Modelación Energética
Mi investigación en modelación energética combina modelos de optimización y enfoques basados en agentes para analizar políticas públicas para la descarbonización de los sistemas energéticos. Trabajo en ejercicios de comparación multimodelo para evaluar trayectorias hacia cero emisiones netas, estudio el papel del almacenamiento de energía en la adopción de renovables, y diseño modelos basados en agentes para comprender la adopción de tecnologías verdes por parte de los hogares. Este trabajo abarca proyectos colaborativos en instituciones de EE.UU., Europa y Latinoamérica.
Trayectorias hacia cero emisiones netas
Ejercicios de comparación multimodelo que evalúan las trayectorias tecnológicas y los efectos distributivos de las metas de cero emisiones netas.
Almacenamiento de energía y renovables
Enfoques de comparación de modelos para comprender el papel del almacenamiento de energía en la integración y adopción de fuentes de energía renovable.
Modelación de sistemas eléctricos
Análisis de la dinámica de los sistemas eléctricos bajo cambios de política, incluyendo los efectos de las variaciones en los precios del gas natural en los sistemas de EE.UU. y México.
Modelos basados en agentes
Diseño e implementación de modelos basados en agentes para comprender la adopción de tecnologías verdes por parte de los hogares y la transición energética.
Integración de energía renovable
Análisis de escenarios para integrar fuentes de energía renovable en los sistemas energéticos nacionales, con enfoque en México y economías en desarrollo.
Publicados (9)
Policy implications of net-zero emissions: A multi-model analysis of United States emissions and energy system impacts
John Bistline, et al.
Energy and Climate Change, 100118
Pregunta de investigación
¿Cuáles son los impactos en el sistema energético y las emisiones de alcanzar cero emisiones netas en Estados Unidos según múltiples modelos y escenarios de política?
Hallazgos principales
- La Ley de Reducción de la Inflación amplifica la descarbonización a corto plazo, pero políticas adicionales tienen impactos mucho mayores en los resultados de cero emisiones netas a largo plazo.
- Cada dólar por tonelada métrica de precio al carbono genera una reducción del 0.06–0.31% en las emisiones de CO2 en 14 modelos.
- El gasto energético como proporción del PIB disminuye respecto a los niveles actuales en muchos modelos, incluso bajo políticas de cero emisiones netas.
Health and Air Pollutant Emission Impacts of Net Zero CO2 by 2050 Scenarios from the Energy Modeling Forum 37
Daniel Loughlin, Luis Sarmiento, Johannes Emmerling, et al.
Energy and Climate Change, 100165
Pregunta de investigación
¿Cuáles son los cobeneficios en calidad del aire y salud pública de alcanzar cero emisiones netas de CO2 en Estados Unidos para 2050?
Hallazgos principales
- Los escenarios de cero emisiones netas reducen las emisiones de NOx entre un 37–80% y de SO2 hasta un 75% en comparación con los niveles de 2020.
- Los beneficios en salud por reducción de mortalidad se estiman entre $65–250 mil millones en 2035.
- La descarbonización genera grandes cobeneficios en calidad del aire que crecen con el tiempo a medida que las reducciones de emisiones se vuelven más estrictas.
Carbon Management Technology Pathways for Reaching a US Economy-Wide Net-Zero Emissions Goal
Matthew Binsted, et al.
Energy and Climate Change, 100154
Pregunta de investigación
¿Qué papel juegan las tecnologías de captura, almacenamiento y captura directa de carbono para alcanzar cero emisiones netas en EE.UU.?
Hallazgos principales
- La mayoría de los modelos consideran imposible alcanzar cero emisiones netas sin CCS; la captura promedio es ~1.3 Gt CO2/año para 2050.
- Restringir el acceso a CCS y/o captura directa de aire aumenta los costos marginales de reducción por un factor de 2 a 10.
- El hidrógeno juega un papel pequeño pero valioso complementando las contribuciones dominantes del CCS de fuente puntual y DACCS.
Comparing Net Zero Pathways across the Atlantic: A Model Inter-Comparison Exercise between the EMF-37 and ECEMF
Luis Sarmiento, et al.
Energy and Climate Change, 100144
Pregunta de investigación
¿Cómo difieren las trayectorias de descarbonización hacia cero emisiones netas entre Estados Unidos y la Unión Europea?
Hallazgos principales
- Primera comparación de trayectorias de cero emisiones netas entre EE.UU. y la UE utilizando más de 28 modelos de evaluación integrada y energía.
- La captura y almacenamiento de carbono es más predominante en EE.UU. debido a un calendario de descarbonización más agresivo.
