Por qué y cómo medir la electrificación
¿Cuánta de nuestra electricidad proviene de fuentes de energía bajas en carbono? Esta pregunta clave 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 limpiaría nuestro aire). Pero mientras que el progreso medido por esta métrica es necesario, no es suficiente, y enfocarse excesivamente en la métrica 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%). Juzgando por la métrica de electricidad baja en carbono, estos dos países parecen estar casi listos. ¿Lo están?
No. Aunque su electricidad está casi libre de combustibles fósiles, siguen consumiendo carbón, petróleo y gas fuera del sector energético. A nivel mundial, casi todo el petróleo, dos tercios del gas natural y un tercio del carbón se utilizan para fines distintos a la generación de electricidad. En otras palabras, incluso con un 100% de electricidad baja en carbono a nivel mundial, el consumo de petróleo apenas cambiaría, el gas natural se reduciría solo en un tercio y un tercio del carbón – el peor emisor de gases de efecto invernadero de todos los combustibles fósiles – permanecería.
La buena noticia es que gran parte de este uso de energía puede electrificarse. Los vehículos con motor de combustión interna (ICE) pueden ser reemplazados por coches eléctricos, las calderas de gas pueden ser reemplazadas por bombas de calor, y se están haciendo esfuerzos para reemplazar el carbón utilizado para producir acero y cemento.
La métrica de la electricidad baja en carbono no capta el progreso en estos sectores. Necesitamos una nueva métrica: una que mida cómo se ha desplazado extensamente el uso de la energía en todos los sectores hacia la electricidad. La métrica de electricidad baja en carbono mide el progreso dentro del sector energético, ¿pero qué tan significativo es el sector energético en las emisiones totales? Si un país tiene una red limpia, pero esta red solo alimenta una pequeña parte de la economía, el impacto de esta descarbonización es limitado. Para ser más específicos, el impacto en las emisiones está determinado por la métrica sobre la cual trata este artículo: Electrificación. Aquí hay una forma de pensarlo:
Descarbonización total = Electricidad baja en carbono (%) * Electrificación (%).
Esta fórmula es simplista, por supuesto. No toma en cuenta los factores exactos de emisión de cada fuente de energía, y sugiere que todas las fuentes de energía no eléctricas son fósiles (lo cual es mayormente pero no siempre cierto, biocombustibles y energía geotérmica siendo excepciones significativas en algunas regiones). Pero, aunque simplista, creo que esta fórmula es útil y una mejora mayor sobre la única métrica de electricidad baja en carbono.
Entonces, ¿cómo medimos la electrificación? La respuesta intuitiva podría ser:
Electrificación = Electricidad / Energía Total
El problema con este enfoque es que es muy difícil de calcular. Esto se debe a que la electricidad y la “energía total” se miden de diferentes maneras. La electricidad es bastante directa: es la energía generada por las plantas eléctricas. Hay algunas pérdidas de energía durante la transmisión eléctrica, pero estas son relativamente menores. La energía total, por otro lado, es mucho más compleja. La medida más común se llama energía primaria, que mide el contenido energético en los combustibles fósiles antes de que se quemen. Las pérdidas de energía incurridas durante la combustión del carbón, gas y petróleo son mayores: en la mayoría de los casos, más de la mitad de ese contenido energético se pierde en calor. Comparar directamente la electricidad y la energía primaria es engañoso porque sugiere que 1 unidad de energía primaria debe ser reemplazada con 1 unidad de electricidad.
Hay una solución llamada el método de sustitución que estima el equivalente de energía primaria de la electricidad basándose en estimaciones de pérdidas de energía promedio. Aplicar el método de sustitución a la electricidad y luego compararlo con la energía primaria es una forma de estimar la electrificación. Usar promedios está bien a escala global (la electrificación mundial en 2018 fue del 39.8% utilizando cifras de la IEA, o el 41.2% según el EI). Pero aplicar números de pérdida de energía promedio a nivel de país introduce mucho ruido. Por ejemplo, este método afirmaría que la electrificación en Noruega en 2018 fue del 105% (usando cifras de la IEA).
