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Caminos hacia la descarbonización

Las industrias difíciles de reducir están emitiendo la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que las convierte en industrias prioritarias en el camino hacia la descarbonización

La transformación climáticamente neutra de las industrias es esencial para dominar algunos de los retos del siglo: reducir las emisiones globales y transformar las empresas para cumplir los objetivos de descarbonización. Los principales especialistas mundiales de la industria de Deloitte, en estrecha colaboración con clientes y equipos del sector público y en cooperación con la comunidad científica, han creado una colección de ideas para compartir la perspectiva de Deloitte sobre posibles vías de descarbonización para los sectores clave que tienen uno de los mayores impactos en las emisiones de carbono a nivel mundial.

Las emisiones combinadas de la industria de difícil reducción, como los sectores del acero, los productos químicos, la automoción y la alimentación (véase la figura 1), representaron aproximadamente el 82% del total de las emisiones mundiales deCO2en en 2021. La reducción de las materias primas fósiles y las emisiones de carbono de estos sectores es un desafío global que debe abordarse a escala mundial.

Si bien muchos obstáculos tienden a tener su origen en la diversidad de regulaciones, la inseguridad en torno a los avances tecnológicos y las influencias geopolíticas, también hay dos soluciones generales que pueden ser facilitadores principales para todos los sectores: la electricidad y el hidrógeno verdes. Por lo tanto, hemos dedicado una sección a la cuestión clave del hidrógeno verde, que describe el camino que probablemente será crítico para los esfuerzos de cada uno de los sectores.

El propósito de Deloitte es no sólo proporcionar una descripción de la situación, sino también ofrecer nuestra experiencia y puntos de vista sobre las posibles soluciones y las medidas necesarias que deberían adoptarse. Nuestro objetivo: apoyar a los clientes de Deloitte en todo el mundo a lo largo de esta transformación con análisis basados en pruebas, perspectivas únicas y la amplitud y profundidad de nuestros conocimientos.

Cada sección incluye:

  • Una visión general de la situación actual y los desafíos específicos
  • El panorama regulatorio y sus implicaciones para la economía
  • Las palancas tecnológicas más importantes
  • Factores de éxito e hipótesis sobre cómo ganar

Basándonos en nuestro análisis de las necesidades y requisitos de estas industrias de difícil reducción, hemos desarrollado un conjunto de ofertas y soluciones listas para implementar para a apoyar a los actores globales en sus caminos individuales. Explora las diferentes secciones para obtener más información.

EL ESTADO DE LA CUESTIÓN

El sector energético es clave para la descarbonización de la economía mundial, y la electrificación y las energías renovables desempeñarán un papel crucial en un mundo con cero emisiones netas. La descarbonización del sector eléctrico está en marcha, y los actores tradicionales, los nuevos participantes, los responsables políticos, los inversores y los clientes presionan con fuerza en esta dirección. Los actores tradicionales están transformando sus modelos de negocio, mientras que los nuevos ven el sector de la energía como una oportunidad para el crecimiento y la diversificación. El sector se caracteriza por importantes diferencias regionales relacionadas con factores locales como la actual combinación de generación de energía, la ambición política y el acceso a la electricidad.

El sector se enfrenta a varios retos: la transformación de la cadena de suministro y de la fuerza laboral; la sobrecarga de los órganos administrativos y reguladores; la estabilidad del sistema a medida que entran en funcionamiento más fuentes de energía renovables; involucrar a los clientes para que desempeñen un papel más activo; problemas de desigualdad social; y la limitada capacidad de financiación del sector.

