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2022-04-08La Conferencia de Energía del MIT se centra en los desafíos más difíciles del clima

MIT |La conferencia anual dirigida por estudiantes analiza las perspectivas para descarbonizar algunas de las industrias más difíciles, incluida la aviación y la producción de cemento.

La Conferencia de Energía del MIT de este año, el evento más grande de su tipo dirigido por estudiantes, incluyó charlas y paneles que abordaron algunos de los desafíos pendientes más espinosos en el esfuerzo global para reducir las emisiones que alteran el clima. Estos incluyen la producción de materiales de construcción como el acero y el cemento, y el papel del transporte, incluida la aviación y el transporte marítimo. Si bien los desafíos son formidables, los enfoques que incorporan métodos como la fusión, las bombas de calor, la eficiencia energética y el uso de hidrógeno son prometedores, dijeron los participantes.

La conferencia de dos días, celebrada el 31 de marzo y el 1 de abril para más de 900 participantes, incluyó conferencias magistrales, 14 paneles de discusión, una charla junto a la chimenea, eventos de networking y más. El evento de este año incluyó la ronda final del Premio anual de Clima y Energía del MIT, cuyo equipo ganador recibe $100,000 y otro tipo de apoyo. El premio, otorgado desde 2007, ha llevado a la creación de más de 220 empresas y $1.100 millones en inversiones.

El ganador de este año es un proyecto que espera proporcionar una lavadora sin agua innovadora y eficiente dirigida a la gran mayoría de las personas del mundo, que todavía lavan la ropa a mano.

“Un momento verdaderamente trascendental en la historia”

En su discurso de apertura, Fatih Birol, director ejecutivo de la Agencia Internacional de Energía, señaló que la conferencia de este año se llevó a cabo durante la invasión no provocada de Ucrania por parte de Rusia, un exportador líder de gas y petróleo. Como resultado, “los mercados petroleros mundiales están pasando por una gran turbulencia”, dijo.

Dijo que se espera que las exportaciones rusas de petróleo caigan en 3 millones de barriles por día, y que los esfuerzos internacionales para liberar reservas y promover una mayor producción en otros lugares ayudarán, pero no serán suficientes. “Tenemos que buscar otras medidas” para compensar el déficit, dijo, y señaló que su agencia ha elaborado un plan de medidas de 10 puntos para ayudar a reducir la demanda mundial de petróleo.

Europa obtiene el 45 por ciento de su gas natural de Rusia, y la agencia también ha desarrollado un plan de 10 puntos para ayudar a aliviar la escasez esperada allí, incluidas medidas para mejorar la eficiencia energética en hogares e industrias, promover fuentes de calefacción renovables y posponer el retiro de algunos plantas nucleares. Pero enfatizó que “nuestros objetivos para alcanzar nuestros objetivos climáticos no deberían ser una víctima más del Sr. Putin y sus aliados”. Desafortunadamente, Birol dijo: “Veo que abordar el cambio climático se está quedando atrás en la agenda política de muchos gobiernos”.

Pero también ve razones para el optimismo, en términos de la viabilidad de lograr el objetivo de reducción de emisiones globales, acordado por países que representan el 80 por ciento de la economía global, de alcanzar cero emisiones netas de dióxido de carbono para 2050. La AIE ha desarrollado una hoja de ruta para que todo el sector energético llegue allí, que ahora es utilizado por muchos gobiernos como punto de referencia, según Birol.

Además, la tendencia ya es clara, dijo. “Más del 90 por ciento de todas las centrales eléctricas instaladas en el mundo [el año pasado] fueron energías renovables”, principalmente solar y eólica. Y el 10 por ciento de los autos vendidos en todo el mundo el año pasado, y el 20 por ciento en Europa, fueron autos eléctricos. "¡Recuerden que en 2019 fue solo el 2 por ciento!" él dijo. También predijo que “la energía nuclear regresará a muchos países”, tanto en términos de plantas grandes como de reactores modulares pequeños más nuevos.

Birol dijo que "espero que la crisis actual dé a los gobiernos el impulso para abordar las preocupaciones de seguridad energética, para alcanzar nuestros objetivos climáticos y... [para] elegir la dirección correcta en este punto de inflexión tan importante".

El segundo día de la conferencia comenzó con las conferencias magistrales de Gina McCarthy, asesora climática nacional de la Oficina de Política Climática Nacional de la Casa Blanca, y Maria Zuber, vicepresidenta de investigación del MIT. En su discurso, Zuber dijo: “Esta conferencia llega en un momento verdaderamente importante en la historia, un momento que pone de relieve los enormes riesgos creados por nuestro actual sistema de energía basado en combustibles fósiles, riesgos que no podemos seguir aceptando”.

