Transición energética: entre la urgencia climática y la realidad química en la industria
La transición energética es uno de los desafíos más urgentes de nuestro tiempo, pero en algunos casos uno de los menos entendidos. En este artículo propongo una mirada informada y realista sobre el paso de los combustibles fósiles hacia sistemas energéticos más sostenibles. A través de un análisis conciso del contexto histórico de la relación entre fuentes de energía, emisiones de CO₂ y calentamiento global, pretendo mostrar en el texto, por qué estos procesos son inevitables, pero también lentos y complejos. Lejos de soluciones simplistas, debemos comprender que no existe un combustible milagro, sino una combinación probable de gas natural, electrificación e hidrógeno que deberán coexistir durante décadas.
La urgencia climática exige decisiones informadas hoy, pero la química pone los límites y la historia marca los tiempos.
Durante los últimos años he trabajado en la industria de los hidrocarburos, un sector donde conviven dos realidades difíciles de reconciliar. Por un lado, nunca habíamos tenido tanta capacidad tecnológica para identificar nuevos yacimientos y extraer energía del subsuelo mediante técnicas cada vez más sofisticadas. Por otro, la evidencia científica apunta cada vez más a que el planeta se está acercando peligrosamente a un punto de no retorno en términos climáticos, es decir, escenarios donde los cambios climáticos se vuelven irreversibles.
La quema masiva de combustibles fósiles ha liberado a la atmósfera cantidades de dióxido de carbono que superan la capacidad natural del sistema terrestre para absorberlas y reequilibrarse. Dicho de forma simple, estamos forzando la homeostasis del planeta más allá de sus límites. En este contexto, la transición energética deja de ser una consigna política y se convierte en imperativo. Sin embargo, que sea urgente no significa que pueda hacerse de manera improvisada. La historia muestra que los cambios en cuanto a matriz energética son lentos y complejos, además, si se manejan mal, socialmente costosos. Ignorar esto ha sido uno de los errores recurrentes en el discurso público reciente.
Este texto inaugura una serie de artículos dedicados a la transición energética. En esta primera entrega presento un análisis basado en evidencia científica sobre sus fundamentos, estructurado en tres ejes: el contexto histórico del problema que la transición busca resolver, los desafíos de la transición energética actual y la compleja tarea de gestionar el CO2. Con ese marco, cerraremos identificando los combustibles y vectores energéticos llamados a ocupar un papel central en las próximas décadas. La información aquí presentada nos permitirá una visión general de la transición energética, para a partir de aquí poder dar opiniones y decantarnos por estrategias en los artículos posteriores, evaluando ventajas y desventajas del proceso.
1. ¿Cómo llegamos hasta aquí?
Antes de discutir las propuestas para transitar hacia un sistema energético más limpio, es indispensable entender cómo llegamos a la situación actual. Desde hace décadas observamos un aumento sostenido de la temperatura promedio del planeta, un fenómeno que coincide de manera notable con el incremento de las emisiones de CO₂ de origen antropegénico. Desde la Revolución Industrial, con el uso indiscriminado inicialmente de carbón, hasta llegar a la consolidación del petróleo, la humanidad comenzó a liberar en apenas unos cuantos decenios carbono que había permanecido almacenado en el subsuelo durante millones de años.
Los datos son muy claros, para el año 2024, las emisiones globales de CO₂ provenientes de la quema de combustibles fósiles y procesos industriales alcanzaron el orden de las 38.6 Gt por año, mientras que la temperatura media global ya supera claramente los niveles preindustriales (una anomalía de 1.38 oC respecto al promedio registrado entre 1951-1980). Lo que podemos asegurar es que ambas curvas muestran la misma tendencia, y refuerzan el consenso sobre el origen antropogénico del calentamiento global.
2. El problema de la transición energética
La pregunta que surge en este punto corresponde a: ¿cómo hacemos para resolver este problema?, es decir, qué estrategias sostenibles en el tiempo podemos implementar para combatir el calentamiento global. Lastimosamente, la respuesta no es sencilla, ya que la implementación de cualquier tipo de estrategia depende de múltiples factores.
Si el problema principal corresponde a las emisiones de CO2 proveniente de nuestras actividades, entonces, el objetivo final de cualquier estrategia de transición corresponde a la descarbonización de la economía. Para conseguir esto se requieren tres pilares fundamentales:
La sustitución gradual de los combustibles fósiles por fuentes de energía renovables.
La captura y secuestro de CO2 para su almacenamiento o transformación en productos de alto agregado.
