La generación eléctrica a partir de combustibles fósiles contribuye considerablemente a las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera, principalmente de dióxido de carbono (CO2), uno de los mayores impulsores del calentamiento global y cambio climático. A este sector también se le atribuye una significativa participación en la liberación de contaminantes atmosféricos locales, como el dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, mercurio y material particulado, contaminantes asociados con la formación de smog y lluvia ácida, y con efectos adversos en salud, esperanza de vida, adquisición de capital humano, y productividad, sobre todo en países en vías de desarrollo.
La creciente consciencia sobre los efectos adversos del uso de estas fuentes convencionales de energía junto al desarrollo de nuevas tecnologías ha ayudado a la substitución de combustibles fósiles en varias partes del mundo. En su reemplazo, nuevas formas de energía han emergido: las energías renovables no convencionales. Este tipo de energías (solar, eólica, mareomotriz, geotérmica, pequeñas hidroeléctricas) no sólo nos ayudan a acercarnos al objetivo internacional de mantener el calentamiento global en 1,5 °C, sino que además contribuyen a mejorar la calidad del aire mediante la reducción de contaminantes locales asociados a la producción energética (Cullen, 2013), a disminuir los precios de generación (efecto conocido como merit-order effect, Sensfuß et al., 2008), y a crear nuevos puestos de trabajo (Lehr et al., 2012). ¿Es posibles que este tipo de energías ofrezcan otros beneficios? ¿Qué pasa en la salud de las personas si reemplazamos las fuentes de generación convencionales (sucias) con energías renovables como la energía solar?
Con el fin de responder a esa pregunta, junto a mis coautores Elisheba Spiller, y Cristóbal Ruiz-Tagle, hemos investigado durante los últimos dos años los beneficios en salud derivados de la energía solar en Chile. Al contrario de lo que el lector puede imaginar, responder a esta pregunta no es tan sencilla como parece. Gran parte de los beneficios adicionales de invertir en energías renovables depende de factores como el horario en el cual estas fuentes de energías están disponibles, dónde se ubican estas plantas, y cuál es la composición de la matriz energética pre-existente (Borenstein, 2012). Al mismo tiempo, existen ciertas heterogeneidades dependiendo del tipo de energía renovable en cuestión. Por ejemplo, aumentos en generación eólica pueden estar asociados con una reducción de la contaminación, aunque no necesariamente debido a un desplazamiento de fuentes sucias de generación sino producto de una mayor velocidad del viento y, por lo tanto, de una mayor dispersión de contaminantes. Esto podría dificultar la identificación de ciertos beneficios derivados de esta fuente energética, particularmente aquellos impactos en salud. Este problema en particular no afecta a la energía solar. Al mismo tiempo, esta fuente de energía renovable siempre está disponible durante las horas en las cuales se espera una mayor exposición de los individuos a la contaminación atmosférica exterior, es decir, durante el día. Factores como estos hacen que el análisis de los efectos en salud derivados de un cambio exógeno en capacidad instalada de energía solar permita una identificación más confiable de los potenciales impactos que las energías renovables, en particular la energía solar, tienen en enfermedades comúnmente asociadas a la exposición de contaminantes derivados de la quema de combustibles fósiles, como las enfermedades respiratorias y cardiovasculares.
Nuestra investigación se centra en la instalación masiva de plantas de energía solar en el Desierto de Atacama (Rivera et al., 2021). Ubicado en el norte del país, este desierto es uno de los paisajes más extremos del mundo. A menudo, la NASA y las compañías cinematográficas lo utilizan para representar a Marte y es uno de los lugares más soleado de la Tierra. Además, esta zona es el mejor lugar del mundo para la energía solar dada la productividad que los paneles fotovoltaicos pueden alcanzar (ver Figura 1). No por nada, desde 2012 se han instalado más de 3,300 MW de energía solar en todo Chile, donde gran parte de estas instalaciones se han localizado en las regiones del desierto de Atacama y sus alrededores. Esta rápida inyección en capacidad de energía solar de gran escala (plantas de más de 100 MW) producto de una ley de fomento a la instalación de energías renovables (ver), ha convertido al norte de Chile en un caso de estudio perfecto para analizar los beneficios en salud de agregar energía solar de forma sostenida en el tiempo a una matriz energética dominada por combustibles fósiles.
Figura 1: Capacidad fotovoltaica del desierto de atacama. Fuente: Global Solar Atlas.
