#137 De 51 🔥 a 0 🌳

Evitando la catásfrofe climática

Hola, soy @samuelgil, Partner en JME Ventures. 

Bienvenido a mi newsletter semanal, un lugar donde nos reunimos aquellos que creemos que la tecnología transforma juegos de suma cero en juegos de Suma Positiva.

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La semana pasada entendimos la historia de la humanidad como una secuencia de transiciones a fuentes energéticas cada vez mejores que nos han permitido vivir mejor y mejor. La última de estas transiciones comenzó hacia el año 1850 cuando empezamos a quemar carbón, introduciendo el petróleo y el gas algunas décadas más tarde.

Setenta años más tarde no somos conscientes de cuán dependientes nos hemos vuelto de los combustibles fósiles, esas fuentes de energía que por ser extraordinariamente densas, disponibles y baratas están a día de hoy presentes directa o indirectamente en prácticamente todas las actividades de nuestra vida.

Todo bien hasta aquí excepto por un pequeño problema (o dos si consideramos que en algún momento las reservas de estos combustibles se agotarán, aunque este problema es menos acuciante):

Que la combustión de estas formas de carbono fosilizado y su empleo en diferentes procesos agrícolas e industriales genera unas emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera a un ritmo muy superior al que el planeta las es capaz de absorber, provocando su calentamiento, lo que a su vez puede traducirse en una cadena de consecuencias nefastas para nosotros que debemos a toda costa tratar de evitar.

El reto al que nos enfrentamos es que, a diferencia de lo que hemos hecho a lo largo de la historia, nos vemos por primera vez forzados a transicionar a otras fuentes de energía que son en muchos casos menos económicas que las anteriores, lo que, si bien es un lujo en cualquier sitio, lo es especialmente en los países emergentes, que, por si fuera poco, son los que más crecerán en población y en consumo energético per cápita en los próximos años.

Y además tenemos que hacerlo muy deprisa (en menos de 30 años) y a una escala sin precedentes.

¿Qué podemos y debemos hacer?

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Esta edición de Suma Positiva ha sido patrocinada por:

Hola, mi nombre es David Acosta y soy el CEO de INNN. Somos una consultora independiente de creatividad digital. Básicamente, llevamos casi 15 años ayudando a empresas a crecer gracias a sus ideas. Y, claro, en estos años nos ha dado tiempo a reflexionar bastante sobre la relación entre creación, creatividad, diseño e innovación.

Muchos conoceréis al psicólogo Mihaly Csikszentmihalyi, famoso por sus estudios sobre motivación, atención y flujo (flow), que han sido aplicados en disciplinas como productividad, formación, game design... y creatividad. Y precisamente sobre creatividad tiene frase que nos encanta:

“La creatividad está en cualquier acto, idea o producto que cambia un dominio existente o lo transforma en uno nuevo”.

Os cuento esto porque en INNN estamos precisamente aplicando la creatividad a nuestro propio negocio como creativos. Queremos transformar el dominio actual vinculado a “las agencias de publicidad”. 

¿Esto qué significa? Estamos desarrollando un nuevo modelo de consultora / agencia de creatividad cuyo primer PMV lanzaremos en unos meses. Y queremos realizar un pre-test inicial. Como nos encanta Suma Positiva, estamos convencidos de que el feedback de sus lectores puede ser oro para nosotros. ¿Puedes ayudarnos con este pre-test? Entra aquí. ¡Gracias de antemano!

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De 51 🔥 a 0 🌳

Dice Bill Gates al comienzo de How To Avoid a Climate Disaster (gracias Arturo por regalármelo) que 51 y 0 son los dos únicos números que tenemos que recordar a la hora de hablar de cambio climático.

51 son los miles de millones de toneladas de gases de efecto invernadero que emitimos aproximadamente cada año actualmente y 0 son las que deberíamos emitir.

¿Cuál es el gran problema?

Que prácticamente TODO lo que hacemos genera emisiones.

Y, de no hacer nada, la cosa no va a ir a mejor, sino todo lo contrario:

Se estima que en 2100 la población de la Tierra alcanzará los diez mil millones de personas (desde los ocho mil millones actuales) y además habrá cada vez más gente rica en los países emergentes que querrá y se podrá permitir un estilo de vida cada vez más parecido—y por tanto más intensivo en el uso de energía—al que gozamos en los países occidentales. Y, como es lógico, ambas cosas deberían ser motivo de celebración, no algo a evitar.

