Las causas y los efectos del cambio climático antropogénico han generado numerosa literatura dentro de la comunidad científica. En este ámbito, el proyecto europeo H2020 denominado “Modelling the Energy Development under Environmental And Socioeconomic constraints” (MEDEAS en adelante) ofrece una serie de modelos encaminados al asesoramiento en materia de transiciones hacía economías bajas en emisiones de carbono.
El modelo mundial de evaluación integrada en este proyecto, MEDEAS-World, se estructura por módulos interconectados entre sí, relacionando el conocimiento económico y el energético, el ambiental y el demográfico, entre otros. Un modelo tan amplio y complejo requiere de herramientas que permitan analizar y comprender su estructura, su funcionamiento y sus resultados.
Por otra parte, los diagramas Sankey son representaciones simbólicas formadas por nodos y flujos relacionados entre sí. Los diagramas poseen como característica principal una anchura proporcional de los flujos y de los nodos a los valores que los determinan. Es una herramienta muy intuitiva para visualizar la cantidad y la conectividad de parámetros en el sistema. Algunas aplicaciones del Sankey son el seguimiento de las páginas web visitadas por usuarios o la migración poblacional. No obstante, el uso más común se da en el estudio del sector energético. Por ello se ha escogido para el trabajo realizado: análisis del modelado energético de MEDEAS-World.
El lenguaje de programación escogido para la construcción de los diagramas de Sankey ha sido Python, un lenguaje interpretado con sencilla legibilidad y con disposición de numerosas funciones y librerías para manipular los datos, incluyendo el código para el desarrollo de objetos gráficos como el Sankey. Los datos requeridos se obtienen de la simulación del modelo, aportando la información del año y escenario a representar gráficamente. Para esta publicación se han utilizado los siguientes:
- Escenarios:
- Business As Usual (BAU, siglas en inglés de Tendencias Actuales en economía): bajo la narrativa de un escenario correspondiente con el crecimiento global actual.
- SCEN4: bajo la narrativa de un escenario de decrecimiento económico, es decir, reducción del consumo en los agentes económicos (hogares, industrias, servicios, etc) y fomento de las energías renovables.
- Años:
- 2015: año histórico de referencia en el modelo más próximo a la actualidad.
- 2050: año futuro de referencia para analizar los diferentes desarrollos y tendencias energéticas de los escenarios.
En el trabajo realizado, este tipo de diagrama permite diferenciar entre la cantidad de energía suministrada por las energías renovables y no renovables, así como las pérdidas generadas en las transformaciones de una energía a otra.
A continuación, se muestra el diagrama del sistema energético para el año de referencia, además del estado del sistema para el año 2050 correspondiente a los escenarios BAU y SCEN4, respectivamente. Los valores de los diagramas están en Teravatios-hora (TWh). El sistema energético del modelo clasifica las fuentes de energía primaria en 5 categorías de energía final: electricidad, calor, sólidos, líquidos y gases. Está energía es destinada hacia 7 sectores de consumo: industria, eléctrica, hogares, servicios, agricultura, industria de la construcción y transporte. La energía producida se suministra a los sectores de consumo, pero no toda ya que existen pérdidas. Estas pérdidas son debidas a la eficiencia en la conversión de la energía primaria en energía final o a su transporte y distribución.
El primer diagrama Sankey (2015) es un claro reflejo de la actitud socioeconómica capitalista actual, anteponiendo la economía al cuidado ambiental. Se observa la dependencia de las tres grandes fuentes fósiles de energía: carbón, petróleo y gas natural. Por ejemplo, los nodos de generación de electricidad y calor son, respectivamente, 3 y 12 veces mayor en las fuentes de energía no renovables frente a las renovables. El carbón y el gas natural fueron principalmente empleados en la generación eléctrica, calorífica y demanda directa del sólido y del gas en cada sector. Salvo en esta demanda directa, la baja eficiencia de estos combustibles acarrea una cantidad elevada de pérdidas. En cambio, el petróleo dispone de un valor de pérdidas mucho menor debido a su uso como demanda directa de líquidos en el sector Transporte. Nótese de nuevo que el diagrama no cubre los usos finales de las actividades de consumo, por lo que la eficiencia energética de vehículos o calderas no se incluyen en el análisis.
Los diagramas correspondientes al año futuro 2050 muestran los resultados de la simulación para los dos escenarios BAU – segundo diagrama, crecimiento económico – y SCEN4 – tercer diagrama, decrecimiento económico. En ambos diagramas se refleja el fomento de las energías renovables desde el histórico de referencia (2015). El consumo eléctrico y calorífico producido por las fuentes no renovables sufriría un descenso cercano a la desaparición. En el caso decrecentista esto se evidencia aún más al alcanzar los valores más bajos. La tecnología desarrollada para la generación eléctrica sería solar – mayoritariamente fotovoltaica – y seguida por eólica de interior (onshore). En la generación calorífica destaca la energía solar, la energía geotérmica y la energía procedente de la biomasa. Cabe destacar las marcadas pérdidas procedentes de la energía solar, admitiendo su baja eficiencia. Con respecto a la producción de energía mediante sólidos, el carbón dejar de ser mayoritario, siendo sustituido por la biomasa tradicional (agrupada dentro del nodo “PE OTHERS SUPPLY”). Sin embargo, para la producción de líquidos y gases, el petróleo y el gas natural aún continuarían siendo las fuentes de energía de mayor influencia.
Las tendencias de desarrollo actuales corresponden con un crecimiento exponencial de la sociedad, sin embargo, no se ve reflejado a largo plazo en el escenario BAU – 2050. Por ejemplo, el consumo calorífico obtenido en la economía decrecentista es superior en 2050. Es decir, energéticamente hablando, los valores son similares o incluso inferiores.
¿Cómo es posible que se obtengan estos valores ante escenarios tan dispares?
La razón reside en el comportamiento del modelo para cada situación. Mientras el escenario decrecentista reduce el consumo e invierte en energías renovables rápidamente, el escenario BAU pretendía seguir aumentando la producción y el consumo de forma indefinida. El comportamiento en este segundo escenario se explica por la existencia de un colapso debido a los impactos del cambio climático y al agotamiento de determinados recursos críticos. Por el contrario, el escenario SCEN4 continuaría con el desarrollo económico planificado para reducir cuanto antes las emisiones de efecto invernadero y frenar el cambio climático. De esta forma se evitaría previsiblemente el colapso económico con sus repercusiones negativas en la sociedad.
En resumen, los diagramas Sankey son una herramienta complementaria para estudiar los resultados obtenidos en modelos de evaluación integrada, en concreto se han aplicado al análisis del sistema energético. Los resultados proporcionan una imagen de la energía desde su origen hasta su sector de consumo, ayudando a sugerir trayectorias para el desarrollo energético de la sociedad. En opinión del autor, juzgando los resultados en 2050, el escenario decrecentista debería ser entendido como el progreso de una economía justa que busca perpetuarse en armonía con el medio ambiente y con las generaciones futuras, y no como un mero declive económico.
Jose María García Cuena.