La sequía provoca más emisiones de combustibles fósiles

La sequía reduce la generación de energía hidroeléctrica en el oeste de Estados Unidos, y las plantas basadas en combustibles fósiles en áreas vecinas cubren la mayor parte del relevo.

Según una nueva investigación, el aumento en la quema de combustibles fósiles durante las sequías supone una mayor carga ambiental y de salud para las comunidades cercanas a las centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles, que pueden no verse afectadas por la sequía real. El precio de la sequía, dijeron los científicos, supera el costo de la energía hidroeléctrica perdida.

Es más, los escenarios futuros de energía renovable podrían no satisfacer las necesidades de electricidad durante las sequías, dijo Minghao Qiu, investigador principal del estudio y científico del sistema terrestre en la Universidad de Stanford en California. “Quizás en un año normal, la energía renovable genere más del 80% de nuestra electricidad”, afirmó. "Pero durante una sequía, cuando necesitamos alguna fuente adicional para cubrir nuestras brechas de electricidad, esos escenarios energéticos proyectan que vamos a depender en gran medida de los combustibles fósiles".

Las necesidades energéticas de los residentes no desaparecen simplemente durante una sequía; de hecho, a veces aumentan.

A medida que el cambio climático antropogénico calienta el planeta, las zonas propensas a la sequía han experimentado períodos secos más prolongados y frecuentes. La reducción de las precipitaciones significa menos agua que fluye a través de las centrales hidroeléctricas y menos energía generada a partir de energía hidroeléctrica. Estudios anteriores han encontrado que eventos extremos, como el que afectó a California en 2012-2016, pueden costar a los consumidores entre 500 y 1500 millones de dólares al año.

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Pero las necesidades energéticas de los residentes no desaparecen simplemente durante una sequía; de hecho, a veces aumentan, ya que las condiciones secas pueden combinarse con olas de calor que hacen que la gente encienda el aire acondicionado. Entonces, ¿qué fuentes de energía reemplazan la energía hidroeléctrica perdida, quién produce esa energía y cuánto cuesta a los residentes?

Para responder a estas preguntas, los investigadores recopilaron datos de archivo sobre la sequía, la generación de energía de las centrales eléctricas y las emisiones de carbono en el oeste de Estados Unidos durante el período 2001-2021. Dividieron la región en tres áreas (noroeste, suroeste y California) para examinar cómo la producción de energía y las emisiones de carbono cambiaron en cada área durante épocas de sequía, incluso si la sequía ocurriera en un área diferente.

La generación de energía de combustibles fósiles aumentó hasta un 65% en relación con los períodos sin sequía, dijo Qiu. Esto se debió principalmente a que la energía procedente de plantas de combustibles fósiles reemplazó a la energía hidroeléctrica perdida por la sequía. Las plantas de combustibles fósiles pueden aumentar la producción más rápidamente que las fuentes renovables.

Sin embargo, los generadores de combustibles fósiles también necesitan agua como parte de su proceso de enfriamiento. La falta de agua disponible significa que ni siquiera estas plantas funcionan de manera eficiente, por lo que se necesita aún más combustible para producir la energía requerida. Las olas de calor y los incendios forestales inducidos por las sequías también podrían afectar la eficiencia de las centrales eléctricas con fuentes solares o eólicas; Es posible que los combustibles fósiles también deban compensar esa energía perdida.

El equipo descubrió que más de la mitad del aumento de la quema de combustibles fósiles se produce fuera de la región afectada por la sequía. Esto se explica por la red eléctrica interconectada, que permite a las zonas cercanas aumentar su generación de energía y exportar esa electricidad a la zona afectada por la sequía. Qiu explicó que, en condiciones normales, por ejemplo, el noroeste exporta electricidad hidroeléctrica a California y al suroeste. Pero durante una sequía extrema, el noroeste no puede exportar tanta energía a las otras dos áreas.