En este estudio encontramos que esta instalación masiva de plantas de energía solar de gran escala llevó a un desplazamiento considerable de la generación termoeléctrica diaria en el norte de Chile. Varias de las centrales termoeléctricas identificadas como desplazadas en nuestro análisis, principalmente plantas de generación a carbón, forman parte del programa de cierre de las termoeléctricas más antiguas anunciadas por el Presidente Piñera en 2019 (ver), lo cual nos hace pensar que estas unidades eran en realidad las centrales menos eficientes. Una vez que identificamos la ubicación geográfica de estas centrales termoeléctricas desplazadas, analizamos los efectos en admisiones diarias en hospitales producto de afecciones respiratorias y cardiovasculares en todas las ciudades del norte de Chile, específicamente en aquellas ubicadas a corta distancia de estas plantas. Para verificar que nuestras estimaciones están correctamente identificando impactos producto de una menor contaminación, utilizamos además la dirección del viento para identificar qué ciudades estaban a sotavento de las emisiones atmosféricas de las plantas termoeléctricas desplazadas.
Nuestro análisis en salud revela reducciones significativas en los ingresos hospitalarios diarios producto de enfermedades respiratorias, sobre todo en aquellas ciudades más próximas y a favor del viento de las emisiones de plantas termoeléctricas desplazadas. Para las ciudades cuyo centro urbano se encuentra a menos de 10 km de las plantas desplazadas, estimamos que 1 GWh de generación solar redujo los ingresos hospitalarios respiratorios diarios en un 11% en promedio. Hallazgos similares, aunque con magnitudes decrecientes, ocurren en ciudades a favor del viento y ubicadas a 50 km y 100 km de distancia de la generación termal desplazada. Es importante destacar que estas reducciones fueron mayores entre los grupos de edad más vulnerables: bebés, niños (de 6 a 14 años) y adultos mayores (ver Figura 2). Al mismo tiempo, nuestros resultados sugieren que estas reducciones hospitalarias se producen dentro de un plazo relativamente corto de desplazamiento de energía sucia, lo cual muestra los beneficios inmediatos de descarbonizar la matriz energética en el norte de Chile.
Figura 2: Efecto de 1-GWh adicional de energía solar sobre la tasa de admisiones hospitalarias diarias debido a enfermedades de las vías respiratorias bajas. Fuente: Rivera et al., 2021.
Las conclusiones de nuestro estudio se mantienen intactas después de varios análisis de robustez como, por ejemplo, el uso de ciudades a contra viento de plantas desplazadas y aquellas a favor del viento de centrales no desplazadas. También analizamos admisiones hospitalarias de pacientes con enfermedades presumiblemente no relacionadas con la contaminación del aire, donde no encontramos evidencia de algún impacto. Creemos que nuestro estudio cuantifica algunos de los beneficios adicionales que el uso de energía solar puede proporcionar en términos de mejoras en la calidad del aire, y por lo tanto en salud, de las naciones en desarrollo. De todas formas, varias razones nos llevan a pensar que nuestros resultados de alguna forma subestiman el beneficio total que el remplazo plantas de generación termoeléctrica por plantas solares puede traer a la población.
En primer lugar, y tal como ocurre en varios países de la región, el norte de Chile se caracteriza por una infraestructura sanitaria limitada. Esto significa que cualquier disminución en el número de ingresos hospitalarios producto de una mejora en la calidad del aire aumenta la cantidad de camas de hospital disponibles para tratar otras dolencias. Segundo, mejoras en la calidad del aire tienen un beneficio de por vida en bebés y niños en términos de reducción de enfermedades y de mejores resultados académicos y laborales (Currie et al., 2014). Al mismo tiempo, y tal como se ha demostrado para otros países como EE. UU. (Banzhaf et al., 2019) e India (Kopas et al., 2020), segmentos de la población desfavorecidas a menudo viven más cerca de grandes fuentes de contaminación. Si este es el caso de las termoeléctricas en Chile, mejoras en la calidad del aire también pueden ayudar a reducir la desigualdad. Finalmente, y aunque el área que estudiamos tiene una densidad de población relativamente baja, de todas formas, pudimos identificar un beneficio significativo en salud. Es de esperar que la contribución de la energía solar a un aire más limpio produzca beneficios aún mayores en regiones o zonas más pobladas.
Si bien la estrategia chilena de fomentar el uso de energías renovables no es única en América Latina, es meritorio el hecho de que este impulso ha sido en gran parte en pro de una descarbonización general de la matriz energética del país. Un ejemplo de ello es el anuncio del cierre total de todas las termoeléctricas en Chile para el año 2050 (ver). Sin embargo, otros países de la región parecerían haber optado por una estrategia diferente. Tal es el caso de Brasil, uno de los países con el sector eléctrico más grande de América Latina, y que durante los últimos años ha brindado un apoyo político significativo a la generación eléctrica en base a combustibles fósiles (ver).