EL CAMINO A SEGUIR

El camino del sector eléctrico hacia el cero neto, que comenzó hace una década, se está acelerando ahora debido a su papel facilitador en la descarbonización de otros sectores consumidores de energía. La demanda de los clientes de soluciones bajas en carbono sigue creciendo, y la electrificación en curso de los procesos industriales está acelerando el aumento de la demanda de electricidad. Es necesario mantener la estabilidad del sistema frente a estos desarrollos dinámicos. Para lograrlo, el sector eléctrico depende de la certidumbre regulatoria, de la rapidez de los procesos de permisos (que aún no se han visto) en todos los mercados clave y de la disponibilidad y preparación de las tecnologías necesarias. La energía solar fotovoltaica y eólica a gran escala, así como una variedad de tecnologías de almacenamiento, son las soluciones clave de tecnología de generación en un escenario de cero emisiones netas, pero un conjunto más diverso de tecnologías (pequeños reactores nucleares, biomasa, hidroeléctrica, geotérmica, generación distribuida, etc.) puede desempeñar un papel en regiones con condiciones geográficas específicas. Por el lado del consumidor, las soluciones de movilidad eléctrica (baterías y pilas de combustible de hidrógeno) y las bombas de calor (residenciales, comerciales e industriales) serán probablemente las tecnologías líderes.

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EL ESTADO DE LA CUESTIÓN

En la actualidad se producen casi 2.000 millones de toneladas de acero al año en todo el mundo, utilizando una alta proporción de procesos de fabricación de acero basados en altos hornos alimentados por carbón. Desde el punto de vista del mercado siderúrgico, la demanda de acero verde "libre de emisiones" sigue aumentando. El análisis indica que para 2030-20358, es probable que la demanda del mercado de acero verde supere la oferta disponible en regiones como Europa.

EL CAMINO A SEGUIR

Las emisiones de carbono procedentes de la producción de acero deben reducirse en un 90 % para cumplir los objetivos basados en la ciencia de limitar el calentamiento global muy por debajo de 2 °C con respecto a los niveles preindustriales y proseguir los esfuerzos para limitar el calentamiento global a 1,5 °C.

Para ayudar a reducir las emisiones, muchas siderúrgicas se están centrando en sustituir sus altos hornos por instalaciones de hierro de reducción directa (DRI) y hornos de arco eléctrico (EAF) que pueden utilizar hidrógeno y electricidad renovable. Los inversores y los gobiernos pueden desempeñar un papel fundamental en esta transición ecológica ayudando a las empresas siderúrgicas a financiar las grandes inversiones de capital necesarias. Además, las empresas mineras de exploración y producción también pueden desempeñar un papel clave a la hora de permitir el suministro necesario de mineral de hierro de alta calidad necesario para la producción de hierro de reducción directa (DRI), así como para ayudar a maximizar la eficiencia de los altos hornos que siguen en uso durante el período de transición. Además, las inversiones en otras tecnologías alternativas de fabricación de acero, así como en la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CAC), pueden desempeñar un papel clave en la introducción del acero verde en el mercado.

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EL ESTADO DE LA CUESTIÓN

La industria química es responsable del 3% de las emisiones globales de carbono y desempeña un papel clave en la cadena de valor industrial al proporcionar productos críticos para industrias como la automotriz, la construcción, la eléctrica y electrónica, y las empresas de consumo.

EL CAMINO A SEGUIR

A corto y medio plazo, la disponibilidad de electricidad verde e hidrógeno verde pueden ser factores críticos en el camino de la industria química hacia el cero neto. La industria debe seguir siendo innovadora y desarrollar nuevas tecnologías para ayudar a permitir el ahorro de energía y la circularidad. Las habilidades ecológicas en la fuerza laboral se están convirtiendo en un activo altamente competitivo y codiciado, y pueden ser clave para implementar estos cambios con éxito.

Al ser una industria con muchos activos y horizontes de planificación de más de 20 años, la industria química a menudo requiere certeza regulatoria. La gestión eficaz de la fuga de carbono es uno de los pilares normativos esenciales para el éxito de la transformación de la industria y para ayudar a garantizar la igualdad de condiciones en las diferentes regiones y marcos normativos.

