Una hoja de ruta para una rápida descarbonización

Con una “ley del carbono” las emisiones inevitablemente se acercan a cero

Traducción del artículo  A Roadmap for Rapid Decarbonization. Science, March 24, 2017: Johan Rockström, Owen Gaffney, Joeri Rogelj, Malte Meinshausen, Neboja Nakicenovic, Hans Joachim Schellnhuber

Aunque los objetivos del Acuerdo de París (1) están alineados con la ciencia (2) y pueden, en principio, ser técnica y económicamente alcanzables (3), permanecen alarmantes inconsistencias entre los objetivos basados en la ciencia y los compromisos nacionales. A pesar de los avances de las negociaciones climáticas de Marrakech en 2016, los objetivos a largo plazo pueden ser superados por el cortoplacismo político. Siguiendo el acuerdo, que se convirtió en una ley internacional antes de lo previsto, varias países publicaron las estrategias de descarbonización para mediados de siglo, como más pronto.

Las evaluaciones de descarbonización basadas en modelos (4) y escenarios a menudo intentan capturar el cambio transformador y la dinámica asociada: irrupción, innovación y cambios no lineales en el comportamiento humano. Por ejemplo, en sólo 2 años, el uso de carbón de China dio un giro desde un incremento del 3,7% en 2013 a una reducción del 3,7% en 2015 (5). Para alentar esta dinámica y para calibrar el cortoplacismmo de la realpolitik, proponemos enmarcar el desafío de la descarbonización en términos de una hoja de ruta global por décadas, basada en un simple procedimeinto – una “ley del carbono” – de reducción de las emisiones de dióxido de carbono antropogénico bruto a la mitad por cada década. Si esta medida se complementase con la inmediata promoción de la escalable eliminación del carbono y con los esfuerzos para reducir las emisiones de CO2 derivadas del uso del suelo, podríamos llegar a las cero emisiones netas a mediados de siglo, un camino necesario para limitar el calentamiento a muy por debajo de 2°C.

El objetivo de París se traduce en un presupuesto de carbono para un planeta finito: un 50% de posibilidades de limitar el calentando a 1.5 ° C en 2100 y una probabilidad > 66% de alcanzar el objetivo de 2 ° C implica que las emisiones globales de CO2 deben llegar a su cènit en 2020 coo máximo y que las emisiones brutas deben disminuir de 40 Gigatoneladas de dióxido de carbono (GtCO2) en 2020 a 24 Gt en 2030, 14 Gt en 2040 y 5 Gt en 2050 (3) (véase la figura, arriba). Los riesgos se podrían reducir aún más si se incrementase moderadamente la ambición de reducir a la mitad las emisiones cada década (ver la figura, abajo a la derecha). Seguir dicha ley mundial del carbono significa que se podrían limitar las emisiones de CO2 totales acumuladas desde 2017 hasta finales del siglo, al menos hasta 700 GtCO2 , lo cual nos permitiría una pequeña pero esencial circunstancia (unas 125 GtCO2 menos comparado con el total de emisiones de CO2 de la tendencia de la Figura, superior ) debido a los riesgos de retroalimentación de carbono de la biosfera (6) o los retrasos en el desarrollo de las tecnologías de eliminación del CO2.

Una ley del carbono alcanzaría  a todos los sectores y países y a todas las escalas y  promovería las medidas enérgicas a corto plazo. Significaría , por ejemplo, duplicar las participaciones de las emisiones de carbono cero en el sistema energético cada 5 a 7 años, una tasa consistente con la trayectoria de la última década (Figura inferior izquierda). Todos los sectores (por ejemplo, agricultura, construcción, finanzas, fabricación, transporte) necesitan una vía de transformación comparable. Además, en ausencia de alternativas viables, el mundo debe proponerse aumentar rápidamente la tasa de eliminación del CO2 por medios técnicos desde cero a al menos 0,5 Gt CO2 /año en 2030; 2,5 en 2040 y 5 en 2050. Las emisiones de CO2 procedentes del uso de la tierra tienen que disminuir siguiendo una trayectoria no lineal desde 4 Gt CO2/año en 2010, a 2 en 2030, 1 en 2040 y 0 en 2050 (Ver la figura, abajo a la derecha). La meta final es que el total de las emisiones de CO2 acumuladas desde 2017 pasen de 700 Gt CO2 a menos de 200 Gt CO2 a finales de siglo (Véase la figura, arriba) y que la concentracions de CO2 atmosférico retorne a 380 ppm en 2100 (Actualmente a 400 ppm).