El aumento drástico de la eficiencia energética y la electrificación de los consumos finales, para reducir la demanda total de energía y emisiones que los pilares 1 y 2 deben gestionar.
Aunque actualmente hay casi consenso en que la hoja de ruta para el problema del calentamiento global es la descarbonización de nuestra economía mediante una transición energética, se genera una verdadera controversia en torno al ritmo que debe tener dicha transición. Debemos dejar claro que el carácter gradual de esta transición no es una elección política; es un mandato económico y social. La miopía de los líderes que pretenden una transformación de la noche a la mañana solo demuestra un profundo desconocimiento de la colosal estructura de capital energético que sostiene nuestra economía y que no se puede sustituir instantáneamente.
La historia del uso de la energía por las sociedades humanas nos muestra que las transiciones toman entre 60 y 100 años, no porque falte tecnología, sino por las llamadas leyes de inercia para los sistemas industriales. La infraestructura (pozos, refinerías, oleoductos) que hemos construido para extraer, refinar y quemar combustibles fósiles es la estructura de capital más grande de la historia de la humanidad. Reemplazarla no es solo un reto tecnológico, sino logístico y económico. Esta infraestructura que ya ha sido pagada o está en proceso de pago, y que tendría que ser abandonada antes de terminar su vida útil para cumplir con metas climáticas, genera una alta inercia financiera, ya que los inversores que financiaron estas obras se resistirán a perder su retorno de inversión.1,2
Adicional a esto, todas las ciudades construidas por las sociedades del mundo han sido planeadas alrededor de la tecnología fósil, por tanto, el costo de cambiar a una tecnología 100% eléctrica alimentada por renovables no es solo el costo de vehículos, sino el de remodelar toda la geografía urbana. Adicional a esto, durante las próximas décadas seguiremos usando la tecnología fósil contaminante solo porque es lo más fácil, y esto no es por capricho, ya que las pasadas transiciones energéticas ocurrieron porque el nuevo recurso era más barato, más denso energéticamente y más fácil de transportar que el anterior, lo cual no ocurre con la actual transición, en la que estamos intentando dejar un recurso de alta densidad energética (hidrocarburos) por fuentes renovables intermitentes (e.g. sol y viento) o por vectores energéticos que aún no tienen una infraestructura madura (e.g. hidrógeno). Basado en los ciclos históricos, incluso bajo los escenarios más agresivos, estamos viendo un período de transición de al menos 30 a 50 años, donde los combustibles fósiles seguirán coexistiendo con las renovables.3,4
En la figura mostrada a continuación se puede apreciar el impacto de esta inercia industrial. Las políticas climáticas como estructura de gobernanza global e institucional empezaron a instaurarse formalmente a finales de la década de los 70 y principios de los 80. Es decir, con más de 50 años de políticas climáticas se debería empezar a notar cambios drásticos en las emisiones de CO2. Sin embargo, ocurre todo lo contrario, las emisiones globales totales han crecido un 77% desde 1990 y siguen en aumento, además, lo más relevante es que el sector eléctrico, donde más han penetrado las fuentes renovables, solo logró estabilizarse a partir de 2010.
Resulta técnicamente complejo, si no improbable, plantear una interrupción inmediata en el uso de hidrocarburos para una economía global que ha consolidado su infraestructura sobre esta base durante el último siglo. El reto se intensifica al considerar las demandas de una población de 8000 millones de personas, cuyo modelo de desarrollo actual presenta una alta dependencia del consumo intensivo de energía.
3. ¿Por qué es tan difícil gestionar el CO2? ¿Qué dice la Química?
La solución al problema parece sencillo, no importa la fuente de energía que se utilice siempre y cuando pueda evitar que las emisiones directas o indirectas de CO2 que generen, no lleguen a la atmósfera. Es decir, podríamos usar toda la energía del subsuelo si logramos gestionar todo el CO2 que se genera. Ahora, desde el punto de vista químico la solución no es tan sencilla, debido a que el CO2 es una molécula increíblemente estable, su estructura lineal (O=C=O), que anula su polaridad, y su entalpía de formación muy negativa (-393.5 kJ/mol) hacen de su tratamiento todo un reto, por lo que cualquier estrategia para romperlo y transformarlo en algo diferente que solucione las desventajas de su presencia en la atmósfera, se hacen energéticamente muy costosas.
