La energía renovable es cada vez más abundante y más barata. Pero el ritmo y la naturaleza de su expansión variará considerablemente entre los mercados. Para ver cómo la industria energética podría proporcionar energía barata, fiable y sostenible, la consultora estratégica global McKinsey & Company, Inc. ha trazado un mapa del mundo en cuatro tipos de mercado clave (descritos a continuación), que en conjunto constituyen la mayor parte del mercado mundial. Además, los expertos de la consultora han creado vías que muestran la forma más económica de descarbonizar completamente cada tipo de mercado para 2040. La conclusión más importante a la que han arribado, es que llegar a una descarbonización de entre el 50 y el 60 por ciento no es tan difícil técnicamente y es a menudo la opción más económica. Llegar desde allí a una descarbonización del 90 por ciento es generalmente técnicamente factible, pero a veces cuesta más.
Como su nombre indica, se trata de mercados remotos o aislados, un ejemplo puede ser el caso de Hawai, en los que los sistemas de energía actuales son caros: importan combustible y carecen de conexiones con otros mercados de energía. Muchos tienen climas soleados, y la caída de los precios de las energías renovables significa que estos mercados podrían alcanzar una descarbonización de más del 80 por ciento, en gran medida eligiendo la combinación de energía de más bajo costo.
La investigación sugiere que subir la escalera hasta el 90 por ciento significaría nuevas e importantes inversiones en energía solar, con almacenamiento de baterías de reserva para cuando la energía solar no se pueda generar. Eso impondría un cierto nivel de lo que la industria llama "costos de reducción ". La incapacidad de usar todas las energías renovables que se ponen en línea de manera eficiente es uno de los principales desafíos.
Para llegar a la descarbonización total sería necesario utilizar una tecnología emergente conocida como P2G2P (power to gas to power), en la que las energías renovables producen combustible de hidrógeno limpio mediante electrólisis2 . Es una tecnología de alto costo ahora, pero el precio podría ser contenido ya que el uso será mayormente al margen.
Estos mercados tienen grandes poblaciones, están fuertemente impulsados por instalaciones térmicas hoy en día, y tienen importantes interconexiones con otros mercados de energía para gestionar las cargas. Ejemplos de ello son el mercado PJM de EE.UU. y Alemania. Llegar a una descarbonización del 90 por ciento requeriría más generación de viento y almacenamiento de baterías. El camino final hacia la descarbonización del 100 por ciento probablemente dependería de la captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS), donde se capturan y almacenan las emisiones de las plantas de combustibles fósiles. Los costos de capital de la CCUS son altos, pero el uso continuo para la generación de energía puede atenuarlos.
Estos mercados tienen un núcleo sustancial de energía limpia de carga base, como las centrales nucleares en Francia y las instalaciones hidroeléctricas en el Brasil y los países nórdicos. Esa es una gran ventaja estructural: al construir sobre una base de cero emisiones, pueden elegir la opción de descarbonización de menor costo -en este caso, la eólica- con poco o ningún costo adicional (utilizando la energía de base para equilibrar la intermitencia renovable) para alcanzar el 90 por ciento de descarbonización.
Estos mercados también estarían bien posicionados para lograr la descarbonización total mediante la innovación en las tecnologías de carbono negativo. La combinación de su base limpia y las energías renovables crearía una oportunidad para compensar las emisiones restantes de la pequeña cantidad de capacidad "máxima" de gas necesaria (alrededor del 3 por ciento) con la captura directa de aire (DAC). Esta tecnología efectivamente inhala CO2 de la atmósfera y lo almacena bajo tierra o lo despacha para su uso en la industria. Los costos son altos, pero serían manejables en un uso de poca monta.
Este tipo de mercado comprende grandes territorios, como California, México y partes de Australia oriental, en los que las energías renovables representan hoy en día sólo una modesta parte de la energía de base, y existe un potencial considerable para otras energías renovables, principalmente la solar y la eólica, pero también la hidroeléctrica fluvial. La investigación sugiere que el camino más directo para reducir las emisiones en un 90 por ciento sería una mayor generación solar, además del almacenamiento respaldado por instalaciones de gas para gestionar la intermitencia. Aunque los esfuerzos para conectar las energías renovables a la red a gran escala impondrían algunas ineficiencias (costes de reducción), los costes globales del sistema podrían disminuir a medida que los costes de la energía solar y el almacenamiento sigan bajando.
Llegar a una descarbonización del 100% en estos mercados requeriría un exceso de construcción de renovables y almacenamiento, lo que a su vez incrementaría los costos de reducción a medida que estos nuevos activos se vayan introduciendo en el sistema. Estos mercados necesitarían mantener algunas plantas térmicas, apoyadas por hidrógeno a través de tecnologías P2G2P, para hacer funcionar las instalaciones. Aunque es caro, el P2G2P sólo se pondría en marcha si las energías renovables no pudieran producir durante varios días para suministrar energía.
Los expertos que realizaron la investigación, sostienen que los avances tecnológicos podrían reducir los costos y acelerar las vías de transición para cada mercado. Además de la captura directa del aire, los avances en el almacenamiento de larga duración y las tecnologías de combustible de biomasa también podrían mover la aguja, al igual que los avances en áreas más tradicionales como la generación y transmisión nuclear.
