Duke Energy es uno de los principales emisores de un gas que es 25.000 veces más contaminante que el dióxido de carbono, según muestran los registros de la EPA.

Este artículo fue publicado en asociación con Inside Climate News, un medio de noticias independiente sin fines de lucro que cubre el clima, la energía y el medio ambiente.

DAVIDSON, Carolina del Norte — Cuatro delgados cilindros metálicos que contienen el gas de efecto invernadero más potente del mundo están amarrados a la base de una subestación de Duke Energy en una tranquila carretera rural. Los tanques están hechos para contener hexafluoruro de azufre (SF6), un aislante eléctrico que alguna vez se usó para llenar neumáticos de autos de carrera, pelotas de tenis e incluso zapatos Nike Air Max.

Una sola libra de SF6 calienta el planeta tanto como 25.200 libras de dióxido de carbono y permanece en la atmósfera durante 3.200 años, según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas. El SF6 es uno de varios productos químicos sintéticos de larga duración que contienen flúor que liberan la industria pesada, los fabricantes de productos químicos, los fabricantes de semiconductores y las empresas eléctricas, según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.

La EPA, que no regula las emisiones de ninguno de estos potentes gases de efecto invernadero, señala que una vez que se liberan, son "esencialmente adiciones permanentes a la atmósfera".

En 2020, Duke Energy, que suministra electricidad en seis estados, filtró casi 11 toneladas métricas de SF6 a la atmósfera solo desde sus subestaciones eléctricas en Carolina del Norte y Carolina del Sur, más que cualquier otra empresa de servicios públicos del país, según los informes obligatorios que presenta la empresa. con la EPA cada año, revisado por Inside Climate News. Las emisiones fueron iguales a las emisiones anuales de gases de efecto invernadero de más de 59.000 automóviles, según la calculadora de equivalencia de gases de efecto invernadero de la EPA.

Jeff Brooks, portavoz de Duke Energy, con sede a media hora al sur de aquí en Charlotte, dijo que una posible razón por la que las emisiones de la compañía fueron más altas que las de todas las demás empresas de servicios públicos en 2020 puede ser un reflejo de la frecuencia con la que Duke Energy inspecciona los equipos y rellena el gas filtrado. en relación con otras empresas. Si, por ejemplo, Duke Energy solo rellenara el gas fugado en un equipo individual cada cinco años, mientras que otras compañías rellenaran el gas fugado cada dos años, Duke informaría cinco años de emisiones para ese equipo durante el año en que se rellenó. mientras que otras empresas sólo informarían de emisiones equivalentes a dos años, dijo Brooks.

En tal escenario, Duke Energy probablemente tendría años de bajas emisiones interrumpidas por un solo año de altas emisiones. Sin embargo, éste no es el caso. Las emisiones de SF6 de las empresas eléctricas de Carolina del Norte y del Sur de Duke Energy han sido las más altas de cualquier compañía de energía eléctrica del país durante seis de los últimos siete años, según datos de la compañía informados a la EPA.

Mientras que otras empresas de servicios públicos han participado durante décadas en un programa voluntario con la EPA para reducir las emisiones de SF6 a casi nada, Duke Energy no lo ha hecho. La tasa de fuga de Duke Energy en Carolina del Norte y Carolina del Sur, donde informa emisiones combinadas de las subsidiarias Duke Energy Carolinas y Duke Energy Progress como una sola entidad, fue del 5,2% en 2020, o más de cinco veces mayor que la tasa de fuga promedio de las empresas de servicios públicos que participan. en el programa voluntario de reducción de emisiones de la EPA.

Según los datos de emisiones que Duke Energy informó a la EPA, las dos empresas de servicios públicos emitieron 119 toneladas de SF6 sólo en la última década, el equivalente en gases de efecto invernadero de más de medio millón de automóviles en un período de un año.

Brooks dijo que la compañía actualmente está reemplazando equipos más antiguos en los seis estados a los que sirve como parte de una iniciativa de resiliencia y fortalecimiento de la red. La iniciativa reemplazará los disyuntores más antiguos de la década de 1970 que usan SF6 y son más propensos a sufrir fugas, con equipos más nuevos y resistentes a las fugas que todavía usan SF6. Brooks dijo que Duke Energy también está apuntando a sus equipos con más fugas para un reemplazo más rápido.

