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El gas natural como fuente de energ�a transitoria hacia la descarbonizaci�n del sector energ�tico

 

Natural gas as a transitional energy source towards decarbonization of the energy sector

 

O g�s natural como fonte de energia de transi��o para a descarboniza��o do setor energ�tico

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: mariuxi.ruiza@ug.edu.ec

 

Ciencias de la Educaci�n

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 01 de abril de 2025 *Aceptado: 04 de mayo de 2025 * Publicado: �28 de junio de 2025

 

        I.            Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Guayas, Ecuador.

      II.            Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, Quevedo, Los R�os, Ecuador.

   III.            Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Guayas, Ecuador.

   IV.            Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Guayas, Ecuador.

 

Resumen

El presente art�culo de revisi�n bibliogr�fica tiene como objetivo analizar de manera cr�tica el papel del gas natural como fuente de energ�a transitoria en el proceso de descarbonizaci�n del sector energ�tico. En un contexto marcado por la urgencia clim�tica se examinan las ventajas, limitaciones y controversias asociadas al uso del gas natural frente a otras fuentes energ�ticas. La metodolog�a empleada consisti� en una revisi�n sistem�tica de literatura cient�fica publicada entre 2019 y 2025, utilizando bases de datos indexadas como Scopus, Web of Science y ScienceDirect. Los resultados se organizaron por subsectores de aplicaci�n. En el transporte, el gas natural vehicular (GNV) mostr� reducciones de hasta 25 % en CO₂ y m�s del 30 % en contaminantes locales, aunque su expansi�n est� limitada por infraestructura insuficiente. En generaci�n el�ctrica, las plantas de ciclo combinado alcanzan eficiencias superiores al 60 % con una huella de carbono 50 % menor respecto al carb�n. El uso domiciliario aporta mejoras en la calidad del aire urbano, aunque persisten emisiones fugitivas de metano. El gas natural licuado (GNL), si bien permite diversificaci�n energ�tica, presenta una huella de carbono variable debido a la licuefacci�n, transporte y regasificaci�n. Finalmente, en el sector industrial, el gas natural es clave para procesos intensivos en energ�a y para la producci�n de hidr�geno azul, aunque se proyecta un desplazamiento progresivo hacia el hidr�geno verde. En conclusi�n, los hallazgos sugieren que el gas natural puede desempe�ar un rol relevante como vector transitorio hacia una matriz energ�tica m�s limpia, siempre que se implementen pol�ticas de mitigaci�n de emisiones y se limite su papel a escenarios de transici�n con una clara orientaci�n hacia la sustituci�n por energ�as renovables.

Palabras clave: Gas natural; descarbonizaci�n; GNL; ciclo combinado.

 

Abstract

This literature review article aims to critically analyze the role of natural gas as a transitional energy source in the energy sector's decarbonization process. In a context marked by climate urgency, the advantages, limitations, and controversies associated with the use of natural gas versus other energy sources are examined. The methodology employed consisted of a systematic review of scientific literature published between 2019 and 2025, using indexed databases such as Scopus, Web of Science, and ScienceDirect. The results were organized by application subsectors. In transportation, natural gas vehicles (NGVs) showed reductions of up to 25% in CO₂ and more than 30% in local pollutants, although their expansion is limited by insufficient infrastructure. In electricity generation, combined-cycle plants achieve efficiencies of over 60% with a 50% lower carbon footprint compared to coal. Residential use improves urban air quality, although fugitive methane emissions persist. Liquefied natural gas (LNG), while enabling energy diversification, has a variable carbon footprint due to liquefaction, transportation, and regasification. Finally, in the industrial sector, natural gas is key for energy-intensive processes and for the production of blue hydrogen, although a progressive shift toward green hydrogen is projected. In conclusion, the findings suggest that natural gas can play a relevant role as a transitional vehicle toward a cleaner energy mix, provided that emissions mitigation policies are implemented and its role is limited to transition scenarios with a clear focus on replacing it with renewable energy.

Keywords: Natural gas; decarbonization; LNG; combined cycle.

