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2022-12-04Un viento saludable

MIT |Los beneficios para la salud del uso de energía eólica en lugar de combustibles fósiles podrían cuadriplicarse si se seleccionan las plantas de energía más contaminantes para reducir la actividad, según un nuevo estudio.

Casi el 10 por ciento de la electricidad actual en los Estados Unidos proviene de la energía eólica. La fuente de energía renovable beneficia el clima, la calidad del aire y la salud pública al desplazar las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes del aire que, de otro modo, producirían las centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles.

Un nuevo estudio del MIT encuentra que los beneficios para la salud asociados con la energía eólica podrían más que cuadruplicarse si los operadores priorizaran reducir la producción de las plantas de energía basadas en combustibles fósiles más contaminantes cuando la energía del viento esté disponible.

En el estudio, publicado hoy en Science Advances , los investigadores analizaron la actividad por hora de las turbinas eólicas, así como las emisiones reportadas de cada planta de energía basada en combustibles fósiles en el país, entre los años 2011 y 2017. Rastrearon las emisiones en todo el país y asignó los contaminantes a las poblaciones demográficas afectadas. Luego calcularon la calidad del aire regional y los costos de salud asociados para cada comunidad.

Los investigadores encontraron que en 2014, la energía eólica asociada con políticas estatales mejoró la calidad del aire en general, lo que resultó en $2 mil millones en beneficios para la salud en todo el país. Sin embargo, solo aproximadamente el 30 por ciento de estos beneficios para la salud llegaron a las comunidades desfavorecidas.

El equipo descubrió además que si la industria de la electricidad redujera la producción de las plantas de energía basadas en combustibles fósiles más contaminantes, en lugar de las plantas que más ahorran costos, en tiempos de energía eólica, los beneficios generales para la salud podrían cuadruplicarse a $ 8.4 mil millones en todo el país. Sin embargo, los resultados tendrían un desglose demográfico similar.

“Descubrimos que priorizar la salud es una excelente manera de maximizar los beneficios de manera generalizada en los EE. UU., lo cual es algo muy positivo. Pero sugiere que no abordará las disparidades”, dice la coautora del estudio Noelle Selin, profesora del Instituto de Datos, Sistemas y Sociedad y del Departamento de Ciencias Planetarias, Atmosféricas y de la Tierra del MIT. “Para abordar las disparidades en la contaminación del aire, no se puede enfocar simplemente en el sector de la electricidad o las energías renovables y contar con los beneficios generales de la contaminación del aire para abordar estas disparidades raciales y étnicas reales y persistentes. Deberá observar otras fuentes de contaminación del aire, así como los factores sistémicos subyacentes que determinan dónde se ubican las plantas y dónde vive la gente”.

Los coautores de Selin son el autor principal y exestudiante graduado del MIT Minghao Qiu PhD ´21, ahora en la Universidad de Stanford, y Corwin Zigler en la Universidad de Texas en Austin.

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En su nuevo estudio, el equipo buscó patrones entre los períodos de generación de energía eólica y la actividad de las centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles, para ver cómo los mercados eléctricos regionales ajustaban la producción de las centrales eléctricas en respuesta a la afluencia de energía renovable.

“Uno de los desafíos técnicos, y la contribución de este trabajo, es tratar de identificar cuáles son las centrales eléctricas que responden a esta creciente energía eólica”, señala Qiu.

Para hacerlo, los investigadores compararon dos conjuntos de datos históricos del período entre 2011 y 2017: un registro hora por hora de la producción de energía de las turbinas eólicas en todo el país y un registro detallado de las mediciones de emisiones de cada energía basada en combustibles fósiles. planta en los EE. UU. Los conjuntos de datos cubrían cada uno de los siete principales mercados regionales de electricidad, y cada mercado proporcionaba energía a uno o varios estados.