Brooks dijo que no sabía por qué Duke Energy, la corporación de energía eléctrica más grande de EE. UU. según sus ingresos, no era parte de la asociación entre la EPA y la industria, pero dijo que su compañía estaba "abierta a evaluarla".

Los principales usuarios y emisores de hexafluoruro de azufre son las empresas eléctricas que utilizan el gas como aislante para evitar que los equipos eléctricos formen arcos o envíen una corriente eléctrica saltando por el aire, y en disyuntores de alto voltaje para interrumpir rápidamente la corriente eléctrica. El gas se almacena en tanques presurizados en las subestaciones de servicios públicos y, a menudo, se emite una pequeña cantidad a través de fugas en los equipos o por una manipulación inadecuada durante el mantenimiento o la eliminación del gas.

Según la EPA, las empresas de servicios eléctricos suelen utilizar cilindros portátiles de SF6 para rellenar o “recargar” equipos eléctricos con fugas. Duke Energy confirmó que los cilindros de su subestación en Davidson contenían SF6, pero no dijo por qué estaban en la subestación ni si estaban llenos o vacíos. "A veces colocamos cilindros en nuestras instalaciones para la próxima puesta en servicio o mantenimiento del equipo", dijo Brooks.

Ahora, las 88 empresas de servicios públicos que actualmente son miembros del programa de reducción de emisiones de la EPA, que representan casi la mitad de la red eléctrica de Estados Unidos, están estudiando formas de eliminar por completo las emisiones de SF6.

A menos que disminuya la velocidad a la que las empresas de servicios públicos pierden SF6, las emisiones estadounidenses probablemente crecerán junto con la red eléctrica. Estudios recientes sugieren que la red eléctrica tendrá que aumentar su capacidad de transmisión de dos a cinco veces su nivel actual para mediados de siglo si Estados Unidos quiere cumplir sus objetivos de emisiones netas cero.

Estudios recientes sugieren que la red eléctrica tendrá que aumentar su capacidad de transmisión de dos a cinco veces su nivel actual para mediados de siglo si Estados Unidos quiere cumplir sus objetivos de emisiones netas cero.

Y así como Duke Energy va a la zaga de sus pares en la industria de la energía eléctrica en la reducción de sus emisiones de SF6, Estados Unidos va a la zaga de otros países. Europa y Japón han adoptado medidas de reducción de emisiones de SF6 en la “mayor medida posible”, concluyó un informe de la EPA de 2013, mientras que Estados Unidos tiene un “potencial significativo para las reducciones”.

En 2009, la EPA determinó que el SF6 amenazaba “la salud pública y el bienestar de las generaciones actuales y futuras” en parte de un amplio “hallazgo de peligro” sobre los gases de efecto invernadero. Trece años después, la agencia sigue confiando en medidas voluntarias para reducir las emisiones de SF6.

Sally Rand, exfuncionaria de la EPA que dirigió las asociaciones voluntarias de la agencia con la industria que ayudaron a reducir las emisiones en la década de 1990 y principios de la década de 2000, y otros exfuncionarios de la EPA dicen que es hora de volver a involucrar a la industria y redoblar los esfuerzos para eliminar las emisiones restantes de gases fluorados.

"Abandonaron las asociaciones temprano", dijo Stephen Andersen, director de investigación del Instituto para la Gobernanza y el Desarrollo Sostenible y ex funcionario de la EPA que fue pionero en las asociaciones industriales de la agencia. "Fue un error terrible".

A principios de la década de 1990, el SF6 se utilizaba ampliamente como “aire” en neumáticos de coches de carreras, pelotas de tenis y zapatillas Nike Air. Las empresas de refrigeración y aire acondicionado estaban considerando productos químicos similares a base de flúor como una alternativa respetuosa con el medio ambiente a los clorofluorocarbonos (CFC), productos químicos clorados que estaban destruyendo el ozono atmosférico.

Los compuestos sintéticos de flúor eran inodoros, incoloros, no tóxicos, no inflamables e increíblemente duraderos. No dañaron la capa de ozono y, en el caso del SF6, su gran tamaño molecular significaba que no se filtraría fácilmente, manteniendo inflados un zapato, una pelota o un neumático de automóvil durante mucho más tiempo que el aire ambiente.