Actualmente, hay una percepción un tanto engañosa de que podemos aspirar el CO2 del aire con la misma facilidad con que lo emitimos. Sin embargo, esta realidad presenta una barrera fundamental, y es su dilución. En una chimenea de una central térmica, el CO2 puede tener una concentración promedio entre un 10-15% de la composición total de gases. Sin embargo, cuando nos trasladamos a la atmósfera, estamos hablando de ~420 partes por millón (ppm), es decir, 0.04%.4 Capturar ese gas requiere procesar volúmenes de aire masivos, lo que implica un costo energético altísimo. Ciertas estimaciones muestran que la captura de 1 tonelada de CO2 directamente del aire puede llegar a emitir hasta 0.5 toneladas de CO2 si la energía utilizada en el proceso proviene de fuentes fósiles. Por tanto, separar un gas tan diluido requiere una cantidad de energía muy alta. Si esa energía no es 100% renovable, el balance de huella de carbono del proceso es muy pobre.5
Dentro del objetivo de cero emisiones netas, se están desarrollando diversas estrategias que pretenden alcanzar un manejo económicamente viable con impactos ambientales aceptables generados por el CO2. Estas estrategias pueden ser divididas en dos aproximaciones tecnológicas tales como la captura, secuestro y almacenamiento de carbono (CCS), así como la captura y utilización de CO2 (CCU). Bajo la aproximación CCS, el CO2 se captura de grandes fuentes puntuales, como las plantas de energía, y se inyecta en formaciones geológicas, como campos de petróleo y gas agotados, formaciones salinas y vetas de carbón. Para el caso de la CCU, se basa en la captura de CO2 para emplearse como materia prima en la producción de productos químicos de valor agregado, con la limitante de la alta estabilidad del CO2.6
4. El combustible de la transición: ¿gas natural, hidrógeno o electrificación?
Después de este contexto histórico y la dificultad química de abatir emisiones, surge la pregunta de cuál es el candidato idóneo para la transición energética. Siendo muy realistas, y basándonos únicamente en la información reportada hasta la fecha, el panorama apunta a una estrategia combinada, sin señalar a un único sustituto.
Gas natural (Metano, CH4)
Soy completamente copartidario del rol central del gas natural en la transición energética, y me parece un error garrafal e irresponsable poner en la misma canasta alarmista del cambio climático el gas natural junto con el petróleo. En la literatura científica actual, el gas natural es considerado el combustible de la transición por excelencia. Desde el punto de vista químico, el gas natural tiene una relación hidrógeno-carbono más alta que el carbón (C) o el petróleo (CnH2n), esto significa que, por unidad de energía generada, emite aproximadamente un 50% menos de CO2 que el carbón y un 30% menos que el petróleo.7
Ahora, como todo en la vida, no todo es color de rosas. El talón de Aquiles del gas corresponde a las fugas, debido a que el metano tiene un potencial de calentamiento global (GWP) 29.8 veces mayor que el CO2 en un horizonte de 100 años.8 Por lo tanto, aunque el gas es el sustituto ideal de combustibles más contaminantes, su viabilidad a largo plazo depende estrictamente de la eliminación de fugas en la cadena de suministro.
El Hidrógeno
Todos los modelos de descarbonización profunda (IPCC, IEA, IRENA) coinciden en que para llegar al neto cero en industrias difíciles de descarbonizar (siderurgia, cemento, fertilizantes, transporte marítimo y aéreo), el hidrógeno en todos sus colores es indispensable. Existen tres tipos de hidrógeno, y se identifican por colores (verde, azul y gris). Esta clasificación responde a su relación con la huella de carbono asociada a su producción ya que se trata siempre de la misma molécula (H2), en la siguiente imagen puedes encontrar las diferencias en cada caso.
Al igual que ocurre con el gas natural y sus fugas de metano, el hidrógeno, a pesar de no ser un gas de efecto invernadero (GEI) directo, no está exento de problemas en este ámbito. Cuando se escapa a la atmósfera, ya sea durante su producción, transporte, almacenamiento o uso, actúa como un potente GEI indirecto. La principal amenaza radica en que el hidrógeno reacciona con los radicales hidroxilos (∙OH), los que se consideran limpiadores naturales de la atmósfera. Al consumir estas moléculas, se reduce la capacidad de la atmósfera para descomponer el metano, por lo que permanece más tiempo en la atmósfera. De hecho, se ha calculado que el hidrógeno fugado tiene un GWP de 11.6 veces mayor que el CO2 en un horizonte de 100 años. Esto significa que una fuga masiva de hidrógeno podría neutralizar parte de los beneficios climáticos que se persiguen, lo que subraya la necesidad fundamental de desarrollar infraestructuras herméticas y tecnologías de monitorización avanzadas para minimizar estas emisiones si se quiere que el hidrógeno sea una pieza verdaderamente limpia del rompecabezas energético.9
El problema actual es que, según los reportes de costos nivelados, el hidrógeno verde cuesta actualmente entre 3 y 6 dólares por kg, frente a 1-2 dólares del hidrógeno gris.10 La viabilidad del hidrógeno como combustible dominante dependerá de las innovaciones en las diferentes tecnologías de electrólisis sobre el uso o no de membranas eficientes, resistentes y económicas, el uso de catalizadores eficientes que reduzca la carga de materiales costosos en los electrodos (Ir, Pt), reducciones de temperatura de funcionamiento etc., las cuales conducirán a la caída de precios de los electrolizadores.