Si preguntas a alguien por la calle cuáles son las actividades más contaminantes que realizamos, probablemente te dirá que la generación de electricidad y el transporte. Sin embargo, como veremos a continuación, ninguna de estas actividades es la principal responsable de las emisiones de gases de efecto invernadero. Estos son los principales responsables:

• Industria y construcción (cemento, acero, plástico): 31%

• Generación de electricidad: 27%

• Agricultura y ganadería: 19%

• Transporte: 16%

• Climatización y refrigeración: 7%

Es decir, cada vez que usamos algo, enchufamos algo, comemos algo, desplazamos algo o lo protegemos del calor o el frío estamos emitiendo dióxido de carbono (y otros gases de efecto invernadero) a la atmósfera.

Reduciendo cualquiera de estas actividades reduciríamos las emisiones de CO2 a la atmósfera, pero eso, además de que nos haría vivir peor, no sería suficiente para llegar a 0.

Y la realidad es que no queremos hacer menos de estas actividades ligadas al bienestar, sino más, mucho más. Más por persona y para más personas.

Nada de esto tendría nada de malo si pudiéramos encontrar una alternativa que no genere emisiones y la desplegásemos a escala.

Y eso es precisamente lo que exploraremos más adelante, sector por sector.

Pero antes de ello, introduciremos un par de herramientas mentales que nos servirán para juzgar una tecnología de descarbonización y tomar decisiones.

¿Es significativa?

En otras palabras, ¿cuántas de las 51 mil millones de toneladas emitidas al año nos permite reducir?

Por ejemplo, Bill Gates sólo financia tecnologías que nos permitan reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en al menos un 1% (i.e. 500 millones de toneladas al año).

¿Cuánto cuesta?

Llevamos más de 150 años invirtiendo en desarrollar y desplegar tecnología e infraestructura para extraer, transportar y utilizar combustibles fósiles a gran escala. Eso unido a que su precio no internaliza los problemas medioambientales que generan (por no hablar de que a veces están incluso subvencionados por los gobiernos), hace que sean—salvando circunstancias anómalas como las actuales—muy muy baratos. Tanto es así que en los EE.UU. un litro de gasolina es más barato que un litro de refresco.

Esto pone el listón para las energías alternativas muy alto, pero no nos debe desanimar. En pocos años hemos conseguido que la energía eólica o solar sea competitiva en precio en muchos lugares. Ídem con las calderas eléctricas.

En general, cuando nos planteemos una alternativa ecológica, es imprescindible conocer cuál es el sobrecoste asociado. A este sobrecoste lo llamaremos prima verde.

Por ejemplo, Bill Gates ha elegido utilizar un biocombustible no contaminante para su jet privado. Como el coste del combustible normal es de $2,22/galón y el del combustible ecológico es de $5,35/galón, la prima verde es en este caso de $3,13/galón.

Bill Gates es un billionario híper concienciado con el problema. No parece sensato esperar o exigir que cualquier persona pueda o quiera hacer lo mismo, así que

¿Qué tenemos que hacer?

1. Desplegar a gran escala tan rápido como posible aquellas tecnologías que tengan ya una prima verde pequeña o nula (o incluso negativa, que también las hay). Si no lo estamos haciendo ya a toda máquina es porque en algunos casos el bloqueo no es económico, sino probablemente político o social.

2. Invertir MUCHOS recursos en investigar, desarrollar y comercializar todas aquellas tecnologías cuya prima verde sea aún demasiado alta hasta que la reduzcamos a un nivel aceptable.

3. Rinse and repeat

¿Es tecno-optimismo? Sí, pero no hay alternativa, o las que hay no me gustan.

Lo hemos hecho en el pasado y lo podemos volver a hacer.

Exploremos ahora las peculiaridades de cada sector.

Cómo nos enchufamos (27% emisiones)

La electricidad es un 27% del problema pero es más del 27% de la solución.

Generar electricidad de manera barata, fiable y sin emitir dióxido de carbono es el primer paso a la hora de evitar la catástrofe climática, ya que no sólo nos permitirá descarbonizar el sistema eléctrico (responsable del 27% de las emisiones), sino que nos permitirá electrificar (y por tanto también descarbonizar si hemos hecho los deberes) otros sectores de la economía que utilizan a día de hoy otras fuentes de energía contaminantes. Lo veremos repetidamente cuando hablemos de otros sectores.