Podríamos tratar de estimar las pérdidas de conversión de energía primaria para cada país, tal vez basándonos en su mezcla específica de energía – el gas natural, por ejemplo, puede quemarse con una eficiencia significativamente mayor que el carbón. Los números de electrificación creados usando este enfoque podrían terminar diciendo más sobre las estimaciones y suposiciones del método de cálculo que sobre las tendencias reales. Agregando a la imprecisión, diferentes fuentes de datos de energía primaria a veces informan números considerablemente diferentes. Por ejemplo, si utilizamos números del Energy Institute, la electrificación en Suiza en 2019 fue del 53%; si usamos los números de la IEA, fue del 64%. ¿Cuál es la verdadera?
Proponemos un método alternativo. En lugar de usar números de energía primaria, utilizamos números de emisiones de gases de efecto invernadero para el sector energético en su totalidad, y comparamos estos con las emisiones del sector eléctrico. Este método se enfoca en el impacto ambiental real de la electrificación. Dado que la pregunta que queremos responder es qué impacto está teniendo la electricidad en las emisiones totales, tiene sentido comenzar con los números de emisiones.
Las emisiones de la generación de electricidad dependen de la fuente de energía. Usando números del IPCC, el viento y la nuclear tienen las emisiones más bajas con alrededor de 12 gCO2eq/kWh. En contraste, las emisiones del carbón son casi 70 veces mayores. Si comparamos directamente las emisiones reales de electricidad con las emisiones de energía, la proporción sería una medida tanto de la descarbonización de la electricidad como de la electrificación. Queremos aislar el impacto de la electrificación. Para hacer eso, primero necesitamos eliminar el impacto de la descarbonización.
Simulamos un escenario donde toda la electricidad se genera con combustibles fósiles, lo que nos permite estandarizar la medición a través de diferentes niveles de descarbonización. Esto nos permite medir la electricidad de una manera uniforme, independientemente del progreso en la descarbonización. La fórmula básica que usamos es:
Electrificación = Emisiones de electricidad fósil / (Emisiones de electricidad fósil + Emisiones de energía no eléctrica)
Una forma de pensar sobre esta métrica es que, si la electrificación es del 100%, entonces el 100% de las emisiones relacionadas con la energía dependen de cómo se genera la electricidad. Por otro lado, si la electrificación es solo del 20%, entonces descarbonizar la red solo puede impactar el 20% de las emisiones totales de energía.
Para los datos de emisiones del sector energético, utilizamos las siguientes fuentes: IEA, ClimateWatch, PIK, UNFCCC y el Energy Institute. En algunos casos, diferentes fuentes informan números ampliamente diferentes. Aplicamos un filtro tal que solo se incluyen los números que son confirmados por múltiples fuentes (con una diferencia de menos del 3%).
Principales Hallazgos
Volvamos a los dos ejemplos anteriores. Nuestros cálculos dan a Brasil un puntaje de electrificación del 52%. Suecia lo hace mejor, con un 81%. Ambos países lo hacen mejor que el promedio global (48%) y ambos tienen más trabajo por hacer. Esta métrica nos da una idea de cuánto más trabajo queda por hacer.
¿Qué países tienen las tasas más altas de electrificación? Los 10 principales 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% |
Islandia es el país más electrificado del mundo, según nuestros cálculos. También tiene la mayor generación de electricidad per cápita por un amplio margen. La pequeña población de Islandia, su gran disponibilidad de energía hidroeléctrica y su significativa industria del aluminio hacen de ella un caso atípico.
