Metodología de LowCarbonPower.org

Este documento explica cómo se produce la información sobre electricidad publicada en LowCarbonPower.org: de dónde provienen los números, cómo reconciliamos fuentes que no coinciden y cómo convertimos muchos conjuntos de datos separados en una imagen única y coherente de cómo cada país y región genera su electricidad.

Lo que intentamos medir

Para cada país y región, y para tantos años (y meses recientes) como los datos permitan, queremos un desglose completo y coherente internamente de:

Generación de electricidad por fuente — carbón, gas, petróleo, nuclear, hidroeléctrica, eólica, solar, biocombustibles, geotérmica, etc.
Importaciones netas — la electricidad que una región compra o vende a sus vecinos.
Suministro total de electricidad — generación más importaciones netas.

A partir de este desglose, derivamos las cifras que se muestran en todo el sitio: la proporción de baja emisión de carbono de la electricidad, las emisiones de CO₂ estimadas, una estimación de electrificación y clasificaciones de países.

Diferentes proveedores informan la electricidad en diferentes unidades, por lo que la primera cosa que hacemos con cada número es convertirlo a una sola unidad común: teravatios-hora (TWh).

Una definición única y compartida de tipos de energía

El reto principal es que cada proveedor de datos describe los combustibles de manera diferente. Una fuente dice "Gas Natural", otra "G3000", otra "燃氣", otra "Generación_NG_gas_natural". Una reporta una sola cifra de "Energías Renovables"; otra la desglosa en eólica, solar, hidroeléctrica y biomasa.

Para hacer que las fuentes sean comparables, mapeamos las etiquetas de cada proveedor en una jerarquía compartida de tipos de energía. En la cima está la electricidad total, que se divide en fuentes de baja emisión de carbono y fósiles (además de otras e importaciones netas). La baja emisión de carbono se divide en nuclear y renovables; las renovables se dividen en hidroeléctrica y renovables no hidroeléctricas; las renovables no hidroeléctricas se dividen en eólica, solar, geotérmica y biocombustibles; y la solar se divide además en solar a gran escala y solar distribuida (en techos). Los fósiles se dividen en carbón, gas, petróleo y un residuo de "fósil no especificado".

Debido a que cada fuente se traduce en este mismo árbol, podemos compararlas directamente, llenar los vacíos en una fuente con otra, y siempre saber cómo se relaciona cualquier agregado (por ejemplo, "fósil") con sus partes (carbón + gas + petróleo + no especificado). También normalizamos cada nombre de país y territorio según un estándar ISO único, para que "Chequia", "República Checa" y "Rep. Checa" sean reconocidos como el mismo lugar, y se excluyan agregados supranacionales como "OCDE" o "UE27" para evitar el doble conteo.

De dónde provienen los datos

Combinamos aproximadamente quince proveedores independientes, cada uno con diferentes fortalezas en cobertura, oportunidad y detalle. Los más importantes son:

Agencia Internacional de Energía (IEA) — generación mundial anual por combustible y balances de energía primaria, además de una serie mensual que cubre producción neta, importaciones y exportaciones para muchos países.
Administración de Información de Energía de EE.UU. (EIA) — generación mundial y de EE.UU. anual, además de generación mensual detallada para estados individuales de EE.UU. y regiones de la red (incluyendo datos reconstruidos a partir de cifras diarias y horarias).
Ember — generación e importaciones netas de electricidad global anuales y mensuales.
Revisión Estadística del Instituto de Energía (anteriormente BP) — generación mundial anual de larga duración y consumo de energía primaria.
Eurostat — generación mensual de electricidad por combustible para los países europeos.
ENTSO-E — generación casi en tiempo real, flujos transfronterizos y demanda europeos, agregados a partir de mediciones sub-horarias.
Banco Mundial — participación anual de generación, que convertimos en cifras absolutas.
Estadísticas nacionales para grandes mercados — Estados Unidos (EIA, como se mencionó anteriormente), República Popular China (Oficina Nacional de Estadísticas y la Administración Nacional de Energía) y República de China (Taiwán), donde los datos oficiales son más detallados o más actuales que los agregadores globales.
Enerdata e IEA — cifras anuales netas de importación (comercio).
Laboratorios Nacionales Sandia — una base de datos global de proyectos de almacenamiento de energía.
Reconstrucciones históricas — generación mundial de largo plazo desde 1900 utilizada para completar años anteriores.

