¿Las tecnologías limpias y energías renovables son mejores que los combustibles fósiles?

¿Son las tecnologías limpias y las energías renovables mejores para el medio ambiente que los combustibles fósiles?; un gráfico visual que muestra todos los metales extraídos para las energías limpias y los combustibles fósiles; el precio del carbono

¿Las tecnologías limpias y las energías renovables son mejores para el medio ambiente que los combustibles fósiles?

Escrito por Dana Nuccitelli

La gran transición de una economía basada en los combustibles fósiles a una economía sostenible está en marcha. Implicará un cambio fundamental en la forma en que generamos y utilizamos la energía para diversos fines. En lugar de perforar y extraer combustibles fósiles, tendremos que extraer minerales esenciales para fabricar un montón de tecnologías “limpias” como paneles solares, turbinas eólicas y baterías.

Esto plantea algunas preguntas comunes: si tenemos en cuenta los impactos de la minería y la fabricación de estas tecnologías, ¿son realmente mejores para el medio ambiente, los derechos humanos y el clima que las alternativas de combustibles fósiles a las que sustituyen?

En general, la respuesta es sí. Las tecnologías limpias tendrán un impacto que no es nulo, pero será mucho menor que el status quo de los combustibles fósiles contaminantes.

¿Qué requiere más minería: los combustibles fósiles o la energía limpia?

La respuesta breve a esta pregunta es que los combustibles fósiles requieren mucha más extracción y perforación que las tecnologías de energía limpia. En la actualidad, el mundo extrae 8.000 millones de toneladas de carbón al año, mientras que se calcula que la transición a las energías limpias requerirá unos 3.500 millones de toneladas de minerales en total durante las próximas tres décadas.

Un artículo publicado en diciembre de 2021 por investigadores de la Universidad de Rice trata de responder a esta pregunta de forma detallada. Entre las tecnologías de energías limpias, las turbinas eólicas en particular requieren una cantidad considerable de minerales por cantidad de energía producida, como se ilustra en el siguiente gráfico de la Agencia Internacional de la Energía.

Are clean technologies and renewable energies better for the environment than fossil fuels?; a bar graph showing the minerals used in the construction of each clean energy and fossil fuel technology

Pero ese gráfico sólo ilustra los minerales necesarios para construir las centrales eléctricas. Una vez que se construye una turbina eólica o un panel solar, no se necesita más minería. Su combustible (viento y sol) lo proporciona la naturaleza. Los combustibles fósiles, en cambio, requieren una extracción o perforación incesante para obtener nuevo combustible que quemar.

Por ejemplo, solamente en 2020 se extrajeron casi 8.000 millones de toneladas de carbón y más de 4.000 millones de toneladas de petróleo crudo. Eso es más que los 2.600 millones de toneladas de mineral de hierro extraído para fabricar acero, lo que supera a la extracción de todos los demás minerales, como se ilustra en el siguiente gráfico. A modo de comparación, el Banco Mundial estima que una vía para cumplir los objetivos de París requeriría cerca de 3.500 millones de toneladas de minerales en total durante las próximas tres décadas.

Are clean technologies and renewable energies better for the environment than fossil fuels?; a visual chart depicting all of the metals mined for clean energy and fossil fuel endeavors; price on carbon

Es un poco más complicado que esa comparación porque algunos minerales, como los metales de tierras raras, requieren mover mucha tierra para obtener un poco de la sustancia deseada. Teniendo esto en cuenta, el estudio de Rice calcula que la generación de energía a partir de turbinas eólicas en Texas requeriría cinco veces menos movimiento de tierras y residuos que una cantidad equivalente de energía de carbón.

Además, el impacto ambiental de la minería se limita relativamente a la zona que rodea la mina. No obstante, la quema de combustibles fósiles genera además contaminación del aire y del agua en la central eléctrica, emisiones de gases de efecto invernadero y la amenaza de vertidos durante el transporte del combustible, creando así una huella de contaminación geográfica mayor. La contaminación atmosférica causa unas 250.000 muertes al año en Estados Unidos y casi 9 millones al año en todo el mundo, especialmente en regiones y comunidades desfavorecidas. Por el contrario, un derrame de combustible solar es lo que se conoce como “un buen día de sol”.