 

Resumo

Este artigo de revis�o bibliogr�fica tem como objetivo analisar criticamente o papel do g�s natural como fonte de energia de transi��o no processo de descarboniza��o do setor energ�tico. Em um contexto marcado pela urg�ncia clim�tica, s�o examinadas as vantagens, limita��es e controv�rsias associadas ao uso do g�s natural versus outras fontes de energia. A metodologia empregada consistiu em uma revis�o sistem�tica da literatura cient�fica publicada entre 2019 e 2025, utilizando bases de dados indexadas como Scopus, Web of Science e ScienceDirect. Os resultados foram organizados por subsetores de aplica��o. No transporte, os ve�culos a g�s natural (GNVs) apresentaram redu��es de at� 25% de CO₂ e mais de 30% de poluentes locais, embora sua expans�o seja limitada pela infraestrutura insuficiente. Na gera��o de eletricidade, as usinas de ciclo combinado alcan�am efici�ncias superiores a 60%, com uma pegada de carbono 50% menor em compara��o ao carv�o. O uso residencial melhora a qualidade do ar urbano, embora as emiss�es fugitivas de metano persistam. O g�s natural liquefeito (GNL), embora possibilite a diversifica��o energ�tica, possui uma pegada de carbono vari�vel devido � liquefa��o, transporte e regaseifica��o. Por fim, no setor industrial, o g�s natural � fundamental para processos com alto consumo de energia e para a produ��o de hidrog�nio azul, embora se projete uma mudan�a progressiva para o hidrog�nio verde. Em conclus�o, os resultados sugerem que o g�s natural pode desempenhar um papel relevante como ve�culo de transi��o para uma matriz energ�tica mais limpa, desde que pol�ticas de mitiga��o de emiss�es sejam implementadas e seu papel se limite a cen�rios de transi��o com foco claro na sua substitui��o por energias renov�veis.

Palavras-chave: G�s natural; descarboniza��o; GNL; ciclo combinado.

 

Introducci�n

La transici�n energ�tica global, impulsada por la urgencia de mitigar el cambio clim�tico y alcanzar los objetivos de descarbonizaci�n establecidos en el Acuerdo de Par�s, ha colocado al gas natural en el centro del debate sobre el futuro del sector energ�tico (Regufe, 2021). En un contexto donde la reducci�n de las emisiones de gases de efecto invernadero es prioritaria, el gas natural ha sido promovido como un combustible de transici�n, capaz de facilitar el desplazamiento de fuentes m�s intensivas en carbono, como el carb�n y el petr�leo, mientras se incrementa la penetraci�n de energ�as renovables en la matriz energ�tica mundial (Wang et al., 2022). Esta perspectiva responde tanto a su menor intensidad de carbono como a su flexibilidad operativa, lo que lo convierte en un respaldo confiable para la generaci�n intermitente de fuentes renovables como la solar y la e�lica (Razmi et al., 2024).

En la �ltima d�cada, la literatura cient�fica y los informes de organismos internacionales han destacado que el gas natural produce hasta un 50 % menos de di�xido de carbono (CO₂) que el carb�n por unidad de energ�a generada, y emite menores cantidades de �xidos de azufre y part�culas contaminantes (Erdener, 2023). Esta caracter�stica ha llevado a que numerosos gobiernos y empresas lo consideren un pilar estrat�gico para la transici�n energ�tica, especialmente en regiones donde la infraestructura de energ�as renovables a�n no es suficiente para garantizar la seguridad y estabilidad del suministro el�ctrico (Ozturk & Dincer, 2023).

Sin embargo, la promoci�n del gas natural como soluci�n transitoria no est� exenta de controversias. Si bien su combusti�n genera menos CO₂ que otros hidrocarburos, sigue siendo una fuente f�sil que contribuye al calentamiento global, particularmente por las emisiones fugitivas de metano, un gas con un potencial de calentamiento global significativamente mayor que el CO₂ en horizontes temporales de 20 a�os (Deng et al., 2024). Esta dualidad ha generado un intenso debate acad�mico y pol�tico sobre la verdadera compatibilidad del gas natural con las metas de descarbonizaci�n a largo plazo y su papel en la configuraci�n de pol�ticas energ�ticas sostenibles (Pedersen et al., 2022).

Se proyecta que el consumo de gas natural continuar� creciendo en el corto plazo como respuesta a la necesidad de reducir r�pidamente las emisiones mediante el reemplazo del carb�n, pero a partir de 2030 se prev� una disminuci�n significativa de su uso, en l�nea con el avance de las energ�as renovables y el desarrollo de tecnolog�as de almacenamiento y captura de carbono (Achakulwisut et al., 2021). No obstante, se anticipa que el gas natural mantendr� un rol relevante en la producci�n de hidr�geno, especialmente el denominado �hidr�geno azul�, que utiliza gas natural como materia prima y captura el CO₂ generado en el proceso, contribuyendo as� a la descarbonizaci�n de sectores industriales dif�ciles de electrificar (Massarweh et al., 2023).

