Agosto acaba de terminar y el daño de otro calor récord está contando en todas partes. Las olas de calor y los incendios son un leitmotiv conocido, al que se suma paulatinamente el colapso de las redes eléctricas. Miles y miles de familias "en la oscuridad" por los efectos de la sobrecarga energética.
Los apagones periódicos ofrecen solo una pequeña pista de lo que es probable que suceda en el futuro. El crecimiento de la población, la urbanización y las temperaturas del verano triplicarán el número de acondicionadores de aire instalados en todo el mundo a mediados de siglo. El total de acondicionadores de aire se acerca a los 6 mil millones, según el informe Future of Cooling de la Agencia Internacional de Energía.
El aire acondicionado representa uno de los desafíos más insidiosos del cambio climático y uno de los problemas tecnológicos más difíciles de resolver.
Es obvio: cuanto más cálido es el mundo, más necesitamos enfriamiento.
No se trata solo de comodidad, sino de salud y supervivencia en gran parte del mundo. Sin embargo, los acondicionadores de aire por sí mismos producen suficiente calor para elevar de forma apreciable las temperaturas urbanas y aumentar los gases de efecto invernadero.
Miles de millones de nuevas unidades hambrientas de energía generarán el aumento de una de las mayores fuentes de demanda de electricidad del mundo.
Sin mejoras importantes, la demanda de energía de refrigeración también se triplicará, alcanzando i 6.200 teravatios hora para 2050, o casi una cuarta parte del consumo total de electricidad en el mundo actual.
54,4 ° Celsius (130 grados Fahrenheit). Es la temperatura más alta jamás registrada en la Tierra. Y fue grabado el mes pasado, en Death Valley en California. ¿Queremos seguir así? ¿Y ayudar en el calor?
La tecnología del aire acondicionado está paralizada
Veo pocos avances en el sector. Aparte de las pequeñas ganancias de eficiencia, la tecnología subyacente de los acondicionadores de aire funciona de manera muy similar a cuando se introdujo hace casi un siglo.
"El hecho de que el uso de acondicionadores de aire continúe aumentando mientras el producto se ve en gran medida igual que hace décadas habla por sí mismo", dice. Romanin gana, CEO de Treau, una startup con sede en San Francisco que desarrolla un nuevo tipo de bomba de calor.
“Creo que mucha gente estaría entusiasmada con un cambio, pero solo ha habido un progreso gradual”, dice. Y tiene razón.
En las últimas décadas, ha habido mejoras mucho mayores en otras tecnologías energéticas (paneles solares, baterías y vehículos eléctricos) gracias a la opinión pública y la intervención estatal. Treau es una de varias empresas emergentes y grupos de investigación que ahora están tratando de avanzar en el enfriamiento.
Puede que no sea suficiente
Incluso si el stock mundial de unidades de aire acondicionado se vuelve mucho más eficiente, los saltos esperados en el uso son tan grandes que la demanda mundial de electricidad seguirá aumentando. Esto complicará la ya prohibitiva tarea de sanear los sectores energéticos del mundo. Significa que las naciones no solo tienen que reformar la infraestructura eléctrica existente, sino que necesitan construir sistemas mucho más grandes de lo que nunca han tenido y hacer todo con fuentes renovables o libres de emisiones.
Refrigerar los grandes volúmenes de aire caliente que llenan hogares, oficinas y fábricas es, y siempre será, un enorme consumo energético.
El problema no es solo que más acondicionadores de aire requerirán más y más electricidad para funcionar. Es que aumentará especialmente la cantidad necesaria durante las horas pico, cuando las temperaturas son realmente altas. También se producirá un problema anteriormente conocido como "curva de pato" de recargas de coches eléctricos. Todos tenderán a recargar energías por la noche, todos encenderán su aire acondicionado durante las horas más calurosas. Tenemos que sobreconstruir los sistemas eléctricos para satisfacer los niveles de demanda que solo pueden ocurrir durante unas pocas horas o días al año.
Cuidado con la India
El mundo verá aumentos mucho mayores en la demanda de aire acondicionado en países donde la clase media se está expandiendo rápidamente y donde las olas de calor se volverán más comunes y severas. En particular Se espera que la India instale 1,1 millones de unidades adicionales para 2050, lo que aumentará la proporción de acondicionadores de aire en la demanda máxima de electricidad del país del 10% al 45%.
¿Cómo se puede solucionar esto?
