Por qué y cómo medir la electrificación
¿Qué proporción de nuestra electricidad procede de fuentes de energía bajas en carbono? Esta pregunta fundamental es la razón por la que se creó este sitio web. Generar electricidad sin combustibles fósiles es necesario para combatir el cambio climático y también permitiría mejorar la calidad del aire. Sin embargo, aunque avanzar en este indicador es necesario, no basta: centrarse demasiado en el indicador de electricidad limpia puede ser un problema.
Para entender por qué, veamos dos países que ya han descarbonizado la mayor parte de su electricidad: Brasil (92%) y Suecia (95%). Si nos guiamos por el indicador de electricidad baja en carbono, parece que estos dos países casi han terminado su tarea. ¿Es así?
No. Aunque su electricidad está casi libre de combustibles fósiles, siguen consumiendo carbón, petróleo y gas fuera del sector eléctrico. En todo el mundo, casi todo el petróleo, dos tercios del gas natural y un tercio del carbón se utilizan para fines distintos de la generación de electricidad. En otras palabras, incluso si toda la electricidad mundial fuera baja en carbono, el consumo de petróleo apenas cambiaría, el de gas natural solo se reduciría en un tercio y seguiría consumiéndose un tercio del carbón, el combustible fósil que más gases de efecto invernadero emite.
La buena noticia es que gran parte de estos otros usos de la energía pueden electrificarse. Los vehículos con motor de combustión interna pueden sustituirse por coches eléctricos, las calderas de gas pueden reemplazarse por bombas de calor y ya se está trabajando para sustituir el carbón utilizado en la producción de acero y cemento.
El indicador de electricidad baja en carbono no refleja los avances en estos sectores. Necesitamos un nuevo indicador que mida hasta qué punto el uso de energía en todos los sectores se ha trasladado a la electricidad. El indicador de electricidad baja en carbono mide el progreso dentro del sector eléctrico, pero ¿qué peso tiene este sector en las emisiones totales? Si un país tiene una red eléctrica limpia, pero esta solo abastece a una pequeña parte de la economía, el impacto de esa descarbonización es limitado. Más concretamente, el impacto sobre las emisiones viene determinado por el indicador del que trata este artículo: la electrificación. Una forma de entenderlo es la siguiente:
Descarbonización total = Electricidad baja en carbono (%) × Electrificación (%).
Esta fórmula es simplificada, por supuesto. No tiene en cuenta los factores de emisión exactos de cada fuente de energía y da a entender que todas las fuentes de energía no eléctricas son fósiles, lo cual es cierto en su mayoría, pero no siempre: los biocombustibles y la energía geotérmica son excepciones importantes en algunas regiones. Aun así, pese a su sencillez, creo que esta fórmula resulta útil y supone una mejora considerable frente al uso exclusivo del indicador de electricidad baja en carbono.
Entonces, ¿cómo medimos la electrificación? La respuesta intuitiva podría ser:
Electrificación = Electricidad / Energía total
El problema de este enfoque es que resulta muy difícil de calcular. Esto se debe a que la electricidad y la «energía total» se miden de maneras distintas. La electricidad es relativamente sencilla: es la energía eléctrica generada por las centrales. Durante su transporte se producen algunas pérdidas, pero son relativamente pequeñas. La energía total, en cambio, es mucho más compleja. La medida más habitual se denomina energía primaria y mide el contenido energético de los combustibles fósiles antes de quemarlos. Las pérdidas de energía durante la combustión del carbón, el gas y el petróleo son importantes: en la mayoría de los casos, más de la mitad de ese contenido energético se pierde en forma de calor. Comparar directamente la electricidad con la energía primaria resulta engañoso, porque sugiere que una unidad de energía primaria debe sustituirse por una unidad de electricidad.
Existe una alternativa denominada método de sustitución, que calcula el equivalente en energía primaria de la electricidad a partir de estimaciones de las pérdidas medias de energía. Aplicar el método de sustitución a la electricidad y compararla después con la energía primaria es una forma de estimar la electrificación. Utilizar promedios funciona a escala mundial: en 2018, la electrificación mundial era del 39,8% según los datos de la AIE, o del 41,2% según el Energy Institute. Sin embargo, aplicar cifras medias de pérdidas energéticas a países concretos introduce mucho ruido en los resultados. Como ejemplo extremo, este método indicaría que la electrificación de Noruega en 2018 era del 105%, utilizando los datos de la AIE.