Puede ser más sorprendente que Bután ocupe el segundo lugar. Esto se debe en parte a que su generación de electricidad (toda ella a partir de energía hidroeléctrica) es mayor que su demanda doméstica; en 2014 (el año más reciente con datos consistentes de emisiones), el 70% de la electricidad fue exportada. En términos de producción, el 90% del sector energético de Bután está electrificado, pero en términos de consumo (excluyendo las exportaciones netas), el número sería mucho más bajo.
Descendiendo en la lista, resulta que ser un exportador neto significativo de electricidad es una característica común de muchos de los países de mayor rango. 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 números de electrificación más bajos si excluimos las exportaciones netas. Por otro lado, parece justo clasificar a estos países altamente, ya que el grado en que sus redes están descarbonizadas afecta no solo sus propias emisiones sino las emisiones de los países vecinos.
Alta electrificación, baja descarbonización
Si un país ha logrado un alto grado de electrificación, pero la mayor parte de su electricidad sigue siendo fósil, significa que limpiar su red tendrá un impacto excepcionalmente grande en las emisiones totales. Resulta que hay varios contendientes:
| 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 destacarse en el contexto de la energía limpia, y con razón, pero dado su alto grado de electrificación, cuando limpien sus redes, tienen el potencial de convertirse rápidamente en líderes de descarbonización.
Baja electrificación, alta descarbonización
En el otro extremo, hay países que tienen redes de electricidad muy limpias, pero con bajos grados de electrificación, lo que significa que el impacto en las emisiones totales es limitado:
| Electrificación | Electricidad baja en carbono | |
| Etiopía | 25.40% | 99.90% |
| Congo - Kinshasa | 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% |
Estos países tienen algunas de las redes eléctricas más limpias del mundo, pero la electricidad representa una parte relativamente pequeña de las emisiones totales. El principal desafío hacia adelante es cambiar más del uso de energía hacia la electricidad y expandir la generación de electricidad baja en carbono para satisfacer esta mayor demanda.
¿Quién está mejorando?
Quizás el uso más interesante de estos datos es averiguar qué países están mejorando más. Si observamos los cambios entre los años 2000 y 2020, los aumentos más significativos ocurrieron en:
| Camboya | 11.3 | ⮕ | 40.3 % |
| Honduras | 37.5 | ⮕ | 61 % |
| Islandia | 71.6 | ⮕ | 93 % |
| República Popular de 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 de China se destaca en esta lista debido al tamaño de su economía y su importancia en las emisiones totales a nivel mundial. Durante el mismo período de tiempo, la proporción de electricidad baja en carbono en el país aumentó del 17.9% al 32.8%. Si bien es muy significativo, el progreso en términos de electrificación ha sido igualmente significativo. Creemos que la electrificación debe recibir más atención y esperamos que la métrica que proponemos y estos datos puedan ser una contribución útil.
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Clasificación de Electrificación
Cambios en la ElectrificaciónPor qué y cómo medir la electrificación
¿Cuánto de nuestra electricidad proviene de fuentes de energía con bajas emisiones de carbono? Esta pregunta clave es la razón por la cual se creó este sitio web. Generar electricidad sin combustibles fósiles es necesario para combatir el cambio climático (y también limpiaría nuestro aire). Pero aunque el progreso medido por esta métrica es necesario, no es suficiente, y enfocarse excesivamente en la métrica de electricidad limpia puede ser un problema.
Para entender por qué, veamos a dos países que ya han descarbonizado la mayor parte de su electricidad: Brasil (92%) y Suecia (95%). Según la métrica de electricidad baja en carbono, estos dos países parecen casi haber terminado. ¿Es así?
No. Aunque su electricidad está casi libre de combustibles fósiles, siguen consumiendo carbón, petróleo y gas fuera del sector eléctrico. A nivel mundial, casi todo el petróleo, dos tercios del gas natural y un tercio del carbón se utilizan para fines distintos a la generación de electricidad. En otras palabras, incluso con el 100% de electricidad baja en carbono en todo el mundo, el consumo de petróleo apenas cambiaría, el gas natural solo se reduciría en un tercio y un tercio del carbón, el mayor emisor de gases de efecto invernadero de todos los combustibles fósiles, permanecería.