Sin embargo, a mi parecer, el uso extendido del hidrógeno a futuro plantea más dudas que certezas, que después tendremos oportunidad de discutir.
La Electrificación Directa
A diferencia de las transiciones pasadas, hoy tenemos un candidato que no es un combustible en sí mismo, la electricidad. Para el sector de transporte ligero y la calefacción residencial, los datos de eficiencia reportados por la Environmental Protection Agency (EPA) muestran que los vehículos eléctricos de batería y las bombas de calor tienen una eficiencia energética final mucho mayor que cualquier motor de combustión o caldera. Por ejemplo, la eficiencia final de un vehículo eléctrico es del 65 – 69%, mientras que para un vehículo convencional de gasolina se sitúa entre el 16 – 25%, el resto se pierde en calor residual.11
Si miramos en perspectiva a un corto y mediano plazo, y considerando la literatura científica actual, la hoja de ruta parecería decantarse por un sistema eléctrico basado principalmente en energía solar fotovoltaica (para generación masiva de bajo costo), con un papel fundamental de la energía eólica (para generación nocturna y en zonas ventosas) y un complemento de tecnologías maduras como la hidroeléctrica de embalse (con todo y su impacto ambiental) y geotérmica para asegurar la estabilidad de la red. Otras tecnologías como la generación de electricidad por plantas nucleares podría considerarse como una opción a largo plazo, dado sus costos de instalación y peligros asociados, sin mebargo, los nuevos avances la convierten en una posibilidad promisoria.
Referencias
(1) Carbon Lock-In Effect → Term. https://term.sustainability-directory.com/term/carbon-lock-in-effect/ (accessed 2026-05-10).
(2) Energy Transitions: Global and National Perspectives - Vaclav Smil. https://vaclavsmil.com/book/energy-transitions-global-and-national-perspectives-second-expanded-and-updated-edition/ (accessed 2026-05-08).
(3) Beware the False Promise of Low-Density Energy Machines. https://www.aapg.org/news-and-media/explorer/beware-the-false-promise-of-low-density-energy-machines/ (accessed 2026-05-10).
(4) IPCC, Climate Change 2022: The Physical Science Basis, Intergovernmental Panel on Climate Change, 2022 Available at: Https://Www.Ipcc.Ch/Report/Ar6/Wg2/.
(5) Realmonte, G.; Drouet, L.; Gambhir, A.; Glynn, J.; Hawkes, A.; Köberle, A. C.; Tavoni, M. An Inter-Model Assessment of the Role of Direct Air Capture in Deep Mitigation Pathways. Nature Communications 2019 10:1 2019, 10 (1), 3277-. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10842-5.
(6) Carbon Capture Utilisation and Storage - Energy System - IEA. https://www.iea.org/energy-system/carbon-capture-utilisation-and-storage (accessed 2026-05-10).
(7) U.S. Energy Information Administration - EIA - Independent Statistics and Analysis. https://www.eia.gov/environment/emissions/co2_vol_mass.php (accessed 2026-05-10).
(8) Sexto Informe de Evaluación sobre el Cambio Climático 2022: Impactos, Adaptación y Vulnerabilidad — IPCC. https://www-ipcc-ch.translate.goog/report/sixth-assessment-report-working-group-ii/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc (accessed 2026-05-10).
(9) Atmospheric implications of increased hydrogen use - GOV.UK. https://www.gov.uk/government/publications/atmospheric-implications-of-increased-hydrogen-use (accessed 2026-05-10).
(10) Global Hydrogen Review 2025 – Analysis - IEA. https://www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-2025 (accessed 2026-05-10).
(11) The impact of EVs on the Environment | EDF. https://www.edfenergy.com/energywise/electric-cars-and-environment (accessed 2026-05-10).