Las hojas de ruta son instrumentos de planificación, que ligan objetivos a corto plazo con los de más largo plazo. Ayudan a alinear a actores y organizaciones para promocionar innovaciones tecnológicas e institucionales Para hacer frente a un desafío colectivo. Una hoja de ruta del carbono explícita para reducir las emisiones de CO2 a la mitad en cada década, codiseñada por y para todos los sectores de la industria podría promover avances tecnológicos no lineales y disruptivos hacia un mundo sin emisiones. La clave de esa ley del carbono es una estrategia dual que empuja a la creación y la difusión de las energías renovables y de otras tecnologías de emisiones cero , y de forma simultanea retira del mercado las propuestas de valor basadas en las energías fósiles. Así, la transformación se desarrolla al ritmo marcado por esquemas novedosos, más que por la inercia impuesta por las tecnologias establecidas (Véase la figura inferior izquierda). Esbozamos una narrativa amplia de descarbonización por décadas en cuatro dimensiones: Innovación, instituciones, infraestructuras e inversión- para dar evidencia de la viabilidad y profundidad de transformación de las economias que sigan la trayectoria de la ley del carbono. La narrativa no proporciona garantías pero identifica los pasos cruciales , basados en los escenarios publicados, combinados con el juicio de los expertos. Cada paso tiene dos partes: acciones para la reducción rápida de emisiones a corto plazo y acciones para el impacto a largo plazo, creando las bases para los siguientes pasos. Esta narrativa, diseñada específicamente con objetivos e incentivos por décadas podrían proporcionar los elementos clave para las estrategias climáticas nacionales e internacionales.

 

(Arriba) Un escenario de descarbonización profunda científicamente consistente con el Acuerdo de París (3) y sus correspondientes flujos de carbono, calculados con un modelo climático de ciclo de carbono simple (13). El escenario “ley del carbono” de reducir a la mitad las emisiones cada década es marginalmente más ambicioso que el escenario presentado. El cumplimiento de los objetivos del Acuerdo de París requiere el cambio en la dirección de la curva global de las emisiones de CO2 para 2020 y alcanzar las cero emisiones netas para el 2050. Además, depende del aumento de los sumideros de carbono antropogénicos, a partir de la captura y almacenamiento de carbono bioenergética (BECCS) (amarillo) y el uso del suelo (naranja), así como sumideros naturales sostenidos para estabilizar las temperaturas globales. Este escenario es muy consistente con una probabilidad del 75% de limitar el calentamiento a menos de 2 ° C; un aumento medio de la temperatura de 1,5 ° C en 2100; una estima-ción del aumento medio del pico máximo de temperatura de 1,7 ° C; Una probabilidad del 50% de limitar el calen-tamiento a menos de 1,5 °C para 2100; y de concentraciones de CO2 de 380 ppm en 2100. Véase los materiales complementarios (SM). (Abajo, izquierda) Trayectorias de expansión de la energía renovable no lineal basadas en las tendencias mundiales 2005-2015 (13). Manteniendo constantes los tiempos históricos de duplicación de alrededor de 5,5 años en las próximas tres décadas se conseguiría una completa descarbonización (Área azul) en todo el sector energético hacia 2040, con la eliminación del uso del carbón alrededor de 2030-2035 y el uso del petróleo, 2040-2045. Los cálculos, basados en (5), se detallan en SM. (Abajo derecha) Escalera por décadas siguiendo una ley global del carbono de reducción a la mitad las emisiones cada década, una caída comple-mentaria en las emisiones de uso de la tierra, además de incrementar las tecnologías de eliminación del CO2.

2017-2020: Medidas obvias

 

Las emisiones anuales de los combustibles fósiles tiene que empezar a decaer a partir de 2020. Instrumentos políticos bien probados (e idealmente neutros fiscalmente) como los sistemas de impuestos sobre el carbono, sistemas de comercio de derechos de emisión con límites (cap and trade), tarifas reguladas (feed in tariffs) y enfoques hacia las cuotas , deben desplegarse a gran escala aunque signifiquen un desafío en las políticas climáticas globales emergentes.

El sistema de comercio de emisiones de la Unión Europea requiere un comienzo a partir de un precio base adecuado (más de $ 50 / tonelada CO2). La Convención Marco de las Naciones Unidas Sobre el Cambio Climático (CMNUCC) debe transformarse en un foro de vanguardia donde las naciones, las empresas, las organizaciones no gubernamentales y las comunidades científicas se reúnan para perfeccionar la hoja de ruta. Es evidente que los actuales compromisos nacionales del Acuerdo de París deben ser fuertemente mejorados en el primer ciclo de la escalada de 2018 a 2020.