Los fuertes enlaces que el flúor formó con el carbono y otros átomos significaron que los químicos eran increíblemente inertes (no reaccionarían con otros químicos) y altamente resistentes a la degradación. La química dio lugar a refrigerantes duraderos como el freón, así como a revestimientos antiadherentes y resistentes a las manchas como el teflón y el Scotchgard. Thom Sueta, portavoz de The Chemours Company, dijo que un producto de la marca Teflon, Teflon EcoElite, no contiene la química de flúor-carbono de los PFAS.

Luego, en 1993, investigadores de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica publicaron un estudio en Science que mostraba cuán duraderos eran estos compuestos.

"Viven para siempre", dijo el autor principal AR "Ravi" Ravishankara, quien las llamó "moléculas inmortales". Ravishankara, ahora profesor de química y ciencias atmosféricas en la Universidad Estatal de Colorado, dijo que estaba preocupado por el creciente uso de productos químicos en ese momento y los impactos no deseados que podrían tener en el medio ambiente. Advirtió que si se descubre que los productos químicos en uso causan daño, “no se puede eliminar”, dijo.

Ravishankara dejó de usar inmediatamente los químicos fluorados en su laboratorio. Cuando un representante de Nike que había oído hablar de su estudio llamó para preguntar sobre la seguridad de los productos químicos, los instó a hacer lo mismo.

“Dije que esto era algo horrible”, dijo Ravishankara. Nike finalmente eliminó el uso de SF6 en 2006, más de una década después. Nike señala en su sitio web que estaba consciente del problema en la década de 1990, pero que se necesitaron “años de innovación” para dejar de usar hexafluoruro de azufre.

La clase, en gran medida no regulada, de sustancias químicas sintéticas que contienen flúor llegó a ser conocida como “los inmortales” debido al tiempo que permanecen en la atmósfera. Los compuestos fabricados por el hombre, que también incluyen el tetrafluorometano (CF4) y el hexafluoroetano (C2F6), son algunos de los gases de efecto invernadero más potentes y duraderos del planeta. El tetrafluorometano, que es un subproducto de la fabricación de aluminio, es el más longevo de todos. Tiene una vida atmosférica de 50.000 años.

Los productos químicos comparten la misma química basada en flúor que las sustancias perfluoroalquiladas (PFAS), los “químicos permanentes” tóxicos vinculados al cáncer que se utilizan en todo, desde recubrimientos antiadherentes en ollas y sartenes hasta envases de comida rápida y ropa repelente al agua. y cosméticos.

Ranajit Sahu, ingeniero y consultor ambiental independiente, dijo que los productos químicos tuvieron “algunas décadas de gran uso, y luego comenzaron a sentirse las secuelas”.

"Primero tuvimos el agotamiento de la capa de ozono, luego la contaminación con PFAS, ahora el cambio climático, todo por la misma química de carbono y flúor", dijo Sahu.

Las emisiones globales de estos gases “F” de larga vida en 2018 igualaron el impacto climático de 264 millones de toneladas de dióxido de carbono, según una evaluación de Inside Climate News de la Base de datos de emisiones para la investigación atmosférica global de la Unión Europea.

La cifra es aproximadamente la mitad del 1% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo, mucho menos que las emisiones anuales de dióxido de carbono, el principal impulsor del cambio climático. Sin embargo, las emisiones siguen siendo significativas, equivalentes a las emisiones de gases de efecto invernadero que se generan al poner 57 millones de automóviles adicionales en circulación cada año, según la calculadora de equivalencia de gases de efecto invernadero de la EPA, y conducir esos automóviles durante miles de años.

Los métodos de bajo costo podrían reducir rápidamente las emisiones de contaminantes climáticos fluorados a casi cero y, en algunos casos, incluso pueden ahorrar dinero a las empresas.

"Existen sustitutos técnicamente viables para cada uno de estos gases F", dijo Benjamin Sovacool, director del Instituto para la Sostenibilidad Global de la Universidad de Boston.

“Están hechos por el hombre. Puedes hacer otros”.

Las empresas eléctricas que participan o han participado en el programa de la EPA representan casi la mitad de la red eléctrica estadounidense. Esos participantes han reducido sus emisiones accidentales anuales de hexafluoruro de azufre del 13% del SF6 total que utilizaron en 1999 a solo el 1% en 2020, según el inventario más reciente de emisiones de gases de efecto invernadero de la EPA.