La buena noticia es que gran parte de este consumo de energía puede electrificarse. Los vehículos con motores de combustión interna (MCI) pueden ser reemplazados por autos eléctricos, las calderas de gas pueden ser reemplazadas por bombas de calor y se están realizando esfuerzos para reemplazar el uso de carbón en la producción de acero y cemento.
La métrica de electricidad baja en carbono no captura el progreso en estos sectores. Necesitamos una nueva métrica: una que mida hasta qué punto el uso de energía en todos los sectores se ha trasladado a la electricidad. La métrica de electricidad baja en carbono mide el progreso dentro del sector eléctrico, pero ¿qué tan significativo es el sector eléctrico para todas las emisiones? Si un país tiene una red limpia, pero esta red solo abastece a una pequeña parte de la economía, el impacto de esta descarbonización es limitado. Para ser más específicos, el impacto en las emisiones se determina por la métrica sobre la que trata este artículo: Electrificación. Aquí hay una forma de pensarlo:
Descarbonización Total = Electricidad baja en carbono (%) * Electrificación (%).
Esta fórmula es simplista, por supuesto. No toma en cuenta los factores de emisión exactos de cada fuente de energía, y sugiere que todas las fuentes de energía no eléctricas son fósiles (lo cual es mayormente cierto pero no siempre, siendo los biocombustibles y la energía geotérmica excepciones significativas en algunas regiones). Pero, aunque simplista, creo que esta fórmula es útil y una gran mejora con respecto a la métrica única de electricidad baja en carbono.
Entonces, ¿cómo medimos la electrificación? La respuesta intuitiva podría ser:
Electrificación = Electricidad / Energía Total
El problema con este enfoque es que es muy difícil de calcular. Esto se debe a que la electricidad y la "energía total" se miden de diferentes maneras. La electricidad es bastante directa: es la energía producida por las plantas generadoras. Hay algunas pérdidas de energía durante la transmisión de electricidad, pero estas son relativamente menores. La energía total, por otro lado, es mucho más compleja. La medida más común se llama energía primaria, que mide el contenido energético en los combustibles fósiles antes de ser quemados. Las pérdidas de energía que se producen durante la combustión del carbón, gas y petróleo son importantes; en la mayoría de los casos, más de la mitad de ese contenido energético se pierde como calor. Comparar directamente electricidad y energía primaria es engañoso porque sugiere que 1 unidad de energía primaria necesita ser reemplazada con 1 unidad de electricidad.
Existe una solución llamada el método de sustitución, que estima el equivalente de energía primaria de la electricidad basándose en estimaciones de pérdidas energéticas promedio. Aplicar el método de sustitución a la electricidad y luego compararlo con la energía primaria es una forma de estimar la electrificación. Usar promedios está bien a escala global (la electrificación mundial en 2018 fue del 39.8% según las cifras de la AIE, o 41.2% según el EI). Pero aplicar números de pérdidas energéticas promedio a nivel de país introduce mucho ruido. Por ejemplo, este método indicaría que la electrificación en Noruega en 2018 fue del 105% (usando cifras de la AIE).
Podríamos intentar estimar las pérdidas de conversión de energía primaria para cada país, quizás basándonos en su mezcla energética específica; el gas natural, por ejemplo, puede quemarse con una eficiencia significativamente mayor que el carbón. Sin embargo, las cifras de electrificación creadas utilizando este enfoque pueden terminar diciendo más sobre las estimaciones y suposiciones del método de cálculo que sobre las tendencias reales. Agregando a la imprecisión, las diferentes fuentes de datos de energía primaria a veces informan números muy diferentes. Por ejemplo, si utilizamos las cifras del Energy Institute, la electrificación en Suiza en 2019 fue del 53%; si en cambio usamos las cifras de la AIE, fue del 64%. ¿Cuál es la verdadera?
