Situación Actual y Perspectivas en Emisiones de CO2

Como podemos ver, el impacto del Cambio Climático y sus consecuencias son y serán el mayor reto al que la humanidad se tiene que enfrentar. Esta situación preocupa, y debería preocupar mucho, porque a medida que la temperatura media global sube, la biosfera tiende a tropicalizarse y por consiguiente, las especies vegetales han de adaptarse para no desaparecer, puesto que no pueden desplazarse; mientras que las especies animales tendrán que emigrar a zonas de mayor latitud.

Sin embargo, las plantas por sí solas no tienen suficiente capacidad de adaptación debido a que el incremento de la temperatura se está produciendo en tan solo 100 años, mientras que las especies vegetales necesitan de miles de años para modificar su ADN y adaptarse.

En el caso de los insectos y de las especies animales, incluyendo el ser humano, es muy similar. Si bien los animales y los insectos sí pueden desplazarse, al vivir de los frutos producidos por las plantas y los vegetales, también sufrirán su impacto, puesto que cualquier cambio en la flora y en los vegetales repercute directamente en las especies animales y en los insectos, por lo que el impacto en la flora vegetal es crítico para todas las especies.

Hoy en día se pueden observar ya importantes retrocesos en las poblaciones de insectos, desaparición de especies tanto animales como de insectos y lo que más preocupa, una gran proliferación de incendios forestales y desertización de grandes áreas donde antes proliferaban especies vegetales verdes asociadas a latitudes más próximas al ecuador. Todo ello, combinado con el aumento de la superficie arbolada que ocurre en otras zonas situadas más hacia los polos, debido al desplazamiento de la zona cálida hacia los polos en ambos hemisferios terrestres, provocándose así el avance de la zona tropical hacia mayores latitudes.

Además, el nivel medio del mar y de los océanos está aumentando por el deshielo de grandes masas de hielo procedentes de las zonas polares donde el efecto de aumento de la temperatura es mucho mayor; junto con la disminución del número de glaciares, lo que está provocando la desaparición de la flora y la fauna local, y donde están provocando grandes migraciones de población hacia otras zonas no inundadas.

Ante este impacto tanto local como global, realmente, ¿se puede hacer algo?, ¿cómo y dónde actuar? Grandes preguntas con respuestas muy complejas que representan el gran reto del siglo XXI a todos los niveles y para todos los países del mundo. Junto con el reto de mantener el nivel de vida y de crecimiento económico en todo el mundo, facilitando que aquellos países que no lo tienen lo alcancen en el medio plazo, sin incrementar la huella de Carbono más allá de los límites de la sostenibilidad.

Tecnologías potencialmente aplicables para la reducción de emisiones

Ante el escenario que se está planteando, y debido a sus consecuencias, es necesario actuar y así ha sido entendido y promovido por la mayoría de los gobiernos de los distintos países del mundo, así como de la comunidad científica y técnica. En 1998 se procedió a la firma del Protocolo de Kioto, acuerdo con el que se buscó reducir las emisiones atmosféricas de Gases de Efecto Invernadero (GEI), prestando especial atención a las emisiones producidas por el uso extensivo de combustibles fósiles como fuente principal de Energía Primaria.

Tras varias décadas de estudio y análisis de los datos obtenidos, son numerosos los grupos de expertos que avalan el impacto que estas emisiones están produciendo sobre el medioambiente. Después ha habido nuevos acuerdos, más o menos vinculantes y seguramente vendrán más, pero no tendrán un impacto ni serán parte de la solución si no son vinculantes y aceptados por todos los países, en particular los más contaminantes.

Como se ha comentado, de entre los distintos GEI antropogénicos emitidos, sus características radiativas y su concentración, destaca el aumento de la concentración de Dióxido de Carbono (CO₂), principal gas causante de efecto invernadero, seguido del gas Metano (CH₄), el Óxido Nitroso (N₂O), el vapor de agua y otros gases producidos durante la combustión. Centrándose en que estas emisiones incontroladas son la causa más probable que está provocando el incremento medio de la temperatura de la superficie global del planeta de forma muy rápida e impactando directamente en el Cambio Climático que se está observando.

Por otra parte, numerosos expertos predicen que hasta bien pasado el horizonte temporal de 2050 no se utilizarán masivamente las Energías de origen Renovable y que por tanto se mantendrá al menos hasta esa fecha la emisión incontrolada de GEI, previendo un mantenimiento de los métodos tradicionales de producción de Energía Primaria a Nivel Mundial.

Con independencia de los debates sociales, políticos, técnicos y medioambientales, para tratar de mitigar los efectos producidos, es preciso disminuir las emisiones antropogénicas de GEI cambiando, fundamentalmente el origen de las fuentes de Energía Primaria que utiliza la población mundial y que se basan en la quema de combustibles fósiles, que, al observarlo de forma global, son quemas indiscriminadas y cada vez mayores.

El problema es la magnitud del cambio a realizar. El volumen de GEI emitidos es tan grande a Nivel Mundial que no hay una sola tecnología capaz de resolver por sí misma y de forma aislada el problema medioambiental. Se precisa de la combinación de diferentes tecnologías para, de forma estratégicamente coordinada, minimizar, mitigar, reducir y evitar; tanto las emisiones ya realizadas, como las emisiones por realizar.

