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 (GWP) de las fuentes de energía a través de la evaluación del ciclo de vida . Por lo general, se trata de fuentes de energía eléctrica únicamente, pero a veces se evalúan fuentes de calor. [1] Los resultados 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 Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático armonizó los resultados de dióxido de carbono equivalente (CO2e ) de las principales fuentes de generación de electricidad en uso en todo el mundo. Esto se hizo analizando los resultados 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 , y la energía solar, eólica y nuclear son todas bajas en carbono. La energía hidroeléctrica, la biomasa, la geotérmica y la energía oceánica pueden ser, en general, bajas en carbono, pero un diseño deficiente u otros factores podrían dar lugar a mayores emisiones de las centrales eléctricas individuales.
En el caso de 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, las emisiones totales del ciclo de vida de la energía eólica pueden haber disminuido desde la publicación. De manera similar, debido al período de tiempo en el que 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) la falta de fases del ciclo de vida y b) la incertidumbre en cuanto a dónde definir el punto de corte en el potencial de calentamiento global de una fuente de energía. Esto último es importante para 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 Véase también impacto ambiental de los embalses#Gases de efecto invernadero .
Lista de siglas:
A partir de 2020, se está investigando [update]si la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono puede ser carbono neutral o carbono negativo y es un tema controvertido. [7]
Los estudios individuales muestran una amplia gama de estimaciones de las fuentes de combustible derivadas de las diferentes metodologías utilizadas. Los estudios de menor escala tienden a dejar partes del ciclo de vida fuera de su análisis, mientras que los de mayor escala suelen hacer 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 energías geotérmicas emiten CO2 , como es el caso de la energía geotérmica en Italia : se están realizando más investigaciones en la década de 2020. [9]
Las tecnologías de energía oceánica (mareomotrices y undimotriz) 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 g/kWh de CO 2 eq, con un promedio de 53 g/kWh de CO 2 eq. [10] En un estudio preliminar tentativo, publicado en 2020, el impacto ambiental de las tecnologías de cometas maremotriz submarinas (el PCA) varió entre 15 y 37, con un valor medio de 23,8 g/kWh), [11] que es ligeramente superior al informado en el estudio de PCA del IPCC de 2014 mencionado anteriormente (5,6 a 28, con un valor medio de 17 g/kWh de CO 2 eq).
En 2021, la CEPE publicó un análisis del ciclo de vida del impacto ambiental de las tecnologías de generación de electricidad, que tiene en cuenta los siguientes impactos: uso de recursos (minerales, metales); uso de la tierra; uso de recursos (fósiles); uso del agua; material particulado; formación de ozono fotoquímico; agotamiento del ozono; toxicidad humana (no cancerígena); radiación ionizante; toxicidad humana (cáncer); eutrofización (terrestre, marina, de agua dulce); ecotoxicidad (de 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 , de acuerdo con la norma ISO 14040 , que muestra que la infraestructura nuclear francesa de 2019 produce menos de 4 g/kWh de CO 2 eq. [12]
Dado que la mayoría de las emisiones de las plantas eólicas, solares y nucleares no se producen durante su funcionamiento, si funcionan durante más tiempo y generan más electricidad a lo largo de su vida útil, las emisiones por unidad de energía serán menores. Por lo tanto, su vida útil es relevante.
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 se ha pedido que estas extensiones se examinen mejor en el marco de la Convención sobre la evaluación del impacto ambiental en un contexto transfronterizo [16] .
Algunas centrales eléctricas de carbón pueden funcionar durante 50 años, pero otras pueden cerrarse 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 técnico-económica aumenta considerablemente las emisiones del ciclo de vida de los combustibles con alto contenido de carbono, como el carbón. [20]
En el caso de la calefacción residencial, en casi todos los países las emisiones de los hornos 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 utilizar bombas de calor o, en algunos casos, más calefacción urbana . [22]
A partir de 2020, [update]se está debatiendo si el gas natural debería usarse como un "puente" entre el carbón y el petróleo hacia una energía baja en carbono en economías dependientes del carbón, como India, China y Alemania. [23] Alemania, como parte de su transformación Energiewende , declara la preservación de la energía basada en carbón hasta 2038, pero el cierre inmediato de las plantas de energía nuclear, lo que aumentó aún más su dependencia del gas fósil. [24]
Aunque las evaluaciones del ciclo de vida de cada fuente de energía deberían intentar cubrir el ciclo de vida completo de la fuente desde la cuna hasta la tumba, generalmente se limitan a la fase de construcción y operación. Las fases estudiadas más rigurosamente son las de extracción de materiales y combustibles, construcción, operación y gestión de residuos. Sin embargo, existen fases del ciclo de vida que faltan [25] para varias fuentes de energía. A veces, 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 diseñada. Esto incluye el potencial de calentamiento global del proceso para devolver el sitio de suministro de energía al estado de campo verde . Por ejemplo, el proceso de eliminación de represas hidroeléctricas generalmente se excluye, ya que es una práctica poco común con pocos datos prácticos disponibles. Sin embargo, la eliminación de represas se está volviendo cada vez más común a medida que las represas envejecen. [26] Las represas más grandes, como la presa Hoover y la presa de las Tres Gargantas , están destinadas a durar "para siempre" con la ayuda del 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, que se encuentra en la revisión de energía nuclear de la Universidad de Yale de 2012 , un artículo que también sirve como origen del valor nuclear del IPCC de 2014, [28] incluye sin embargo la contribución del desmantelamiento de instalaciones con un potencial de calentamiento global de "desmantelamiento de instalaciones agregado" en la evaluación completa del ciclo de vida nuclear . [25]
Las centrales térmicas , incluso las centrales de biomasa con bajas emisiones de carbono , nucleares o geotérmicas , añaden directamente energía térmica al balance energético global de la Tierra . En cuanto a las turbinas eólicas, pueden cambiar tanto la circulación atmosférica horizontal como la vertical . [29] Pero, aunque ambas 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]