Proponemos un método alternativo. En lugar de usar cifras de energía primaria, utilizamos cifras de emisiones de gases de efecto invernadero para todo el sector energético y las comparamos con las emisiones del sector eléctrico. Este método se enfoca en el impacto ambiental real de la electrificación. Dado que la pregunta que queremos responder es qué impacto tiene la electricidad en las emisiones totales, tiene sentido comenzar con cifras de emisiones.
Las emisiones de la generación de electricidad dependen de la fuente de energía. Según las cifras del IPCC, la energía eólica y la nuclear tienen las emisiones más bajas, alrededor de 12 gCO2eq/kWh. En contraste, las emisiones del carbón son casi 70 veces más altas. Si comparamos directamente las emisiones reales de la electricidad con las emisiones de la energía, la proporción sería una medida de la descarbonización de la electricidad así como de la electrificación. Queremos aislar el impacto de la electrificación. Para hacerlo, primero debemos eliminar el impacto de la descarbonización.
Simulamos un escenario donde toda la electricidad se genera con combustibles fósiles, permitiéndonos estandarizar la medición a través de diferentes niveles de descarbonización. Esto nos permite medir la electricidad de manera uniforme, sin importar el progreso en la descarbonización. La fórmula básica que usamos es:
Electrificación = Emisiones de Electricidad Fósil / (Emisiones de Electricidad Fósil + Emisiones de Energía No Eléctrica)
Una forma de pensar acerca de esta métrica es que, si la electrificación es del 100%, entonces el 100% de las emisiones relacionadas con la energía dependen de cómo se genera la electricidad. Por otro lado, si la electrificación es solo del 20%, entonces descarbonizar la red solo puede impactar el 20% de las emisiones totales de energía.
Para los datos sobre las emisiones del sector energético, utilizamos las siguientes fuentes: AIE, ClimateWatch, PIK, UNFCCC y el Instituto de Energía. En algunos casos, diferentes fuentes informan números muy diferentes. Aplicamos un filtro de modo que solo se incluyan los números que son confirmados por múltiples fuentes (con una diferencia de menos del 3%).
Principales Hallazgos
Volvamos a los dos ejemplos anteriores. Nuestros cálculos dan a Brasil una puntuación de electrificación del 52%. Suecia lo hace mejor, con un 81%. Ambos países lo hacen mejor que el promedio global (48%) y ambos tienen más trabajo por hacer. Esta métrica nos da una idea de cuánto más trabajo les queda.
¿Qué países tienen las tasas de electrificación más altas? Los 10 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% |
Islandia es el país más electrificado del mundo, según nuestros cálculos. También tiene la mayor generación de electricidad per cápita por un amplio margen. La pequeña población de Islandia, su gran disponibilidad de energía hidroeléctrica y su muy significativa industria del aluminio lo convierten en un caso atípico.
Puede ser más sorprendente que Bután ocupe el segundo lugar. Esto se debe en parte a que su generación de electricidad (toda ella proveniente de energía hidroeléctrica) es mayor que su demanda doméstica; en 2014 (el año más reciente con datos de emisiones consistentes), el 70% de la electricidad fue exportada. En términos de producción, el 90% del sector energético de Bután está electrificado, pero en términos de consumo (excluyendo las exportaciones netas), el número sería mucho menor.
Descendiendo en la lista, resulta que ser un exportador neto significativo de electricidad es una característica común de muchos de los países con las calificaciones más altas. 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 clasificar a estos países en posiciones altas; el grado en que sus redes están descarbonizadas afecta no solo sus propias emisiones sino también las emisiones 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 fósil, significa que limpiar su red tendrá un impacto excepcionalmente grande en las emisiones totales. Resulta que hay varios contendientes:
| 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 destacarse en el contexto de la energía limpia, y con razón, pero dado su alto grado de electrificación, cuando limpien sus redes, podrán convertirse rápidamente en líderes de la descarbonización.