Las estrategias de combinación de tecnologías que se pueden proponer consisten fundamentalmente en el uso extensivo de:

Eficiencia Energética.
Energías de origen Renovable.
Captura y Concentración de CO₂.
Electrificación y combustibles alternativos.
Energía nuclear.

El uso masivo de las Energías de origen Renovable puede producir hasta un 21-23% de ahorro en el exceso de emisiones antropogénicas respecto a lo previsto por el Protocolo de Kioto, el incremento del uso de fuentes existentes de energía que causen menores emisiones de GEI (la energía eléctrica o la biomasa) puede evitar hasta un 12% del exceso de emisiones; la implantación de métodos que eviten la emisión de GEI manteniendo las fuentes clásicas de producción de Energía Primaria (la Captura, Concentración, Uso y Almacenamiento de CO₂) puede conseguir hasta un 14-17% del ahorro en emisiones; y, fundamentalmente, el promover mayor eficiencia energética en todo momento, puede suponer entre un 40% y un 45% de reducción.

Combustibles alternativos, de origen bio o fabricados a partir del uso de Energías Renovables como el H₂ verde, el uso masivo de Energías Renovables, la implantación de Sistemas de Captura y Concentración de CO₂ y sobre todo la Eficiencia Energética, aparecen como la mejor estrategia de combinación de tecnologías de reducción y mitigación aplicables para conseguir reducir la emisión de GEI a los niveles necesarios para conseguir reducir, mitigar e incluso evitar el Cambio Climático y sus efectos

Fuente: IEA, 2013

El uso de la Energía Nuclear depende de otro tipo de factores sociales, medioambientales y legislativos, por lo que su participación, si bien podría permitir aportar en la consecución del efecto global de reducir las emisiones en alrededor de un 8%, no se considera en este análisis global, si bien es importante para ciertos países.

Emisiones de CO₂ como principal Gas de Efecto Invernadero

El uso extensivo de combustibles fósiles y de materias primas del mismo origen está incrementando la concentración atmosférica de los GEI. Es en este incremento donde radica la causa fundamental del problema medioambiental que se está experimentando, cuyo impacto es cada vez es mayor y extremo, acelerándose durante los últimos años.

La siguiente figura muestra una evolución previsible de la temperatura de la superficie terrestre de seguir con los usos actuales para producir Energía Primaria.

Fuente: IPCC Reports

De entre los distintos GEI, preocupan aquellos que al ser liberados a la atmósfera favorecen el efecto invernadero sobre la radiación solar incidente, porque se incrementa la temperatura media global de la atmósfera y de la biosfera. Si bien el gas Metano es el que tiene un mayor impacto radiativo, destaca el que produce el aumento de la concentración de CO₂ en la atmósfera, porque el efecto invernadero es directamente proporcional a su concentración atmosférica.

Para controlar este efecto, es imprescindible una modificación a Nivel Mundial de la legislación que regule las emisiones de GEI a la atmósfera. En países como Estados Unidos, Australia y en regiones como Europa (en la que se enmarca nuestro país), fundamentalmente aquellos que mayor grado de desarrollo han alcanzado, en los que mayor arraigo tienen las consideraciones medioambientales y en los que la economía que los sustenta está más cercana a la sostenibilidad, se están investigando procesos que pueden permitir la implantación extensiva de la Energía Renovable como principal sustituta de la energía obtenida con fuentes clásicas de combustión de combustibles fósiles, sobre todo reduciendo los costes de producción.

Sin embargo, otras regiones y países que en la actualidad están tratando de alcanzar el mismo grado de desarrollo, sostenibilidad y bienestar social que los anteriores, tienen gran dificultad para actuar de la misma forma contra los GEI y salvo casos puntuales, el grado de actuación sobre el CO₂ es y será mucho menor. Más aun, el resto de los países y regiones sin desarrollar tendrán muy difícil mantener un mínimo de bienestar social e incluso iniciar la vía del desarrollo económico, salvo con el uso masivo de fuentes de Energía Primaria basadas en la quema indiscriminada de combustibles fósiles.

Desde el punto de vista tecnológico, será imprescindible investigar en la sustitución de las fuentes actuales de Energía Primaria por otras de origen menos contaminante, como son las renovables a todos los niveles.

Metodologías de cálculo de Emisiones de CO₂

Para conocer el estado de las emisiones reales y previsibles de CO₂ a nivel local, regional y mundial, existen muchas metodologías de análisis que estudian la evolución de la demanda de la Energía Primaria en que se incurre, definiendo varios escenarios tipo, como por ejemplo, el “Escenario de Referencia” o “Worst Case“ que representa los consumos y emisiones realmente incurridos y que simula la situación futura manteniendo los hábitos actuales de consumo y de emisión; y el “Escenario Sostenible” o “Best Case“ en el que se actúa para tratar de cumplir con los límites marcados por el Protocolo de Kioto y se busca la sostenibilidad; y varios escenarios que tratan de atender distintas estrategias de consumo intermedias.