“Por lo tanto, [durante una sequía en el noroeste,] California y el suroeste necesitan encontrar fuentes de electricidad adicionales para cubrir su demanda”, dijo. "Y lo que encontramos en los datos históricos es que están potenciando sus propias centrales eléctricas de combustibles fósiles". El aumento resultante de las emisiones de carbono empeora la calidad del aire y pone en riesgo la salud de las personas más allá de los límites de una sequía.

El equipo descubrió que alrededor del 12% del total de las emisiones regionales de dióxido de carbono fueron inducidas por la sequía.

El costo total para la salud y la economía de la producción de combustibles fósiles inducida por la sequía fue entre 1,5 y 2 veces el costo de la electricidad hidroeléctrica perdida, dijo Qiu. Esto equivale a unos 20 mil millones de dólares entre 2001 y 2021, además del costo de la energía hidroeléctrica perdida. Aproximadamente 14 mil millones de dólares (70%) de esa cantidad provienen de emisiones de carbono, 5,1 mil millones de dólares (25%) provienen de emisiones de partículas pequeñas (PM2,5) y 900 millones de dólares (5%) provienen de fugas de metano.

Los resultados fueron publicados en Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América.

Si el cambio climático continúa sin control, las sequías severas serán más extremas y más frecuentes. Los investigadores examinaron un escenario agresivo de transición a las energías renovables y descubrieron que el crecimiento de las energías renovables podría no ser capaz de mantenerse al día con el aumento proyectado de la sequía y la posterior pérdida de energía hidroeléctrica.

"Algunos de los peores impactos del cambio climático se producirán en los sistemas hídricos".

"El estudio refuerza la conclusión de que algunos de los peores impactos del cambio climático se producirán en los sistemas hídricos y destaca las estrechas conexiones entre el agua y la energía", dijo Peter Gleick, experto en gestión de recursos hídricos y cofundador del Pacific Institute en Oakland. California, un centro de investigación sin fines de lucro. "Una gestión mejor e integrada de los sistemas de agua y energía ofrece ventajas significativas tanto para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero como para adaptarse a impactos ahora inevitables". Gleick no participó en la nueva investigación.

Los hallazgos son "altamente transferibles" a otras áreas del mundo que dependen en gran medida de la energía hidroeléctrica y experimentarán cambios hidroclimáticos en el futuro, dijo Jordan Kern, científico ambiental de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, que no participó en el estudio.

"Para los estados y regiones que actualmente dependen de la energía hidroeléctrica... la vulnerabilidad persistente a la sequía hará que sea más difícil descarbonizar la red y, por extensión, otras partes de la economía", explicó Kern.

"Los planificadores de sistemas energéticos tendrán que incorporar una expectativa de sequía... en el diseño de futuras redes eléctricas descarbonizadas".

“En particular”, dijo Kern, “los planificadores de sistemas eléctricos tendrán que incorporar una expectativa de sequía… en el diseño de futuras redes eléctricas descarbonizadas. Esto significa crear capacidad adicional de otro tipo, que podría estar relacionada o no con los combustibles fósiles. En pocas palabras: esto agregará un costo financiero adicional para los consumidores”.

La dependencia actual de los combustibles fósiles como fuente de energía de respaldo es preocupante, dijo Gleick, pero algunos estados occidentales ya han logrado avances en el desarrollo de más fuentes de energía renovables para compensar las caídas de la energía hidroeléctrica relacionadas con la sequía.

"No creo que haya ningún científico climático vivo que no crea que los esfuerzos para abandonar los combustibles fósiles no deberían acelerarse e intensificarse", afirmó. "Sin embargo, cuanto más rápido hagamos la transición a fuentes de energía renovables como la eólica y la solar, menos grave será este problema, ya que la energía hidroeléctrica perdida se puede compensar con alternativas sin carbono".

—Kimberly MS Cartier (@AstroKimCartier), redactora