Creo que los retos a los que se enfrenta el sector eléctrico son ampliamente conocidos por todos:

• La eólica y la solar son limpias, pero son intermitentes, ocupan mucha superficie y hay que transportarlas desde donde se produce—a menudo en lugares alejados de los grandes centros de consumo—hasta donde se consume.

• La nuclear (de fisión) es limpia, pero los proyectos de construcción son largos y costosos y hay una cierta oposición social y política por la gestión de los residuos y por temas de seguridad (ya sean errores humanos o que el uranio que emplean como combustible puede utilizarse también para fabricar bombas atómicas).

Generación limpia

Para 2050, sin considerar que habrá más personas en el planeta y que consumirán más energía, con la electrificación de otros sectores de la economía para su descarbonización, necesitaremos 3x la electricidad que necesitamos ahora mismo.

Pero nuestra capacidad de generación—la potencia instalada—tendrá que aumentar mucho más de 3x ya que mucha de esa generación será eólica o solar y no estará disponible siempre que queramos.

Por ejemplo, para descarbonizar el sistema eléctrico estadounidense se necesitarán unos 75 GW de nueva capacidad cada año durante los próximos 30 años. En la última década hemos estado instalando 22 GW al año.

Necesitaremos además hacer grandes inversiones en redes de transporte y distribución de energía para llevar las renovables desde donde se producen hasta donde se consumen.

Nuclear (de fisión): Es difícil prever un futuro sin carbono en el que la nuclear no juegue un papel importante.

Las plantas nucleares son muy eficientes en cuanto a la superficie que requieren y hacen un uso muy eficaz de los materiales (cemento, acero, cristal) empleados en su construcción (algo muy importante debido a que como veremos la producción de estos materiales es muy contaminante).

Los modelos más avanzados (sólo simulados en supercomputadores, no implementados aún) son capaces de usar residuos de otras centrales como combustible, generan menos residuos y podrían construirse bajo tierra haciendo que sea más difícil atacarlas en un acto de guerra o terrorismo.

Nuclear (de fusión): Estamos al menos a una década de conseguir fusionar átomos de hidrógeno para generar energía, tal y como ocurre en el Sol. Y no es descartable que dentro de 10 años volvamos a decir lo mismo.

Algunas de las ventajas de la fusión respecto a la fisión es que el combustible que se utiliza es hidrógeno, abundante y seguro, y además los desechos “sólo” son radiactivos por cientos de años, en lugar de los cientos de miles de años de los desechos de la nuclear convencional.

El principal reto de ingeniería con el que nos enfrentamos es que la energía que debemos aportar para iniciar la reacción es superior a la que obtenemos de la reacción.

Eólica offshore: Poner (y mantener) molinos de viento en el mar es más difícil que en tierra, pero tiene algunas ventajas: el viento sopla más intensamente y más sostenidamente en el tiempo y, además, como hay muchas ciudades cerca de las costas, hay que transportar la energía generada menos distancia.

Almacenando energía

Otra alternativa para combatir la intermitencia es el almacenamiento de energía en momentos de exceso para usarla cuando no podamos generarla.

Baterías de ion de litio. Parece difícil mejorarlas sustancialmente. Podríamos hacer por un factor de 3x, pero no de 50x.

Hidráulica de bombeo. Se trata de bombear agua hacia arriba de un salto de agua cuando hay un exceso de generación renovable para poder turbinarla cuando sea necesario. Interesante pero sólo disponible en muy pocos lugares.

Almacenamiento térmico. Similar pero aprovechando el exceso de energía renovable para calentar un material y poder generar energía bajo demanda con su enfriamiento.

Hidrógeno. Es posible que en algún momento nos encontremos con alguna idea que pueda hacer que todo lo anterior se quede obsoleto. El hidrógeno es una de ellas. Se trata de generar hidrógeno con energía renovable y utilizar ese hidrógeno almacenado para generar energía al hacerlo reaccionar con oxígeno, dejando únicamente agua como producto de desecho. El problema es que generarlo y transportarlo a día de hoy es complicado y caro.

Captura de carbono

Captura puntual. Hoy en día podemos instalar dispositivos en las centrales térmicas para que capturen hasta el 90% del CO2 que emitirían a la atmósfera. Es un proceso complicado y caro.