“California y Nueva York son cada uno su propio mercado, mientras que el mercado de Nueva Inglaterra cubre alrededor de siete estados y el Medio Oeste cubre más”, explica Qiu. “También cubrimos alrededor del 95 por ciento de toda la energía eólica en los EE. UU.”

En general, observaron que, en tiempos en que la energía eólica estaba disponible, los mercados se ajustaban esencialmente reduciendo la producción de energía de las centrales eléctricas de gas natural y carbón subbituminoso. Señalaron que las plantas que fueron rechazadas probablemente se eligieron por razones de ahorro de costos, ya que ciertas plantas fueron menos costosas de rechazar que otras.

Luego, el equipo utilizó un modelo de química atmosférica sofisticado para simular los patrones de viento y el transporte químico de las emisiones en todo el país, y determinó dónde y en qué concentraciones las emisiones generaron partículas finas y ozono, dos contaminantes que se sabe que dañan la calidad del aire y la salud humana. . Finalmente, los investigadores mapearon las poblaciones demográficas generales de todo el país, según los datos del censo de EE. UU., y aplicaron un enfoque epidemiológico estándar para calcular el costo de salud de una población como resultado de su exposición a la contaminación.

Este análisis reveló que, en el año 2014, un enfoque general de ahorro de costos para desplazar la energía basada en combustibles fósiles en tiempos de energía eólica resultó en $2 mil millones en beneficios para la salud, o ahorros, en todo el país. Una porción más pequeña de estos beneficios se destinó a poblaciones desfavorecidas, como comunidades de color y comunidades de bajos ingresos, aunque esta disparidad varió según el estado.

“Es una historia más compleja de lo que pensábamos inicialmente”, dice Qiu. “Ciertos grupos de población están expuestos a un mayor nivel de contaminación del aire, y esos serían personas de bajos ingresos y grupos de minorías raciales. Lo que vemos es que el desarrollo de la energía eólica podría reducir esta brecha en ciertos estados, pero aumentarla aún más en otros estados, dependiendo de qué plantas de combustibles fósiles se desplacen”.

Ajustando el poder

Luego, los investigadores examinaron cómo cambiaría el patrón de emisiones y los beneficios para la salud asociados si priorizaran rechazar diferentes plantas basadas en combustibles fósiles en tiempos de energía eólica. Ajustaron los datos de emisiones para reflejar varios escenarios alternativos: uno en el que las plantas de energía más contaminantes y dañinas para la salud se rechazan primero; y otros dos escenarios en los que las plantas que producen la mayor cantidad de dióxido de azufre y dióxido de carbono, respectivamente, son las primeras en reducir su producción.

Descubrieron que, si bien cada escenario aumentaba los beneficios para la salud en general, y el primer escenario en particular podía cuadruplicar los beneficios para la salud, la disparidad original persistía: las comunidades de color y las comunidades de bajos ingresos aún experimentaban menores beneficios para la salud que las comunidades más acomodadas.

“Llegamos al final del camino y dijimos que no hay forma de que podamos abordar esta disparidad siendo más inteligentes al decidir qué plantas desplazar”, dice Selin.

Sin embargo, el estudio puede ayudar a identificar formas de mejorar la salud de la población en general, dice Julian Marshall, profesor de ingeniería ambiental en la Universidad de Washington.

“La información detallada proporcionada por los escenarios en este documento puede ofrecer una hoja de ruta a los operadores de redes eléctricas y a los reguladores estatales de la calidad del aire con respecto a qué plantas de energía son altamente dañinas para la salud humana y también es probable que reduzcan notablemente las emisiones si la electricidad generada por el viento. aumenta”, dice Marshall, que no participó en el estudio.

“Una de las cosas que me hace sentir optimista acerca de esta área es que se presta mucha más atención a los problemas de equidad y justicia ambiental”, concluye Selin. “Nuestro papel es descubrir las estrategias que tienen el mayor impacto para abordar esos desafíos”.

Este trabajo fue apoyado, en parte, por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y por los Institutos Nacionales de Salud.

MIT
Autor
MIT

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