Parte del impulso más importante se está viendo en las industrias de aplicaciones que están impulsadas por las solicitudes de los consumidores de productos ecológicos y, como resultado, buscan cada vez más proveedores que ofrezcan opciones sostenibles en forma de productos y servicios con bajas o nulas emisiones de carbono. Esto no solo marca el ritmo del cambio, sino que también representa una importante oportunidad de mercado para la industria química.

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EL ESTADO DE LA CUESTIÓN

La industria automotriz se encuentra en medio de un ambicioso proceso de transformación. La industria tiene una larga historia de avance y producción de vehículos con motores de combustión. Ahora, se está preparando para cambiar a vehículos eléctricos (EV) en un período de tiempo relativamente corto. Este es uno de los elementos clave para ayudar a reducir la gran huella de carbono del sector. De hecho, en 2021, las emisiones del tubo de escape fueron responsables del 10% del total de las emisiones mundiales de CO2 (relacionadas con la energía y los procesos industriales), mientras que también hay emisiones sustanciales del material y la producción de piezas y vehículos, así como de la producción de combustible/electricidad y las emisiones al final de su vida útil. 9 Los fabricantes de automóviles tienen la responsabilidad de descarbonizar toda su cadena de valor. 10 Ya han hecho un importante progreso al aumentar la producción y las ventas de vehículos eléctricos, en gran medida impulsados por los requisitos regulatorios. Sin embargo, la falta de insumos ecológicos (por ejemplo, acero y baterías) a escala, los modelos de negocio ecológicos competitivos y la necesidad de construir nuevas infraestructuras para los vehículos eléctricos son solo algunos ejemplos de los retos a los que se enfrenta el sector.

EL CAMINO A SEGUIR

Los fabricantes de automóviles deben reducir las emisiones de CO2 en un 90% a lo largo de toda la cadena de valor para 2050, desde la extracción y el procesamiento de materiales básicos, la producción de piezas y vehículos, hasta el uso y el final de la vida útil. Esto es necesario para cumplir con el objetivo basado en la ciencia que cumple con el Acuerdo de París (es decir, limitar el calentamiento global muy por debajo de 2 °C, preferiblemente a 1,5 °C) en comparación con los niveles preindustriales.

En el futuro, es probable que la mayoría de los coches nuevos sean eléctricos. Habrá un nuevo sistema de infraestructura para la carga de vehículos y el suministro y la distribución de electricidad verde deberán aumentarse de manera concurrente. Los procesos de producción de vehículos estarán electrificados en gran medida. Esto incluye bombas de calor para proporcionar energía de proceso o hidrógeno verde para la fabricación de acero. Se requerirá un ciclo cerrado de materiales, combinado con enfoques de vida múltiple (por ejemplo, segunda vida para las baterías) para un uso sostenible de los recursos y materiales raros. Para lograr este objetivo, los límites tradicionales del sector se disiparán, y es esencial una fuerte colaboración intersectorial y actividades conjuntas.

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EL ESTADO DE LA CUESTIÓN

El sistema alimentario actual no es sostenible. Es uno de los principales contaminadores, ya que representa el 25% de las emisiones mundiales de CO2 11, el 44% de las emisiones mundiales de metano 12 y el 80% de las emisiones mundiales de nitrógeno. 13 Sin embargo, es un sector fundamental que alimenta al mundo, produce una gran parte del PIB mundial y proporciona alrededor del 40% de los puestos de trabajo a nivel mundial. El modelo actual se basa en prácticas altamente productivas pero insostenibles. El cambio a prácticas agrícolas bajas en carbono conduce a menores rendimientos y mayores costes. Los rendimientos más bajos son problemáticos, ya que se prevé que aumente la demanda mundial de alimentos, mientras que los costes más altos son difíciles de trasladar a lo largo de la cadena de valor, ya que los consumidores a menudo no quieren o no pueden pagar precios más altos.