Reducir la cantidad de gas que se escapa cuando los trabajadores rellenan o drenan los tanques de SF6 de los equipos eléctricos tiene sentido económico. Las grandes empresas de servicios públicos utilizan cientos de miles de libras de SF6 en sus áreas de servicio. A aproximadamente $15 por libra, el costo de tener que reemplazar incluso un pequeño porcentaje de la gasolina perdida cada año se suma.

Este fue el caso de la empresa de servicios públicos de California Pacific Gas and Electric Company, que redujo su tasa de fuga de SF6 del 8% al 4% durante un período de tres años que finalizó en 2002. La compañía gastó 100.000 dólares en la implementación de nuevas políticas para reducir las emisiones y ahorró 400.000 dólares en gastos evitados. compras de gas para un ahorro neto de $300,000, según un estudio de caso publicado por la EPA en 2006.

De manera similar, Southern Company, que suministra energía en todo el sudeste y es una de las empresas de servicios públicos más grandes del país, redujo su tasa de emisiones de SF6 del 10,4% en 1999 al 2,9% en 2006, informó la agencia en 2007. La disminución de las emisiones salvó a la empresa. $130,000 en 2006 y menores costos asociados con interrupciones y mantenimiento según la EPA.

Brooks, portavoz de Duke Energy, dijo que el SF6 representa una pequeña parte de sus emisiones totales, pero que están tomando medidas para reducir las fugas.

"Representa alrededor de tres décimas del 1% de nuestro inventario total de gases de efecto invernadero", dijo Brooks. “Desde el punto de vista de la eficacia, obviamente abordar nuestras emisiones de fuentes directas [de dióxido de carbono] es una prioridad para la empresa. Pero también estamos buscando oportunidades para reducir la producción de SF6 de nuestros equipos”.

Si bien las emisiones combinadas de Duke Energy Carolinas y Duke Energy Progress representan la mayor fuente de emisiones de SF6 del país, las empresas de servicios públicos combinadas no tuvieron la tasa de fuga más alta en 2020. Esa distinción fue para Southwestern Public Service Company, una pequeña empresa de servicios públicos en Texas propiedad de Energía Xcel.

Southwestern filtró el 11,5% del SF6 total que almacenó en 2020, una tasa más del doble que la de Duke Energy Carolinas, según una evaluación de Inside Climate News de los datos de la EPA. Un portavoz de Xcel dijo que la alta tasa de emisiones se debió a un error en los informes. Un portavoz de la EPA confirmó que la compañía presentó datos de emisiones revisados ​​a principios de este año que la agencia está evaluando ahora.

Si bien la EPA no ha implementado regulaciones, algunos estados sí lo han hecho. En 2010, California exigió a las empresas de servicios públicos que redujeran las emisiones de SF6 en un 1% anual. El estado permitió una tasa máxima de emisiones del 10% anual a partir de 2011, reduciéndola al 1% para 2020. Ahora California va más allá y eliminará gradualmente el uso de SF6 en todos los equipos eléctricos nuevos para 2033.

"Si va a permanecer ahí por mucho tiempo, significa que hay que empezar a tomar medidas lo antes posible para no seguir emitiéndolo y acumulándose en la atmósfera", dijo Mary Jane Coombs, jefe de sucursal de la Junta de Recursos del Aire de California, que regula las emisiones de gases de efecto invernadero en el estado, de las normas estatales sobre SF6. "Debido a su tiempo en la atmósfera y a su potencial de calentamiento global, sabíamos que podíamos hacer mucho con una regulación relativamente rápida".

Un análisis de Inside Climate News de los datos de la EPA sugiere que tres empresas de servicios eléctricos de California (Southern California Edison, PG&E y el Distrito Municipal de Servicios Públicos de Sacramento) excedieron la tasa máxima de fuga del 1,0%, con tasas de fuga que oscilaron entre el 1,1 y el 1,3% en 2020, el año más reciente. para los cuales hay datos disponibles.

Dave Clegern, portavoz de la Junta de Recursos del Aire de California, dijo que solo una de las tres empresas de servicios públicos, PG&E, excedió las regulaciones estatales, con una tasa de emisiones del 1,1% en 2020. Clegern dijo que los métodos estatales y federales para calcular las tasas de fuga pueden diferir ligeramente y Agregó que la cifra final para una de las empresas de servicios públicos, Southern California Edison, aún se está ultimando y podría cambiar.

El portavoz de PG&E, James Noonan, dijo que la "tasa de emisiones real de la compañía para 2020 estuvo dentro de los límites estatales del 1 por ciento".