Podríamos intentar estimar las pérdidas de conversión de energía primaria de cada país, quizá a partir de su combinación específica de fuentes de energía: el gas natural, por ejemplo, puede quemarse con una eficiencia considerablemente mayor que el carbón. Sin embargo, las cifras de electrificación obtenidas con este enfoque podrían acabar diciendo más sobre las estimaciones y los supuestos del método de cálculo que sobre las tendencias reales. A esta imprecisión se suma el hecho de que las distintas fuentes de datos sobre energía primaria a veces ofrecen cifras muy diferentes. Por ejemplo, si utilizamos los datos del Energy Institute, la electrificación de Suiza en 2019 era del 53%; si utilizamos los de la AIE, era del 64%. ¿Cuál es la cifra correcta?
Proponemos un método alternativo. En lugar de utilizar cifras de energía primaria, usamos datos de emisiones de gases de efecto invernadero del conjunto del sector energético y los comparamos con las emisiones del sector eléctrico. Este método se centra en el impacto ambiental real de la electrificación. Dado que queremos saber qué efecto tiene la electricidad sobre las emisiones totales, tiene sentido partir de los datos de emisiones.
Las emisiones de la generación eléctrica dependen de la fuente de energía. Según los datos del IPCC, la energía eólica y la nuclear presentan las emisiones más bajas, de unos 12 gCO2eq/kWh. En cambio, las emisiones del carbón son casi 70 veces mayores. Si comparamos directamente las emisiones reales de la electricidad con las del conjunto del sector energético, la proporción resultante mediría tanto la descarbonización de la electricidad como la electrificación. Queremos aislar el efecto de la electrificación. Para ello, primero debemos eliminar el efecto de la descarbonización.
Simulamos un escenario en el que toda la electricidad se genera con combustibles fósiles, lo que nos permite homogeneizar la medición entre distintos niveles de descarbonización. Así podemos medir la electricidad de manera uniforme, independientemente de los avances en descarbonización. La fórmula básica que utilizamos es:
Electrificación = Emisiones de la electricidad de origen fósil / (Emisiones de la electricidad de origen fósil + Emisiones de los usos energéticos no eléctricos)
Una forma de entender este indicador es que, si la electrificación es del 100%, entonces el 100% de las emisiones relacionadas con la energía depende de cómo se genere la electricidad. En cambio, si la electrificación es de solo el 20%, descarbonizar la red eléctrica por sí sola únicamente puede influir en el 20% de las emisiones totales del sector energético.
Para los datos de emisiones del sector energético, utilizamos las siguientes fuentes: AIE, ClimateWatch, PIK, CMNUCC y el Energy Institute. En algunos casos, las distintas fuentes ofrecen cifras muy diferentes. Aplicamos un filtro para incluir únicamente las cifras confirmadas por varias fuentes, con una diferencia inferior al 3%.
Principales conclusiones
Volvamos a los dos ejemplos anteriores. Nuestros cálculos sitúan la electrificación de Brasil en el 52%. Suecia obtiene un resultado mejor, del 81%. Ambos países superan la media mundial (48%) y ambos tienen todavía trabajo por hacer. Este indicador nos permite hacernos una idea de cuánto queda por avanzar.
¿Qué países tienen las tasas de electrificación más altas? Los diez primeros son:
| Islandia | 91.3% |
| Bután | 90.0% |
| Paraguay | 81.7% |
| Suecia | 81.2% |
| Laos | 79.4% |
| Noruega | 75.9% |
| Tayikistán | 69.8% |
| Montenegro | 68.7% |
| Malta | 66.5% |
| Zambia | 65.9% |
Según nuestros cálculos, Islandia es el país más electrificado del mundo. También tiene, con gran diferencia, la mayor generación de electricidad por habitante. Su pequeña población, la abundancia de recursos hidroeléctricos y el enorme peso de su industria del aluminio hacen de Islandia un caso excepcional.
