Investigadores de la Universidad de Tsinghua y otros institutos estiman que un sistema eléctrico mundial de cero emisiones netas requeriría entre 15 y 20 teravatios de energía renovable variable.
Redactor: Raúl Méndez C.
Editor: Karem Díaz S.
Un sistema eléctrico mundial basado completamente en fuentes renovables hacia 2050 sería técnicamente posible, pero exigiría una planificación internacional mucho más integrada que la actual. Esa es la conclusión central de un estudio publicado en Nature Energy, liderado por investigadores de la Universidad de Tsinghua y otros institutos, que modeló cómo podría funcionar una red global de electricidad limpia capaz de sostener el objetivo de cero emisiones netas.
El trabajo aborda una de las preguntas más difíciles de la transición climática: si el planeta puede cubrir sus necesidades eléctricas con tecnologías renovables y, al mismo tiempo, equilibrar las emisiones de gases de efecto invernadero que todavía se liberan con aquellas que son retiradas de la atmósfera. Ese equilibrio, conocido como cero neto, se considera un hito central para limitar el calentamiento global y reducir sus efectos sobre los sistemas naturales y humanos.
El estudio se suma a una discusión global en la que la transición hacia energías renovables aparece como una de las piezas principales para abandonar progresivamente los combustibles fósiles. Sin embargo, la investigación muestra que no basta con instalar más paneles solares o turbinas eólicas: también hacen falta redes, almacenamiento, gestión de la demanda, cooperación internacional y reducción de barreras comerciales.
Un modelo con resolución horaria y geográfica
Los investigadores Ziheng Zhu, Hanjie Mao y sus colegas desarrollaron un modelo global de sistemas eléctricos con resolución espacial y temporal. El modelo divide el planeta en regiones geográficas detalladas y simula la demanda de electricidad hora por hora durante un año completo, con el objetivo de estimar cómo podrían cubrirse esas necesidades mediante fuentes renovables.
La investigación consideró tecnologías como energía solar, eólica, sistemas hidroeléctricos, hidrógeno verde, transmisión eléctrica de larga distancia y soluciones vinculadas a la captura de dióxido de carbono. El enfoque no se limitó a calcular capacidad instalada, sino que evaluó cómo operar un sistema eléctrico mundial bajo variaciones horarias de demanda y disponibilidad renovable.
El resultado principal es que un sistema eléctrico global de cero emisiones netas podría satisfacer necesidades universales de electricidad para estándares de vida dignos, siempre que se desplieguen entre 15 y 20 teravatios de energía renovable variable. Esa cifra refleja la magnitud del esfuerzo tecnológico e infraestructural que requeriría reemplazar la generación fósil a escala planetaria.
Solar y eólica como columnas del sistema
La energía solar fotovoltaica y la eólica aparecen como los pilares del escenario renovable modelado. El trabajo estima dónde podrían instalarse estas tecnologías según disponibilidad de suelo, proximidad a centros de demanda y condiciones geográficas para producir electricidad de forma eficiente.
Uno de los datos más relevantes es que más del 80% de los recursos renovables variables se encuentra a menos de 200 kilómetros de los centros de carga. Esto sugiere que, en muchas regiones, la distancia entre generación renovable y consumo eléctrico no sería una barrera insuperable.
El modelo también señala un desafío claro: solo la energía solar fotovoltaica podría requerir más de 9 millones de hectáreas. Esa superficie plantea preguntas sobre uso del suelo, planificación territorial, conservación de ecosistemas y compatibilidad con agricultura, infraestructura y comunidades locales.
África aparece como una región clave
Uno de los aportes del estudio es su lectura sobre justicia climática y acceso energético. Los investigadores sostienen que los recursos renovables abundantes podrían facilitar electricidad más asequible en regiones de bajos ingresos, especialmente en partes de África.
Esto tiene relevancia porque la transición eléctrica no puede medirse solo como reducción de emisiones. También debe considerar el acceso universal a energía, la desigualdad entre regiones y la posibilidad de que países con menor infraestructura fósil puedan avanzar directamente hacia sistemas renovables modernos.
La combinación de recursos solares y eólicos, menor costo tecnológico y planificación de redes podría convertir a algunas zonas africanas en beneficiarias importantes de un sistema eléctrico global renovable. Pero ese potencial dependerá de inversión, financiamiento, cooperación y capacidad institucional.
Gestión de la demanda y redes internacionales
El estudio identifica tres vías para reducir costos en un sistema mundial de electricidad renovable: gestionar mejor la demanda, expandir las líneas internacionales de transmisión y eliminar barreras comerciales a las tecnologías limpias.
