A finales del mes de octubre, me llamó la atención un estudio que apunta hacia la descarbonización. Este estudio analiza el proceso en Europa y examina el impacto mutuo de la descarbonización de la industria y del sistema energético en Europa. Lo interesante del artículo radica en que explora simultáneamente los impactos de la descarbonización en la industria y en el sector energético.
En los estudios recientes, en México, no se abordan estos dos problemas simultáneamente, pero nos podemos preguntar ¿por qué debemos analizarlos de esta manera?
Estos enlaces son verdaderamente inherentes. La industria, especialmente la industria pesada, tiene una alta demanda de energía y genera emisiones significativas, principalmente por los procesos que dependen en gran medida de los combustibles fósiles y al hablar de descarbonización estamos hablando de electrificación o de sustitución de los combustibles fósiles por hidrógeno, en alguna de sus formas. Por otro lado, la producción de electricidad descarbonizada facilita la descarbonización de la industria, así como de otros sectores como el residencial, el terciario y el transporte. El uso directo o indirecto de electricidad baja en carbono es crucial para la descarbonización del transporte y la industria. Sin embargo, hoy en día no es posible generar la electricidad suficiente para estos procesos. Así que la descarbonización de la industria y del sector energético requieren avances tecnológicos que conduzcan a la adopción de fuentes de energía bajas en carbono. El estudio utiliza dos modelos: IND-OPT, que optimiza las inversiones industriales, y POMMES, que simula la planificación y operación del sistema energético.
El IND-OPT es un modelo de optimización lineal de la inversión industrial de abajo hacia arriba que se utiliza para modelar la descarbonización de sectores industriales. Este modelo optimiza la trayectoria de inversión y despliegue de tecnología para minimizar los costos. En particular se trabaja con datos de los sectores industriales del acero, químico, cemento y vidrio de seis países europeos: Francia, Alemania, Reino Unido, Italia, España y Bélgica. En cambio, el POMMES (Modelo de Planificación y Operación para Sistemas Multienergéticos) es un modelo diseñado específicamente para la modelización multihorizonte de sistemas energéticos con el objetivo principal de minimizar los costos. A diferencia del proceso IND-OPT que modela con pasos anuales el POMMES optimiza el sistema de energía con base horaria. Los horizontes finales son al 2050, pero con pasos anuales. El acoplamiento entre IND-OPT y POMMES se logra mediante un proceso iterativo que busca la convergencia de los datos de consumo y precios de la electricidad entre ambos modelos. Primero se optimiza la inversión en el sector industrial para definir su consumo de energía y con ello calcular la demanda de electricidad e hidrógeno. Posteriormete se usa el POMMES para planear y optimizar la operación del sistema eléctrico. Con estos datos se calculan los precios de la electricidad y del hidrógeno para iniciar nuevamente la optimización de la inversión en la industria. Este proceso permite una evaluación integral del impacto de la descarbonización industrial en el sistema energético, considerando las interacciones bidireccionales y complejas entre ambos sectores.
Como era de esperarse, los resultados muestran que la descarbonización industrial aumenta significativamente la demanda de electricidad e hidrógeno, lo que genera precios más altos y disparidades regionales. Los resultados son diferentes dependiendo de la disponibilidad de fuentes renovables y de las características de las industrias pesas en cada país. Los escenarios donde los impuestos al carbón son bajos alargan el uso de los combustibles fósiles. Este estudio muestra que la introducción de una cadena de hidrógeno ayuda a reducir las disparidades en los precios.
Las políticas enfocadas en promover las tecnologías renovables, las redes de hidrógeno y la disponibilidad de energía renovable, tienen un impacto considerable en los costos y la composición del sistema energético. El estudio destaca la necesidad de una planificación integrada para lograr los objetivos de descarbonización.
Imagen creada con inteligencia artificial mediante la frase "A bustling Mexican city radiates under the sun, adorned with sleek solar panels and elegant wind turbines. The scene is captured in a stunning photograph, showcasing the harmonious blend of modern technology and traditional architecture. Each detail is vivid and crisp, from the vibrant colors of the buildings to the gleaming surfaces of the renewable energy sources. The image is a masterpiece, inviting viewers to marvel at the innovative and sustainable cityscape before them. In the horizon, a volcano appears with a snow crown." en leonardo.ai
Con este tipo de estudios los países europeos están planeando su futuro energético. En la región de América Latina es necesario que dispongamos de información similar para enfocarnos en la transición energética con conocimiento y planeando tanto la inversión como los pasos a seguir con la implementación de los cambios necesarios tanto en la generación como en la transmisión de electricidad y del hidrógeno.
