Diseñando para una transición energética

La Organización Meteorológica Mundial de las Naciones Unidas ha informado recientemente que es casi seguro que las temperaturas globales serán las más altas registradas durante los próximos cinco años.

Además, es probable que uno de esos años supere el umbral (1,5 grados centígrados por encima de los promedios preindustriales) identificado por el Acuerdo de París para limitar las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar el empeoramiento de las sequías, los incendios forestales, las tormentas y las inundaciones.

La noticia refuerza la urgencia de los esfuerzos para hacer la transición de la generación de energía eléctrica, el transporte, la fabricación y otros sistemas de su dependencia de los combustibles fósiles a fuentes renovables, incluidas la solar y la eólica. Gran parte de este trabajo se centra en el desarrollo y la implementación de tecnología energética neutra en carbono, pero lograr los cambios necesarios también implica debates y decisiones sobre las rutas que tomamos para adoptar energía limpia a nivel individual, organizacional y social.

clark molinero

ASU News discutió estos temas más amplios con Clark Miller, director del Centro de Energía y Sociedad dentro de la Escuela para el Futuro de la Innovación en la Sociedad de ASU. El centro colabora con las partes interesadas de la comunidad, la industria y el gobierno para ayudar a Arizona y a la nación a trazar y navegar caminos hacia un futuro exitoso de energía limpia.

Pregunta: Su escuela hace referencia a la idea de diferentes futuros energéticos. ¿Podrías explicar qué significa eso? ¿No es el objetivo simplemente eliminar los combustibles fósiles y evitar que el planeta se sobrecaliente?

Respuesta: El objetivo es hacer la transición a las energías renovables y no quemar carbono, y es importante para todos. Pero se estima que vamos a gastar $100 billones de dólares para lograr una economía global de energía limpia. Por lo tanto, debemos gastarlo bien porque la forma en que diseñemos nuestro futuro sistema energético tendrá importantes consecuencias independientemente del clima. ¿Qué criterios deberíamos aplicar a esta transición? En este momento, nuestro único criterio es carbono cero neto. Me gustaría agregar otros criterios que evalúen qué tan bien las futuras tecnologías energéticas sirven a los propósitos humanos. Si bien estamos optimizando las emisiones, ¿podemos optimizar también los resultados sociales?

Dejame darte un ejemplo. Muchas personas aquí en el área metropolitana de Phoenix y en todo el país están colocando paneles solares en sus techos. Hacerlo significa que están apoyando la energía limpia y ahorrando mucho dinero en electricidad. Pero no todo el mundo puede permitirse comprar paneles solares y disfrutar de esos ahorros. Entonces, ¿qué hacemos al respecto? Hay una injusticia obvia si simplemente dejamos esa disparidad a las fuerzas del mercado. ¿Cómo corregimos las fallas del mercado y de quién es la responsabilidad de hacerlo? Estas son preguntas que debemos hacernos a medida que diseñamos e implementamos tecnologías de energía limpia.

P: ¿Cuáles son algunos de esos modelos diferentes cuando se trata del ejemplo de sistemas de paneles solares residenciales?

A: Se relacionan con la asignación de la propiedad. Por ejemplo, hay un modelo en el que las personas son propietarias de sus sistemas de techo. Usan la electricidad que generan y la intercambian con la red y tal vez entre ellos. Este modelo representa un futuro de energía solar ampliamente distribuido en el que las personas pueden participar en el mercado como productores y consumidores.

En otro modelo, los paneles solares son propiedad de grandes empresas que alquilan espacio en la azotea de los propietarios. Es un modelo de arrendamiento que es muy común en Arizona. Es una forma de que los hogares de bajos ingresos ingresen al juego solar. Pero el alquiler generalmente se paga como un crédito en la factura de electricidad, y los ahorros para el propietario son mucho menores. La mayor parte de los beneficios financieros de este acuerdo van a parar a la empresa de energía solar. Están mucho más centralizados.

Por último, está la idea de una cooperativa comunitaria de energía solar, que es popular en Europa y en algunos lugares de EE. UU. Una asociación de vecinos se reúne y compra los paneles solares de todos de forma colectiva y barata. Luego, cada residente se beneficia de una parte de la propiedad, así como de la electricidad generada y de cualquier ingreso de la energía vendida a la red. Incluso los inquilinos se benefician, así como las personas que no pueden permitirse comprar un sistema solar completo.

Tenga en cuenta que estos paneles y sistemas solares son físicamente iguales en todos los modelos. Pero representan arreglos financieros diferentes y futuros energéticos bastante diferentes, y futuros humanos, si comparamos cualquiera de ellos con otro. Es un ejemplo de cómo el diseño de nuestros nuevos sistemas de energía eléctrica puede tener implicaciones significativas para la sociedad. Exploramos esas implicaciones en nuestros libros recientes, "El peso de la luz" y "Ciudades de luz".

P: La conciencia de esas implicaciones se extiende más allá del despliegue de la energía solar residencial. ¿Cuáles son algunos puntos a considerar en torno a la expansión de las renovables a nivel comercial?