Por último, el reciclaje de paneles solares está a punto de despegar, ya que los materiales son cada vez más valiosos debido a la creciente demanda de energía solar. Del mismo modo, las palas de los aerogeneradores se han desechado en su mayoría como residuos (aunque la mayor parte del material de los aerogeneradores es reciclable), pero se está avanzando en el reciclaje y la reutilización de las palas. El reciclaje de los materiales usados reducirá con el tiempo la necesidad de extraer nuevos minerales.

Don’t renewables take up a lot of land space?

Los parques eólicos pueden requerir una gran superficie de terreno, pero el espacio entre los aerogeneradores individuales puede utilizarse para diversos fines.

El siguiente mapa, extraído del informe Net-Zero America de Princeton, ilustra la superficie total necesaria en un posible escenario de energía limpia para el año 2050. En general, el informe estima que se necesitan entre 60 y 270 millones de acres para la energía limpia. A modo de comparación, la industria del petróleo y el gas arrienda cerca de 26 millones de acres terrestres y 15 millones de acres marinos de propiedad federal y cerca de otros 30 millones de acres de tierras privadas y estatales.

Are clean technologies and renewable energies better for the environment than fossil fuels?; a map depicting the equivalent land areas for solar farms, wind farms, biomass farms, and direct air capture across the US; price on carbon

Sin embargo, el 99 por ciento de la gran huella azul de los parques eólicos ilustrada anteriormente representa la zona distante desde la que las turbinas eólicas son meramente visibles. La mayor parte del terreno que rodea a los parques eólicos, e incluso el que se encuentra entre los distintos aerogeneradores, puede utilizarse para otros fines, como el cultivo o el pastoreo de animales. La huella física del equipo de la turbina eólica se ilustra con el pequeño cuadrado azul oscuro en la figura anterior. El informe Net-Zero prevé que más del 10 por ciento de los paneles solares podrían instalarse en el entorno construido (en tejados y estacionamientos, por ejemplo), y también pueden dar sombra a algunos cultivos en las granjas.

El informe Princeton Net-Zero calcula que la transición hacia la energía limpia requerirá unos 10 millones de acres de tierra para los paneles solares y las turbinas eólicas. Actualmente, Estados Unidos utiliza 38 millones de acres para cultivar etanol y biodiésel a base de maíz y ha pavimentado 39 millones de acres para carreteras y estacionamientos.

¿Son los vehículos eléctricos (EV por sus siglas en inglés) mejores para el medio ambiente?

Con la actual combinación de redes eléctricas de Estados Unidos, conducir un vehículo eléctrico genera unas emisiones de gases de efecto invernadero equivalentes a las de un coche de gasolina de 88 millas por galón (mpg).

Un análisis de la Union of Concerned Scientists (Unión de Científicos Preocupados) reveló que, incluso en las regiones con la combinación de redes eléctricas más sucia, conducir un EV generará las mismas emisiones de gases de efecto invernadero que un coche de gasolina de 39 mpg. Como muestra el siguiente mapa del informe, en muchas regiones conducir un EV produce menos contaminación por carbono que un coche de gasolina de 100 mpg. Y estas cifras no harán más que mejorar con el tiempo, a medida que la red eléctrica sea más limpia.

Are clean technologies and renewable energies better for the environment than fossil fuels?; emissions variations by regional electricity supply across US; price on carbon

La gente se pregunta a menudo por las emisiones adicionales asociadas a la fabricación de las baterías de los vehículos eléctricos y el peso extra que añaden al vehículo. A esto se le llama “emisiones indirectas”, pero para hacer una comparación justa, también hay que tener en cuenta las emisiones indirectas de los coches de gasolina: la extracción, el refinado y el transporte del petróleo.

Un estudio de 2021 lo hizo y descubrió que, en realidad, la suma de todas las emisiones indirectas reduce aún más la huella de carbono de los vehículos eléctricos en comparación con la de los vehículos de gasolina, porque producir constantemente más gasolina genera más emisiones de gases de efecto invernadero que fabricar y cargar las baterías de los vehículos eléctricos.

