Las emisiones de gases de efecto invernadero son uno de los impactos ambientales de la generación de electricidad . La medición de las emisiones de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida implica calcular el potencial de calentamiento global de las fuentes de energía mediante la evaluación del ciclo de vida . Por lo general, se trata de fuentes de energía únicamente eléctrica, pero a veces se evalúan fuentes de calor. [1] Los hallazgos se presentan en unidades de potencial de calentamiento global por unidad de energía eléctrica generada por esa fuente. La escala utiliza la unidad de potencial de calentamiento global, el equivalente de dióxido de carbono (CO 2 e), y la unidad de energía eléctrica, el kilovatio hora (kWh). El objetivo de dichas evaluaciones es cubrir la vida útil completa de la fuente, desde la extracción de materiales y combustibles hasta la construcción, la operación y la gestión de residuos.
En 2014, el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático armonizó los hallazgos de dióxido de carbono equivalente (CO 2 e) de las principales fuentes de generación de electricidad utilizadas en todo el mundo. Esto se hizo analizando los hallazgos de cientos de artículos científicos individuales que evaluaban cada fuente de energía. [2] El carbón es, con diferencia, el peor emisor, seguido del gas natural , mientras que la energía solar, la eólica y la nuclear son todas bajas en carbono. La energía hidroeléctrica, la biomasa, la geotérmica y la oceánica pueden ser generalmente bajas en carbono, pero un diseño deficiente u otros factores podrían resultar en mayores emisiones de las centrales eléctricas individuales.
Para todas las tecnologías, no se han incluido los avances en eficiencia y, por lo tanto, las reducciones de CO 2 e desde el momento de la publicación. Por ejemplo, es posible que las emisiones totales del ciclo de vida de la energía eólica hayan disminuido desde la publicación. De manera similar, debido al período de tiempo durante el cual se realizaron los estudios, se presentan los resultados de CO 2 e de los reactores nucleares de Generación II y no el potencial de calentamiento global de los reactores de Generación III . Otras limitaciones de los datos incluyen: a) fases faltantes del ciclo de vida, y b) incertidumbre sobre dónde definir el punto de corte en el potencial de calentamiento global de una fuente de energía. Esto último es importante a la hora de evaluar una red eléctrica combinada en el mundo real, en lugar de la práctica establecida de simplemente evaluar la fuente de energía de forma aislada.
1 ver también impacto ambiental de los embalses#Gases de efecto invernadero .
Lista de acrónimos:
A partir de 2020, se está investigando y es controvertido [update]si la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono puede ser neutra o negativa en carbono. [7]
Los estudios individuales muestran una amplia gama de estimaciones de fuentes de combustible que surgen de las diferentes metodologías utilizadas. Los que se encuentran en el extremo inferior tienden a dejar partes del ciclo de vida fuera de su análisis, mientras que los del extremo superior a menudo hacen suposiciones poco realistas sobre la cantidad de energía utilizada en algunas partes del ciclo de vida. [8]
Desde el estudio del IPCC de 2014, se ha descubierto que algunas fuentes geotérmicas emiten CO 2 , como algunas fuentes de energía geotérmica en Italia : se seguirán realizando más investigaciones en la década de 2020. [9]
Las tecnologías de energía oceánica (mareomotrices y undimotrices) son relativamente nuevas y se han realizado pocos estudios sobre ellas. Un problema importante de los estudios disponibles es que parecen subestimar los impactos del mantenimiento, que podrían ser significativos. Una evaluación de alrededor de 180 tecnologías oceánicas encontró que el PCA de las tecnologías oceánicas varía entre 15 y 105 gCO 2 eq/kWh, con un promedio de 53 gCO 2 eq/kWh. [10] En un estudio preliminar provisional, publicado en 2020, el impacto ambiental de las tecnologías de cometas de marea submarinas (el PCA varió entre 15 y 37, con un valor medio de 23,8 gCO 2 eq/kWh), [11] que es ligeramente superior al el reportado en el estudio de GWP del IPCC de 2014 mencionado anteriormente (5,6 a 28, con un valor medio de 17 gCO 2 eq/kWh).
En 2021, la CEPE publicó un análisis del ciclo de vida del impacto ambiental de las tecnologías de generación de electricidad, teniendo en cuenta los siguientes impactos: uso de recursos (minerales, metales); uso del suelo; uso de recursos (fósiles); uso del agua; materia particular; formación de ozono fotoquímico; agotamiento del ozono; toxicidad humana (no cancerosa); radiación ionizante; toxicidad humana (cáncer); eutrofización (terrestre, marina, de agua dulce); ecotoxicidad (agua dulce); acidificación; cambio climático, este último resumido en la tabla anterior. [5]
En junio de 2022, Électricité de France publica un estudio detallado de evaluación del ciclo de vida , según la norma ISO 14040 , que muestra que la infraestructura nuclear francesa en 2019 produce menos de 4 gCO 2 eq/kWh. [12]
Debido a que la mayoría de las emisiones de la energía eólica, solar y nuclear no se producen durante el funcionamiento, si funcionan durante más tiempo y generan más electricidad durante su vida útil, las emisiones por unidad de energía serán menores. Por lo tanto, sus vidas son relevantes.
