Con un masivo, esfuerzo a nivel nacional Estados Unidos podría alcanzar emisiones netas cero de gases de efecto invernadero para 2050 utilizando la tecnología existente y a costos alineados con el gasto histórico en energía, según un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Princeton.

La nueva investigación "Net-Zero America" ​​describe cinco vías tecnológicas distintas para que Estados Unidos descarbonice toda su economía. La investigación es el primer estudio en cuantificar y mapear con este grado de especificidad, la infraestructura que se necesita construir y la inversión necesaria para hacer funcionar el país sin emitir más gases de efecto invernadero a la atmósfera de los que se extraen cada año. También es el primero en señalar cómo se verán afectados los trabajos y la salud en cada estado a un nivel muy granular. a veces hasta el condado.

Los cinco escenarios del estudio describen de forma muy detallada, nivel de estado por estado la escala y el ritmo de la tecnología y la movilización de capital necesarios en todo el país, y destacar las implicaciones para el uso de la tierra, industrias de energía establecidas, empleo, y salud. Los resultados iniciales se publicaron el 15 de diciembre de en reconocimiento de la urgencia de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la necesidad de medidas federales inmediatas, estado, y esfuerzos de formulación de políticas locales. Las publicaciones en revistas se realizarán a principios de 2021.

Durante la ultima decada, ha habido una avalancha de investigaciones de universidades y promesas de ciudades, empresas y estados que investigan y promulgan esfuerzos para descarbonizar los sistemas energéticos e industriales. La tarea es mantener el aumento de la temperatura global muy por debajo de los 2 grados centígrados para evitar los peores efectos del cambio climático. El objetivo de una economía de "emisiones netas cero" significa no emitir a la atmósfera más gases de efecto invernadero de los que se eliminan permanentemente a través de procesos naturales mejorados o impulsados ​​por la tecnología. Si tiene éxito, la estrategia detendría la acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera, que es esencial para limitar el calentamiento global.

Investigaciones anteriores han probado si el cero neto es tecnológicamente posible y lo que podría costar llegar allí. Pero una pieza faltante ha sido un detalle que podría informar a los funcionarios y autoridades locales responsables de tomar decisiones sobre áreas importantes para la transición. como la ubicación y el uso de la tierra, junto con información para las comunidades y las partes interesadas que dan forma y se ven afectados por estas decisiones.

"La mayoría de los estudios no proporcionan esta alta resolución geográfica para todos los estados del país, lo que dificulta la apreciación tangible de lo que se necesita para llegar a cero. Nuestra investigación ayuda a hacer que un futuro neto cero sea vívido y real para las personas, "dijo Eric Larson, investigador principal del estudio e ingeniero de investigación senior en el Centro Andlinger de Energía y Medio Ambiente. "A menos que nos arremanguemos y entendamos realmente lo que tenemos que hacer para cuando, no podremos cumplir nuestras metas, "dijo Larson, quien también lidera el Grupo de Análisis de Sistemas Energéticos del centro.

El estudio de la Universidad de Princeton fue dirigido por profesores e investigadores del Centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente y el Instituto Ambiental High Meadows (HMEI). Los líderes del proyecto incluyen a Larson, Jesse Jenkins, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial y del Centro Andlinger de Energía y Medio Ambiente, y Chris Greig, Theodora D. &William H. Walton III Investigador Científico Senior en el Centro Andlinger. La investigación es un proyecto en curso de la Iniciativa de Mitigación de Carbono de HMEI, un programa de investigación centrado en estudiar y abordar el cambio climático, y está alineado con Rapid Switch del Andlinger Center, una amplia iniciativa de investigación que investiga cómo acelerar los esfuerzos de descarbonización a nivel mundial.

La nueva investigación, que involucró a diez investigadores de Princeton y ocho colaboradores externos, establece cinco vías por las cuales Estados Unidos podría descarbonizar toda la economía en los próximos 30 años.

John Holdren, ex asesor científico del presidente Obama y ex director de la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca, calificó el estudio de notable y dijo que llamó la atención sobre las áreas donde las medidas de política son más necesarias.

"Todos los que estén seriamente interesados ​​en la cuestión crucial del futuro energético-climático de este país, y en particular la nueva administración Biden-Harris, deben comprender los hallazgos de este extraordinario estudio, "dijo Holdren, quien es profesor en la Escuela de Gobierno Kennedy de Harvard y en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias, y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson.

