La transició energètica de Suïssa

A l’agost del 2019, el Consell Federal suís va decidir un ambiciós objectiu per limitar el canvi climàtic: a partir de l’any 2050, Suïssa no hauria de generar més emissions de gasos d’efecte hivernacle. Amb aquest compromís, Suïssa compleix l'objectiu acordat internacionalment de limitar l'escalfament global a un màxim d'1,5 ° C en comparació amb l'era preindustrial.

Un estudi de l’Institut Paul Scherrer, dut a terme dins de l’activitat conjunta "Escenaris i modelització" dels vuit centres suïssos per a la recerca d’energia (SCCER), analitza quines opcions existeixen per aconseguir aquest objectiu al sector energètic. L'objectiu d'aconseguir emissions netes de CO2 per al 2050 requereix de dràstiques transformacions en el subministrament i el consum d'energia en gairebé totes les àrees.

Es van considerar les emissions de CO2 relacionades amb l’energia, així com les emissions de CO2 dels processos industrials. Avui aquestes emissions representen al voltant del 80% de tot l’inventari suís de gasos d’efecte hivernacle. No s’inclouen en els càlculs de l’estudi les emissions de l’aviació internacional, l’agricultura —excepte les emissions derivades de la combustió del combustible — l’ús del sòl, els canvis en l’ús del sòl i la silvicultura, així com els residus — excepte les emissions derivades de la incineració de residus. A més, les emissions d'altres països associades al consum de mercaderies a Suïssa no van ser objecte de l'estudi.

L’electricitat de la fotovoltaica s’ha de duplicar cada dècada

Les conclusions centrals de l'estudi són: D'aquí al 2050, la capacitat instal·lada dels sistemes fotovoltaics s'ha de duplicar almenys cada dècada. Amb 26 TW de producció previstos pel 2050, els sistemes fotovoltaics seran el segon grup tecnològic de més generació per darrere de l’energia hidroelèctrica (aproximadament 38 TWh pel 2050). A més, les centrals elèctriques amb la cogeneració de calor i energia, així com les centrals eòliques, les piles de combustible d’hidrogen i les importacions d’electricitat, contribueixen a satisfer la demanda d’electricitat. En l’escenari principal per assolir l’objectiu net d’emissions nul·les, la generació global d’electricitat procedent de centrals elèctriques i instal·lacions d’emmagatzematge a Suïssa augmentarà al voltant d’una cinquena part fins a 83 TW pel 2050. L’estudi suposa que les centrals nuclears suïsses seran desactivades pel 2045. El parc de vehicles privats hauria de basar-se en gran part en motors elèctrics per al 2050, és a dir, que per al 2030 el 33% dels nous cotxes registrats, haurien de ser totalment elèctric. A més, s’hauria d’accelerar significativament l’ús de bombes de calor a les zones de servei i de vida, de manera que en el 2050 gairebé es pogués cobrir  les tres quartes parts de la demanda de calefacció i aigua calenta. de forma simultània. 

Si Suïssa vol assolir l’objectiu net de zero emissions, cal esperar un augment significatiu del consum elèctric. Així, pel 2050, el consum d’electricitat podria situar-se al voltant de 20 TW per sobre del nivell actual. Un impuls fonamental d’aquest creixement és l’ús de l’electricitat per alimentar cotxes, autobusos i camions, ja sigui directament en vehicles elèctrics amb bateries o indirectament mitjançant l’hidrogen o els anomenats e-combustibles, és a dir, combustibles sintètics, que es produeixen mitjançant d’electricitat a partir de l’hidrogen i el CO2. Als sectors estacionaris, la proliferació de bombes de calor instal·lades augmentarà el consum d’electricitat. No obstant això, si s’aconsegueixen els guanys d’eficiència necessaris en subministrament d’aigua calenta i calefacció, això podria compensar l’augment del consum elèctric. Els resultats de l’estudi mostren que els sectors estacionaris podrien assolir un nivell de consum d’electricitat gairebé constant.

A més de l’energia elèctrica, altres formes d’energia hi jugaran un paper. Per exemple, el transport de llarga distància i de mercaderies, així com la indústria intensiva en energia, ofereixen perspectives per a noves aplicacions d'hidrogen. Per produir hidrogen d’emissions tan baixes o nul·les es necessitaria una quantitat substancial d’electricitat generada de manera sostenible: 9 TWh pel 2050.