¿Qué pasa con el impacto medioambiental de la extracción de minerales para las baterías de los vehículos eléctricos?

La extracción de minerales genera ciertamente impactos ambientales adversos locales, pero en general, la perforación y el refinado y el transporte de petróleo son peores.

La extracción de litio puede tener importantes impactos ambientales adversos, pero existen soluciones potenciales a estos problemas. Por ejemplo, el agua bombeada bajo tierra para extraer el calor en las centrales geotérmicas puede producir litio de una manera mucho menos perjudicial para el medio ambiente que la minería. También se está avanzando en el desarrollo de baterías de iones de sodio; el sodio es uno de los elementos más abundantes de la Tierra y puede obtenerse del agua de mar. Los investigadores también buscan formas de mejorar considerablemente las baterías de litio para hacerlas más pequeñas y ligeras y así utilizar menos material extraído.

Y lo que es más importante, aunque necesitaremos una considerable extracción de minerales para satisfacer la creciente demanda de baterías en las próximas décadas, los metales de las baterías pueden reciclarse. En el futuro, gran parte de los minerales necesarios para las tecnologías limpias se suministrarán mediante el reciclaje, en lugar de seguir extrayendo recursos naturales. Las baterías de los vehículos eléctricos también han durado mucho más de lo previsto, esencialmente toda la vida útil de un vehículo, y después pueden utilizarse para el almacenamiento en la red eléctrica.

Como afirmó Kwasi Ampofo, responsable de metales y minería de BloombergNEF, sobre las nuevas soluciones a los problemas de la minería, “el ingenio humano no tiene límites”.

¿Qué pasa con los impactos de la minería sobre los derechos humanos?

La extracción de minerales en países con una normativa poco estricta puede dar lugar a abusos de los derechos humanos, pero los investigadores y las industrias han encontrado soluciones alternativas.

Uno de los principales problemas es el cobalto, necesario para las baterías de iones de litio. Cerca del 70 por ciento del suministro mundial de cobalto y casi la mitad de las reservas mundiales conocidas proceden de la República del Congo. La falta de normativa ha provocado unas condiciones de explotación minera peligrosas, que a menudo se realizan con mano de obra infantil.

A pesar de ello, existen soluciones a estos problemas. Los fabricantes de baterías pueden abastecerse de materiales en lugares con normas estrictas en materia de medio ambiente y derechos humanos. La industria australiana del cobalto ha crecido a medida que los fabricantes buscan fuentes alternativas. Los investigadores también están desarrollando de forma constante nuevas tecnologías de baterías. Las baterías de litio-hierro-fosfato no requieren cobalto y ya se están convirtiendo en algo bastante común, ya que se utilizan en casi la mitad de los vehículos eléctricos chinos y en la mitad de los Teslas vendidos en el primer trimestre de 2022. También parece tener cierto éxito el uso de manganeso, ampliamente disponible, en lugar de cobalto para las baterías de litio.

Siempre podemos hacerlo mejor

Las tecnologías de energías limpias siempre tendrán cierto impacto climático y medioambiental. La mejor solución es, para empezar, utilizar menos energía y materiales. En lugar de limitarse a sustituir los vehículos de gasolina por vehículos eléctricos, deberíamos intentar reducir el uso de los vehículos mediante una mejor planificación urbana y el transporte público. Los desplazamientos a pie y en bicicleta (incluidas las bicicletas y los patinetes eléctricos, también conocidos como micromovilidad) y el uso de autobuses y trenes tienen un impacto medioambiental mucho menor que el de los vehículos. Y la climatización de los edificios puede reducir su consumo de energía en un tercio.

Por lo tanto, en última instancia, es mejor para el medio ambiente desplegar tecnologías limpias hoy que seguir extrayendo, perforando, refinando, transportando y quemando interminablemente combustibles fósiles sucios, mientras se trabaja para utilizar menos energía y materiales a largo plazo.

Nota: los enlaces contienen información en inglés al igual que los gráficos adjuntos en este artículo.