Agregó que “el tiempo no está de nuestro lado”. Para cumplir con los compromisos globales para limitar los impactos climáticos, el mundo necesita reducir las emisiones a la mitad para 2030 y llegar a cero neto para 2050. "En otras palabras, necesitamos transformar todo nuestro sistema energético global en unas pocas décadas", dijo. dicho. Citó el plan de acción climática " Fast Forward " del MIT, emitido el año pasado, que presenta las dos vías que el mundo debe seguir simultáneamente: llegar lo más lejos posible, lo más rápido posible, con las herramientas que existen ahora, al tiempo que innova y invertir en nuevas ideas, tecnologías, prácticas e instituciones que puedan ser necesarias para alcanzar el objetivo de cero emisiones netas.

En la primera vía, dijo, citando un informe de la AIE, "desde aquí hasta 2040, podemos obtener la mayor parte de las reducciones de emisiones que necesitamos con tecnologías que están disponibles actualmente o que están a punto de estar disponibles comercialmente". Estos incluyen la electrificación y el aumento de la eficiencia en los edificios, la industria y el transporte; aumentar la porción de electricidad proveniente de fuentes libres de emisiones; e invertir en nueva infraestructura, como estaciones de carga de vehículos eléctricos.

Pero se necesita más que eso, señaló. Por ejemplo, la cantidad de metano que se escapa a la atmósfera de las operaciones de combustibles fósiles es equivalente a todo el gas natural utilizado en el sector energético de Europa, dijo Zuber. La recuperación y venta de ese metano puede reducir drásticamente las emisiones globales de metano, a menudo a un costo mínimo o nulo.

A más largo plazo, “necesitamos soluciones de vía dos para descarbonizar industrias difíciles como la aviación, el transporte marítimo, los productos químicos, el hormigón y el acero”, y para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera. Describió algunas de las tecnologías prometedoras que están en desarrollo. Fusion, por ejemplo, ha pasado de ser un desafío científico a un problema de ingeniería cuya solución parece estar en camino , dijo.

Otra área importante son los sistemas relacionados con los alimentos, que actualmente representan un tercio de todas las emisiones globales. Por ejemplo, la producción de fertilizantes utiliza un proceso que consume mucha energía, pero el trabajo en plantas diseñadas para fijar nitrógeno directamente podría hacer mella significativa.

Estas y varias otras áreas de investigación avanzada pueden no funcionar, pero algunas sin duda lo harán y ayudarán a frenar el cambio climático, así como a crear nuevos puestos de trabajo y reducir la contaminación.

Aunque los problemas que enfrentamos son complejos, no son insuperables, dijo Zuber. “No necesitamos un milagro. Lo que necesitamos es avanzar por las dos vías que he esbozado con determinación, ingenio y urgencia feroz”.

La promesa y los desafíos del hidrógeno

Otros oradores de la conferencia abordaron algunas de las áreas menos discutidas pero cruciales que también deben abordarse para limitar el calentamiento global a 1,5 grados. El transporte pesado, y la aviación en particular, se han considerado especialmente desafiantes. En su discurso de apertura, Glenn Llewellyn, vicepresidente de aeronaves de cero emisiones de Airbus, describió varios enfoques en los que su compañía está trabajando para desarrollar aviones comerciales alternativos competitivos de rango medio para 2035 que usen baterías o celdas de combustible impulsadas por hidrógeno. Los diseños iniciales demuestran que, contrariamente a algunas proyecciones, existe un camino realista para liberar a esa industria de su actual dependencia de los combustibles fósiles, principalmente el queroseno.

El hidrógeno tiene un potencial real como combustible de aviación, dijo, ya sea directamente para su uso en celdas de combustible para energía o quemado directamente para propulsión, o indirectamente como materia prima para combustibles sintéticos. Ambos están siendo estudiados por la compañía, dijo, incluido un modelo híbrido que utiliza celdas de combustible de hidrógeno y motores a reacción alimentados con hidrógeno. La compañía proyecta un rango de 2,000 millas náuticas para un avión que transporta de 200 a 300 pasajeros, dijo, todo sin emisiones directas y sin estelas.

Pero esta visión no será práctica, dijo Llewellyn, a menos que las economías de escala ayuden a reducir significativamente el costo de la producción de hidrógeno. “El hidrógeno está en el centro de la descarbonización de la aviación”, dijo. Pero ese tipo de reducción de precios parece bastante factible, dijo, dado que otras industrias importantes también están considerando seriamente el uso de hidrógeno para sus propios planes de descarbonización, incluida la producción de acero y cemento.

Dichos usos fueron el tema de un panel de discusión titulado "Despliegue de la economía del hidrógeno". La tecnología de producción de hidrógeno existe, pero no en la escala que se necesita, que es de alrededor de 500 millones de toneladas al año, señaló el moderador Dharik Mallapragada de la Iniciativa de Energía del MIT.

Sin embargo, en algunas aplicaciones, el uso de hidrógeno reduce las emisiones y es económicamente competitivo. Preeti Pande de Plug Power dijo que su empresa, que produce pilas de combustible de hidrógeno, ha encontrado un mercado importante en un lugar inesperado: los montacargas, que se utilizan en almacenes y fábricas de todo el mundo. Resulta que reemplazar las versiones actuales que funcionan con baterías por versiones con celdas de combustible es beneficioso para las empresas que las usan, ya que ahorran dinero y ayudan a alcanzar los objetivos de descarbonización.