Captura directa del aire (DAC). Se trata de capturar carbono directamente de la atmósfera. Tiene toda la pinta de que jugará un rol clave en la descarbonización, pero todavía no tenemos la tecnología. Es un reto técnico importante porque la concentración de CO2 en la atmósfera es muy bajo.

Cómo hacemos cosas (31% emisiones)

Materiales como el cemento, el acero, el plástico, el cristal, el papel o el aluminio se han vuelto tan esenciales para la vida moderna como la electricidad. No hace falta más que echar un vistazo a nuestro alrededor.

La realidad es que no vamos a dejar de emplearlos sino todo lo contrario a medida que la población del mundo aumente en tamaño y riqueza. 

El problema es que producir todos estos materiales genera muchas emisiones. 

Acero

El acero se fabrica quitando oxígeno al mineral de hierro y añadiendo un poco de carbono (un 1% aproximadamente, dependiendo de la variedad deseada).

Ambas cosas se consiguen derritiendo el mineral de hierro a temperaturas muy altas (~1700 grados centígrados) en presencia de un tipo de carbón llamado coque. A esas temperaturas el mineral de hierro desprende su oxígeno y el coque el carbono. Así, un poco del carbono se fija al hierro formando el acero que queremos y el resto de oxígeno y carbono se van a la atmósfera en forma de CO2 que no queremos. Un montón de CO2 de hecho. Por cada tonelada de acero se generan 1,8 toneladas de CO2. 

¿Por qué lo hacemos así? Porque es muy barato y no teníamos un incentivo a hacerlo de otra forma.

Cemento

Cada año, en construcción y reparación de carreteras, puentes y edificios, EE.UU. produce 96 millones de toneladas de cemento, uno de los principales ingredientes del hormigón. Eso son unos 300kg por cada habitante y EEUU no es ni de lejos el principal consumidor del mundo. Sólo en los primeros 16 años del siglo XXI China ha usado 6 veces más hormigón que los EEUU en todo el siglo XX. 

Para fabricar cemento se necesita calcio. Y el calcio se obtiene derritiendo piedra caliza en un horno a altas temperaturas. Después de quemar la piedra caliza, obtenemos lo que queremos (calcio) y un montón de lo que no queremos (CO2). Por cada tonelada de cemento producido se emite una tonelada de CO2. 

El principal problema es que no conocemos otra forma de fabricar cemento que no sea a través de la obtención de calcio calentando piedra caliza. 

Plástico

Los plásticos tienen una prensa horrible (merecida) porque están causando daños importantísimos en nuestros océanos. Pero no tienen demasiada culpa en el calentamiento climático. A diferencia del acero y el cemento, en cuyos procesos de fabricación el CO2 era un subproducto inevitable, el plástico requiere de hecho carbono para su fabricación. Si se fabricase utilizando energía limpia (algo que no sucede hoy en día) podría convertirse incluso en un sumidero de dióxido de carbono a futuro.

¿Cómo podemos descarbonizar la manufactura?

1. Electrificando todo lo que sea posible

2. Obteniendo electricidad de una red descarbonizada

3. Capturando el dióxido de carbono que no podamos evitar emitir (si no encontramos procesos industriales alternativos, lo cual no parece fácil)

4. Utilizando los materiales de forma más eficiente

Cómo hacemos crecer cosas (19% emisiones)

En el caso de la agricultura y la ganadería, los gases culpables de causar calentamiento global no son dióxido de carbono, sino que son el metano y el óxido nitroso. Ambos suponen unas 7 mil millones de toneladas de emisiones de CO2 equivalentes al año (aunque estos casos producen un efecto de calentamiento muy superior al del CO2—28x y 265x, respectivamente—permanecen en la atmósfera mucho menos tiempo).

Y, de nuevo, el problema sólo irá a peor a medida que necesitemos alimentar a más gente y esta gente adopte la dieta de la gente más rica. Si asumimos que la productividad no mejorará, necesitaremos para finales de siglo producir un 70% más de la comida que producimos ahora mismo.

Asimismo, algo debemos hacer contra al deforestación.

Ganado

La forma de digerir la comida de los rumiantes (vacas, ovejas, cabras) provoca que estos generen el metano equivalente a dos mil millones de toneladas de CO2 en forma de flatulencias. Sí, lo que vienen siendo pedos y eructos.