Desde una perspectiva tecnol�gica y operativa, el gas natural presenta ventajas significativas frente a otras fuentes f�siles: su abundancia global, la existencia de una infraestructura madura de extracci�n, transporte y almacenamiento, y su alta eficiencia en aplicaciones como las turbinas de ciclo combinado (Remteng, 2022). Adem�s, su uso en �reas urbanas densamente pobladas resulta �ptimo debido a la baja emisi�n de contaminantes locales, como part�culas finas y �xidos de azufre, lo que contribuye a la mejora de la calidad del aire y la salud p�blica (Lebel et al, 2022). En el �mbito de la movilidad sostenible, el gas natural vehicular y el gas renovable (biometano) se perfilan como alternativas viables para reducir las emisiones en el transporte, sector responsable de una proporci�n significativa de las emisiones globales (He et al, 2021).

No obstante, la literatura reciente tambi�n advierte sobre las limitaciones intr�nsecas del gas natural como soluci�n transitoria. Entre los principales desaf�os se encuentran la necesidad de minimizar las emisiones de metano a lo largo de toda la cadena de valor (Kemfert et al., 2022), la dependencia de importaciones en regiones sin yacimientos propios (Halser & Paraschiv, 2022), y el riesgo de �bloqueo tecnol�gico� que podr�a retrasar la adopci�n masiva de energ�as renovables si se mantiene una infraestructura sobredimensionada de gas a largo plazo (Nicolle & Massol, 2023). Adem�s, la volatilidad de los mercados internacionales, exacerbada por crisis geopol�ticas recientes, ha puesto de manifiesto la vulnerabilidad de los sistemas energ�ticos altamente dependientes del gas importado (Su et al., 2023).

A nivel global, las tendencias muestran una creciente integraci�n del gas natural licuado (GNL) en los mercados energ�ticos, favorecida por su flexibilidad y capacidad de responder a picos de demanda, especialmente en pa�ses asi�ticos y europeos que buscan diversificar sus fuentes de suministro (Econojournal, 2023).

En este contexto, el presente art�culo de revisi�n tiene como objetivo analizar de manera cr�tica y exhaustiva el papel del gas natural como fuente de energ�a transitoria en la descarbonizaci�n del sector energ�tico. Se abordar�n los principales argumentos a favor y en contra de su uso, evaluando su compatibilidad con las pol�ticas de descarbonizaci�n, sus ventajas y limitaciones frente a otras fuentes energ�ticas, y las tendencias globales que configuran su futuro en el marco de la crisis clim�tica. La revisi�n se fundamenta en literatura cient�fica reciente (2019-2025) y en informes de organismos internacionales, con el prop�sito de ofrecer una visi�n integral y rigurosa dirigida a profesionales y acad�micos del sector energ�tico.

 

Metodolog�a

La presente revisi�n bibliogr�fica se desarroll� con un enfoque sistem�tico y riguroso, orientado a identificar, analizar y sintetizar la literatura cient�fica m�s relevante sobre el papel del gas natural como fuente de energ�a transitoria en la descarbonizaci�n del sector energ�tico. El proceso metodol�gico se dise�� para garantizar la exhaustividad y calidad de las fuentes seleccionadas, siguiendo las recomendaciones internacionales para revisiones bibliogr�ficas en el �mbito de la energ�a y la sostenibilidad.

Se establecieron criterios precisos para la selecci�n de fuentes. Se incluyeron exclusivamente art�culos cient�ficos, revisiones sistem�ticas y documentos t�cnicos publicados entre 2019 y 2025, con el objetivo de asegurar la actualidad y pertinencia de la informaci�n. Se priorizaron publicaciones en ingl�s y espa�ol, provenientes de revistas indexadas en bases de datos reconocidas internacionalmente como Scopus, Web of Science y ScienceDirect.

La estrategia de b�squeda se fundament� en la combinaci�n de palabras clave y operadores booleanos, adaptados a cada base de datos. Entre los t�rminos utilizados destacan: �natural gas�, �energy transition�, �decarbonization�, �climate change�, �renewable integration� y sus equivalentes en espa�ol. La ecuaci�n de b�squeda se refin� iterativamente para maximizar la especificidad y sensibilidad, permitiendo la identificaci�n de art�culos que abordaran expl�citamente la relaci�n entre gas natural y descarbonizaci�n en el contexto de la transici�n energ�tica.

En s�ntesis, la metodolog�a adoptada asegura una revisi�n exhaustiva, cr�tica y actualizada, adecuada para abordar con solidez el an�lisis del gas natural como vector transitorio hacia la descarbonizaci�n del sector energ�tico, en l�nea con las mejores pr�cticas de la investigaci�n acad�mica contempor�nea.