Quizá resulte más sorprendente que Bután ocupe el segundo puesto. Esto se debe en parte a que su generación de electricidad, íntegramente hidroeléctrica, supera su demanda interna: en 2014, el año más reciente con datos de emisiones coherentes entre sí, se exportó el 70% de la electricidad. Desde el punto de vista de la producción, el 90% del sector energético de Bután está electrificado, pero desde el punto de vista del consumo, excluidas las exportaciones netas, la cifra sería mucho menor.
Al seguir bajando por la lista, vemos que ser un exportador neto importante de electricidad es una característica común de muchos de los países mejor situados. Paraguay exporta el 60% de su electricidad; Suecia, el 15%; Laos, el 78%; Noruega, el 8%; Tayikistán, el 8%; Montenegro, el 5%; y Zambia, el 7%. Todos estos países registrarían cifras de electrificación más bajas si excluyéramos las exportaciones netas. Por otro lado, parece justo que ocupen puestos destacados: el grado de descarbonización de sus redes eléctricas afecta no solo a sus propias emisiones, sino también a las de los países vecinos.
Alta electrificación, baja descarbonización
Si un país ha alcanzado un alto grado de electrificación, pero la mayor parte de su electricidad sigue siendo de origen fósil, limpiar su red eléctrica tendrá un impacto excepcionalmente grande sobre sus emisiones totales. Hay varios casos que encajan en esta situación:
| Electrificación | Electricidad baja en carbono | |
| Malta | 66.50% | 11.50% |
| Israel | 64.40% | 6.80% |
| República de China (Taiwán) | 65.00% | 16.90% |
| Hong Kong | 66.00% | 0 |
| Macedonia del Norte | 59.50% | 18.00% |
| Singapur | 57.30% | 1.60% |
Estas regiones no suelen destacar en el ámbito de la energía limpia, y con razón. Sin embargo, dado su alto grado de electrificación, cuando limpien sus redes eléctricas tendrán el potencial de convertirse rápidamente en líderes de la descarbonización.
Baja electrificación, alta descarbonización
En el extremo opuesto hay países con redes eléctricas muy limpias, pero cuyo bajo grado de electrificación hace que el impacto sobre las emisiones totales sea limitado:
| Electrificación | Electricidad baja en carbono | |
| Etiopía | 25.40% | 99.90% |
| Congo - Kinsasa | 29.00% | 98.00% |
| Eslovaquia | 40.10% | 85.20% |
| Kenia | 27.70% | 85.10% |
| Corea del Norte | 29.40% | 83.20% |
| Venezuela | 32.70% | 80.90% |
Todos estos países cuentan con algunas de las redes eléctricas más limpias del mundo, pero la electricidad representa una proporción relativamente pequeña de las emisiones totales. El principal reto de cara al futuro es trasladar más usos de la energía a la electricidad y ampliar la generación eléctrica baja en carbono para satisfacer esa demanda adicional.
¿Quién está mejorando?
Quizá el uso más interesante de estos datos sea determinar qué países están avanzando más. Si observamos los cambios entre los años 2000 y 2020, los aumentos más importantes se produjeron en:
| Camboya | 11.3 | ⮕ | 40.3 % |
| Honduras | 37.5 | ⮕ | 61 % |
| Islandia | 71.6 | ⮕ | 93 % |
| República Popular China | 30.4 | ⮕ | 51.3 % |
| Ruanda | 5.7 | ⮕ | 23.7 % |
| Eritrea | 17.9 | ⮕ | 35.4 % |
| Chipre | 34.4 | ⮕ | 50.2 % |
| Suiza | 43.5 | ⮕ | 59.2 % |
| Malasia | 27.5 | ⮕ | 43.2 % |
| Ecuador | 26.5 | ⮕ | 41.9 % |
La República Popular China destaca en esta lista por el tamaño de su economía y su peso en las emisiones totales mundiales. Durante el mismo período, la proporción de electricidad baja en carbono del país aumentó del 17,9% al 32,8%. Aunque este avance es muy importante, puede decirse que el progreso en electrificación ha sido igual de significativo. Creemos que la electrificación debería recibir más atención y esperamos que el indicador que proponemos y estos datos constituyan una aportación útil.