Los subsidios a los combustibles fósiles, que actualmente son de 500 a 600 mil millones de dólares al año, deben ser eliminado en 2020, no en 2025, según lo acordado por el Grupo de los Siete (G7) en 2016. Una moratoria sobre la inversión en energías basadas en el carbón minimizaría los futuros activos varados. Los gases de efecto invernadero en China (GHG) debe seguir disminuyendo en los próximos años, a través de una financiación agresiva de las energías renovables y abandonando la expansión del carbón y cierre de minas. Los países intensivos en carbón más ricos deben encabezar el abandono del carbón y países como la India e Indonesia deben seguir su ejemplo.

Hacia 2020, todas las ciudades y grandes corporaciones del mundo industrializado deberían tener estrategias de descarbonización efectivas. 49 Países ya se han comprometido a ser carbono neutros en 2050 y para entonces deberían llegar a ser más de 100 países y la implementación debería estar en marcha. El riesgo más grave es que las economías emergentes, como Sudáfrica, están en la senda del crecimiento convencional por pura inercia. Los esfuerzos internacionales deben incentivar el desarrollo de bajo carbono como una prioridad.

La producción de alimentos contribuye en más del 10% de las emisiones mundiales de GEI (4) y debilita los sumideros naturales de carbono pero tiene un potencial enorme para la eliminación biológica de carbono. Se necesitan mecanismos de financiación innovadores para incentivar la gestión del carbono en el sistema alimentario. Agroindustrias, granjas y sociedad civil tienen que desarrollar una estrategia mundial sobre sistemas sostenibles de alimentos para impulsar dietas más sanas y bajas en carne (7) y reducir los residuos de alimentos (8). Los cobeneficios en salud y sostenibilidad, como la obesidad y la reducción de la enfermedad, La reducción de la contaminación y la preservación de los ecosistemas, deberían estimular la acción.

2020-2030: Esfuerzos hercúleos

 

Las economías deben implementar las medidas obvias de mitigación y añadir  la primera ola de acciones smart y disruptivas. Mejorando sólo la eficiencia energética se reducirían las emisiones del 40 al 50% en muchos sistemas domésticos e industriales hacia 2030 (9). En 2020, los precios del carbono deben expandirse en todo el mundo para cubrir todas las emisiones de GEI, empezando por $ 50 la tonelada por lo menos y superando los 400 dólares por tonelada a mediados de siglo.

Hacia finales de esa década, el carbón estará a punto de desaparecer del mix energético global. Ciudades como Copenhague y Hamburgo estarán libres de combustibles fósiles y los regímenes de cap and trade deberán estar establecidos firmemente en zonas económicas a nivel nacional y regional junto con los adecuados impuestos al carbono en el transporte aéreo y el transporte marítimo.

Los países deberán seguir a Noruega, Alemania y los Países Bajos, y anunciar la eliminación de los motores de combustión interna en los coches nuevos a más tardar en 2030. La descarbonización del transporte de larga distancia será clave, a base de combustibles renovables, electrificación y reemplazando el tráfico aéreo de corta distancia por trenes de alta velocidad Estos compromisos indicarán que el modelo convencional de reinvertir los ingresos de los combustibles fósiles en la prospección es obsoleto. La inversión pública y privada en investigación Y desarrollo (I + D) para soluciones climáticas debe aumentar en un orden de magnitud desde hoy hasta el 2030. Deberán dirigirse una cantidad sustancial de recursos hacia modos de producción industrial mucho más eficientes ; la duración de las baterías, la mejora de las soluciones de almacenamiento de la energía; esquemas que reduzcan sensiblemente el coste de captura y almacenamiento de carbono (CCS) dentro de 10 años; sistemas de propulsión alternativa de aeronaves, redes eléctricas superinteligentes y urbanización sostenible en todas partes.

Necesitamos investigación urgente para determinar la resiliencia de los sumideros de carbono restantes en la biosfera (10). Se deberá dar un fuerte ímpulso financiero para la reforestación de tierras degradadas y para el establecimiento de planteamientos “sin arrepentimiento” (non -regret ) de eliminación neta del CO2 atmosférico tales como la combinación del segundo y tercer sistemas de generación de bioenergía, con captura y almacenamiento de carbono con CCS (BECCS) o CCS con aire directo (DACCS). Los ensayos de sistemas de secuestro sostenibles del orden de los 100 a 500 MtCO2/ Año debe estar en marcha para resolver los problemas de despliegue relacionados con la seguridad alimentaria, la preservación de la biodiversidad, los derechos indígenas y la aceptación socail.