Energia limpia - La acción más crucial debe tener lugar en la red eléctrica en su conjunto. Necesitamos un mayor uso de fuentes de energía limpia, como la energía solar y eólica, para reducir las emisiones indirectas de gases de efecto invernadero por el uso de acondicionadores de aire.
Red inteligente - El desarrollo de redes cada vez más inteligentes podría ayudar a los sistemas eléctricos a hacer frente a los picos de demanda de corriente alterna. Esto implica agregar sensores, sistemas de control y software. Sistemas capaces de reducir automáticamente el uso a medida que desciende la temperatura exterior o cuando las personas abandonan los espacios por períodos prolongados.
Alternativa fresca - El mundo también puede reducir las emisiones de los acondicionadores de aire cambiando a refrigerantes alternativos. Los fabricantes han dependido en gran medida de los hidrofluorocarbonos, gases de efecto invernadero muy potentes que pueden escapar durante la producción y reparación o al final de la vida útil de una unidad.
Según una enmienda de 2016 al Protocolo de Montreal, las empresas y los países deben optar cada vez más por opciones de menor impacto. Hay algunos compuestos prometedores conocidos como HFO, algunos hidrocarburos como el propano e incluso el dióxido de carbono (que al menos tiene un efecto de calentamiento menor que los refrigerantes existentes).
Los refrigerantes alternativos podrían reducir las emisiones en aproximadamente el equivalente 50 mil millones de toneladas de dióxido de carbono durante las próximas décadas.
Sobre todo eficiencia
Más allá de estas soluciones, el creciente número de acondicionadores de aire que operan en hogares y edificios en todo el mundo debe ser mucho más eficiente energéticamente.
La tecnología para hacer esto ya está ahí: La mejor tecnología disponible es más del doble de eficiente que los productos que se utilizan actualmente en el mundo y tres veces mejor que los productos más ineficientes del mercado.
El problema es que la mayoría de las personas y las empresas no pagarán mucho más por sistemas más eficientes "solo" para ayudar a cumplir los objetivos climáticos globales, particularmente en las áreas pobres del mundo.
Los incentivos o subsidios podrían ayudar a asegurar el despliegue de productos más eficientes
¿Los efectos? Obvio
En el escenario de la IEA que incluye estas buenas políticas, el aumento del consumo de energía relacionado con la refrigeración se reduciría en un 45% a mediados de siglo.
Incluso entonces, sin embargo, la demanda de energía seguiría aumentando alrededor del 70% a mediados de siglo.
Lograr ganancias adicionales significativas puede requerir cambios más radicales.
Cambios radicales
Varias nuevas empresas están tratando de impulsar las cosas.
Transaera, cofundada por el profesor de energía del MIT Mircea Dincă, está intentando mejorar significativamente la eficiencia de los acondicionadores de aire.
Además de enfriar el aire, las unidades convencionales dedican enormes cantidades de energía al tratamiento del vapor de agua, que retiene el calor. Esto requiere que baje la temperatura mucho más allá de lo que puede leer en la pantalla de los acondicionadores de aire. Solo de esta manera el vapor puede convertirse en líquido y eliminarse del aire.
"Es increíblemente ineficiente", dice. Dincă, “Eso es mucha energía y no es necesaria”.
El enfoque de Transaera se basa en una clase de materiales altamente porosos. Se conocen como estructuras organometálicas y se pueden optimizar para capturar compuestos específicos, incluida el agua. Transaera ha desarrollado un accesorio para sistemas de aire acondicionado que utiliza estos materiales para reducir la humedad del aire antes de que entre en un acondicionador de aire. La empresa estima que este sistema mejora la eficiencia energética global en más de un 25%.
Otras investigaciones en curso
La Sistemas SkyCool de Mountain View, California, ha desarrollado espejos de alta tecnología que pueden proyectar calor en las frías extensiones del espacio, explotando un fenómeno natural conocido como enfriamiento radiativo.
Colocados en los techos, estos dispositivos pueden reemplazar o aumentar los sistemas tradicionales de enfriamiento de edificios. La empresa estima que la tecnología puede reducir la energía utilizada para enfriar las estructuras. por 10 a% 70, dependiendo de la configuración y el clima. SkyCool está instalando los materiales en su cuarto sitio comercial.
Otras nuevas empresas están explorando ideas como bombas de calor de fuente terrestre, tecnologías de estado sólido que evitan la necesidad de gases refrigerantes y nuevas modificaciones de refrigeración.