Lindsay Ashby de Avangrid Renewables dijo que la compañía ha instalado autobuses de celdas de combustible en Barcelona que funcionan completamente con hidrógeno generado por paneles solares. La compañía también está construyendo una instalación solar de 100 megavatios para producir hidrógeno para la producción de fertilizantes, otra industria importante que necesita descarbonización debido a su gran huella de emisiones. Y Brett Perleman del Centro para el Futuro de Houston dijo de su ciudad que “hoy ya somos un centro de hidrógeno, pero no hidrógeno verde” ya que el gas se produce actualmente principalmente como un subproducto de los combustibles fósiles. Pero eso está cambiando rápidamente, dijo, y Houston, junto con varias otras ciudades, pretende ser un centro de actividad para el hidrógeno producido a partir de fuentes renovables que no emiten carbono. Su objetivo es producir 1.000 toneladas por día para 2028, “y creo que terminaremos superando eso,

Para las industrias que pueden cambiar a electricidad generada de forma renovable, esa suele ser la mejor opción, dijo Perleman. “Pero para aquellos que no pueden, el hidrógeno es una gran opción”, y eso incluye la aviación, el transporte marítimo y el ferrocarril. “Todas las grandes compañías petroleras tienen planes” para desarrollar la producción de hidrógeno limpio, dijo. “No es solo un sueño, sino una realidad”.

Para el transporte marítimo, que tiende a depender del combustible búnker, un combustible fósil particularmente alto en emisiones, otra opción potencial podría ser una nueva generación de pequeñas plantas nucleares, dijo Jeff Navin de Terrapower, una compañía que actualmente desarrolla tales unidades. “Encontrar reemplazos para el carbón, el petróleo o el gas natural para fines industriales es muy difícil”, dijo, pero a menudo lo que estos procesos requieren es calor alto y constante, que la energía nuclear puede generar, siempre que se puedan resolver los problemas regulatorios y de costos.  

El profesor de ingeniería nuclear del MIT, Jacopo Buongiorno, señaló que las principales razones de los retrasos y los sobrecostos en las plantas nucleares tienen que ver con problemas en el sitio de construcción, muchos de los cuales podrían aliviarse con plantas modulares más pequeñas construidas en fábrica, o con la construcción de múltiples unidades a la vez de un diseño estandarizado. Si el gobierno se hiciera cargo de la eliminación de desechos nucleares, como lo han hecho otros países, entonces la energía nuclear podría desempeñar un papel importante en la descarbonización de muchas industrias, dijo.

Startups dirigidas por estudiantes

La conferencia de dos días concluyó con la ronda final del Premio anual de Clima y Energía del MIT, que consiste en que los cinco equipos finalistas presentaron breves propuestas para sus ideas de empresas emergentes, seguidas de preguntas del panel de jueces. Los finalistas de este año incluyeron un equipo llamado Muket, dedicado a encontrar formas de reducir las emisiones de metano del ganado y las granjas lecheras. Los aditivos alimentarios u otras medidas podrían reducir las emisiones en un 50 por ciento, estima el equipo.

Un equipo llamado Ivu Biologics describió un sistema para incorporar microbios fijadores de nitrógeno en los recubrimientos de las semillas, reduciendo así la necesidad de agregar fertilizantes, cuya producción es una importante fuente de gases de efecto invernadero. La empresa está haciendo uso de la tecnología de recubrimiento de semillas desarrollada en el MIT en los últimos años. Otro equipo, llamado Mesophase, también basado en tecnología desarrollada por el MIT, tiene como objetivo reemplazar los condensadores utilizados en las centrales eléctricas y otros sistemas industriales con versiones mucho más eficientes, aumentando así la producción de energía de una determinada cantidad de combustible u otra fuente de calor.

Un equipo llamado TerraTrade tiene como objetivo facilitar la adopción de acuerdos de compra de energía por parte de empresas, instituciones y gobiernos, actuando como una especie de intermediario para crear y administrar dichos acuerdos, facilitando que incluso las entidades más pequeñas participen en estos planes, lo que ayuda para permitir el rápido desarrollo de la producción de energía libre de combustibles fósiles renovables.

El gran premio de $100,000 fue otorgado a un equipo llamado Ultropia, que está desarrollando una lavadora y secadora de ropa combinada que utiliza ultrasonido en lugar de agua para su limpieza. El sistema utiliza una pequeña cantidad de agua, pero se puede reciclar, lo que la hace utilizable incluso en áreas donde la disponibilidad de agua es limitada. Los dispositivos podrían tener un gran impacto en los aproximadamente 6 mil millones de personas en el mundo de hoy que todavía se limitan a lavar la ropa a mano, dice el equipo, y debido a que las máquinas serían tan eficientes, requerirían muy poca energía para funcionar. mejora significativa con respecto a la adopción más amplia de lavadoras y secadoras convencionales.

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