Impacto del Consumo de Energías Renovables en la Mitigación del Cambio Climático

Alejandra Ospina Garcia1, Catalina Pulido Rubiano2, Laura Rivera Tocora3


1 Departamento de Electrónica y Ciencas de la Computación, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana Cali.
2 Departamento de Electrónica y Ciencas de la Computación, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana Cali.
3 Departamento de Electrónica y Ciencas de la Computación, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana Cali.

Introducción

Las energías renovables se han convertido en una solución clave para reducir el impacto ambiental de los combustibles fósiles y enfrentar el cambio climático. Fuentes como la solar y la eólica, basadas en recursos casi inagotables, han crecido notablemente en la última década. En 2023, las inversiones en renovables superaron los 545.000 millones de dólares, representando casi el 90% de la inversión global en energías limpias, gracias a la reducción de costos tecnológicos y el aumento de la conciencia ambiental.

La relevancia de estas energías ha sido central en acuerdos internacionales, como la COP 16, que destacó su papel en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. También se crearon fondos como el Fondo Verde para el Clima, para apoyar la transición energética en países en desarrollo. Con el agotamiento de los combustibles fósiles y el avance tecnológico, las energías renovables son esenciales para asegurar un suministro energético estable y sostenible a largo plazo, consolidándose como un pilar de un futuro más seguro y ambientalmente responsable.

Objetivo principal:

  1. Analizar el impacto del aumento del consumo de energías renovables sobre la mitigación del cambio climático, evaluando su efecto en la reducción de emisiones de CO₂ y otros gases de efecto invernadero.

Objetivos específicos:

  1. Evaluar el cambio en las emisiones de CO₂ en países con un incremento significativo en el uso de energías renovables.
  2. Comparar el impacto del uso de energías renovables en la reducción de emisiones entre países desarrollados y en vías de desarrollo.
  3. Analizar otros efectos ambientales relacionados con el uso de energías renovables, como la disminución de la contaminación del aire y el agotamiento de recursos naturales no renovables.

Análisis Descriptivo

Para el análisis descriptivo del “Consumo de Energía Renovable”, se utilizaron herramientas estadísticas y de visualización para comprender su comportamiento en el tiempo. Se calcularon medidas como media, moda, desviación estándar y varianza para caracterizar la tendencia y dispersión de los datos, lo que brinda una visión clara de la distribución y variabilidad del consumo en el período estudiado. También se usaron gráficos detallados para visualizar la evolución y detectar patrones, facilitando la interpretación y comparación en distintos contextos del análisis.

Para consultar el análisis completo y acceder a los gráficos y cálculos realizados, visite el siguiente enlace: enlace al archivo en Google Drive.

  • Media
    El consumo promedio de energía renovable creció de 9.63e+13 en 1990 a 15.45 en 2023, con algunos descensos ocasionales. La mayoría de los años tienen pocos datos faltantes, excepto en 2022 y 2023, cuando aumentaron a 54 y 262, posiblemente por problemas de recolección. Entre 2010 y 2016, hubo estabilidad y crecimiento constante, con mayor dispersión en los datos.

  • Moda
    El análisis del consumo de energía renovable muestra datos faltantes en 1990, 1991, 2021, 2022 y 2023. Entre 1992 y 2020, los registros son 0, sugiriendo consumo nulo, posiblemente por falta de adopción de tecnologías o problemas de clasificación. La ausencia de datos recientes podría deberse a actualizaciones pendientes, lo que genera dudas sobre la adopción o la calidad de la recolección de datos.

  • Varianza
    Los datos muestran alta variabilidad en el consumo de energía renovable entre 1990 a 2019, reflejando una adopción inestable influenciada por cambios en políticas y economía. A partir de 2020, la variabilidad disminuye drásticamente, indicando una estabilización en el consumo, posiblemente debido a un mercado más maduro y políticas más consistentes, lo que refleja una transición hacia mayor estabilidad en el sector.

  • Desviación Estándar
    Los datos de 1990 a 2019 muestran alta variabilidad en el consumo de energía renovable (desviación estándar cerca de \(10^{14}\)), debido a cambios en políticas y tecnología. A partir de 2020, la desviación estándar cae a \(10^1\), indicando una fuerte estabilización y consolidación del mercado, con menor fluctuación anual en el consumo.

Análisis Inferencial

Prueba 1: Comparación de medias de emisiones de CO₂ antes y después del incremento en el uso de energías renovables.

  • Hipótesis:

    • H0: No hay diferencia significativa en las emisiones de CO₂ antes y después del incremento en el consumo de energías renovables en los países analizados.
    • Ha: Existe una diferencia significativa en las emisiones de CO₂ antes y después del incremento en el consumo de energías renovables.

