ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA DE LA DESCARBONIZACIÓN DE LA MATRIZ ELÉCTRICA

Actualmente el mundo se ve inmerso en una constante contaminación y destrucción por parte del ser humano, en donde posee impactos significativos producto de diversas actividades llevadas a cabo diariamente para poder llevar un estilo de vida considerado adecuado por la población. Dentro de las actividades que contribuyen las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), en nuestro país el sector eléctrico corresponde a ser un fuerte contribuyente en esta problemática, representando un gran porcentaje de la contaminación producto de no solo la operación de las generadoras de energía, sino también de todo lo relacionado al ciclo de vida, es decir, los materiales necesarios para el funcionamiento y la construcción de las distintas tecnologías de generación, además del fin de vida el cual debe es particular de cada tipo de tecnología. Las consecuencias de un desmesurado uso de tecnologías con alta contaminación se traducen en una contribución al cambio climático, emanación de partículas finas nocivas para los seres vivos, uso de suelos y acidificación de estos, agotamiento de minerales y combustibles fósiles, entre otros impactos perjudiciales para el ecosistema y los seres vivos presentes en este. Es necesario abordar esta problemática del sector eléctrico desde una perspectiva de abastecimiento de demanda energética con energías consideradas “verdes”, es decir, tener el menor impacto ambiental posible mientras se logran abastecer de electricidad para el desarrollo normal de actividades de los habitantes y del país. El principal objetivo del presente estudio corresponde a ser el análisis del ciclo de vida de la matriz eléctrica de Chile, con un énfasis en todas las etapas del ciclo de vida (materiales, construcción, operación y fin de vida), además de considerar tres huellas ambientales para el análisis de cada etapa, siendo estas la huella de carbono, de agua y energética de las principales tecnologías que se proyectan utilizar en dos de los cinco escenarios de carbono neutralidad (emisiones netas nulas para el año 2050), así como también en un escenario de referencia que no contempla medidas estrictas y restrictivas de contaminación ambiental. La metodología contempla 3 pilares principales: (1) marco teórico de contextualización a nivel mundial y posteriormente a nivel nacional sobre las emisiones producto de la utilización de diversas tecnologías dentro de la matriz eléctrica; (2) evaluación del impacto por la generación de electricidad de las tecnologías en todo su ciclo de vida, contemplando las tres huellas ambientales mencionadas, para dos escenarios de carbono neutralidad y un escenario de referencia, esto en conjunto con el análisis de diversos impactos ambientales relacionados a contaminación de ecosistemas en su totalidad; (3) análisis de los compromisos a nivel nacional e internacional que tiene Chile como país, considerando un enfoque de internalización de emisiones, abordando todo el ciclo de vida y no solamente la etapa de operación. Se analizó la cantidad de emisiones que no se consideran dentro de los compromisos que tiene Chile en cuanto a cantidad de emisiones, logrando mostrar, de acuerdo con los cálculos realizados, la cantidad de dióxido de carbono equivalente que es necesario contabilizar para lograr una responsabilización a nivel total del impacto producido por la implementación y el uso de las distintas tecnologías dentro del sector eléctrico para los dos escenarios de carbono neutralidad.
 Purpose The decarbonization of the Chilean electricity matrix contemplates the gradual exit of coal-fired plants, being coal-free by 2050. This combined with the entry of technologies based on renewable energy to supply the energy demand of the country. This measure of decarbonization has the characteristic of being an enabler to implement the other measures of Chile’s carbon neutrality plan. The aim of this study is to quantify the emissions produced by two carbon neutrality scenarios and a baseline scenario analyzing all the phases involved in the life cycle (LC) of all the energy generating technologies with the impact in the carbon, water and energy footprint. Methods Firstly, the analysis consists in taking the unit production of each technology to carry out a standard comparison to identify the ones with the greatest impacts on the different environmental footprints and life cycles phases. Then the accumulated generation up to the year 2050 is considered for the three scenarios, obtaining the impacts for each of the technologies according to their generation in the specific scenario. This allows to identify the LC phases and environmental footprints in which the different technologies have greatest impacts according to the participation percentage in the electricity generation of the scenario. Also, it is possible to identify the different impacts besides climate change that each technology does during all the phases in the LC. Results and discussion The thermoelectric plants that uses diesel as fuel is the technology that has the greatest impact per unit of production in both carbon and energy footprint with 1.36 [kg CO2 eq/kWh] and 0.44 [kg CO2 eq/kWh] and the hydroelectric reservoir has the greatest impact in the water footprint. These impacts are associated with the extraction of raw materials and the operation of the plants during the useful life of the technology. On the other hand, the accumulated generation up to the year 2050 of each scenario produced the following impact in the environmental footprints under analysis: for the scenario B the carbon and energy footprint with the highest impact is due to the use of thermoelectric plants fed by LNG and the hydraulic reservoirs for the water footprint with an impact; the scenario E the carbon footprint has the greatest impact due to the use of thermoelectric plants fed by carbon, the water footprint to the hydraulic reservoirs and the energy footprint to the thermoelectric plants fed by LNG; for the baseline scenario has the same nature of impact on the environmental footprints as scenario E. The different impacts produced in each scenario consider all the phases of the LC which allows an analysis of the commitments that Chile has as a country. The emission limit to 2030 is 95 MtCO2eq only the emissions produced in the operation phase are considered, so to internalize all the emissions it is necessary to consider the other phases of the LC which gives 3 MtCO2eq to be accounted for in the emission limit. The same goes for the carbon budget of 1100 MtCO2eq in which only the operation phase is considered and in order to internalize all the emissions produced it is necessary to add 34.5 MtCO2eq to the budget. Finally, considering the carbon neutrality by 2050 the country should produce and absorb 65 MtCO2eq giving the country the characteristic of carbon neutral but in this number of the production only considers the operation phase, so to be able to internalize all the emissions it is necessary to consider the other phases which produce 4.6 MtCO2eq to be accounted to the achievement of the carbon neutrality. Conclusions The LCA is a powerful tool to identify all the phases in which different technologies generate emissions in different environmental footprints. This makes it possible to identify where in the LC is necessary to mitigate the impact and how to carry out this mitigation approach. Also, it is important to notice that it is usual to consider only the operation phase in the LC of the technologies which means that many emissions are not considered within the objective of reducing the contamination that a Chile has as a country and in order to do it the LCA allows to quantify this emissions to internalize them in the objectives and carbon budget. Even though the decarbonization is only one of all the measures in the carbon neutrality plan it is important to do a LCA of all the measures involved to be able to identify and quantify all the emissions produced in the phases of the LC and with this it is possible to achieve an greater level of accountability and internalization of emissions produced by Chile.