El gobernador de California, Jerry Brown, ha firmado una nueva ley que exige que la electricidad que consume el estado no genere emisiones de carbono para 2045.

También emitió una orden ejecutiva que va aún más lejos:compromete a California a "lograr la neutralidad de carbono" en todos los ámbitos y no solo para la generación de energía para 2045. Juntos, Estos pasos codifican la transición en curso de California para dejar de depender de los combustibles fósiles para obtener energía. Este esfuerzo ha ido en aumento desde 2011, cuando Brown firmó otra ley que comprometía al estado a derivar un tercio de su energía de fuentes renovables como la energía eólica y solar para 2020, sin incluir las grandes represas hidroeléctricas.

Basado en más de 30 años de investigación relacionada con la energía solar, por mi evaluación, California puede cumplir con el ambicioso objetivo de la ley siempre que continúe implementando programas que fomenten la rápida expansión de la energía renovable en el estado.

Una industria en crecimiento

La nueva ley en realidad establece múltiples objetivos en lugar de uno solo. Se compromete a California a extraer la mitad de su electricidad de fuentes renovables para 2026, una proporción que aumentaría al 60 por ciento para 2030.

Para dar el siguiente paso, en lugar de exigir que toda la energía se obtenga de fuentes renovables, los legisladores estatales establecieron una meta del 100 por ciento de "cero emisiones de carbono". No definieron este término, pero se entiende que incluye energía eólica y solar, grandes centrales hidroeléctricas y otras fuentes de electricidad que no generan dióxido de carbono.

La electricidad solar y eólica a escala de servicios públicos aumentó del 3 por ciento en 2010 al 18 por ciento en 2017 en California, superando los objetivos estatales anteriores, en gran parte porque los precios de la energía solar han caído drásticamente en los últimos años.

Estar abierto a una amplia gama de tecnologías hace que cumplir con el objetivo de 2045 sea más fácil y permitió al senador estatal Kevin de Leon, el autor del proyecto de ley original, para acumular un amplio apoyo para el proyecto de ley.

Dónde estaban las cosas en 2017

Alrededor del 56 por ciento de la energía que generó California en 2017 provino de fuentes que no emiten carbono. Eso lo coloca a más de la mitad de camino hacia este nuevo objetivo para 2045.

Sin embargo, la planta Diablo Canyon, La última central nuclear de California, está programado para el desmantelamiento en 2025, y no hay otros reactores en proceso. Este cierre eliminaría el 8,7 por ciento de la energía libre de carbono del estado que proviene de la energía nuclear.

Casi todo el 44 por ciento restante de la electricidad del estado se genera actualmente mediante la quema de gas natural, y prácticamente ninguno proviene del carbón. Pasar completamente a cero emisiones de carbono requeriría la eliminación gradual de las plantas de energía de gas natural del estado.

Además de la energía eólica y solar, otras opciones de generación incluyen geotermia, pequeños reactores nucleares y secuestro de dióxido de carbono.

Una peculiaridad de esta legislación es que se ocupa únicamente de la energía a gran escala. No excluiría las instalaciones privadas de generación de electricidad, como el generador diesel que un agricultor podría usar para bombear agua. Tampoco contaría la energía generada por los paneles solares en la azotea de un propietario.

Cuando el sol brilla

Una complicación es que la combinación de fuentes de energía del estado puede variar mucho, incluso de una hora a otra.

Considere lo que sucedió el 8 de abril, 2018, por ejemplo. Era un domingo generalmente soleado y ventoso, con una demanda de electricidad relativamente baja. Por la noche, alrededor del 40 por ciento de la electricidad se generó a partir de fuentes renovables. Pero alrededor del mediodía de ese día más del 80 por ciento provino de fuentes renovables, incluida la energía hidroeléctrica a gran escala.

Si la electricidad generada a partir de estas fuentes renovables se duplica aproximadamente, como estimo que es necesario para alcanzar el objetivo de 2045, la energía disponible a la mitad del día excedería en gran medida la demanda de electricidad en ese momento.

Este desafío cambia a lo largo del año.

El 24 de julio y el 25 de julio, 2018, Se pidió a los californianos que usaran voluntariamente menos electricidad entre las 5 p.m. y 9 p.m. para evitar un apagón debido al clima caluroso. Los precios se dispararon en más de un factor de 10, ayudando a mantener la demanda dentro de la oferta.

En esos días, La electricidad de origen renovable nunca cubrió la mitad de la demanda de energía.

Acto de equilibrio

Debido a este grado de variabilidad, Depender en gran medida de la energía renovable requerirá un amplio almacenamiento de energía y grandes inversiones en tecnología basada en redes.

Hoy dia, la demanda esperada de electricidad es equilibrada por el Operador del Sistema Independiente, una entidad que controla el flujo de electricidad en la red y selecciona las fuentes de electricidad de menor precio disponibles.

Almacenamiento hidroeléctrico bombeado, electricidad generada a partir de agua bombeada a un depósito, es la forma de almacenamiento más común del estado en la actualidad. Si bien se limita a lugares con grandes presas, la cantidad de energía almacenada de esta manera podría incrementarse en California, como se propuso recientemente para la presa Hoover.

Las grandes baterías de iones de litio se están volviendo más asequibles y ahora están comenzando a implementarse a escala de servicios públicos. A medida que bajan los precios de las baterías y la energía solar, puede resultar atractivo desconectarse de la red y utilizar la electricidad generada por un sistema solar y almacenada por una batería.

Los menores costos de las baterías también están impulsando las ventas de más vehículos eléctricos. Idealmente, estos vehículos podrían cargarse en momentos en que la electricidad es abundante y barata. Para 2045, Creo que podrían ayudar a que la red sea más estable.

Hay otras opciones disponibles. Un ejemplo es el almacenamiento de aire comprimido a escala de servicios públicos, donde la energía se almacena como aire presurizado.

Y hay un interés creciente en las plantas termosolares, que generan electricidad a partir del calor de la luz solar y utilizan almacenamiento de alta temperatura para seguir generando electricidad después de la puesta del sol.

La Universidad de California Merced y muchos otros clientes mayoristas de electricidad están ahorrando dinero mediante el almacenamiento térmico. They chill water when rates are low and use the chilled water for air conditioning when electricity prices are high.

Wiggle room

Because California's new law does not require that every watt be generated within California's borders, utilities could keep buying electricity from nearby states, as long as they verify its origins are in keeping with the new law's requirements.

And because the law does not define "zero-carbon, " it provides flexibility in how the state can meet this new target.

Por ejemplo, California would allow the continued operation of natural gas plants when their output is coupled with purchase of renewable energy certificates, credits issued for the generation of renewable electricity that may be sold, from a utility that generates solar or wind power.

These credits arise through several kinds of arrangements. Perhaps the most common is through rooftop solar systems. Small-scale solar energy supplied about 5 percent of California's electricity in 2017. It is likely to grow because of California's mandate for solar panels on most new homes, starting in 2020.

In assessing whether the goal of going zero-carbon by 2045 is realistic or not, it is worth considering that solar energy has grown for years at a pace that far exceeded projections thanks to technological progress, government policies like California's new law, market forces and the public's demand for renewable energy.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.