 

Resultados

La revisi�n de la literatura cient�fica reciente (2019-2025) revela que el gas natural desempe�a un papel multifac�tico y relevante como fuente de energ�a transitoria en la descarbonizaci�n del sector energ�tico, con resultados diferenciados seg�n los subsectores analizados: gas natural vehicular, ciclo combinado (generaci�n el�ctrica), gas domiciliario, gas natural licuado (GNL) y gas industrial.

Gas natural vehicular (GNV)

Barre�a et al. (2023) resaltan que el uso del gas natural en el transporte ha mostrado beneficios significativos en la reducci�n de emisiones contaminantes locales y de gases de efecto invernadero (GEI), en comparaci�n con combustibles l�quidos tradicionales. Estudios realizados en Am�rica Latina indican que el GNV puede reducir las emisiones de CO₂ en un 20-25 % y las de part�culas y �xidos de nitr�geno en m�s del 30 % respecto a la gasolina y el di�sel. Adem�s, la incorporaci�n de biometano en la mezcla de GNV incrementa su potencial de descarbonizaci�n al reducir las emisiones netas de carbono. Sin embargo, la infraestructura y la disponibilidad de biometano a�n limitan su expansi�n masiva, especialmente en regiones con baja penetraci�n tecnol�gica.

Ciclo combinado (Generaci�n el�ctrica)

Las centrales de ciclo combinado a gas natural son consideradas una tecnolog�a clave para la transici�n energ�tica debido a su alta eficiencia y menor intensidad de carbono en comparaci�n con plantas a carb�n o petr�leo (Otitoju et al., 2021). Seg�n Yolcan (2023), estas plantas pueden alcanzar eficiencias t�rmicas superiores al 60%, con emisiones de CO₂ aproximadamente un 50 % menores que las centrales t�rmicas convencionales de carb�n. Este desempe�o ha permitido que el gas natural funcione como respaldo flexible para energ�as renovables intermitentes, facilitando la estabilidad de la red el�ctrica y la integraci�n de fuentes limpias (Settino et al., 2023). No obstante, la dependencia de combustibles plantea desaf�os a mediano y largo plazo para este tipo de tecnolog�as (Brzęczek & Kotowicz, 2024).

Gas domiciliario

El gas natural utilizado en aplicaciones residenciales para calefacci�n, cocci�n y agua caliente sanitaria contribuye a una reducci�n de emisiones locales y mejora la calidad del aire urbano en comparaci�n con combustibles s�lidos o l�quidos tradicionales (Mannan & Al-Ghamdi, 2021). Estudios muestran que el gas domiciliario representa una eficiencia del 60 %, con un impacto positivo en la reducci�n de contaminantes atmosf�ricos (Zhang et al., 2022). Sin embargo, es necesario disminuir las emisiones fugitivas de metano asociadas a fugas en la red y la combusti�n (Street et al., 2025).

Gas natural licuado (GNL)

El GNL ha emergido como un vector energ�tico estrat�gico para diversificar y flexibilizar el suministro, especialmente en regiones sin acceso a gasoductos (Hashimoto, 2021). Su uso ha crecido en mercados asi�ticos y europeos, donde contribuye a la reducci�n de emisiones al sustituir carb�n y petr�leo (Farag et al., 2025). Sin embargo, la licuefacci�n, transporte y regasificaci�n del GNL implican un consumo energ�tico adicional y emisiones fugitivas de metano que deben ser gestionadas para maximizar su contribuci�n a la descarbonizaci�n (Balcombe et al., 2022).

Gas natural para uso industrial

En el sector industrial, el gas natural es fundamental en procesos de alta demanda energ�tica, como la producci�n de amon�aco, metanol y generaci�n de hidr�geno mediante reformado con vapor (Remteng, 2022). Este uso permite una reducci�n significativa de emisiones respecto a combustibles m�s contaminantes, y se considera un insumo clave para la producci�n de hidr�geno azul, que combina gas natural con captura de carbono (Zou et al., 2022). La transici�n hacia hidr�geno verde, producido a partir de energ�as renovables, es una tendencia creciente que busca complementar y eventualmente reemplazar el gas natural en la industria (Ma et al., 2024). Las plantas industriales con motores Bergen y Jenbacher alcanzan 45 % de eficiencia energ�tica, con aplicaciones en cogeneraci�n y calor industrial (Wu et al., 2023).