La matriz energética brasileña depende fuertemente de la generación hidroeléctrica. Sin embargo, una alta variabilidad en el suministro de agua reportada por varias represas durante el último periodo (por ejemplo, aquí y aquí) producto de las constantes crisis hídricas en el país han desafiado la confiabilidad en la matriz energética actual (ver Figura 3). Sorprendentemente, la estrategia del país para enfrentar estos desafíos pareciera estar enfocada no sólo en la instalación de energías renovables no convencionales sino también en inversiones en generación termoeléctrica, particularmente en fuentes a carbón (ver). Esta estrategia no es nueva en el país. Durante los últimos 20 años, Brasil ha experimentado un crecimiento no sólo en energías renovables sino además en capacidad instalada de generación a partir de fuentes fósiles (ver Figura 4). Por ejemplo, desde 2012 se han instalado más de 2,000 MW de capacidad en energía a carbón, algunas de estas plantas con autorización operacional hasta 2050, y recientemente, el congreso brasileño y el ejecutivo aprobaron una prorroga en el contrato de operación de una termoeléctrica a carbón hasta 2040, la cual originalmente debía para su generación el 2025 (ver). Esta termoeléctrica, ubicada en el estado de Santa Catarina, tiene 360 MW de capacidad y se encuentra próxima (a menos de 1km) de escuelas y jardines infantiles (ver Figura 5). Medidas como estas amenazan la transición del país hacia combinaciones energéticas más sostenibles y limpias, sobre todo en un país como Brasil donde se estima que la contaminación del aire mata a más de 40,000 personas cada año (Larsen, 2015).
Figura 3: Generación Eléctrica Anual en Brasil. Fuente: Elaboración propia con datos de la Agência Nacional de Energia Eléctrica (ANEEL).
Figura 4: Capacidad instalada de generación eléctrica por tipo de fuente. Fuente: Elaboración propia con datos de la Agência Nacional de Energia Eléctrica (ANEEL).
Si bien la matriz energética chilena difiere de la brasileña, los desafíos futuros a enfrentar no son tan disímiles entre ambas naciones. Proyecciones de aumentos en la demanda energética producto de un mayor desarrollo de sus economías, incrementos sostenidos de la población, una calidad deficiente y accesos desiguales sus sistemas de salud, son algunos ejemplos de desafíos comunes que ambos países tendrán que sopesar en los próximos años. Para el caso de Brasil, esto se suma a la creciente incerteza asociada al cambio climático y las potenciales consecuencias negativas que esto puede traer sobre el sistema hidroeléctrico del país (de Queiroz et al., 2016; Mohor y Mendiondo, 2017). Es de esperar que la evidencia científica sobre los beneficios de las energías renovables, así como las presentadas por nuestro estudio, se conviertan en fuentes valiosas de información para economías emergentes como Brasil y el futuro diseño de políticas energéticas y ambientales que correctamente internalicen los beneficios adicionales de este tipo de energías.
Figura 5: Distancia entre la termoeléctrica Jorge Lacerda (Santa Catarina) y el Jardín Infantil Escola Sementinha do Saber Capivari de Baixo SC. Fuente: Google Maps.
Referencias
Banzhaf, S., Ma, L., & Timmins, C. (2019). Environmental justice: The economics of race, place, and pollution. Journal of Economic Perspectives, 33(1), 185-208.
Borenstein, S. (2012). The private and public economics of renewable electricity generation. Journal of Economic Perspectives, 26(1), 67-92.
Cullen, J. (2013). Measuring the environmental benefits of wind-generated electricity. American Economic Journal: Economic Policy, 5(4), 107-33.
Currie, J., Zivin, J. G., Mullins, J., & Neidell, M. (2014). What do we know about short-and long-term effects of early-life exposure to pollution? Annu. Rev. Resour. Econ., 6(1), 217-247.
de Queiroz, A. R., Lima, L. M. M., Lima, J. W. M., da Silva, B. C., & Scianni, L. A. (2016). Climate change impacts in the energy supply of the Brazilian hydro-dominant power system. Renewable Energy, 99, 379-389.
Kopas, J., York, E., Jin, X., Harish, S. P., Kennedy, R., Shen, S. V., & Urpelainen, J. (2020). Environmental justice in India: incidence of air pollution from coal-fired power plants. Ecological Economics, 176, 106711.
Larsen, B. (2015). Post-2015 Development Agenda. Brazil Perspectives: Air Pollution. Copenhagen Consensus. Retrieved in October, 2020.
Lehr, U., Lutz, C., & Edler, D. (2012). Green jobs? Economic impacts of renewable energy in Germany. Energy Policy, 47, 358-364.
Mohor, G. S., & Mendiondo, E. M. (2017). Economic indicators of hydrologic drought insurance under water demand and climate change scenarios in a Brazilian context. Ecological Economics, 140, 66-78.
Rivera, N. M., Ruiz-Tagle, C., & Spiller, E. (2021). The health benefits of solar power generation: Evidence from Chile. Environmental Defense Fund Economics Discussion Paper Series, EDF EDP, 21-02.
Sensfuß, F., Ragwitz, M., & Genoese, M. (2008). The merit-order effect: A detailed analysis of the price effect of renewable electricity generation on spot market prices in Germany. Energy Policy, 36(8), 3086-3094.