Debido a que los cinco escenarios llevan al país a emisiones netas cero, los investigadores son neutrales en cuanto a cuál es "mejor" o más probable que se implemente. Se encontró que todas las vías implican un gasto anual en energía dentro del rango histórico de lo que el país gasta en energía cada año, alrededor del 4-6% del producto interno bruto, o PIB.

"Las vías netas cero requieren gastar una fracción similar del PIB que gastamos en energía hoy, pero tenemos que cambiar de inmediato las inversiones hacia una nueva infraestructura limpia en lugar de los sistemas existentes, "dijo Jenkins.

Según la investigación, siguiendo un camino de "negocios como siempre" sin esfuerzos concertados de descarbonización, el país gastaría alrededor de $ 9,4 billones en energía durante la próxima década. En los cinco escenarios netos cero, Se estima que los costos del sistema de energía serán solo alrededor del 3% (o $ 300 mil millones) más durante la década, y este porcentaje se reduce aún más si los precios del petróleo y el gas son más altos que los modelados.

"Ahora tenemos un buen cuerpo de evidencia que muestra, 'sí, es asequible '. Podemos hacerlo "dijo Larson." Y, por supuesto, hay costos significativos por no hacer nada. La ciencia del clima ha demostrado que el calentamiento descontrolado dañará a las comunidades aquí en Estados Unidos y en todo el mundo desde cambios en el patrón de enfermedades hasta el desplazamiento de millones de personas por el aumento del nivel del mar y las inundaciones por tormentas más intensas ".

Los escenarios que detalla la nueva investigación incluyen un escenario de "alta electrificación" o E +, que implica electrificar agresivamente edificios y transporte, de modo que el 100% de los automóviles sean eléctricos para 2050. El escenario de "electrificación menos alta" o escenario E, se electrifica a un ritmo más lento y utiliza más combustibles líquidos y gaseosos durante más tiempo. Otro escenario, anotado como E- B +, permite que se utilice mucha más biomasa en el sistema energético, cuales, a diferencia de los otros cuatro escenarios, requeriría convertir algunas tierras que se utilizan actualmente para la agricultura alimentaria en cultivos energéticos. La vía E + RE + es un escenario "totalmente renovable" y también es el más restrictivo desde el punto de vista tecnológico. Supone que no se construirán nuevas plantas nucleares, no permite el almacenamiento subterráneo de dióxido de carbono, y elimina todo el uso de combustibles fósiles para el año 2050. Se basa en cambio en el despliegue masivo y rápido de energía eólica y solar y una mayor producción de hidrógeno para alcanzar los objetivos de carbono. El escenario E + RE-, en comparación, se basa en "energías renovables limitadas, "restringir la construcción anual de turbinas eólicas y plantas de energía solar para que no sea más rápida que las tasas más rápidas logradas por el país en el pasado, pero elimina otras restricciones. Este escenario depende en mayor medida de la expansión de las centrales eléctricas con captura de carbono y energía nuclear.

"Dado que llegar a cero neto parece asequible, la siguiente pregunta clave es si vamos a hacer esto, como queremos hacerlo Todos se beneficiarán de limitar el cambio climático, pero los diferentes escenarios tienen efectos desiguales a medida que se desarrollan. ¿Quién se beneficia más? y quien paga mas ¿Podemos hacerlo de manera equitativa? ¿Y para que suficientes personas vean los beneficios claros de que existe una coalición duradera de apoyo? ", dijo Jenkins.

Dijo que esas preguntas son muy diferentes de las que suelen abordar los investigadores de energía y clima, razón por la cual la investigación de Net-Zero America requirió un gran equipo con diversos antecedentes y habilidades disciplinarias para llevar a cabo la investigación. En los cinco escenarios, los investigadores encontraron importantes beneficios económicos y de salud en todo el país. En cada camino para 2030, el carbón ya no se utiliza para la generación de energía, y hay una reducción asociada en las emisiones de óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y partículas finas de plantas de energía. Reducir la exposición a partículas finas evita 100, 000 muertes prematuras, que equivale a casi $ 1 billón en beneficios por contaminación del aire, a mediados de siglo en comparación con un camino de "negocios como de costumbre".