Baja electrificación, alta descarbonización
En el otro extremo, hay países que tienen redes eléctricas muy limpias, pero donde los bajos grados de electrificación significan que el impacto en las emisiones totales es limitado:
| Electrificación | Electricidad baja en carbono | |
| Etiopía | 25.40% | 99.90% |
| Congo - Kinshasa | 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% |
Estos países tienen algunas de las redes eléctricas más limpias del mundo, pero la electricidad representa una parte relativamente pequeña de las emisiones totales. El principal desafío a futuro es trasladar más de su uso de energía a la electricidad y expandir la generación de electricidad baja en carbono para satisfacer esta demanda adicional.
¿Quién está mejorando?
Quizás el uso más interesante de estos datos es averiguar qué países están mejorando más. Si vemos los cambios entre los años 2000 y 2020, los aumentos más significativos ocurrieron en:
| Camboya | 11.3 | ⮕ | 40.3 % |
| Honduras | 37.5 | ⮕ | 61 % |
| Islandia | 71.6 | ⮕ | 93 % |
| República Popular de 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 de China se destaca en esta lista debido al tamaño de su economía y su significancia para las emisiones totales a nivel mundial. Durante el mismo período, la participación de electricidad baja en carbono en el país aumentó del 17.9% al 32.8%. Aunque muy significativo, el progreso en términos de electrificación ha sido, posiblemente, igual de significativo. Creemos que la electrificación debería recibir más atención y esperamos que la métrica que proponemos y estos datos puedan ser una contribución útil.
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Por qué y cómo medir la electrificación
¿Cuánto de nuestra electricidad proviene de fuentes de energía de bajo carbono? Esta pregunta clave 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 limpiaría nuestro aire). Pero aunque el progreso medido por este indicador es necesario, no es suficiente, y 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%). A juzgar por el indicador de electricidad de bajo carbono, estos dos países parecen estar cerca de terminar. ¿Lo están? No. Aunque su electricidad está casi libre de combustibles fósiles, siguen consumiendo carbón, petróleo y gas fuera del sector energético. A nivel mundial, casi todo el petróleo, dos tercios del gas natural y un tercio del carbón se utilizan para fines distintos a la generación de electricidad. En otras palabras, incluso con un 100% de electricidad de bajo carbono a nivel mundial, el consumo de petróleo apenas cambiaría, el gas natural solo se reduciría en un tercio y un tercio del carbón, el mayor emisor de gases de efecto invernadero de todos los combustibles fósiles, permanecería. La buena noticia es que gran parte de este otro uso de energía puede electrificarse. Los vehículos de combustión interna (ICE) pueden reemplazarse con autos eléctricos, las calderas de gas pueden sustituirse por bombas de calor, y se están llevando a cabo esfuerzos para reemplazar el carbón utilizado en la producción de acero y cemento. El indicador de electricidad de bajo carbono no capta el progreso en estos sectores. Necesitamos un nuevo indicador: uno que mida hasta qué punto el uso de energía en todos los sectores se ha desplazado hacia la electricidad. El indicador de energía de bajo carbono mide el progreso dentro del sector eléctrico, pero ¿qué tan significativo es el sector eléctrico para las emisiones totales? Si un país tiene una red limpia, pero esta red solo alimenta una pequeña parte de la economía, entonces el impacto de esta descarbonización es limitado. Para ser más específicos, el impacto en las emisiones lo determina el indicador del que trata este artículo: la electrificación. Así es una forma de pensarlo: Esta fórmula es simplista, por supuesto. No tiene en cuenta los factores de emisión exactos de cada fuente de energía, y sugiere que las fuentes de energía no eléctricas son todas fósiles (lo cual es en su mayoría, pero no siempre cierto, siendo los biocombustibles y la energía geotérmica excepciones significativas en algunas regiones). Pero, aunque simplificada, creo que esta fórmula es útil y una mejora importante sobre el único indicador de electricidad de bajo carbono. Entonces, ¿cómo medimos la electrificación? La respuesta intuitiva puede ser: El problema con este enfoque es que es muy difícil de calcular. Esto se debe a que la electricidad y la "energía total" se miden de diferentes maneras. La electricidad es bastante simple: es la energía generada por las plantas de energía. Hay