2030-2040: Muchos avances disruptivos

 

Hacia el 2040, el petróleo estará a punto de desaparecer del mix energético . Varios países de vanguardia (como Noruega, Dinamarca y Suecia) deberían haber completado la electrificación de todos los sectores y ser totalmente libres o casi libres de emisiones. Los motores de combustión para el transporte interior personal serán una rareza en las carreteras de todo el mundo. El combustible de las aeronaves debe ser totalmente neutro en carbono. Los combustibles sintéticos, biometano e hidrógeno son las alternativas establecidas. A partir de 2030, toda la construcción de edificios debe ser neutra o negativa en carbono. La industria de la construcción debe utilizar hormigón y acero sin emisiones o bien reemplazarlos por materiales de emisiones cero o negativas como son la madera, piedra y fibra de carbón. Los esquemas de BECCS con un total de emisiones de 1 a 2 Gt CO2/año Y la I + D debería centrarse en duplicar la tasa anual de eliminación de CO2. Podemos esperar que las redes eléctricas policéntricas con cables superconductores comiencen a suministrar energía en los países en desarrollo, y que nuevas soluciones radicales de generación de energía entren en el mercado. Asegurar mecanismos financieros para fomentar las inversiones en los avances disruptivos necesarios incluyendo los fondos soberanos diseñados para la transformación; regímenes fiscales efectivos a las corporación internacional (11); y reformas legislativas sobre herencias que contabilicen la riqueza histórica generada por los combustibles fósiles sin haber compensado las externalidades (12).

2040-2050: Revisar, reforzar

 

Aprovechar los éxitos y aprender de los fracasos de etapas anteriores,; algunas medidas de mitigación serán abandonadas y otros perfeccionadas y amplificadas.

Todos los principales estados europeos estarán cerca de ser carbono neto-cero a principios de la década de 2040; las dinámicas del mercado empujarán Norte y Sur América y la mayor parte de Asia y África a lograr este objetivo a finales de la década. El gas natural todavía sigue proporcionando alguna energía de respaldo , pero la CCS asegura que su huella de carbono sea limitada. Los reactores nucleares modulares pueden contribuir al mix energético en ciertos lugares.

En 2050, el mundo habrá alcanzado las cero emisiones netas de CO2 , con una economía global impulsada con energía libre de carbono y alimentada a partir de la agricultura sostenible secuestradora de carbono. Mientras, habrán aumentado los esquemas BECCS y secuestrarán más de 5 GtCO2/año. Alternativamente, las preocupaciones por estas técnicas podrían descartar esta escalada, pero sólo profundas reducciones de las emisiones durante la década 2020-2030 podrían permitir la reducción o el abandono del BECCS y a la vez continuar aumentando la eficiencia energética y los DACCS.

Estabilidad y resiliencia

 

No podemos predecir dónde estará nuestra civilización a mediados de siglo, pero un escalado de medidas por décadas basado en una ley del carbono, si se adopta en un sentido amplio, puede proveer el marco de las condiciones económicas esenciales para hacer que un futuro de cero emisiones sea inevitable en lugar de ser solo una ilusión. La misma naturaleza del progreso disruptivo requiere revisar el relato de una hoja de ruta detallada cada 2 años, corrigiendo los objetivos a corto plazo para alcanzar los objetivos últimos a través de la gestión evolutiva.

Aunque existen señales positivas de que el mundo está en la senda de la rápida transformación hacia una economía de cero emisiones globales netas , la dinámica de contagio corta ambas vías. Si las señales políticas no respaldan una transición rápida, por ejemplo, si fracasan en la implementación de una reforma financiera y reguladora mundial que otorgue mayor importancia al coste del carbono, entonces es difícil imaginar que el calentamiento global se mantendrá “muy por debajo de 2 ° C”.

De todos modos, la escalada del impulso a las energia limpias en la década pasada sugiere que seria una locura intentar parar esa tendencia dada la creciente evidencia de que la descarbonización es la mayor estrategia procredimiento. En la gobernanza global, la estabilización climática debe ser equiparada al desarrollo económico, los derechos humanos, la democracia y la paz. Por lo tanto, el diseño y la implementación de la hoja de ruta del carbono deben asumir un papel central en el Consejo de Seguridad de la ONU, ya que estos objetivos esenciales interactúan cada vez más, influyendo en la estabilidad y la resiliencia de las sociedades y del sistema terrestre.

Traducción de Neus Casajuana

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