Los gobiernos y las sociedades de todo el mundo se enfrentan a una urgencia cada vez mayor para responder al cambio climático acelerando la transición a un sistema energético bajo en carbono, pero persisten puntos de vista divergentes sobre la combinación de tecnologías energéticas que mejor logrará este objetivo. La identificación de caminos tecnológicos es complicada por las amplias incertidumbres en los factores económicos y tecnológicos.

Mort Webster y un equipo de investigadores de Penn State desarrollaron un modelo para ayudar a replantear las discusiones sobre la transición energética. Su modelo demuestra el valor de las estrategias de inversión flexibles y que se necesitan muchos caminos para cumplir con los objetivos de reducción de emisiones descritos en el Acuerdo de París.

Webster espera que sus hallazgos, publicados en Environmental Science &Technology , revertirá las recomendaciones de política que surgen de la literatura de investigación que llama a adoptar suposiciones estrechas que favorecen, o limitan, ciertas tecnologías mientras avanzan recomendaciones de cartera altamente específicas. La razón es simple:el futuro es difícil de predecir.

"Existen muchos análisis y simulaciones excelentes, pero muchos dicen 'este es el camino' y dibujan una línea perfectamente predecible que se dirige directamente al año 2050", dijo Webster, profesor de ingeniería energética en la Facultad de Tierra y Minerales de Penn State. Ciencias. "Sin embargo, hace dos años el gas natural costaba $3 el galón, y este verano subió a $9 en California. Nadie lo vio venir. ¿Cómo podemos predecir los costos o cuánto combustible usaremos en 2049?"

Webster señaló que los modelos de planificación con mandatos específicos y recomendaciones específicas tienen buenas intenciones, pero la renuencia a lidiar con la incertidumbre limita su practicidad. Por el contrario, Webster ve valor en preservar las opciones e incluso posponer algunas decisiones, lo que sigue un concepto de ciencia de decisiones establecido desde hace mucho tiempo conocido como valor de opción.

Webster ve ventajas en dividir los modelos de planificación en dos estrategias de inversión separadas, a corto y largo plazo, como una forma más prometedora de enfrentar el desafío de retirar la capacidad de generación de electricidad existente para nuevas tecnologías. La flexibilidad que se obtiene simplemente reconociendo que estamos más seguros de las condiciones a corto plazo, que de décadas de distancia, ayuda a evitar el enfoque selectivo que se encuentra en la mayoría de la literatura académica e industrial.

La propuesta del equipo no está exenta de desafíos. Muchas estrategias a corto y largo plazo ofrecen recomendaciones contradictorias debido a la gran cantidad de inversión de capital, tiempo e infraestructura que requieren algunas tecnologías. Sin embargo, para Webster, eso simplemente resalta la importancia de ampliar la cartera de tecnología con un enfoque en la adaptabilidad.

"No necesitamos hacer todo hoy, lo que necesitamos hacer dentro de 30 años. Hagamos algunas cosas ahora y tengamos la capacidad de cambiar de opinión dependiendo de cómo evolucionen las cosas antes de hacer el resto de las inversiones". dijo Webster.

El equipo de Webster probó su propuesta simulando su modelo con 2000 escenarios diferentes de condiciones futuras para identificar las mejores vías tecnológicas que minimizaron los costos totales promedio en todos los futuros. Se calcularon como costos las operaciones y el mantenimiento, las nuevas construcciones, los costos variables combustibles y no combustibles de la generación. Para garantizar la viabilidad, también se incluyeron sanciones por la demanda de electricidad no satisfecha.

El estudio de caso comparó opciones de inversión en tecnologías energéticas como nuclear, gas natural, solar, eólica, geotérmica y carbón, con y sin captura de carbono. El análisis mostró que una pequeña cantidad de tipos de cartera que incluían energía eólica, solar y gas natural con captura de carbono funcionaron bien para una cantidad sustancial de futuros posibles, mientras que otras combinaciones no fueron competitivas en ningún futuro.

El resultado concreto no sorprendió al equipo. El análisis, que da cuenta de la incertidumbre, el valor de la opción y los grupos de tecnología que funcionan bien cuando se combinan, demostró la utilidad limitada de las declaraciones de que una tecnología en particular puede o no contribuir a un futuro bajo en carbono o que se debe hacer un compromiso con una tecnología específica. cartera a largo plazo. Los modelos también señalaron que las políticas a corto plazo deben centrarse en inversiones durante la próxima década que avancen hacia los compromisos de descarbonización sin excluir opciones para futuras inversiones adicionales.

Webster, quien es miembro de la facultad en el Departamento de Ingeniería de Energía y Minerales de la familia John y Willie Leone, dijo que los resultados siguen el enfoque colectivo del departamento y la universidad.

"En nuestro departamento, adoptamos un enfoque que abarca todo el sistema y siempre analizamos múltiples disciplinas y recursos", dijo Webster. "Somos científicos e ingenieros que trabajamos en petróleo, carbón, energía solar o almacenamiento de energía, pero en lugar de promover una fuente de energía o tecnología en particular, vemos que todos podemos ser parte de la solución a este desafío complejo".

Webster cree que reformular la conversación ayudará a los tomadores de decisiones a eludir los planes específicos del escenario que a menudo conducen a planes incoherentes a corto plazo o acciones tímidas.

"Si queremos alcanzar una reducción acumulada de emisiones del 80 % para 2050, debemos aceptar la incertidumbre y tomar medidas estratégicas ahora que sean flexibles para que podamos orientarnos hacia cualquier dirección que nos lleve el futuro", dijo Webster. + Explora más

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