algunas pérdidas de energía durante la transmisión de electricidad, pero son relativamente menores. La energía total, por otro lado, es mucho más compleja. La medida más común se llama energía primaria, que mide el contenido energético de los combustibles fósiles antes de ser quemados. Las pérdidas de energía incurridas durante la combustión de carbón, gas y petróleo son importantes: en la mayoría de los casos, se pierde más de la mitad de ese contenido energético en calor. Comparar directamente la electricidad con la energía primaria es engañoso porque sugiere que 1 unidad de energía primaria necesita ser reemplazada por 1 unidad de electricidad. Existe una solución llamada método de sustitución, que estima el equivalente en energía primaria de la electricidad basado en estimaciones de pérdidas de energía promedio. Aplicar el método de sustitución a la electricidad y luego compararlo con la energía primaria es una forma de estimar la electrificación. Usar promedios está bien a escala global (la electrificación mundial en 2018 fue del 39.8% según los números de la AIE, o del 41.2% según el EI). Pero aplicar números promedios de pérdidas de energía a nivel país introduce mucho ruido. Por ejemplo, este método afirmaría que la electrificación en Noruega en 2018 fue del 105% (usando números de la AIE). Podríamos intentar estimar las pérdidas de conversión de energía primaria para cada país, quizás basándonos en su mezcla energética específica; por ejemplo, el gas natural puede quemarse con una eficiencia significativamente mayor que el carbón. Sin embargo, los números de electrificación creados con este enfoque pueden terminar diciendo más sobre las estimaciones y suposiciones del método de cálculo que sobre las tendencias reales. Agregando a la imprecisión, diferentes fuentes de datos de energía primaria a veces informan números muy diferentes. Por ejemplo, si usamos los números del Instituto de Energía, la electrificación en Suiza en 2019 fue del 53%; si en cambio usamos números de la AIE, fue del 64%. ¿Cuál es verdad? Proponemos un método alternativo. En lugar de usar números de energía primaria, usamos números de emisiones de gases de efecto invernadero para el sector energético en su conjunto, y los comparamos con las emisiones del sector eléctrico. Este método se enfoca en el impacto ambiental real de la electrificación. Dado que la pregunta que queremos responder es qué impacto está teniendo la electricidad en las emisiones totales, tiene sentido comenzar con los números de emisiones. Las emisiones de la generación de electricidad dependen de la fuente de energía. Usando los números del IPCC, el viento y la nuclear tienen las emisiones más bajas con alrededor de 12 gCO2eq/kWh. En contraste, las emisiones del carbón son casi 70 veces más altas. Si comparamos directamente las emisiones de electricidad con las emisiones de energía, la proporción sería una medida tanto de la descarbonización de la electricidad como de la electrificación. Queremos aislar el impacto de la electrificación. Para ello, necesitamos primero eliminar el impacto de la descarbonización. Simulamos un escenario donde toda la electricidad se genera con combustibles fósiles, lo que nos permite estandarizar la medición a través de diferentes niveles de descarbonización. Esto nos permite medir la electricidad de manera uniforme, independientemente del progreso en la descarbonización. La fórmula básica que usamos es: Una forma de pensar en esta métrica es que, si la electrificación es del 100%, entonces el 100% de las emisiones relacionadas con la energía dependen de cómo se genera la electricidad. Por otro lado, si la electrificación es solo del 20%, entonces descarbonizar la red solo puede impactar el 20% de las emisiones totales de energía. Para datos sobre las emisiones del sector energético, utilizamos las siguientes fuentes: IEA, ClimateWatch, PIK, UNFCCC y el Instituto de Energía. En algunos casos, diferentes fuentes informan números muy diferentes. Aplicamos un filtro de tal forma que solo se incluyen los números confirmados por múltiples fuentes (con una diferencia de menos del 3%). Volvamos a los dos ejemplos anteriores. Nuestros cálculos dan a Brasil un puntaje de electrificación del 52%. Suecia lo hace mejor, con un 81%. Ambos países están por encima del promedio global (48%) y ambos tienen más trabajo por hacer. Esta métrica nos da una idea de cuánto más trabajo se necesita. ¿Qué países tienen las tasas más altas de electrificación? Los 10 principales son:Total de Descarbonización = Energía de Bajo Carbono (%) * Electrificación (%).