Clegern dijo: "CARB ha estado en conversaciones con PG&E pero no está de acuerdo con las afirmaciones de PG&E".

No está claro qué repercusiones, si las hay, enfrentará PG&E por exceder el límite de emisiones. Clegern dijo que la Junta de Recursos del Aire no puede comentar sobre ningún caso abierto de aplicación de la ley.

Massachusetts implementó reglas similares para el SF6, lo que permitió a Eversource y National Grid, las dos principales empresas eléctricas del estado, filtrar hasta el 3,5% de todo el SF6 que usaron en 2015 y reducirlo a una tasa máxima de fuga del 1% para 2020. Ambas empresas de servicios públicos fueron por debajo de la tasa de fuga máxima permitida en 2020 según el Departamento de Protección Ambiental de Massachusetts.

Pero incluso en estados sin regulaciones para el SF6, las empresas de servicios públicos están reduciendo sus emisiones mucho más que Duke Energy.

PPL Electric Utilities, una compañía eléctrica de Pensilvania, donde el SF6 no está regulado, tuvo una tasa de fuga de solo el 0,045 %, la tasa de fuga más baja de cualquiera de las más de 70 empresas eléctricas del país que presentaron datos a la EPA en 2020.

"Lo hacemos por razones medioambientales, pero el gran efecto secundario es que también tenemos una gran confiabilidad", dijo David Quier, vicepresidente de transmisión y subestaciones de PPL Electric Utilities. Es "bueno en todos lados".

Quier dijo que su empresa está utilizando análisis de datos para ayudarla a estar al tanto de las filtraciones.

"Supongamos que tiene un disyuntor SF6 que, según los análisis de datos, tiende a fallar", dijo Quier. “La falla de ese interruptor significa una fuga importante. Al final habrá que sustituirlo. Puede reemplazarlo antes de que tenga una fuga importante o puede reemplazarlo después”.

PPL y otras empresas eléctricas están ahora yendo más lejos y poniendo a prueba equipos eléctricos sin SF6 en sus subestaciones.

Los ejecutivos de Eversource, que suministra electricidad a Massachusetts, Connecticut y New Hampshire, dicen que esperan tener en servicio su primer disyuntor de alto voltaje libre de SF6 en Preston, Connecticut, en noviembre.

"Somos uno de los primeros, si no los primeros, en aplicar esta tecnología", dijo Paul Melzen, director de ingeniería y diseño de subestaciones de Eversource, sobre el tipo específico de interruptor que la empresa está instalando. "Estamos orgullosos de ello porque realmente estamos liderando a nuestros pares".

Melzen dijo que limitar las emisiones de SF6 es una parte clave del objetivo de la compañía de ser neutral en carbono para 2030. Eversource ya tiene una tasa de fuga relativamente baja del 0,5%, según funcionarios de la compañía. De cara al futuro, Melzen dijo que el siguiente paso es la transición a equipos eléctricos libres de SF6.

El equipo que Eversource planea instalar este otoño es un "disyuntor de vacío", que utiliza un espacio de vacío, o la ausencia de gas, para interrumpir la corriente eléctrica. Desde una perspectiva climática, los interruptores de vacío son una alternativa positiva porque no emiten ningún gas de efecto invernadero.

Sin embargo, un informe publicado por la Asociación de Sistemas de Energía Eléctrica de la EPA en 2020 señaló que sería “difícil” emplear equipos similares para aplicaciones de voltaje aún más alto que utilizan la mayor cantidad de gas SF6. Una alternativa, el gas fluorado conocido como Novec, está cada vez más disponible para equipos de mayor voltaje.

3M, la empresa química que fabrica ese gas, dijo que reduce la huella de carbono de las fugas de equipos de alto voltaje en más de un 99% en comparación con los equipos que utilizan SF6 y, a diferencia del SF6, permanece en la atmósfera solo 30 años. Novec no es inflamable y no daña el ozono atmosférico, y 3M dice que el gas tiene baja toxicidad.

Melzen dijo que Eversource ahora está comenzando el proceso de obtención de permisos para una nueva subestación en Massachusetts que espera que utilice gas Novec cuando entre en funcionamiento a finales de esta década. Si la empresa puede utilizar equipos basados ​​en Novec, la nueva subestación eliminará la necesidad de más de 60.000 libras de SF6 adicionales.

"Nos lo estamos tomando muy en serio", dijo Melzen.