La transformación verde urbana y el objetivo del pico de carbono: implicaciones de la investigación de simulación dinámica de Shanghái

Transición verde urbana y objetivos de pico de carbono: lecciones del estudio de simulación dinámica de Shanghái

La aceleración de la urbanización mundial y el continuo aumento de la demanda energética han convertido las emisiones de carbono urbanas en un tema central del cambio climático. Como una de las megaciudades más densamente pobladas y económicamente más dinámicas de China, Shanghái enfrenta la doble presión de mantener el crecimiento y lograr una profunda reducción de emisiones. Un estudio reciente, utilizando la dinámica de sistemas como herramienta, simuló la trayectoria de emisiones de carbono de Shanghái durante su transición verde, ofreciendo una referencia empírica para la acción climática a nivel urbano.

Contexto sectorial: la reducción de emisiones urbanas se convierte en un campo de batalla clave para las políticas climáticas globales

Según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), las emisiones de carbono directas e indirectas de las ciudades representan más de dos tercios del total de emisiones globales relacionadas con la energía. China presentó oficialmente en la 75.ª Asamblea General de las Naciones Unidas el objetivo de alcanzar el pico de carbono antes de 2030 y la neutralidad de carbono antes de 2060. Posteriormente, el Consejo de Estado publicó las «Opiniones sobre la promoción del desarrollo ecológico en la construcción urbana y rural», que establecen el establecimiento preliminar de un sistema institucional y mecanismos para el desarrollo ecológico de la construcción urbana y rural para 2025. En este contexto, cómo coordinar las ciudades el crecimiento económico con el desacoplamiento de las emisiones de carbono se ha convertido en una cuestión de vanguardia en la investigación sobre la transición energética.

Shanghái, como la ciudad económica central más grande de China, cuenta con más de 24 millones de residentes permanentes, y su consumo energético se concentra en gran medida en los sectores industrial, de transporte y de la construcción. Según el «Plan Director de la Ciudad de Shanghái (2017-2035)», Shanghái se ha propuesto alcanzar el pico de emisiones de carbono antes de 2025. Este objetivo no solo requiere impulso político, sino también una evaluación científica del potencial de reducción de emisiones de los diversos sistemas urbanos.

Dinámica actual del desarrollo: el modelo de dinámica de sistemas revela la trayectoria hacia el pico

La investigación, publicada en *Humanities and Social Sciences Communications*, utilizó el método de inventario del IPCC para contabilizar las emisiones de carbono derivadas del consumo energético de Shanghái entre 2014 y 2019, y sobre esta base construyó un modelo de dinámica de sistemas para la transición verde urbana (modelo SD). El estudio divide el sistema urbano en cinco subsistemas —economía, energía, población, tecnología y políticas—, analiza el flujo de carbono entre los distintos sectores y simula las tendencias de emisiones bajo diferentes escenarios de desarrollo entre 2020 y 2025.

Los hallazgos principales de la investigación son los siguientes:

1. Validez del modelo: el modelo dinámico demuestra ser fiable para predecir las emisiones de carbono en la transición verde urbana y es capaz de captar las relaciones de retroalimentación entre los sistemas. 2. Viabilidad del pico: sobre la base de la actual dinámica de transición verde de Shanghái, la ciudad tiene perspectivas de alcanzar su objetivo de pico de carbono en 2025, aunque el momento del pico y su nivel máximo varían según el escenario. 3. Diferencias en las trayectorias: la combinación de factores como la tasa de crecimiento económico, la estructura energética, el tamaño de la población y la intensidad de las políticas de comercio de carbono influye significativamente en el momento del pico y en el efecto de reducción de emisiones. Las medidas aisladas no son suficientes; se requiere un ajuste sistémico.

El estudio también señala que la política de comercio de carbono, como instrumento de mercado importante, puede orientar eficazmente a los sectores de altas emisiones a reducir su intensidad de emisiones, pero debe coordinarse con la actualización de la estructura industrial, la mejora de la eficiencia energética y el despliegue de energías renovables.## Impacto en el sistema energético: reconfiguración de la estructura eléctrica y el modo de operación urbano

El camino de Shanghái hacia el pico de carbono es, en esencia, una transformación estructural del sistema energético urbano. Los estudios muestran que el consumo de energía es la principal fuente de emisiones de carbono, por lo que la descarbonización del sector eléctrico se convierte en el foco de la transición. En el futuro, Shanghái necesita reconfigurar su sistema energético desde los siguientes aspectos:

• Estructura de generación: ampliar la capacidad instalada de energías renovables como la fotovoltaica local, la eólica marina y la biomasa, sustituyendo gradualmente la generación con combustibles fósiles. A medida que aumente la proporción de energías renovables, los requisitos del sistema eléctrico en cuanto a flexibilidad y capacidad de regulación se incrementarán notablemente.
• Red eléctrica y almacenamiento de energía: la integración a gran escala de la fotovoltaica distribuida y los vehículos eléctricos exige que la red de distribución urbana se actualice a un modo de interacción bidireccional; el almacenamiento de energía desempeña un papel cada vez más destacado en el desplazamiento de picos y el llenado de valles, así como en la regulación de frecuencia y tensión.
• Electrificación del consumo final de energía: la electrificación en ámbitos como la calefacción de edificios y el transporte incrementará la demanda eléctrica urbana, pero si el grado de limpieza de la generación es insuficiente, se manifestará el problema de la transferencia de emisiones de carbono.

La investigación también enfatiza que el mecanismo de comercio de carbono, a través de señales de precios, guía a las empresas a optimizar la gestión energética y promueve la inversión de las industrias con altas emisiones en tecnologías bajas en carbono, reduciendo así los costos de mitigación a nivel sistémico.

Desafíos planteados: la transición no es un camino llano

A pesar de que Shanghái tiene potencial para alcanzar el pico de carbono en una etapa temprana, los desafíos revelados por la investigación no pueden ignorarse:

• Insuficiencia de almacenamiento de energía y recursos flexibles: la intermitencia de las energías renovables exige que la ciudad cuente con sistemas de almacenamiento suficientes, pero el costo del almacenamiento en baterías sigue siendo alto y la tecnología de almacenamiento de larga duración aún no está madura.
• Red de transmisión y coordinación interregional: los recursos renovables locales de Shanghái son limitados, por lo que es necesario importar electricidad verde de otras provincias; sin embargo, la construcción y coordinación de los corredores de transmisión interregionales involucran los intereses de múltiples provincias y presentan obstáculos institucionales.
• Brecha de financiamiento e inversión: la demanda de inversión en infraestructura verde es enorme; aunque los bonos verdes y las finanzas de carbono se están desarrollando rápidamente, el modelo de rentabilidad aún no es sólido y la participación del capital social debe aumentar.
• Incertidumbre política: la asignación de cupos de carbono, la volatilidad de los precios del carbono y la articulación entre las políticas locales y centrales pueden afectar las expectativas empresariales y las decisiones de inversión a largo plazo.
• Madurez tecnológica: tecnologías emergentes como el hidrógeno aún no han alcanzado una escala económicamente viable, y las tecnologías de descarbonización profunda industrial permanecen en fase de demostración.

La investigación señala que el momento del pico y su valor máximo varían según los diferentes escenarios de desarrollo, lo que implica que los responsables de políticas deben ajustar dinámicamente las rutas según las circunstancias reales, en lugar de fijarse en un único plan.

Perspectivas futuras: el horizonte de la transición urbana hacia el cero neto

• De cara a los próximos cinco a veinte años, la transición verde de Shanghái y otras ciudades chinas presentará las siguientes tendencias:- Cambio transformador en la estructura energética: Para 2030, la proporción de energía no fósil en el consumo de energía primaria aumentará significativamente, y la eólica y la fotovoltaica se convertirán en la principal fuente de nueva capacidad instalada de generación eléctrica. El sistema energético urbano pasará de «la oferta sigue a la demanda» a «la demanda sigue a la oferta», por lo que será necesario establecer un sistema de despacho más inteligente.
• La inversión verde seguirá expandiéndose: El pico de carbono y la neutralidad de carbono impulsarán inversiones de decenas de billones de RMB, concentradas en la actualización de la red eléctrica, el despliegue de almacenamiento de energía, la infraestructura de hidrógeno y la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). El capital ESG influirá profundamente en los modelos de financiación de proyectos de infraestructura urbana.
• Integración del mercado de carbono y las políticas: El mercado nacional de carbono incorporará gradualmente a más sectores, y a nivel urbano se podrían implementar mecanismos más precisos de presupuesto de carbono y de beneficios de carbono inclusivos, estimulando el potencial de reducción de emisiones mediante la participación pública.
• Cooperación regional y competencia global: Las ciudades ya no harán la transición de forma aislada, sino que reducirán sus emisiones mediante la colaboración en áreas metropolitanas. Shanghái, como líder del delta del río Yangtsé, podrá exportar su experiencia en tecnologías verdes a las ciudades circundantes, formando un clúster industrial de bajas emisiones a nivel regional.