Como ya he dicho, hay otras en las que se pueden combinar diferentes tecnologías de reducción de emisiones de GEI y/o de estrategias que puedan permitir estimar diferentes situaciones medioambientales, como por ejemplo suponer escenarios en los que se mantienen los hábitos actuales, o en los que se consiguen disminuciones de impacto con diferentes subidas de temperatura media global, como por ejemplo suponer que solo suba 1ºCelsius o 1,5, etc.

De entre las diferentes metodologías, a nosotros nos gusta la planteada por el panel de expertos de la IGU (International Gas Union), una de las organizaciones de referencia a Nivel Mundial. En ella, en general se consideran como limitantes los escenarios de referencia y sostenible, y, por tanto, la evolución a futuro de las emisiones reales se situará entre ambos escenarios, más o menos cerca de cualquiera de ellos, dependiendo de las actuaciones que se realicen como estrategia de control de emisiones, si bien, los expertos estiman el mantenimiento de unas emisiones de GEI notablemente elevadas y muy en línea con las predicciones del “Escenario de Referencia” o “Worst Case”.

Existen diferentes escenarios, que se pueden catalogar en función del objetivo final de reducción del volumen de emisiones, como las anteriores, o en función del objetivo de reducción en base al incremento de la temperatura superficial causado por los GEI y su concentración atmosférica. Otras metodologías resumen las actuaciones y los escenarios en función de la disminución de temperatura superficial en grados centígrados, etc. La metodología elegida permite evaluar y agrupar los emisores de CO₂ en función de sus características, por sectores diferenciados: Sector Transporte (responsable de aproximadamente el 40% de emisiones), Sector Eléctrico (del 30%), Sector Residencial y Doméstico (del 8%) y Sector Industrial (del 20%).

Nosotros elegiremos esta última porque permite trabajar directamente en la emisión de GEI, implantando estrategias de control directamente en los distintos tipos de emisores que hay porque es mucho más fácil trabajar con gases concentrados directamente en la emisión que con gases diluidos en la atmósfera.

Características de los Sectores Emisores de GEI

Debido a las características diferenciadoras de cada uno de los principales emisores de GEI y su número, se agrupan en sectores emisores para facilitar su cálculo, y de entre ellos, hay unos que son más proclives a permitir el control de emisiones que otros. Los sectores considerados en la metodología del IGU, son:

El Sector del Transporte. Se caracteriza por ser responsable de alrededor del 40% de las emisiones de GEI a Nivel Mundial. Los emisores son en general muy pequeños y, lo que dificulta su gestión, sen mueven espacialmente. Las emisiones son atemporales, discontinuas, muy distribuidas y se producen fundamentalmente por la quema de combustibles de origen fósil altamente contaminantes en algunos de los casos para provocar el movimiento.
El Sector de la Producción de Energía Eléctrica. Se caracteriza por ser responsable de alrededor del 30% de las emisiones de GEI a Nivel Mundial. Los emisores son generalmente grandes, concentrados y fijos espacialmente, suelen estar situados en zonas de baja población, son instalaciones de producción de energía de alto rendimiento, pueden permitir tratar grandes volúmenes de gases de combustión y están basados en distintas fuentes de Energía Primaria, no solo dependientes de los combustibles de origen fósil.
El Sector Industrial. Se caracteriza por ser responsable de alrededor del 22% de las emisiones de GEI a Nivel Mundial. Los emisores son de todo tamaño. Las emisiones son tanto difusas como concentradas, fijas espacialmente, discontinuas, atemporales y distribuidas. Sus emisiones se producen fundamentalmente por la quema de biomasa y de combustibles de origen fósil, en alguno de los casos altamente contaminantes.
El Sector Residencial y Doméstico. Se caracteriza por ser responsable de alrededor del 8% de las emisiones de GEI a Nivel Mundial. Los emisores son en general muy pequeños y fijos espacialmente. Las emisiones son tanto difusas como concentradas, fijas espacialmente, discontinuas, atemporales, estacionales y distribuidas. Sus emisiones se producen fundamentalmente por la quema de biomasa y de combustibles de origen fósil, en alguno de los casos altamente contaminantes.

De los cuatro (4) sectores en que se agrupan los emisores de CO₂ (Transporte, Producción de Energía Eléctrica, Residencial y Doméstico; e Industrial), en general, el Sector de la Producción de Energía Eléctrica es el que potencialmente puede asumir de una manera más efectiva la sustitución de la producción de Energía Primaria a partir de combustibles fósiles, aunque solamente sea responsable de alrededor del 30% de las emisiones globales de CO₂ de hoy en día, al menos temporalmente.

Fuente: Elaboración propia

Como puede verse en la tabla anterior, las actuaciones en todos los sectores son completamente diferentes en cada caso. Es necesario actuar social, técnica, económica, legislativa y culturalmente, de forma específica, con diferente complejidad y, a su vez, de forma diferente en cada país. Así mismo, tanto a corto, como a medio y largo plazo es necesario mantener actuaciones en cada uno de los sectores, si bien el “Sector de la Producción de Energía Eléctrica” es el que cobrará mayor importancia a medida que transcurra el tiempo.