Los archivos sin procesar de cada proveedor se encuentran en el directorio sources del proyecto, junto con los scripts utilizados para descargarlos.

Cómo se analiza cada fuente

Cada proveedor se transforma en la misma forma: para cada combustible y país, un valor por cada año (o cada mes, escrito como YYYY-MM). Varias transformaciones recurrentes ocurren en esta etapa:

Conversión de unidades. GWh, kWh, ktoe, petajulios y exajulios se convierten a TWh usando los factores adecuados.
Conversión acumulada a periódica. Las estadísticas chinas se publican como totales acumulados del año hasta la fecha, por lo que restamos los meses consecutivos para recuperar el valor de cada mes y trimestre individual, y conciliamos esos con las cifras anuales publicadas, prefiriendo números oficiales, no revisados y de mayor precisión cuando las versiones conflictúan.
Agregación sub-horaria a mensual. ENTSO-E publica generación y flujos transfronterizos a resolución de 15, 30 o 60 minutos; sumamos estos en totales mensuales y convertimos potencia a energía.
Acumulación mensual a anual. Cuando los doce meses de un año están presentes, los sumamos para producir el total de ese año. El periodo más reciente e incompleto se trata como provisional y generalmente se excluye de los totales anuales.
Manejo de vacíos. Los primeros años con datos faltantes o poco fiables de combustibles se recortan para que no distorsionen la historia de un país.

Confiando en los datos: verificación continua

No tomamos ningún número como cierto. Durante todo el proceso realizamos dos tipos de verificaciones de coherencia:

Los componentes deben sumar su agregado. Carbón + gas + petróleo + no especificado debe igualar el total fósil reportado; viento + solar + hidro + biocombustibles + geotérmica debe igualar las renovables; y así sucesivamente, a lo largo de toda la jerarquía.
Los países deben sumar al mundo. Donde una fuente informa un total global, debe coincidir con la suma de sus países individuales.

Cada verificación tiene una tolerancia que codifica lo que sabemos sobre las peculiaridades de una fuente —por ejemplo, que los datos de biocombustibles de un proveedor determinado faltan antes de 1990, que un año en particular se sabe que está incompleto, o que diferencias pequeñas de redondeo son aceptables. Cuando una discrepancia supera la tolerancia, el proceso se detiene y señala las cifras infractoras en lugar de publicar en silencio un número que no podemos explicar. Así es como se detectan los problemas de calidad de los datos antes de que lleguen al sitio web.

Para el año actual, que todavía está incompleto, relajamos algunas de estas verificaciones para los combustibles más afectados por los informes de año parcial, para que los datos mensuales provisionales no se rechacen solo porque aún no suman una cifra anual completa.

Combinando muchas fuentes en una sola respuesta

Después del análisis, tenemos muchas vistas superpuestas del mismo año de país —por ejemplo, la IEA, Ember y Eurostat podrían tener una cifra para Alemania en 2022. Para cada país y cada año (o mes), elegimos una fuente para usar, basada en:

Fiabilidad — un orden de preferencia ajustado manualmente construido a partir de la experiencia con cada proveedor (por ejemplo, las estadísticas nacionales y los datos anuales de la IEA tienen una alta clasificación; las fuentes casi en tiempo real y las fuentes de pronóstico tienen una clasificación más baja).
Detalle — se prefiere una fuente que desglosa la electricidad en combustibles más específicos sobre una que solo da categorías generales, porque produce un desglose más rico.

Registramos qué fuente se eligió para cada punto de datos, por lo que la procedencia de cualquier cifra en el sitio es completamente rastreable.

Donde la fuente elegida carece de algo que tenga otra fuente —por ejemplo, un valor de energía primaria, o una división carbón/gas/petróleo para una masa reportada solo como "fósil"— parcheamos ese detalle con la siguiente mejor fuente, utilizando las proporciones de la fuente secundaria en lugar de sus totales absolutos para que los números se mantengan consistentes con la fuente elegida.

Se manejan aquí algunos casos especiales:

Solar detrás del medidor (en techos). Algunas fuentes incluyen energía solar de pequeña escala en sus totales y otras no. Seguimos esto explícitamente para que se puedan separar la energía solar a escala de servicios públicos y la solar en techos, y para que podamos publicar versiones de los datos "con" y "sin" energía solar en techos.
Electrificación. Donde hay datos de energía primaria y una suposición de eficiencia térmica año por año, estimamos qué proporción del uso total de energía de un país es electricidad.