Probablement no funcionarà sense la captura de CO2

Si Suïssa vol assolir l'objectiu de zero emissions pel 2050, en el futur les emissions de CO2 hauran de reduir-se cada any en mitjana d'un a un milió i mig de tones en comparació amb l'any anterior.  Es van veure canvis en les emissions de CO2 d'aquesta magnitud entre 1950 i 1980, encara que en sentit contrari, aleshores van augmentar massivament. Tot i que té limitacions, es va demostrar que la captura de CO2 era necessària per implementar la reducció d’emissions de manera rendible. En alguns subsectors, fins i tot podria ser possible assolir un saldo negatiu en termes d’ emissions de CO2. Aquest seria el cas, per exemple, si la biomassa s’utilitza com a font d’energia i el CO2 produït durant la generació d'energia no s'emet, sinó que es captura i emmagatzema sota terra. En el cas que això no sigui possible a Suïssa (per exemple, pel rebuig de la població o per la limitació dels llocs d’ emmagatzematge de CO2) , el transport internacional de CO2 capturat i l’emmagatzematge en altres països podrien oferir una alternativa. Segons l'estudi, els investigadors suposen que per a l'any 2050 es capturarien a Suïssa un total de gairebé 9 Tm de CO2 .

Més de dos terços de les reduccions d' emissions necessàries per a l'objectiu net d'emissions zero es poden aconseguir amb tecnologies que ja estan disponibles comercialment o que es troben en fase de demostració. El sistema d’energia descarbonitzada del futur és assolible, però requeriria fonts d’energia lliures de carboni, per exemple, electricitat, bio-combustibles i e-combustibles generats adequadament, accés a les infraestructures de transport i distribució corresponents i la possibilitat d’importar combustibles nets i electricitat.

Els costos són difícils d’estimar

Pel que fa als costos, els investigadors del sistema energètic són cautelosos. Els costos són molt difícils d'estimar, perquè hi ha un gran nombre de components que juguen un paper. A l’escenari principal de net zero assumit a l’estudi, els costos addicionals descomptats mitjans de l’escenari de protecció climàtica en comparació amb l’escenari de referència amb protecció climàtica moderada (40% CO2 reducció pel 2050 en comparació amb el 1990) a Suïssa ascendiria a uns 330 CHF per persona i any (base 2010) per al període fins al 2050. Si s'observen tots els escenaris examinats, es pot veure un ventall de costos mitjans entre 200 i 860 2010 CHF per persona i any, que en última instància reflecteix diferents desenvolupaments en tecnologies energètiques, disponibilitat de recursos i integració del mercat, en l'acceptació de tecnologies i en les preferències quant a la seguretat del subministrament. La tendència dels costos mostra, sobretot, un augment a llarg termini, de manera que també es poden esperar costos relativament alts a partir del 2050.

L'estudi es basa en els càlculs fets amb el model suís TIMES Energy System Model (STEM) de PSI, que mapeja tot el sistema energètic de Suïssa incloent les diverses interaccions entre tecnologies i sectors. STEM combina un horitzó temporal a llarg termini amb una alta resolució temporal intra-anual i calcula, per a diversos supòsits marcs futurs, les configuracions cost-mínimes del sistema energètic i l’assoliment de diferents objectius de política energètica i climàtica. El model es va desenvolupar  com a part d’aquest projecte d’investigació, especialment pel que fa a les opcions per a la realització d'escenaris nets d'emissions de CO2. El model s’utilitza per calcular escenaris, no per fer prediccions, sinó per donar informació sobre les diverses interaccions del sistema energètic i, per tant, per contribuir al suport a la presa de decisions en la política, la indústria i la societat. Concretament, en aquest estudi es van examinar tres escenaris principals: un escenari de referència, un escenari net de reducció d’emissions de CO2 i un escenari que assumeix els objectius de l’Estratègia energètica suïssa 2050 sense especificar explícitament un objectiu de reducció de CO2. A més, es van analitzar set variants diferents dels principals escenaris, com ara una variant amb un alt potencial d'innovació tecnològica i una altra orientada a reduir la dependència de l' energia importacions.

Font: Institut Paul Scherrer