Por tanto y en previsión de su impacto, actuar sobre el Sector de la Producción de Energía Eléctrica es fundamental para ofrecer una solución eficaz al problema, tanto a corto, como a medio plazo. Para ello, aparte de buscar la mayor eficiencia energética en el consumo y en la producción de energía eléctrica, existen varias vías destacables de reducción de emisiones de CO₂ aplicables a la producción de energía eléctrica en el período de sustitución por fuentes de producción energética de origen Renovable:

Sustitución de las centrales convencionales por otro tipo de centrales de mayor eficiencia; por otras basadas en fuentes de Energía de origen Renovable.
Uso de combustibles alternativos como sustitutos de los de origen fósil, teniendo en cuenta la limitación ética asociada a su producción.
Instalación de Sistemas de Captura, Concentración, Uso y/o Almacenamiento de CO₂ directamente en las instalaciones que en la actualidad están en operación y que utilizan combustibles fósiles para su funcionamiento, así como en las de nueva construcción.
El uso de la Energía Nuclear es eficaz, pero presenta otro tipo de problemática asociada a su aceptación social, por lo que, a Nivel Mundial, en Europa y en España, como se ha dicho antes, no se considera como parte de la solución.

Aparte de otras soluciones minoritarias que podrían apoyar la transición ecológica al nuevo modelo económico basado en la Sostenibilidad, en la Economía Circular y la Energía Renovable.

La solución en los sectores más afectados por la reducción de emisiones de GEI, pasa por la utilización de combustibles alternativos (H₂ y biocombustibles) en sustitución de combustibles fósiles para producir Energía Primaria. Así mismo, en general se propone la electrificación como principal vector energético, por lo que fundamentalmente los sectores en los que principalmente de debe actuar son:

Sector de la Producción Eléctrica. Será el sector que deberá asumir la electrificación del resto de sectores y que deberá actuar fuertemente en la reducción propia puesto que será con el paso del tiempo, el sector que será responsable de la mayor parte de las emisiones de GEI a Nivel Mundial, al ser el responsable de producir la energía eléctrica como vector energético aplicable a los demás sectores.
Sector Industrial. Fundamentalmente abandonando la emisión de GEI mediante la electrificación como vía de obtención de Energía Primaria y por la sustitución de los procesos químicos industriales basados en el uso de materia prima de origen fósil, por otros que utilicen materia prima de origen renovable.

La toma de decisión sobre la sustitución de todas las centrales térmicas convencionales por centrales más eficientes (tipo ciclos combinados) u otros tipos de centrales que no emitan CO₂ (instalaciones que utilicen Energía de origen Renovable) plantea un escenario de difícil consecución, debido al monto económico que supone, a la dependencia estratégica en el Gas Natural como fuente de Energía Primaria y a las características propias de estas centrales que no tienen otras.

De acuerdo con las últimas tendencias observadas en los programas de I+D+i de la Unión Europea, la aplicación de la Captura y Concentración de CO₂ al “Sector Industrial”, cobra intensidad, así como la producción de materiales sustitutivos obtenidos a partir de H₂ verde y del CO₂ capturado.

Volumen de las emisiones de CO₂ a Nivel Mundial

Elegimos la estrategia propuesta por el IGU (International Gas Union), donde se consideran como limitantes los escenarios de referencia y sostenible, y por tanto, donde se marcan unos límites razonables para conocer la evolución a futuro de las emisiones realmente emitidas, que como es previsible, se deberían situar entre ambos escenarios, más o menos cerca de cualquiera de ellos, dependiendo de las actuaciones que se realicen como estrategia de control de emisiones, si bien, los expertos estiman el mantenimiento de unas emisiones de GEI notablemente elevadas y muy en línea con las predicciones del “Escenario de Referencia”, “Worst Case” o “Reference Case”.

La siguiente figura muestra el volumen de las emisiones de CO₂ para ambos escenarios limitantes a Nivel Mundial. Además de, en función del objetivo final de reducción del volumen de emisiones, o en función del objetivo de reducción del incremento de la temperatura superficial causado por los GEI y su concentración atmosférica, se pueden catalogar diferentes escenarios intermedios.

Fuente: IGU

De acuerdo con el IGU y considerando como limitantes los Escenarios de Referencia y Sostenible, la evolución a futuro de las emisiones reales se situará entre ambos escenarios, más o menos cerca de cualquiera de ellos, dependiendo de las actuaciones que se realicen como estrategia de control de emisiones.

Todo ello considerando que, de acuerdo con lo previsto, es muy probable que se mantengan unas emisiones de GEI elevadas y en línea con el “Escenario de Referencia” o “Worst Case”, tal y como se observa en la siguiente figura, en la que se incorpora el cálculo de la emisiones de los escenarios limitantes y del «Escenario «Real», que es el que se ha incurrido realmente desde 1990.

Fuente: Elaboración propia

Se han tenido en cuenta las emisiones de CO₂ antropogénico producidas por los transportes aéreo y marítimo que representan en su conjunto alrededor del 15% del total de las emisiones a Nivel Mundial (el transporte aéreo alrededor del 12% y el marítimo alrededor del 3%), aunque por su internacionalidad, sean de difícil contabilización regional, aunque sí a nivel global. Ambos transportes son internacionales y para su contabilización se utilizan criterios internacionalmente admitidos de forma que puedan asociarse a cada región y país.

