Casi el 10 por ciento de la electricidad en los Estados Unidos hoy en día proviene de la energía eólica. La fuente de energía renovable beneficia el clima, la calidad del aire y la salud pública al desplazar las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes del aire que, de otro modo, producirían las centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles.

Un nuevo estudio del MIT encuentra que los beneficios para la salud asociados con la energía eólica podrían más que cuadriplicarse si los operadores priorizaran reducir la producción de las plantas de energía de combustibles fósiles más contaminantes cuando la energía eólica estuviera disponible.

En el estudio publicado en avances científicos, los investigadores analizaron la actividad de las turbinas eólicas por hora e informaron las emisiones de cada planta de energía basada en combustibles fósiles en el país entre 2011 y 2017. Rastrearon las emisiones en todo el país y asignaron los contaminantes a la demografía afectada. Luego calcularon la calidad del aire regional y los costos de atención médica asociados para cada comunidad.

Los investigadores descubrieron que en 2014, la energía eólica vinculada a la acción del gobierno mejoró la calidad del aire en general, lo que resultó en $ 2 mil millones en beneficios para la salud en todo el país. Sin embargo, solo alrededor del 30 por ciento de estos beneficios para la salud llegaron a las comunidades desfavorecidas.

El equipo también descubrió que los beneficios generales para la salud podrían cuadriplicarse si la industria de la energía eléctrica redujera la producción de las plantas de energía basadas en combustibles fósiles más contaminantes en lugar de las plantas de energía más rentables en una era de $ 8.4 mil millones en energía eólica a nivel nacional. Sin embargo, los resultados mostrarían un desglose demográfico similar.

“Descubrimos que priorizar la salud es una excelente manera de maximizar el beneficio de una manera generalizada en los EE. UU., lo cual es algo muy positivo. Pero sugiere que no abordará las diferencias», dice la coautora del estudio Noelle Selin, profesora del Instituto de Datos, Sistemas y Sociedad y del Departamento de Ciencias Planetarias, Atmosféricas y de la Tierra del MIT. “Para abordar las disparidades en la contaminación del aire, uno no puede centrarse simplemente en el sector eléctrico o la energía renovable y contar con los beneficios generales de la contaminación del aire al abordar estas disparidades raciales y étnicas reales y persistentes. Debe observar otras fuentes de contaminación del aire, así como los factores sistémicos subyacentes que determinan dónde están las plantas y dónde vive la gente».

Los coautores de Selin son el autor principal y exestudiante del MIT Minghao Qiu PhD ’21, ahora en la Universidad de Stanford, y Corwin Zigler de la Universidad de Texas en Austin.

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En su nuevo estudio, el equipo buscó patrones entre los períodos de generación de energía eólica y la actividad de la planta de energía de combustibles fósiles para ver cómo los mercados regionales de electricidad ajustan la producción de la planta de energía en respuesta a las entradas de energía renovable.

«Uno de los desafíos técnicos y la contribución de este trabajo es determinar qué centrales eléctricas responderán a esta creciente energía eólica», señala Qiu.

Para hacer esto, los investigadores compararon dos conjuntos de datos históricos del período entre 2011 y 2017: un registro por hora de la producción de energía de las turbinas eólicas en todo el país y un registro detallado de las mediciones de emisiones de cada planta de energía de combustibles fósiles en los EE. UU. Los conjuntos de datos cubrió cada uno de los siete principales mercados regionales de electricidad, donde cada mercado suministró energía a uno o más estados.

«California y Nueva York son cada uno su propio mercado, mientras que el mercado de Nueva Inglaterra cubre alrededor de siete estados y el Medio Oeste cubre más», explica Qiu. “También cubrimos alrededor del 95 por ciento de toda la energía eólica en los EE. UU.”

En general, observaron que cuando la energía eólica estaba disponible, los mercados se ajustaban, esencialmente reduciendo la producción de las centrales eléctricas de gas natural y carbón. Descubrieron que los activos rechazados probablemente se seleccionaron por razones de ahorro de costos, ya que ciertos activos eran menos costosos de rechazar que otros.

Luego, el equipo utilizó un modelo de química atmosférica sofisticado para simular patrones de viento y transporte químico de emisiones en todo el país, y determinó dónde y en qué concentraciones las emisiones produjeron partículas y ozono, dos contaminantes que dañan la calidad del aire y la salud humana. Finalmente, los investigadores mapearon la población demográfica general en todo el país con base en los datos del censo de EE. UU. y aplicaron un enfoque epidemiológico estándar para calcular los costos de atención médica de una población debido a su exposición a la contaminación.

Este análisis encontró que en 2014, un enfoque general de ahorro de costos para desplazar la energía de los combustibles fósiles en la era de la energía eólica resultó en beneficios para la salud o ahorros de US $ 2 mil millones en todo el país. Una proporción más pequeña de estos beneficios se destinó a poblaciones desfavorecidas, como minorías y comunidades de bajos ingresos, aunque estas disparidades variaron de un estado a otro.

«Es una historia más compleja de lo que pensábamos originalmente», dice Qiu. “Ciertos grupos de población están expuestos a niveles más altos de contaminación del aire, y esos serían las personas de bajos ingresos y las minorías étnicas. Lo que estamos viendo es que la expansión de la energía eólica podría reducir esa brecha en ciertos estados, pero ampliarla aún más en otros. dependiendo de qué plantas de energía fósil sean desplazadas”.

optimizar el rendimiento

Luego, los investigadores examinaron cómo cambiaría el patrón de emisiones y los beneficios para la salud asociados si priorizaran el cierre de varias plantas basadas en combustibles fósiles en la era de la energía eólica. Optimizaron los datos de emisiones para reflejar varios escenarios alternativos: uno en el que las centrales eléctricas más dañinas y contaminantes se cierran primero; y otros dos escenarios en los que las plantas que producen más dióxido de azufre y dióxido de carbono, respectivamente, deben reducir su producción primero.

Descubrieron que, si bien cada escenario aumentaba los beneficios de salud en general, y el primer escenario en particular cuadruplicaba los beneficios de salud, la desigualdad original persistía: las minorías y las poblaciones de bajos ingresos aún experimentaban menores beneficios de salud que las comunidades más prósperas.

«Llegamos al final del camino y dijimos que no hay forma de que podamos solucionar esta disparidad tomando decisiones más inteligentes sobre qué activos desplazar», dice Selin.

«Una de las cosas que me hace optimista acerca de esta área es que se está prestando mucha más atención a los problemas de equidad y justicia ambiental», concluye Selin. «Nuestro papel es encontrar las estrategias que serán más efectivas para abordar estos desafíos».

Este trabajo fue apoyado en parte por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y los Institutos Nacionales de Salud.

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