 

Tabla 1. S�ntesis de los hallazgos clave extra�dos de estudios relevantes

 

Discusi�n

En el �mbito del gas natural vehicular (GNV), la literatura coincide en que esta tecnolog�a ofrece beneficios ambientales sustanciales en la reducci�n de contaminantes locales y gases de efecto invernadero, por ejemplo, se reporta una disminuci�n en las emisiones de �xidos de nitr�geno y una reducci�n de CO₂ en comparaci�n con combustibles f�siles l�quidos tradicionales (Simonyan et al., 2024). Sin embargo, algunos estudios alertan que el impacto positivo del GNV depende fuertemente de la mejora en la infraestructura de distribuci�n, aspecto que a�n es limitado en muchas regiones (Quintino et al., 2021). Adem�s, la dependencia del gas natural f�sil plantea interrogantes sobre la sostenibilidad a largo plazo, dado que el metano es un potente gas de efecto invernadero si se fugara durante la cadena de suministro (Filonchyk et al., 2024).

En cuanto a las centrales de ciclo combinado, existe consenso sobre su alta eficiencia energ�tica y una reducci�n significativa de emisiones de CO₂, (Qureshi., 2021). Esta tecnolog�a se posiciona como un respaldo flexible para la integraci�n de energ�as renovables variables, lo que es crucial para garantizar la estabilidad del sistema el�ctrico en la transici�n (Abass et al., 2021). No obstante, la dependencia continua de combustibles f�siles es la limitante que condiciona su papel en escenarios de descarbonizaci�n profunda (Akroot et al., 2024).

El uso de gas natural domiciliario presenta un panorama m�s ambivalente. Si bien contribuye a mejorar la calidad del aire en comparaci�n con combustibles s�lidos y l�quidos tradicionales (Zhao et al., 2021), recientes investigaciones han revelado que las emisiones de metano y contaminantes t�xicos generados en espacios cerrados, como cocinas y calefacciones, son mayores de lo estimado previamente, con impactos negativos en la salud p�blica y el cambio clim�tico (Balmes et al., 2023).

El gas natural licuado (GNL) se presenta como un vector energ�tico estrat�gico para diversificar el suministro y reducir la dependencia de gasoductos. Sin embargo, la revisi�n cr�tica muestra que el ciclo de vida del GNL puede generar emisiones de gases de efecto invernadero comparables a las del carb�n, dependiendo de la eficiencia de los buques metaneros y la distancia de transporte (Tuswan et al., 2023). Esta paradoja plantea un desaf�o significativo para las pol�ticas de descarbonizaci�n, pues aunque el GNL reduce emisiones directas en la combusti�n, las emisiones fugitivas y la energ�a consumida en licuefacci�n y transporte pueden neutralizar sus beneficios ambientales (Zhu et al., 2024).

Finalmente, en el sector industrial, el gas natural es clave para diversos procesos, considerado un puente hacia la descarbonizaci�n industrial (Erdener et al., 2023). Sin embargo, la literatura se�ala que la transici�n hacia el hidr�geno, producido a partir de fuentes renovables, es indispensable para evitar la perpetuaci�n de emisiones f�siles en la industria (Kumar et al., 2023). La viabilidad econ�mica y tecnol�gica de esta transici�n a�n es objeto de debate, y su �xito depender� de pol�ticas p�blicas robustas y avances en tecnolog�as de electr�lisis y almacenamiento (Bade et al., 2024).

 

Conclusiones

La revisi�n bibliogr�fica realizada pone de manifiesto que el gas natural, aunque contin�a siendo un combustible f�sil, ofrece ventajas operativas y ambientales que lo posicionan como un recurso potencialmente �til en la transici�n hacia la descarbonizaci�n del sector energ�tico. Entre los principales hallazgos destaca su alto rendimiento en eficiencia energ�tica, especialmente en plantas de ciclo combinado, y su capacidad para reducir contaminantes locales en sectores como el transporte urbano y el uso residencial.

Las tendencias comunes en la literatura sugieren una percepci�n positiva del gas natural como energ�a transitoria, pero tambi�n resaltan discrepancias en cuanto a su impacto neto sobre el clima, particularmente por las emisiones fugitivas de metano y la posibilidad de generar un �bloqueo tecnol�gico� que retrase la adopci�n de tecnolog�as renovables. Este riesgo se ve acentuado en contextos donde la expansi�n de infraestructura de gas no est� acompa�ada de planes claros de desmantelamiento o reconversi�n a largo plazo.

Para que el gas natural cumpla efectivamente su papel transitorio, es indispensable aplicar pol�ticas p�blicas robustas que integren l�mites temporales a su uso, incentivos a tecnolog�as de captura de carbono, controles estrictos sobre fugas y una visi�n estrat�gica que priorice su reemplazo gradual por fuentes totalmente renovables. Solo bajo estos supuestos, el gas natural podr� contribuir de manera realista y responsable a la meta global de neutralidad clim�tica.

 

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