La gestión de la demanda, es decir, modificar cuándo y cómo se consume electricidad, podría reducir los costos del sistema en 6,5%, equivalente a unos 182.000 millones de dólares anuales. Esta estrategia incluye desplazar consumos hacia horarios con mayor generación renovable, mejorar eficiencia y adaptar usos eléctricos a la disponibilidad real de energía.
La expansión de la transmisión internacional podría reducir costos en 5,6%, unos 157.000 millones de dólares anuales. A su vez, la eliminación de barreras comerciales sobre tecnologías renovables podría recortar el costo total en 12,2%, cerca de 345.000 millones de dólares anuales. Estos resultados refuerzan la importancia de una cooperación climática que vaya más allá de metas nacionales aisladas.
El cero neto exige más que generación limpia
La electricidad renovable es una pieza central, pero el objetivo de cero emisiones netas involucra un conjunto más amplio de decisiones. La reducción de gases de efecto invernadero debe avanzar junto con eliminación de carbono, eficiencia energética, electrificación de usos finales y cambios en la infraestructura de transporte, industria y edificios.
La discusión sobre cero emisiones netas recuerda que el equilibrio climático implica reducir casi a cero las emisiones anuales y compensar las inevitables mediante eliminación activa de carbono. Por eso, un sistema eléctrico renovable puede ser una condición necesaria, pero no suficiente, para resolver toda la ecuación climática.
Los autores del estudio plantean que los sistemas eléctricos de cero emisiones netas deben combinar mitigación climática con acceso equitativo a la energía. Esa doble exigencia obliga a diseñar políticas que reduzcan emisiones sin dejar fuera a regiones que todavía necesitan ampliar su consumo eléctrico para alcanzar condiciones dignas de desarrollo.
Políticas climáticas y barreras comerciales
El trabajo publicado en Nature Energy también ofrece una señal directa para gobiernos y responsables de política energética: las barreras comerciales pueden encarecer de forma significativa la transición. Aranceles, restricciones de importación y obstáculos a la circulación de tecnologías renovables elevan costos y dificultan la construcción de sistemas eléctricos limpios.
La evidencia conecta con el debate sobre qué políticas climáticas producen resultados más efectivos. El despliegue de renovables no depende solo de innovación técnica, sino también de normas, inversión, coordinación pública, cooperación regional y señales económicas estables.
En ese sentido, el estudio refuerza una idea práctica: abaratar la transición requiere eliminar fricciones artificiales. Si los países quieren avanzar hacia sistemas eléctricos limpios, deberán facilitar el intercambio de tecnologías, fortalecer redes y coordinar mercados eléctricos más allá de las fronteras nacionales.
Una transición técnicamente posible, pero políticamente exigente
El modelo muestra que la meta técnica existe: un sistema eléctrico global renovable y de cero emisiones netas puede diseñarse con las tecnologías disponibles y en desarrollo. Pero la viabilidad política, económica y territorial dependerá de decisiones que aún no están garantizadas.
La necesidad de instalar grandes capacidades solares y eólicas, ampliar redes de transmisión, coordinar demanda y reducir barreras comerciales plantea una transformación profunda del sistema energético mundial. No se trata solo de sustituir centrales eléctricas, sino de rediseñar la forma en que se produce, transporta y consume electricidad.
El camino también se cruza con advertencias recientes sobre la lentitud de la acción climática. Informes globales han señalado que los sectores clave siguen rezagados y que las tecnologías necesarias ya existen, pero falta acelerar su adopción. La brecha entre posibilidad técnica y ejecución política sigue siendo uno de los principales riesgos de la acción climática global.
El papel de la planificación energética
La investigación de Tsinghua y sus colaboradores muestra que planificar con detalle cambia la conversación. Un sistema eléctrico renovable no puede evaluarse solo con promedios anuales de generación, porque la electricidad se consume y se produce en momentos concretos. Por eso el modelo trabaja con 8.760 horas, equivalentes a cada hora de un año completo.
Esa escala permite observar cuándo falta energía, cuándo sobra, dónde conviene generar y cómo deberían operar las redes. También ayuda a detectar tensiones entre regiones con abundantes recursos renovables y zonas con mayor demanda eléctrica.
La conclusión práctica es clara: la transición renovable global no depende únicamente del potencial solar o eólico del planeta. Depende de integrar tecnología, territorio, demanda, comercio y cooperación en un sistema planificado con precisión.
Fuente(s) referenciales
Tech Xplore – 100% renewable energy by 2050? A global model maps the way forward