Será necesario observar el impacto real de la crisis asociada a la COVID-19 y a la invasión de Ucrania por parte de Rusia con el consiguiente impacto en la economía a Nivel Mundial, por el encarecimiento de la energía proveniente del Gas Natural importado por la UE de Rusia; y del resto de materias primas. Además de analizar el impacto económico de las políticas de bloques utilizadas como herramienta de presión tanto por Estados Unidos, como por China y la Unión Europea. Si bien, lo más previsible en todos estos casos es que se incremente el volumen de emisiones de GEI de forma que se retrasen los objetivos de sostenibilidad proclamados por los distintas COP realizadas, así como lo acordado en el Protocolo de Kioto y en el Acuerdo de París.

Volumen de las emisiones de CO₂ en Europa

En Europa, región en la que se enmarca nuestro país, se observa que las emisiones de GEI han disminuido del 100% (considerando como dato de partida las emisiones producidas en 1990), al 89% en 2010, alcanzando el 85,1% en 2011 y el 84,9% en 2012. El impacto de la crisis económica de 2008 puede verse en los valores de las emisiones incurridas en 2009 (86,2%), alcanzando en 2018 el 74,8%. Como puede verse en la siguiente figura.

En este caso, los escenarios de referencia y sostenible obtenidos a partir de los datos descritos a Nivel Mundial indican que las acciones de descarbonización de la economía tomadas por la Unión Europea están provocando un Escenario Real más allá de las expectativas requeridas por el Escenario Sostenible, considerando la reducción propuesta acorde a la metodología del IGU (International Gas Union).

La tendencia es clara a la disminución de emisiones, favorecida por cambios legislativos como las Directivas Europeas 2003/87/CE y 2004/101/CE al introducir limitaciones a las emisiones de GEI.

Fuente: European Environment Agency, 2020

La figura anterior muestra la evolución de las emisiones contabilizadas de CO₂. Mediante los cambios legislativos inducidos por estas Directivas Europeas, se empiezan a desarrollar normativas a nivel país con las que se trata de limitar dichas emisiones y así se espera conseguir un mayor acercamiento a lo finalmente requerido por el Protocolo de Kioto.

Así mismo, en el Reino Unido, la Comisión de Planificación e Infraestructura del Gobierno, a través de nuevos NPS (National Policy Statements), requerirá la instalación de Sistemas de Captura, Concentración y/o Secuestro de CO₂ en todas las instalaciones nuevas que se construyan, con lo que a posteriori, este requerimiento probablemente se extienda a las centrales térmicas convencionales actualmente en operación.

En el momento en que estas normativas se extiendan a nuestro entorno, no será posible minimizar el impacto económico de las emisiones de CO₂ con la compra de créditos de emisiones a terceros países y será necesario realizar inversiones reales en este (u otro) tipo de tecnología de reducción de emisiones de CO₂; bien instalando Sistemas de Captura y Concentración de CO₂ para su posterior tratamiento, acondicionamiento, uso o almacenamiento; bien implantando masivamente fuentes de energía basada en Energías de origen Renovable; o lo más probable, la combinación de ambas soluciones. Sin olvidar el promover en todo momento la eficiencia energética en cualquier ámbito o sector a gran escala, por ser la estrategia que mayor impacto posee.

De manera resumida, la estrategia europea de reducción de emisiones de GEI, en particular en lo referente a la reducción de emisiones de Dióxido de Carbono está produciendo un avance en su reducción más allá de lo estipulado en los acuerdos de Kioto y de Copenhague, habiéndose reducido en un 25,2% respecto a las de 1990. Los volúmenes de emisiones de Dióxido de Carbono para Europa en el Escenario de Referencia y en el Sostenible, junto con el escenario realmente emitido y su previsión de evolución acorde al escenario requerido por Europa hasta 2025, son los expresados en la siguiente figura. Como puede verse, se trata de un escenario excelente en reducción de emisiones.

Fuente: Elaboración propia

Volumen de las emisiones de CO₂ en España

Observando la evolución de España, quinto emisor de GEI de Europa, en el período considerado de 1990 a 2009, se observa un incremento global del 25% mientras que los valores objetivos marcados por el Protocolo de Kioto y los objetivos marcados por la Unión Europea implicaban una reducción del 10% en ese mismo período.

Como puede verse en la siguiente figura, la crisis económica de 2007 y la crisis asociada al carbón introdujeron una gran disminución en emisiones antropogénicas, debido fundamentalmente al descenso en la demanda, aunque esta disminución no se ve justificada ni por modificaciones en los hábitos de consumo, ni por actuaciones efectivas de mitigación, por lo que se puede considerar como circunstancial. Desde el punto de vista estructural, no se tomaron acciones suficientes para justificar una reducción de emisiones asociadas a la disminución del consumo o a la adaptación de los emisores a la búsqueda de la sostenibilidad, adaptación al aumento de eficiencia en el consumo o a la sustitución de las fuentes de producción de Energía Primaria convencional a otras de origen renovable.

En 2011, prácticamente permanecieron constantes las emisiones de CO₂ respecto a 2010, debido al mayor uso de carbón y a que disminuyeron las emisiones de las viviendas y del transporte por carretera. Las emisiones totales se redujeron en un 4% respecto a 2010.