EL CAMINO A SEGUIR

El sector alimentario tiene el potencial de convertirse no solo en un sector de cero emisiones netas, sino también en positivo neto al actuar como un importante sumidero de carbono a través del almacenamiento natural de carbono. Esto es muy prometedor, pero implica inversiones significativas y un rediseño del sistema alimentario. La buena noticia es que la mayoría de las palancas necesarias ya están disponibles. Cambiar la forma en que usamos la tierra, y tratamos el suelo en tierras agrícolas, podría llevarnos casi a la mitad del camino hacia el cero neto. Las prácticas agrícolas bajas en carbono, la reducción del desperdicio de alimentos, el cambio a la energía renovable y los cambios en las dietas casi podrían completar el ciclo. Todo el ecosistema alimentario tendrá que trabajar al unísono para hacer realidad un sistema alimentario neto cero o incluso neto positivo. La creación de coaliciones será clave para establecer estándares comunes, monitorizar y acelerar los cambios en el sistema. Las industrias de procesamiento de alimentos y venta minorista de alimentos marcarán el ritmo, impulsadas por los consumidores y la percepción de la marca. Los reguladores deben establecer estándares para hacer cumplir la transparencia de extremo a extremo. Las capacidades de datos y análisis ayudarán a realizarlo. La innovación, la mejora y el desarrollo de nuevas tecnologías serán facilitadores fundamentales para lograr el cero neto.

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EL ESTADO DE LA CUESTIÓN

El sector del transporte emite 7.700 millones de toneladas de CO2 al año, de las cuales los camiones pesados representan 1.800 millones de toneladas, o el 4% de las emisiones mundiales de CO2. 9 Esto impone una gran responsabilidad al sector en la descarbonización. Sin embargo, al ser un sector de difícil reducción, se enfrenta a una serie de retos para conseguirlo. El tamaño y la escala de la industria y las limitaciones de la cadena de suministro para cumplir con los pedidos limitan su capacidad para cambiar. Debido a la financiación limitada y a los insuficientes incentivos normativos, los fabricantes de equipos originales luchan por equilibrar la necesidad de extraer valor de los negocios tradicionales y desarrollar tecnologías alternativas. La capacidad de electricidad renovable necesaria para las tecnologías alternativas aún no está en marcha y puede requerir mucho tiempo e inversión para desarrollarse. La infraestructura de carga y repostaje para el cambio a las tecnologías de baterías e hidrógeno deberá normalizarse para cubrir toda la red de carreteras.

La complejidad de las cadenas de valor hace que sea extremadamente difícil determinar las emisiones de CO2 sobre una base comparable. Las presiones legales y de los consumidores para rastrear y denunciar pueden obligar a tomar medidas en el futuro, pero los marcos actuales no son suficientes. Además, las barreras psicológicas crearán resistencia a la hora de adoptar nuevas tecnologías, especialmente en los países en desarrollo.

EL CAMINO A SEGUIR

A corto y medio plazo, es probable que la optimización de las rutas y las redes de transporte, junto con la electrificación de las flotas de corta distancia, sean las soluciones de mayor impacto para el sector en los mercados receptivos con políticas e incentivos de apoyo. En algunas zonas geográficas en desarrollo, se espera que los combustibles de transición, como el biodiésel y los combustibles sintéticos, desempeñen un papel importante. El éxito en las regiones pioneras puede reforzar el modelo de negocio de las tecnologías de bajas emisiones. Esto puede actuar como catalizador para la expansión del mercado de las tecnologías de componentes para vehículos y permitir el flujo de innovaciones en todas las geografías. Junto con el avance tecnológico en el desarrollo de vehículos, la infraestructura de carga y la disponibilidad de energía renovable deben ampliarse significativamente. La colaboración interfuncional entre los principales actores del ecosistema puede impulsar el ritmo de la transición para ayudar a crear una situación en la que todos salgan ganando, al tiempo que se mitigan los riesgos de inversión. En última instancia, los vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) impulsados por hidrógeno pueden ser fundamentales para apoyar la descarbonización en distancias más largas, pero el ciclo tecnológico aún no ha alcanzado el punto de producción en masa.