Las acciones para lograr emisiones netas cero crean aproximadamente 500, De 000 a 1 millón de nuevos empleos energéticos en todo el país solo en la década de 2020, con aumentos netos de empleo en casi todos los estados. Los escenarios que dependen en mayor medida de la energía eólica y solar ven la creación de más empleos energéticos. En casi todos los estados, La pérdida de puestos de trabajo en las industrias de extracción de fósiles se compensa con creces por un aumento en la construcción y la fabricación en el sector de las energías limpias. Se producirán importantes desplazamientos y transiciones laborales en algunos estados donde la economía depende en gran medida del carbón y el petróleo. como Virginia Occidental y Luisiana. Los investigadores dijeron que los hallazgos granulares son útiles para identificar dónde y cuándo ocurrirá la dislocación y pueden informar las estrategias de políticas públicas para manejar de manera efectiva estas transiciones.

"Estos hallazgos pueden informar políticas críticas que pueden ayudar a gestionar los efectos de la transición y crear una sociedad y una economía de energía limpia más justa, "dijo Erin Mayfield, investigador postdoctoral del HMEI que dirigió el análisis del empleo y la contaminación del aire en el estudio.

En todos los escenarios netos cero, la escala requerida de inversiones y el ritmo de construcción de nueva infraestructura exigen que el cambio rápido comience de inmediato, dijeron los investigadores.

"Tenemos todas las tecnologías que necesitamos para comenzar. Necesitamos implementarlas mucho más rápido de lo que lo hacemos hoy, y también debemos invertir para crear opciones reales para aquellas tecnologías menos maduras que serán necesarias a largo plazo, dijo Greig.

Energía eólica y solar, junto con la electrificación de edificios y automóviles, debe crecer rápidamente en esta década para que la nación esté en una trayectoria neta cero. Los investigadores dijeron que la década de 2020 también debe usarse para continuar desarrollando tecnologías, como los que capturan carbono en plantas de gas natural o cemento o los que dividen el agua para producir hidrógeno, para que sean asequibles para implementar a escala en la década de 2030. Pero durante los próximos años, los investigadores dijeron que la mayor parte de la gran inversión gira en torno a la electricidad limpia y la electrificación y es similar en todos los escenarios.

Según la investigación, Estados Unidos necesitará expandir sus sistemas de transmisión de electricidad en un 60% para 2030, y es posible que deba triplicarlo para 2050. Electrificación de edificios, principalmente mediante la adición de bombas de calor para calefacción de agua y espacios, y electrificar el transporte es otro paso que debe acelerarse en la década de 2020 para preparar el escenario para cualquiera de las vías.

"La red eléctrica actual tardó 150 años en construirse. Ahora, para llegar a emisiones netas cero para 2050, tenemos que construir esa cantidad de transmisión nuevamente en los próximos 15 años y luego construir mucho más nuevamente en los 15 años posteriores. Es una gran cantidad de cambio "dijo Jenkins.

Un tema crítico para impulsar esta agenda de energía limpia es dónde se construyen las nuevas instalaciones de fabricación de paneles solares y turbinas eólicas, y donde están ubicados los propios parques solares y eólicos, junto con plantas de producción de biocombustibles. La investigación proporciona mapas de ciudades y regiones que muestran dónde es menos costoso construir estas instalaciones y dónde se integran al sistema energético de manera más eficiente. Pero esto no tiene en cuenta los aspectos sociales y humanos de dónde construir nueva infraestructura.

"Los individuos y las comunidades de todo el país se verán afectados por las transiciones netas cero de diferentes maneras. Todos los estadounidenses serán socios cruciales en esta transición, y debemos ser sensibles a las necesidades y valores de las comunidades al planificar e implementar la infraestructura muy significativa y otros desarrollos necesarios para llegar a cero, dijo Greig.

Los investigadores dijeron que esperan que el informe, proporcionando una variedad de futuros, proporcionar confianza en que Estados Unidos tiene varias vías genuinas para llegar a emisiones netas cero, y ayudar a orientar las prioridades de inversión y políticas durante los próximos años. Dijeron que la investigación ofrece información sobre cómo tomar decisiones a corto plazo que sean consistentes con la eliminación de las emisiones netas de carbono dentro de 30 años.

"Ninguno de los escenarios de Princeton resultará 'correcto, 'pero juntos brindan una imagen convincente de posibles caminos a seguir, "dijo Holdren.

"La motivación es proporcionar una guía granular para los tomadores de decisiones sobre lo que se necesitaría para hacer realidad esas promesas de cero neto, con un enfoque en las acciones que debemos tomar hoy que tendrán un impacto duradero mucho después de que el CEO se retire o el responsable de la formulación de políticas esté fuera de su cargo, "dijo Jenkins.