Fuente: MITECO

La mayor participación del carbón en la producción eléctrica hizo aumentar en un 15% las emisiones asociadas a la producción de energía eléctrica. En 2012 se registró un apreciable descenso (1,8% respecto a los valores de 2011) de las emisiones controladas por las Directivas Europeas anteriores, focalizándose en:

El procesado de la energía, con disminuciones en el transporte, la combustión estacionaria en las viviendas y en la industria. Sin embargo, se ven contrarrestadas por el incremento de emisiones provocadas por la producción de energía eléctrica.
Los procesos industriales, con un descenso generalizado.

Las emisiones de CO₂ a la atmósfera están íntimamente ligadas a una demanda de energía acorde a la evolución de la economía. Según las previsiones de MITECO (Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico), la economía española crecerá muy lentamente provocando que la evolución de las emisiones previstas de GEI se mantengan prácticamente constante en los próximos años, previendo un incremento muy leve hasta 2020, sin medidas correctoras. Más allá, debido a la ausencia de medidas de control efectivas, se observa un retorno a la tendencia previa a 2007, es decir, un crecimiento en emisiones de CO₂ muy superior a lo recomendado por el Protocolo de Kioto y por el Acuerdo de Copenhague, como puede verse en los años 2014 y 2015. Al igual que se puede ver comparando con los requerido en la Cumbre del Clima de París (COP21), y sucesivas, siguiendo la curva indicada en la figura siguiente:

Fuente: MITECO 2019

Analizando la tendencia propuesta por el MITECO, se observa una proyección tendente a la reducción continua de emisiones en todos los sectores considerados en el informe, si bien, teniendo en cuenta el impacto de las políticas y medidas ya existentes en el momento de elaboración de las proyecciones. Se observa una tendencia sostenida a la baja con tasas de reducción de las emisiones interanuales que oscilan entre el -0,2% y el -0,8%, las emisiones de GEI proyectadas se reducirían un -7% y un 14% respecto al año 2015, situándose en niveles comparados con los de 2005 de -29% y 35% en 2030 y 2040 respectivamente.

Con medidas adicionales, desde 2015 hasta el año 2020 las emisiones proyectadas permanecen prácticamente constantes con una ligera tendencia a la baja y una tasa anual de reducción del -0,5%. En el segundo periodo entre 2020 y 2030, se observa la mayor reducción de las emisiones alcanzando una tasa anual de reducción del -3,1% (seis veces superior a la del escenario tendencial). En este escenario se alcanzan previsiblemente niveles de emisión de GEI en 2030 un -48% inferiores a los inventariados en 2005.

El principal descenso de las emisiones hasta el año 2030 en el escenario con medidas adicionales se produce en los sectores de la generación de electricidad (reducción del 73% de las emisiones respecto al año 2015) y del transporte (reducción del 31%). Finalmente, en el tercer periodo entre 2030 y 2040 se modera el efecto de mitigación de las medidas adicionales planteadas con una tasa de reducción anual de las emisiones del -1,9% y situando las emisiones al final del periodo un 58% por debajo de las del año 2005 y una reducción del 45% en todo el periodo proyectado desde 2015.

Atendiendo a nuestros cálculos, los volúmenes de emisiones de Dióxido de Carbono para España en el Escenario de Referencia, en el Sostenible y en el realmente incurrido, junto con su estimación hasta 2050, son los expresados en la figura siguiente.

Fuente: Elaboración propia

Como puede verse, el impacto de la crisis económica de 2007 frenó las emisiones de GEI, provocando un crecimiento de la economía mucho más lento que en el anterior período que provocaba en las proyecciones anteriores un cambio en la tendencia a mantenerse prácticamente constante con un crecimiento muy moderado, como puede verse en las figuras anteriores, en los años 2010 y 2011. Debido a las políticas propuestas por el MITECO y a la aplicación de ayudas por parte del gobierno, se observa una fuerte reducción entre 2010 y 2025, lo que ahonda en la senda de la sostenibilidad, afectando fundamentalmente a sectores de la producción de energía eléctrica, industria y transporte. Si bien, entre 2020 y 2030 se prevé un estancamiento en la tendencia debido a factores meramente estructurales, como puede ser el estancamiento en la implantación de Energías Renovables, cambios en la producción de gases combustibles con emisiones nulas y otros debidos a la geopolítica como puede ser el impacto de la Guerra de Ucrania, la política de Estados Unidos y China y la política interna en la Unión Europea en lo referente al control de emisiones y al retraso de la agenda 2030 al año 2035.

Esto supone un fuerte crecimiento en emisiones entre 2035 y 2050, que por la geopolítica actual podría adelantarse a 2025. Todo ello hace previsible un mantenimiento del modelo económico lineal en el que no se observan mejoras asociadas a actuaciones reales sobre el estado de las emisiones a incurrir.

Desde el punto de vista legislativo, se han transpuesto las Directivas Europeas anteriores, mediante la Ley 1/2005 de 9 de marzo y los Reales Decretos 1866/2004 y 60/2005, que limitan el volumen de CO₂ emitido a través del Plan Nacional de Emisiones (PNAE). Y finalmente, en la actual legislatura, la Ley de Cambio Climático 7/2021 de 20 de mayo, se espera que se comience a legislar la transición Ecológica al nuevo modelo sostenible y descarbonizado, controlado a través el Ministerio de Transición Ecológica y Reto Demográfico.