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EL ESTADO DE LA CUESTIÓN

Históricamente, la producción anual de 90 millones de toneladas de hidrógeno, en su mayoría gris, se utilizaba más bien como materia prima, pero no como fuente de energía. El hidrógeno verde, hoy en día, tiene el potencial de convertirse en un facilitador limpio de la descarbonización de nuestro sistema energético. Por ello, más de 130 países de todo el mundo (que representan el 88% de las emisiones mundiales de carbono) han publicado estrategias nacionales sobre el hidrógeno. Sin embargo, la suma total de proyectos de hidrógeno limpio anunciados en todo el mundo solo proporcionaría una capacidad de producción colectiva de 44 MtH2eq para 2030, una cuarta parte de la demanda mundial que prevemos.

EL CAMINO A SEGUIR

En un escenario de cero emisiones netas, para 2030, el hidrógeno verde representará dos tercios del mercado y el resto estará cubierto por hidrógeno azul con tecnología efectiva de captura y almacenamiento de carbono (CCS). Por lo tanto, la sustitución de la producción actual de hidrógeno gris por hidrógeno verde o hidrógeno azul es un punto de partida claro para reducir notablemente las emisiones globales de CO2. El uso del hidrógeno como energía, junto con su uso como materia prima, es un elemento clave en el camino hacia las emisiones netas cero. Las moléculas desempeñan un papel fundamental en la descarbonización de los sectores difíciles de reducir, por ejemplo, como base para los combustibles sintéticos en la aviación o el transporte marítimo, como combustible para procesos de alta temperatura o transporte pesado por carretera, y para almacenar electricidad a partir de energías renovables variables.

Se necesita un apoyo político firme para ampliar la economía del hidrógeno limpio y garantizar que, especialmente, el hidrógeno verde desempeñe el papel que necesita en el camino hacia las cero emisiones netas. Los responsables políticos deben centrarse especialmente en tres componentes:

  1. Creación de un caso de negocio. El uso de políticas específicas puede reducir la diferencia de costes entre las tecnologías limpias y las contaminantes. Los mecanismos de compra a largo plazo pueden mitigar sustancialmente los riesgos de los proyectos, reducir la brecha entre el precio y la disposición a pagar y fortalecer la estabilidad de precios;
  2. Sentar las bases para una estructuración del mercado orientada al clima. Un proceso de certificación robusto y compartido para el hidrógeno limpio será decisivo para garantizar la transparencia y evitar bloqueos tecnológicos.
  3. Desarrollar la resiliencia a largo plazo. El establecimiento de relaciones energéticas debe integrar objetivos de diversificación e inclusión para basar el desarrollo económico y la integración regional en la estabilidad política y los derechos humanos. El desarrollo justo implica que los países en desarrollo y emergentes capten parte de la cadena de valor mundial. 

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Referencias

  1. AIE, Global Energy Review: Análisis de emisiones de CO2 en 2021, marzo de 2022.
  2. AIE, Análisis de productos químicos, septiembre de 2022.
  3. AIE, Análisis del Hierro y el Acero, septiembre de 2022.
  4. AIE, Informe de seguimiento de automóviles y furgonetas, septiembre de 2022.
  5. AIE, Resumen ejecutivo – Breakthrough Agenda Report 2022, septiembre de 2022.
  6. AIE, World Energy Outlook 2022, p. 449, noviembre de 2022.
  7. AIE, Global Energy Review: CO2 Emissions in 2021, marzo de 2022.
  8. Análisis de Deloitte.
  9. AIE, World Energy Outlook 2022, octubre de 2022.
  10. Objetivos basados en la ciencia, empresas que toman medidas.
  11. Poore, Joseph, y Nemecek, Thomas. "Reducir el impacto ambiental de los alimentos a través de productores y consumidores". Science 360 (2018): pp. 987-992.
  12. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, "Key facts and findings".
  13. Universidad Estatal de Michigan, "¿Cuánto fertilizante es demasiado para el clima?".

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