A: Bueno, ya estamos viendo las primeras etapas de preocupación en las áreas rurales sobre el despliegue de energía solar y eólica a gran escala. Los ganaderos en Arizona que han estado usando parcelas de la Oficina de Administración de Tierras para pastar ganado durante décadas de repente no pueden renovar sus contratos de arrendamiento porque los nuevos proyectos de energía se están apoderando de esos sitios. Lo mismo les está pasando a los agricultores del sureste. Es una forma de competencia que está comenzando a elevar los precios de alquiler de la tierra y desplazar a las empresas familiares ganaderas y agrícolas. Además, estamos muy temprano en el desarrollo de grandes proyectos solares en todo el país, y el ritmo de desarrollo está aumentando rápidamente. Por lo tanto, es probable que estos problemas disruptivos se agudicen.

P: ¿Hay medidas que podamos tomar para aliviar esas presiones y seguir expandiendo las energías renovables? Por ejemplo, ¿podemos emplear suelo urbano infrautilizado?

A: Sí, pero el modelo de tierras de cultivo es muy popular entre los desarrolladores de energía solar. Las granjas son lugares de bajo costo para construir proyectos. El terreno ya ha sido perturbado y nivelado. Se puede comprar o alquilar a propietarios privados. Todo lo cual ayuda a estos proyectos de energía a fijar precios competitivos para la electricidad que venden. Dicho esto, hay muchos espacios urbanos que se pueden utilizar para proyectos solares. En ASU, tenemos varios toldos de sombra solar que hacen que el espacio sea más habitable en el calor del verano. Podrías hacer lo mismo en los parques. Además, los estacionamientos constituyen una parte importante de las ciudades estadounidenses, por lo que podrían aprovecharse para este propósito. Los desarrolladores tendrían que construir los paneles solares más arriba del suelo e inicialmente excavar los lotes para colocar las líneas de conductos eléctricos. Por lo tanto, sin duda sería más caro al principio, en comparación con las tierras de cultivo abiertas. Sin embargo, la sombra es un beneficio adicional y puede agregar aún más valor social si los hace hermosos.

Quizás lo más importante es que el enfoque urbano también puede acercarnos a un futuro más equitativo. Las ciudades son los consumidores de energía del mundo, y sería bueno que produjeran más de su propia energía en lugar de seguir imponiendo nuevas infraestructuras en las comunidades rurales. Y la energía solar urbana tiende a ser más pequeña y de propiedad más distribuida, lo que permite que más personas disfruten de los beneficios financieros.

P: La electricidad es tan fundamental para el tejido de nuestras vidas que a menudo no pensamos en ella. Lo damos por sentado. ¿La transición de los combustibles fósiles a las energías renovables traerá algunos cambios inesperados en la forma en que vivimos?

A: Casi seguro. Considere el hecho de que nuestro mundo ha sido impulsado por la electricidad de las grandes centrales eléctricas de carbón durante mucho tiempo. El carbón todavía produce más electricidad que cualquier otra fuente de energía, a pesar de todos los cierres de plantas y minas de carbón. ¿Por qué? Parte de la razón es que las plantas de carbón entregan la misma cantidad de energía todo el tiempo, día y noche, verano e invierno.

Pero la gente nunca ha consumido electricidad como una función constante. Colectivamente consumimos más electricidad durante el día y menos por la noche cuando la sociedad se apaga. Por supuesto, esas plantas de carbón siguen generando energía durante la noche, y eso significa que hay un excedente de producción. Por eso la electricidad es más cara durante el día y más barata por la noche.

La conversión a energía solar le da la vuelta a esa situación. El excedente ocurrirá durante el día, lo que hará que la electricidad diurna sea más barata que la electricidad nocturna, ya que esta última deberá almacenarse en costosas baterías antes de su entrega. Ya está sucediendo en California, donde los precios de la electricidad durante el día son a veces incluso negativos, lo que significa que te pagan por usar energía solar.

¿Entonces que significa eso? no lo sabemos Pero lo que sí sabemos es que muchos aspectos de la sociedad actual están habilitados por electricidad más barata durante la noche. Piense en la ubicuidad de la vida nocturna en forma de tiendas, restaurantes, salas de conciertos y más. De hecho, algunos de los inversores originales en los parques de atracciones eran empresas de servicios públicos de electricidad que buscaban crear demanda para sus excedentes de energía durante la noche y los fines de semana. Si un cambio a la electricidad diurna barata y la electricidad nocturna costosa son igualmente impulsores del comportamiento, los cambios en la cultura serán significativos.

Actualmente, la energía nocturna barata también contribuyó a que la industria se volviera tan intensiva en capital. Si su equipo de fabricación funciona las 24 horas, produce más y lo hace más rápido. Es por eso que tenemos fábricas y almacenes de tres turnos. Pero, ¿qué significa que la electricidad más cara sea ahora en medio de la noche? ¿Ese cambio, combinado con el hecho de que a pocos trabajadores realmente les gusta el turno de noche, supera suficientemente los beneficios de la inversión de capital?

Estos son escenarios que debemos considerar al planificar el futuro de nuestra red eléctrica.

Foto superior: La Planta Solar Red Rock, ubicada entre Tucson y Casa Grande en Arizona. Foto de Charlie Leight/ASU Now

Oficial sénior de Relaciones con los Medios, Relaciones con los Medios y Comunicaciones Estratégicas

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