¿Qué se puede hacer para reducir las emisiones de GEI?

Para alcanzar los objetivos de reducción de concentración de emisiones de GEI más ambiciosas, es totalmente necesaria la eliminación de los combustibles fósiles que emiten GEI durante su combustión para obtener Energía Primaria, es decir, reducir la utilización de combustibles fósiles a un valor próximo a cero, procurando hacerlo cuanto antes, pero siempre de forma gradual para evitar situaciones traumáticas, como estamos experimentando estos meses en la Unión Europea a causa de la guerra de Ucrania y la reducción del suministro de Gas Natural procedente del a Federación Rusa.

Según los diferentes escenarios considerados, la escasez de recursos fósiles de fácil extracción no ayudará a realizar la transformación hacia un sistema con bajas emisiones de CO₂. Se necesita de esfuerzos políticos y legislativos adicionales que permitan impulsar las nuevas tecnologías que sustituyan los combustibles fósiles utilizados extensivamente en el modelo económico y energético actual, salvo que se utilicen tecnologías de Captura y Concentración de CO₂ porque estas tecnologías permitirían prolongar y mantener el modelo actual, al menos de forma parcial, facilitando durante la transición ecológica hacia el nuevo modelo de emisiones cero.

La transición del modelo económico y energético actual, a uno de cero emisiones de GEI, requiere de mucho tiempo, puesto que hay que modificar todo el sistema energético y lograr la completa descarbonización de la Economía. Se observa que la reducción de la demanda (Eficiencia Energética) jugará un papel importante durante la primera mitad del siglo XXI cuando el sistema aun dependa en gran parte de la energía de origen fósil. Mientras que la descarbonización de la economía cobrará mayor importancia en la reducción de emisiones de GEI durante la segunda mitad de este siglo.

Hoy en día no hay una tecnología mágica que consiga la eliminación total de emisiones de GEI, es necesario combinar cuanto antes las tecnologías actualmente disponibles e incorporar las que se vayan desarrollando a corto y medio plazo. Sin embargo no existe un consenso científico respecto a la mejor combinación de las tecnologías bajas en emisiones de CO₂ para conseguir la futura descarbonización de la economía. Hay múltiples combinaciones de reducción de emisiones mediante estrategias de combinación de tecnologías que promuevan la Eficiencia Energética, de sustitución de combustibles e implementación de energías bajas en emisiones de CO₂ como las Energías Renovables, la Energía Nuclear y la Captura de Concentración de CO₂.

Teniendo en cuenta que las tecnologías de Captura y Concentración de CO₂ procedente de la producción de bioenergía (BECCS) serán fundamentales para los escenarios con emisiones más bajas y totalmente esenciales en caso de retrasar la toma de decisión sobre las acciones de mitigación.

Entre otras organizaciones, recientemente la Agencia Internacional de la Energía (IEA) realizó una propuesta sobre la contribución en la reducción de emisiones de cada una de las acciones mencionadas para lograr evitar un aumento de la temperatura media del planeta por encima de 2ºC respecto a los valores preindustriales, valor que hoy en día está próximo a ser superado.

Aparte, se pueden reducir las emisiones de GEI en la agricultura, silvicultura y otros usos del suelo (AFOLU). La acción de mitigación más directa en todos los sectores consiste en crear sumideros de CO₂ en la biosfera, aparte de la absorción natural en los océanos y en la cubierta vegetal de la biosfera, fundamentalmente incrementando la superficie arbolada de la tierra mediante la reforestación extensiva.

Fuente: Elaboración Propia

Además, el sector asociado a los usos del suelo se encuentra vinculado al anterior por la bioenergía, adquiriendo una gran importancia cuando se considera una estrategia de mitigación, la combinación de bioenergía con sistemas de Captura, Concentración y Almacenamiento de CO₂ (BECCS) capaces de producir energía con emisiones netas negativas.

Situación actual y previsiones de reducción de GEI

La evolución de las emisiones de GEI, y su impacto en el Cambio Climático, viene determinada en gran parte por el consumo de combustibles fósiles como fuente principal de Energía Primaria de materia prima de bienes de consumo; junto con el uso del suelo. Las emisiones de Dióxido de Carbono procedente de la quema de combustibles fósiles representan alrededor del 80% del total.

Los sectores emisores de CO₂ considerados en este análisis son aparentemente los principales impulsores del Cambio Climático y del aumento de emisiones de GEI de origen antropogénico a la atmósfera. El uso del suelo también representa un porcentaje elevado de emisiones de GEI, siendo la fuente principal de emisiones antropogénicas de GEI diferentes al CO₂.

Analizando detalladamente las emisiones de GEI de los distintos sectores emisores analizados, se observa que los principales impulsores de su incremento es fundamentalmente el aumento de la riqueza de la población mundial, factor al que se suma el propio aumento de la población. A ambos factores, se le acompaña de una pequeña reducción de la intensidad energética y de la intensidad de Carbono en la energía.

Para reducir estas emisiones, sabiendo que la riqueza y la población no dejarán de crecer, es necesario acelerar en la reducción de la intensidad energética, mediante estrategias de eficiencia y reducción de la demanda; junto con la reducción de la intensidad de Carbono de la energía, fundamentalmente mediante la eliminación gradual de los combustibles fósiles del sistema.