- Se proyecta que la participación de la electricidad en la energía final crezca de ~20% (2020) a 17–63% para 2050 según los escenarios.
Equity Implications of Net-Zero Emissions: A Multi-Model Analysis of Energy Expenditures across Income Classes
John Bistline, et al.
Energy and Climate Change, 100118
Pregunta de investigación
¿Cómo se distribuyen los costos de las políticas de cero emisiones netas entre los grupos de ingreso en Estados Unidos?
Hallazgos principales
- Los costos de las políticas de cero emisiones netas se distribuyen desigualmente: los hogares de menores ingresos enfrentan el mayor aumento porcentual en gastos energéticos.
- Reembolsos per cápita de los ingresos de políticas climáticas pueden compensar las cargas energéticas, creando resultados netos progresivos.
- La comparación de siete modelos proporciona evidencia robusta sobre los efectos distributivos entre grupos de ingreso.
Policy Reversals in Transitional Markets: The Effect of Changing Marginal Cost to Physical Order Dispatch
Raul Gutierrez-Meave, Juan Rosellon, Luis Sarmiento
Economics of Energy & Environmental Policy 13, no. 1 (2024)
Pregunta de investigación
¿Cuáles son las consecuencias de revertir el despacho de electricidad basado en mercado a favor del orden físico controlado por el estado en México?
Hallazgos principales
- La reforma de despacho de México en 2021 aumenta el poder de mercado de la empresa estatal al 99% de la generación total para 2050.
- La participación de renovables en la mezcla de generación cae del 72% al 51% bajo la nueva regla de despacho por orden físico.
- Las emisiones acumuladas del sector eléctrico aumentan en 563 Mt CO2, equivalente a ~€36 mil millones en costos de carbono.
Mexico and US Power Systems Under Variations in Natural Gas Prices
Luis Sarmiento, et al.
Energy Policy, 151, 113378
Pregunta de investigación
¿Cómo afectan las variaciones en los precios del gas natural a los sistemas eléctricos y las trayectorias de emisiones de EE.UU. y México?
Hallazgos principales
- Los precios altos del gas natural impulsan tecnologías intensivas en carbono a corto plazo, pero aceleran la inversión en renovables a largo plazo.
- Los precios bajos del gas reducen el uso de carbón en EE.UU., disminuyendo las emisiones a corto plazo pero desacelerando la transición a renovables.
- Un marco integrado que vincula tres modelos tecnoeconómicos captura las interdependencias energéticas transfronterizas.
The Role of Energy Storage in the Uptake of Renewable Energy: A Model Comparison Approach
Sara Giarola, et al.
Energy Policy, 151, 112159
Pregunta de investigación
¿Cómo interactúa el almacenamiento de energía con las políticas climáticas para apoyar el despliegue de energía renovable en Norteamérica?
Hallazgos principales
- El almacenamiento promueve la reducción de emisiones a menores costos cuando existen mandatos de energía renovable.
- Bajo impuestos al carbono solos, las renovables compiten con otras opciones bajas en carbono, reduciendo el papel del almacenamiento.
- Comparación de cuatro modelos (GENeSYS-MOD, MUSE, NATEM, urbs-MX) en Norteamérica destaca las incertidumbres de modelación.
Analysing Scenarios for the Integration of Renewable Energy Sources in the Mexican Energy System
Luis Sarmiento, et al.
Energies, 12.17, 3270
Pregunta de investigación
¿Cuál es la trayectoria costo-óptima para integrar fuentes de energía renovable en el sistema energético de México?
Hallazgos principales
- Participación óptima de renovables para 2050: 75% para electricidad, 90% para transporte, pero solo 5% para calefacción industrial.
- Las metas oficiales de renovables de México son inferiores a la participación costo-óptima, equivalentes a un escenario sin política climática.
- La descarbonización total es técnicamente factible pero requiere inversiones sustancialmente mayores; las metas actuales representan una oportunidad económica perdida.
Documentos de trabajo (1)
Temperatures and Distribution Blackouts: From Mechanisms to Health Impacts
Francesco Pietro Colelli, Filippo Pavanello, Luis Sarmiento
Pregunta de investigación
¿Las temperaturas extremas causan apagones en la red de distribución eléctrica, y cuáles son las consecuencias para la salud?
Hallazgos principales
- El 30% de los apagones por sobrecarga son atribuibles a choques de temperatura, aumentando a casi 70% durante los meses de verano.
- Un apagón planificado que coincide con un día por encima de 30°C aumenta la mortalidad diaria un 13% el mismo día y un 58% acumulado en una semana.
- Los hallazgos subrayan los riesgos para la salud del estrés climático en la red eléctrica en regiones en desarrollo con demanda creciente de refrigeración.