Se estima que los parques eólicos duran 30 años: [13] después de eso, habría que tener en cuenta las emisiones de carbono derivadas de la repotenciación . Los paneles solares de la década de 2010 pueden tener una vida útil similar; sin embargo, aún no se sabe cuánto durarán los paneles solares de la década de 2020 (como la perovskita). [14] Algunas plantas nucleares pueden utilizarse durante 80 años, [15] pero otras pueden tener que retirarse antes por razones de seguridad. [16] A partir de 2020, [update]se espera que más de la mitad de las plantas nucleares del mundo soliciten extensiones de licencia, [17] y ha habido llamados para que estas extensiones sean mejor examinadas en el marco de la Convención sobre la Evaluación del Impacto Ambiental en un Contexto Transfronterizo . [dieciséis]
Algunas centrales eléctricas alimentadas con carbón pueden funcionar durante 50 años, pero otras pueden cerrar después de 20 años [18] o menos. [19] Según un estudio de 2019, considerar el valor temporal de las emisiones de GEI con una evaluación tecnoeconómica aumenta considerablemente las emisiones del ciclo de vida de los combustibles intensivos en carbono, como el carbón. [20]
En el caso de la calefacción residencial, en casi todos los países las emisiones de las calderas de gas natural son mayores que las de las bombas de calor. [21] Pero en algunos países, como el Reino Unido, hay un debate en curso en la década de 2020 sobre si es mejor reemplazar el gas natural utilizado en la calefacción central residencial por hidrógeno , o si usar bombas de calor o, en algunos casos, más calefacción urbana . [22]
A partir de 2020, en [update]las economías que dependen del carbón, como India, China y Alemania, se debate si el gas natural debería utilizarse como "puente" entre el carbón y el petróleo y la energía baja en carbono. [23] Alemania, como parte de su transformación Energiewende , declara la preservación de la energía basada en el carbón hasta 2038, pero el cierre inmediato de las centrales nucleares, lo que aumentó aún más su dependencia del gas fósil. [24]
Aunque las evaluaciones del ciclo de vida de cada fuente de energía deben intentar cubrir el ciclo de vida completo de la fuente desde el principio hasta el fin, generalmente se limitan a la fase de construcción y operación. Las fases más rigurosamente estudiadas son las de extracción de materiales y combustibles, construcción, operación y gestión de residuos. Sin embargo, existen fases faltantes del ciclo de vida [25] para varias fuentes de energía. En ocasiones, las evaluaciones incluyen de manera variable y a veces inconsistente el potencial de calentamiento global que resulta del desmantelamiento de la instalación de suministro de energía, una vez que ha alcanzado su vida útil prevista. Esto incluye el potencial de calentamiento global del proceso para devolver el sitio de suministro de energía al estado totalmente nuevo . Por ejemplo, el proceso de eliminación de represas hidroeléctricas suele excluirse, ya que es una práctica poco común y con pocos datos prácticos disponibles. Sin embargo, la remoción de presas se está volviendo cada vez más común a medida que las presas envejecen. [26] Se pretende que las presas más grandes, como la presa Hoover y la presa de las Tres Gargantas , duren "para siempre" con la ayuda de un mantenimiento, un período que no está cuantificado. [27] Por lo tanto, las estimaciones de desmantelamiento generalmente se omiten para algunas fuentes de energía, mientras que otras fuentes de energía incluyen una fase de desmantelamiento en sus evaluaciones.
Junto con los otros valores destacados del artículo, el valor medio presentado de 12 g CO 2 -eq/kWhe para la fisión nuclear, encontrado en la revisión de la energía nuclear de la Universidad de Yale de 2012 , un artículo que también sirve como origen de la evaluación nuclear del IPCC de 2014. valor, [28] no incluye sin embargo la contribución del desmantelamiento de instalaciones con un potencial de calentamiento global de "desmantelamiento adicional de instalaciones" en la evaluación completa del ciclo de vida nuclear . [25]
Las centrales térmicas , incluso si son centrales de biomasa, nucleares o geotérmicas con bajas emisiones de carbono , añaden directamente energía térmica al equilibrio energético global de la Tierra . En cuanto a los aerogeneradores, pueden alterar la circulación atmosférica tanto horizontal como vertical . [29] Pero, aunque ambos pueden cambiar ligeramente la temperatura local, cualquier diferencia que puedan hacer en la temperatura global es indetectable frente al cambio de temperatura mucho mayor causado por los gases de efecto invernadero. [30]