Fuente: Elaboración propia a partir de datos de ONU, IEA y World Bank

Las estimaciones de referencia analizadas muestran que manteniendo el modelo energético y económico actual no se consiguen reducir las emisiones de GEI y el Cambio Climático seguirá progresando en su deterioro al mismo ritmo que durante todo el período industrial de los siglos XIX y XX. Analizando la figura siguiente, se puede comprobar que no se ha producido ninguna aceleración significativa ni en la intensidad energética ni en la reducción de Carbono de la energía.

Se puede por tanto concluir que el mantenimiento de la tendencia de crecimiento de emisiones de GEI es debido a que las acciones claves para la mitigación de las emisiones de GEI y de la afectación al clima de la biosfera no han sido ni desarrolladas ni desplegadas lo suficiente como para cumplir sus objetivos vinculados a los escenarios de bajas emisiones.

Previsiones a corto, medio y largo plazo en emisión de GEI

Pese al desarrollo y despliegue exponencial de las Energías Renovables y los nuevos vectores energéticos de los últimos años, estas tecnologías aún deben mejorar más para conseguir cumplir con los objetivos de reducción de emisiones. En el caso de la Energía Nuclear y los Sistemas de Captura y Concentración de CO₂ (CCS) con y sin otros vectores de bioenergía (BECCS), su desarrollo es muy preocupante y por tanto muy pequeña su aportación actual. En el sector AFOLU las emisiones netas son constantes y no se ha apreciado una mitigación en este siglo.

Fuente: Elaboración propia

Diferentes estudios sobre las acciones clave que se pueden tomar para avanzar en la mitigación del Cambio Climático indican que el desarrollo actual de las acciones de mitigación no es suficiente dado que las emisiones siguen creciendo anualmente, y lo que es más preocupante, de forma acelerada y exponencial.

Se requieren esfuerzos adicionales en la descarbonización de la economía, centrados en considerar útil la aportación de la Energía Nuclear, en la implantación de Sistemas CCS y BECCS, además de iniciar un despliegue de las técnicas de mitigación de emisiones en los usos de suelo.

En caso de no producirse un cambio sustancial en las acciones de mitigación, es muy probable que se cumpla el escenario de referencia del IPCC y se aumente la temperatura media del planeta de más de 4,6ºC a finales del Siglo XXI, o incluso más si se considera el efecto del incremento demográfico asociado a la edad reproductiva de una población en continuo crecimiento y, por consiguiente, joven.

Un panorama demoledor.

Conclusión. No podemos dejar de trabajar para reducir el impacto de los GEI

El volumen de emisiones de CO₂ a Nivel Mundial, en Europa y en España hace que la solución a plantear sea de difícil consecución y que sea necesario la utilización de tantas soluciones y tecnologías simultáneamente y en paralelo como sea posible para ello, en un conjunto de estrategias de contención que ordenen su uso y participación en la reducción efectiva de emisiones de GEI, adaptándolas a cada situación social, política y económica.

La solución primera consiste en incrementar la Eficiencia Energética, racionalizar los usos de consumo energético en todos los países y tratar de restaurar el medioambiente con tantas medidas como sea posible para conseguir una reducción en la concentración de GEI atmosféricos similares a los niveles preindustriales del siglo XVIII.

Tratar de implementar el uso de fuentes de Energía Primaria que no utilicen combustibles de origen fósil, sustituyéndolas por otras de origen Renovable. Todo ello sin olvidar el Sector Industrial, porque son innumerables los procesos industriales que utilizan fuentes de materias primas cuyo origen es fósil y que al ser extraídas y utilizadas ayudan a incrementar el inventario de CO₂ de la biosfera.

Como solución adicional, de transición y de aceleración del proceso hacia el objetivo de emisión cero, la implantación masiva de Sistemas de Captura y Concentración de CO₂ en las centrales de producción de energía eléctrica, y en todos los procesos industriales en los que se pueda, de forma que la captura de CO₂ permita la contribución en la reducción de emisiones de GEI indicada a lo largo de este capítulo y la utilización del propio CO₂ como materia prima de nuevos procesos industriales.

Si desde el punto de vista social y legislativo, el uso de la Energía Nuclear se pudiera introducir masivamente, su implantación como medida estratégica podría permitir la sustitución de los Ciclos Combinados de Gas Natural que las tecnologías que producen Energía Renovable precisan de sistemas de back-up por Centrales Nucleares libres de emisiones.

Como puede verse, un cúmulo de soluciones, con mayor o menor aceptación social, que con su combinación pueden ayudar a la transición hacia un modelo económico ecológico, que mantenga el nivel de vida actual de la forma más eficiente, sostenible y limpio para garantizar un futuro libre del impacto asociado al Cambio Climático y sus consecuencias para las generaciones presentes y futuras.

Es necesario actuar ya, cualquier retraso supondrá una mayor necesidad futura, mayores costes en la sustitución de procesos industriales, del uso de combustibles y materias primas de origen fósil y, por consiguiente, mayor impacto en la biosfera y el medioambiente que nos rodea. Y para ello, hay que tomar la estrategia de contención y mitigación que permita en cada caso la mayor reducción de emisiones posible y así alcanzar el objetivo teórico de emisiones cero.

Referencias: