Por qué la transición a bajas emisiones de carbono puede ser mucho más barata de lo que predicen los modelos

Para lograr emisiones netas cero a mediados de siglo, los sistemas energéticos globales deben someterse a un cambio total a tecnologías de bajo consumo de carbono y energía eficiente.

Sin embargo, muchos modelos utilizados para trazar esta transición implican que existen beneficios en retrasar la inversión en estas tecnologías, esperando en cambio que la I + D reduzca los costos con el tiempo.

Dichos modelos pasan por alto los hallazgos de una vasta literatura que muestra que los costos de estas tecnologías disminuyen como resultado de su uso.

Nuestro nuevo artículo en Environmental Research Letters se basa en la evidencia de más de 200 artículos de revistas y concluye que las políticas que promueven dicha “innovación inducida” han sido un factor claro detrás del notable éxito de las tecnologías bajas en carbono.

Esto sugiere que no solo es esencial una acción urgente para facilitar la transición a las energías limpias, sino que la transición en sí misma también puede terminar siendo mucho más barata de lo previsto.

Modelos vs realidad

Las estrategias de descarbonización del gobierno a menudo se basan en gran medida en los resultados de los modelos de evaluación integrados (IAM) que intentan representar el sistema energético y la economía. 

Estos modelos seleccionan combinaciones de tecnologías de suministro y uso de energía para lograr la descarbonización con el costo total más bajo a lo largo del tiempo. 

El modelo dinámico de economía climática integrada (DICE) del premio Nobel William Nordhaus ha sido particularmente influyente en la comunidad económica.

Por lo general, se supone que los costos de las tecnologías bajas en carbono en estos modelos disminuirán gradualmente a medida que maduran, principalmente en función del tiempo, pero también a través de políticas como el apoyo a la I + D. 

Esto significa que, aunque se supone que los costos de las tecnologías maduras y tradicionales se mantienen en gran medida estables, las tecnologías bajas en carbono seguirán siendo más caras en el futuro. 

Como tal, cambiar a tecnologías bajas en carbono para lograr la descarbonización generalmente tiene un costo considerable.

Si bien los supuestos del costo de la tecnología pueden ser adecuados para tecnologías maduras con características bien conocidas, pueden estar muy lejos de la marca para tecnologías inmaduras. 

Esto es evidente para la energía solar, que ya ha alcanzado costos muy por debajo de las previsiones para 2050 de hace solo unos años. 

En un cambio notable, la Agencia Internacional de Energía (AIE) dice que la energía solar ofrece ahora la «electricidad más barata de la historia», lo que lleva a una » nueva normalidad » con niveles excepcionales de despliegue continuo, muy por encima de sus previsiones anteriores. Esto se puede ver en el cuadro Carbon Brief a continuación.https://cbhighcharts2021.s3.eu-west-2.amazonaws.com/iea-renewable/solar-gw-2021-update.htmlGigavatios de capacidad solar agregados en todo el mundo cada año (línea roja) y la actualización del mercado renovable de la IEA 2021 (triángulos rojos), así como las Perspectivas de la energía mundial de la IEA publicadas entre 2009-2020. Fuente: Análisis de Carbon Brief de los informes de la IEA. Gráfico por Carbon Brief utilizando Highcharts .

Los modelos que no tienen en cuenta la dinámica que conduce a tales desarrollos probablemente subutilicen enormemente las tecnologías clave y sobrestimen los costos.

Por lo general, la importancia de las políticas de » impulso tecnológico «, como la financiación de I + D, está bien representada en los modelos, o al menos se asume a través de reducciones de costos proyectadas. Pero se tiende a pasar por alto el papel que desempeñan las políticas de «atracción de la demanda», las que crean, expanden o mejoran el mercado de nuevas tecnologías. 

Una literatura cada vez mayor sostiene que tener en cuenta tales políticas en los modelos económicos puede producir resultados que implican una inversión más temprana y a mayor escala en energía con bajas emisiones de carbono a un costo menor a largo plazo. 

Los esfuerzos para abordar este problema se han visto desafiados por las pruebas dispares, mal caracterizadas y a menudo controvertidas en torno a la innovación inducida por la demanda.

En nuestro nuevo artículo, intentamos llenar este vacío sintetizando 228 artículos de revistas académicas de una amplia gama de disciplinas de investigación, sectores, tecnologías, marcos de tiempo y geografías.

Encontramos inequívocamente que desde los choques de los precios del petróleo en la década de 1970 , la innovación en tecnologías energéticas ha respondido a los precios de la energía, el despliegue a gran escala y las políticas estratégicas bajas en carbono. 

Impulsores de «atracción de la demanda»

Los impulsores de la innovación impulsados ​​por la demanda pueden adoptar diversas formas, desde fenómenos «que abarcan todo el mercado», como el aumento de los precios de la energía y el carbono, o políticas «específicas», como los subsidios tecnológicos o las reglamentaciones.

Los diferentes impulsores parecen inducir la innovación de diferentes maneras. 

El aumento de los precios de la energía y el carbono incentiva el desarrollo de tecnologías de menor costo o menos carbono, pero hasta ahora esa innovación ha sido bastante incremental.

Ha sido impulsado por los operadores tradicionales que realizaron mejoras marginales para mantener una ventaja competitiva, como las empresas automotrices que invierten en vehículos más eficientes de combustibles fósiles, en lugar de tecnologías eléctricas o de hidrógeno .

Descubrimos que la innovación más radical, necesaria para ofrecer tecnologías de energía renovable más nuevas e inicialmente costosas, fue mucho más receptiva a enfoques de políticas específicas. 

Las tarifas de alimentación (FiT) son, con mucho, el instrumento más adoptado para el despliegue de electricidad renovable. Proporcionan un subsidio fijo por unidad de generación, generalmente durante 10-20 años. 

La evidencia sugiere que la seguridad que brindan las FiT ha proporcionado un fuerte incentivo para la innovación en tecnologías bajas en carbono, particularmente para la energía solar. 

Algunos estudios ofrecen información sobre cómo los instrumentos políticos combinados influyen en la innovación. En general, encontramos que:

  • La innovación radical en tecnologías bajas en carbono es impulsada por políticas específicas que brindan confianza al mercado y superan las barreras de entrada. 
  • Es mucho más probable que las empresas innoven si lo han hecho antes, de modo que fomentar la innovación puede tener efectos de acumulación positivos y reforzadores. 
  • El entorno político más amplio es importante para determinar los impactos de la innovación, por lo que factores como la coherencia y consistencia general de las políticas, las expectativas políticas futuras y el contexto institucional pueden tener una fuerte influencia en la propensión a innovar.

Medidas de innovación

Las solicitudes de patente son, con mucho, la medida más común de innovación, en gran parte porque los datos están ampliamente disponibles, son cuantificables y detallados. Sin embargo, proporcionan solo una imagen parcial. 

Las patentes son una buena medida de la “actividad” innovadora, pero no de los “resultados”, como las reducciones en el costo de la tecnología. 

Examinar el vínculo completo entre los impulsores de la demanda y los resultados es muy complejo y, como resultado, relativamente pocos estudios lo hacen directamente.

En nuestra revisión, intentamos cerrar parcialmente esta brecha al incluir estudios que deriven » curvas de experiencia » y » tasas de aprendizaje » asociadas (el porcentaje de reducción en el costo por cada duplicación de la implementación acumulada) para tecnologías bajas en carbono implementadas como resultado de la demanda. políticas de extracción. 

La energía solar y eólica fueron, con mucho, las tecnologías más estudiadas de las que consideramos, y las primeras experimentaron una tasa de aprendizaje promedio de alrededor del 20% durante gran parte de los últimos 40 años.

Gran parte de esta reducción de costos se atribuye al aprendizaje práctico y a las economías de escala que surgen cuando se implementa una nueva tecnología y se desarrollan las cadenas de suministro y los mercados que la rodean. 

Algunos estudios que eliminan el papel de otras influencias, como la financiación de I + D y el precio de la energía y los materiales, suelen encontrar tasas de aprendizaje más bajas, pero claramente positivas.                 

La disminución de los costos de la tecnología también induce un mayor despliegue, lo que puede enturbiar las aguas al examinar los factores que conducen las curvas de experiencia. Aunque pocos estudios intentan probar explícitamente la dirección de la causalidad, aquellos que sí encuentran un papel importante para el aprendizaje inducido por la implementación y las economías de escala.

La evidencia muestra claramente que la expansión de la implementación se correlaciona positivamente con las reducciones de costos, en una amplia gama de tecnologías. 

Modelado de mitos

Si explicamos mejor el papel de la innovación inducida, nuestros modelos económicos energéticos pueden pintar una imagen muy diferente de la mejor ruta hacia la descarbonización y cuánto costará. 

Un artículo reciente, Modeling Myths , dirigido por el profesor Michael Grubb , también autor principal de nuestra nueva revisión sistemática, explora el impacto de incluir la innovación inducida, junto con la inercia y la dependencia de la ruta, en el modelo DICE de Nordhaus, con resultados sorprendentes. 

Encuentra que la inversión inicial «óptima» en tecnologías bajas en carbono aumenta varias veces, pero los costos del sistema completo para la transición general se reducen. 

Esto implica que la inversión temprana conduce a un sistema energético bajo en carbono que puede ser más barato que el sistema basado en fósiles al que reemplaza, lo que contrasta fuertemente con el alto costo de descarbonización que implica cuando no se consideran tales dinámicas.

Reconocemos que incorporar los impactos de la innovación en los modelos introduce una complejidad significativa que en muchos casos es indeseable y puede que no sea apropiado intentarlo. 

Sin embargo, es fundamental que los responsables de la formulación de políticas y quienes los asesoran sean conscientes de estas complejidades y reconozcan las oportunidades que pueden ofrecer las inversiones tempranas a gran escala.

Por: Carbon Brief