… Cuanto más fuerte, más temprano y más profundamente nos embarquemos en políticas y medidas de mitigación ‘convencionales’, menor será la necesidad de emisiones negativas en el mundo, como los BECCS a gran escala, para alcanzar los objetivos de París».
Singer añade: «Los cambios en el estilo de vida de las personas de alto consumo y emisiones ricas a nivel mundial… son [una] parte fundamental de la ecuación… Esto no se limita a los cambios dietéticos individuales… [sino que] también incluye un cambio significativo en los hábitos de transporte y viaje, una mayor durabilidad institucionalizada de los productos, una mayor reutilización de los componentes, nuevos materiales y, en general, una economía circular».
Independientemente de que se puedan cumplir o no los objetivos de París, la investigación actual sugiere que los responsables políticos deberían debatir un conjunto más amplio de opciones para abordar el cambio climático, además de los BECCS y las emisiones negativas, que se han llegado a considerar como un «respaldo» de facto.
Peters dice:
«Los IAMs tienen un conjunto limitado de herramientas [para reducir las emisiones] y, en realidad, hay muchas más herramientas en la caja de herramientas. Esta es una buena señal, ya que cuantas más herramientas tengamos, más opciones tendremos para llegar a 2ºC o 1.5ºC. Necesitamos más estudios para ampliar la caja de herramientas, en vez de usar tecnologías como los BECCS o la captura directa de aire».
Vale la pena añadir esta investigación dista mucho de ser una exploración exhaustiva de esa «caja de herramientas». De hecho, concluye mencionando una serie de otras opciones para reducir las emisiones, que también se han excluido en general de los trabajos anteriores. Entre ellas figuran la gestión del carbono en el suelo y el «cierre forzado y rápido de centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles».
Finalmente, ninguno de los escenarios actuales considera un mundo sin crecimiento económico, considerado por algunos investigadores como el único camino hacia un futuro sostenible.
Referencia: Van Vuuren, D. et al. (2018) Alternative pathways to the 1.5C target reduce the need for negative emission technologies, Nature Climate Change, doi:10.1038/s41558-018-0119-8
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