  • Prueba estadística: Prueba t para muestras pareadas, considerando los niveles de emisiones de CO₂ antes y después del incremento en el uso de energías renovables.

  • Justificación: Esta prueba permite evaluar si ha habido un cambio significativo en las emisiones de CO₂ en un periodo concreto tras la adopción intensiva de energías renovables.

Prueba 2: Regresión lineal para evaluar la relación entre el consumo de energías renovables y las emisiones de CO₂.

  • Hipótesis:

    • H0: El coeficiente de consumo de energías renovables en la regresión lineal no es significativamente diferente de cero (no hay relación significativa entre el consumo de energías renovables y las emisiones de CO₂).
    • Ha: El coeficiente de consumo de energías renovables es significativamente diferente de cero (hay una relación significativa entre el consumo de energías renovables y la reducción de emisiones de CO₂).

  • Prueba estadística: Regresión lineal simple o múltiple, usando el consumo de energías renovables como variable independiente y las emisiones de CO₂ como dependiente.

  • Justificación: Esta prueba permite estimar la relación directa entre el aumento en el consumo de energías renovables y la disminución en las emisiones de CO₂, lo cual es clave para entender el impacto general de estas energías.

Prueba 3: Diferencias en la reducción de emisiones de CO₂ entre países desarrollados y en desarrollo.

  • Hipótesis:

    • H0: No existen diferencias significativas en la reducción de emisiones de CO₂ entre países desarrollados y en desarrollo.
    • Ha: Existen diferencias significativas en la reducción de emisiones de CO₂ entre países desarrollados y en desarrollo.

  • Prueba estadística: Prueba t de Student para muestras independientes, o una prueba U de Mann-Whitney si los datos no son normales.

  • Justificación: Esta prueba ayuda a comparar los efectos de las energías renovables en distintos tipos de economías y observar si el impacto en la reducción de emisiones varía entre ellas.

Prueba 4: Evaluación del cambio en la calidad del aire en países con alto consumo de energías renovables.

  • Hipótesis:

    • H0: No hay cambio significativo en los niveles de contaminación del aire (PM2.5, PM10) en países que han incrementado el consumo de energías renovables.
    • Ha: Hay un cambio significativo en los niveles de contaminación del aire en países que han incrementado el consumo de energías renovables.

  • Prueba estadística: Prueba t para muestras pareadas, analizando los niveles de contaminantes atmosféricos antes y después de un aumento considerable en el consumo de energías renovables.

  • Justificación: La relación entre el uso de energías renovables y la mejora en la calidad del aire es otro efecto ambiental importante que puede ser examinado de manera cuantitativa.

Prueba 5: Análisis de varianza (ANOVA) para comparar el impacto en emisiones entre diferentes regiones.

  • Hipótesis:

    • H0: No existen diferencias significativas en la reducción de emisiones de CO₂ entre diferentes regiones (por ejemplo, América del Norte, Europa, Asia, África).
    • Ha: Existen diferencias significativas en la reducción de emisiones de CO₂ entre las distintas regiones.

  • Prueba estadística: ANOVA de una vía (ANOVA de un factor), usando la región como el factor y las emisiones de CO₂ como la variable de respuesta.

  • Justificación: Esta prueba permite evaluar si existen diferencias significativas en los beneficios ambientales del consumo de energías renovables en función de la región geográfica.

Prueba 6: Cambio en el agotamiento de recursos no renovables en países con alto consumo de energías renovables.

  • Hipótesis:

    • H0: El consumo de recursos no renovables (por ejemplo, petróleo y carbón) no ha cambiado significativamente en países con un alto consumo de energías renovables.
    • Ha: El consumo de recursos no renovables ha disminuido significativamente en países con un alto consumo de energías renovables.

  • Prueba estadística: Prueba t para muestras pareadas o análisis de tendencia, comparando el consumo de recursos fósiles antes y después de la implementación significativa de energías renovables.

  • Justificación: Esta prueba ayuda a verificar si el aumento en energías limpias efectivamente reduce el consumo de recursos fósiles, lo cual es un beneficio adicional para la sostenibilidad global.

Estas pruebas proporcionan una base sólida para entender de manera cuantitativa el impacto del consumo de energías renovables en la mitigación del cambio climático y otros indicadores ambientales.

Conclusión

Los resultados indican un impacto positivo del aumento en el consumo de energías renovables sobre la reducción de emisiones de CO₂, evidenciando su rol en la mitigación del cambio climático. Sin embargo, aún existen desafíos como la variabilidad del consumo y la dependencia de recursos no renovables en algunos países. Además, las diferencias regionales resaltan la necesidad de adaptar estrategias según las realidades locales para maximizar los beneficios ambientales y sostenibles.