Si bien este problema de flatulencias es propio de los rumiantes, todos los animales (especialmente cerdos y vacas) producen otro elemento contaminante: caca.

Como electrificar las vacas y los cerdos no parece una opción viable, tenemos que buscar otro tipo de alternativas. Entre ellas:

• Expandir las especies más productivas y las mejores técnicas de gestión de residuos a todos los lugares del planeta

• Comer menos carne

• Comer carne falsa (basada en vegetales)

• Comer carne real cultivada en laboratorio

• Malgastar menos comida

Fertilizantes

Los fertilizantes son los responsables de haber cambiado el mundo en los años 60 y de generar el equivalente a mil trescientos millones de toneladas de CO2 al año.

Un granjero en África obtiene tan sólo un 20% de la producción que obtiene un granjero en los EE.UU. Buena parte de esa diferencia se explica por el uso de fertilizantes.

Los fertilizantes aportan nutrientes indispensables para las plantas, como el fósforo, el potasio y el más relevante para el cambio climático: nitrógeno.

En condiciones salvajes, las plantas obtienen el nitrógeno del amoniaco que producen ciertos microorganismos que habitan en el suelo. Aportando cantidades mayores de nitrógeno las plantas crecen más, multiplicando la productividad de la tierra. Eso nos ha permitido alimentar a mucha gente más.

A principios de siglo XX dos alemanes descubrieron un proceso químico industrial para fabrican amoniaco a partir de hidrógeno y nitrógeno y con ello nació la industria del fertilizante. Hasta entonces la humanidad sólo había utilizado excrementos y otros productos naturales como forma de incrementar la productividad del suelo.

¿Cómo contamina el fertilizante?

Por un lado, su proceso de fabricación es intensivo en energía y además luego hay que transportarlo al lugar donde se aplica. Esos son problemas importantes pero salvables mediante la electrificación de ambos procesos.

Los problemas más importantes derivados de su uso son dos:

1. Una vez que echas fertilizante al suelo los microorganismos que habitan en él pasan de seguir fabricándolo (similar a lo que les ocurre a los atletas que se dopan con hormonas anabolizantes), pues supone un gasto energético altísimo.

2. Más de la mitad del nitrógeno que se aplica al suelo se queda sin usar y se filtra al subsuelo. Posteriormente se combina con oxígeno y se libera a la atmósfera en forma del nocivo óxido nitroso.

¿Qué podemos hacer?

Como decíamos, podemos usar electricidad limpia para producir y transportar el fertilizante, sin embargo, a diferencia del CO2, no conocemos ninguna forma de capturar el óxido nitroso. Es un área en la que tenemos que mejorar. También se está investigando en especies de plantas modificadas genéticamente que atraigan bacterias capaces de fijar de otra forma el nitrógeno.

Deforestación

Desde la perspectiva del cambio climático, el principal problema de arrancar un árbol es que deja de fijar el (montón de) carbono que hay en el suelo, que se escapa a la atmósfera en forma de CO2.

Lamentablemente, plantar árboles sólo puede contribuir muy marginalmente a contrarrestar las emisiones de CO2. Para que fuese eficaz a la escala que necesitamos, necesitaríamos varias veces la superficie terrestre. Lo mejor que podemos hacer es dejar de arrancarlos.

Cómo movemos cosas (16% emisiones)

El enfoque a adoptar aquí consiste en electrificar todo lo que podamos (coches, camiones ligeros y medios y autobuses) y emplear biocombustibles para el resto (camiones de larga distancia, trenes, aviones y barcos). Una ventaja de los biocombustibles es que funcionan en los motores convencionales, con lo cual no hay que esperar a que estos sean reemplazados por otros. Una desventaja es que son muy caros.

Los vehículos eléctricos puede que sean pronto más baratos que los convencionales pero como decíamos tenemos un largo camino de mejora en los biocombustibles (cuyo cultivo podría además fomentar la desforestación y el encarecimiento de los alimentos).

Cómo calentamos y enfriamos cosas (7% emisiones)

El enfoque es muy similar al del transporte:

1. Electrificar todo lo que podamos, sustituyendo calderas y calentadores de fueloil y gas por eléctricas.

2. Desarrollar biocombustibles para todo lo demás.

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Gracias por leer Suma Positiva.

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