Electrificación = Electricidad / Energía Total
Electrificación = Emisiones de Electricidad Fósil / (Emisiones de Electricidad Fósil + Emisiones de Energía No Eléctrica)
Principales Hallazgos
| 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% |
Islandia es el país más electrificado del mundo, según nuestros cálculos. También tiene la mayor generación de electricidad per cápita por un amplio margen. La pequeña población de Islandia, la gran disponibilidad de energía hidroeléctrica y su significativa industria del aluminio lo convierten en un caso atípico.
Puede resultar más sorprendente que Bután ocupe el segundo lugar. Esto se debe en parte a que su generación de electricidad (toda proveniente de energía hidroeléctrica) es mayor que su demanda doméstica: en 2014 (el año más reciente con datos de emisiones consistentes), el 70% de la electricidad se exportó. En términos de producción, el 90% del sector energético de Bután está electrificado, pero en términos de consumo (excluyendo las exportaciones netas), el número sería mucho más bajo.
Analizando la lista, resulta que ser un exportador neto significativo de electricidad es una característica común de muchos de los países mejor clasificados. 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 números de electrificación más bajos si excluyéramos las exportaciones netas. Por otro lado, parece justo clasificar a estos países en lo alto: el grado en que sus redes están descarbonizadas afecta no solo sus propias emisiones sino también las emisiones 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 fósil, significa que limpiar su red tendrá un impacto excepcionalmente amplio en las emisiones generales. Resulta que hay varios contendientes:
| Electrificación | Electricidad de bajo 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 destacarse en el contexto de la energía limpia, y con razón. Sin embargo, dado su alto grado de electrificación, cuando limpien sus redes, tienen el potencial de convertirse rápidamente en líderes en descarbonización.
Baja electrificación, alta descarbonización
En el otro extremo, hay países que tienen redes eléctricas muy limpias, pero donde los bajos grados de electrificación significan que el impacto en las emisiones totales es limitado:
| Electrificación | Electricidad de bajo carbono | |
| Etiopía | 25.40% | 99.90% |
| Congo - Kinshasa | 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% |
Estos países tienen algunas de las redes eléctricas más limpias del mundo, pero la electricidad representa una parte relativamente pequeña de las emisiones totales. El principal desafío a futuro es cambiar más de su uso energético a electricidad, y expandir la generación de electricidad de bajo carbono para satisfacer esta demanda adicional.
¿Quién está mejorando?
Quizás el uso más interesante de estos datos es averiguar qué países están mejorando más. Si observamos los cambios entre 2000 y 2020, los aumentos más significativos se dieron en:
| Camboya | 11.3 | ⮕ | 40.3 % |
| Honduras | 37.5 | ⮕ | 61 % |
| Islandia | 71.6 | ⮕ | 93 % |
| República Popular de 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 de China destaca en esta lista por el tamaño de su economía y su importancia para las emisiones totales a nivel mundial. Durante el mismo período, la participación de electricidad de bajo carbono en el país aumentó del 17.9% al 32.8%. Aunque es muy significativo, el progreso en términos de electrificación ha sido igualmente considerable. Creemos que la electrificación debería recibir más atención y esperamos que el indicador que estamos proponiendo y estos datos puedan ser una contribución útil.