Finalmente, reconstruimos la jerarquía de combustibles a partir de las cifras elegidas (rederivando totales de fósiles, de baja emisión de carbono y otros totales parentales a partir de sus partes), y verificamos una vez más que todo sume.

Importaciones netas (comercio)

Las importaciones netas se manejan por separado de la generación, porque el signo importa (un país puede ser un importador neto o un exportador neto) y porque los proveedores no coinciden más en el comercio que en la generación.

Reunimos todas las fuentes de comercio disponibles —cifras anuales de Enerdata y la IEA, y cifras mensuales de ENTSO-E, la IEA, Ember y la EIA— y las reconciliamos entre sí. Para cada país y período, las fuentes se comparan con su promedio, y las discrepancias más allá de una tolerancia se marcan; se descartan fuentes menos confiables cuando hay disponibles mejores. Por lo general, se prefiere la fuente más completa (Enerdata para cifras anuales).

Luego integramos los valores de comercio reconciliados en el conjunto de datos de generación: las importaciones netas se suman al suministro total de electricidad de un país, mientras que las exportaciones netas se registran pero no se restan de la generación. Producimos tanto una versión del conjunto de datos "incluyendo importaciones netas" como una "excluyendo importaciones netas".

Para obtener la imagen más actual, también calculamos una cifra de doce meses consecutivos para cada país a partir de las fuentes mensuales, eligiendo una ventana de doce meses consistente para que, por ejemplo, el tratamiento de energía solar en techos no cambie a mitad de ventana.

Construcción de regiones, emisiones, clasificaciones y almacenamiento

Una vez que cada país está finalizado, construimos las cantidades publicadas restantes:

Grupos de regiones. Agregamos países en grupos como la UE, África Subsahariana y el mundo, sumando a sus miembros y armonizando el rango de años que cada grupo puede cubrir.
Emisiones de CO₂. A cada combustible se le asigna un factor de emisiones en gramos de CO₂-equivalente por kilovatio-hora (por ejemplo, carbón ~820, gas ~490, petróleo ~650, biocombustibles ~230, solar ~45, hidro ~24, nuclear ~12, viento ~11). Multiplicar la generación de cada combustible por su factor proporciona una estimación de emisiones; para combustibles agregados o inciertos utilizamos un rango para producir estimaciones bajas, centrales y altas.
Clasificaciones. Los países se clasifican según su proporción de baja emisión de carbono en la electricidad, tanto para el último año como para cada año histórico.
Almacenamiento de energía. A partir de la base de datos de proyectos de almacenamiento estimamos la energía y capacidad de almacenamiento instaladas por país y año, basado en cuándo cada proyecto fue comisionado (y descomisionado).

Qué se publica

El proceso produce un pequeño conjunto de conjuntos de datos combinados que cubren todas las fuentes y regiones, ofrecidos tanto en JSON como en CSV:

Un conjunto de datos principal incluyendo importaciones netas y otro correspondiente excluyendo importaciones netas.
Versiones mensuales y versiones con y sin solar detrás del medidor.
Conjuntos de datos por fuente, para que la perspectiva de cada proveedor pueda ser inspeccionada por sí sola, además de vistas combinadas por proveedor que combinan los datos anuales y mensuales de un proveedor.
Un conjunto de datos separado de almacenamiento de energía.

Cada conjunto de datos enumera los años y tipos de energía disponibles, y para cada región da la generación por combustible a lo largo del tiempo, los combustibles más específicos presentes en cada año, la fuente elegida para cada año, y las emisiones derivadas, electrificación, clasificaciones y (donde sea relevante) los países miembros de un grupo.

En resumen

Descargar datos sin procesar de electricidad de alrededor de quince proveedores.
Convertir todo a una unidad común (TWh) y convertir las etiquetas de combustibles y nombres de países de cada proveedor en una definición compartida.
Verificar continuamente que los combustibles sumen a sus agregados y que los países sumen a los totales mundiales, deteniéndose cuando algo no puede ser reconciliado.
Para cada país y período, elegir la fuente más confiable y detallada que tenga una cifra completa —registrando de dónde vino cada número— y llenar los detalles faltantes de otras fuentes.
Reconciliar las importaciones netas por separado y sumarlas a los totales.
Agregar manejo de solar detrás del medidor, emisiones, electrificación, grupos de regiones, clasificaciones y almacenamiento.
Publicar conjuntos de datos combinados y por fuente en JSON y CSV.