Escenarios  de  mitigación  de  gases  efecto   invernadero,  carbono  negro  y  otros  forzadores   climáticos  de  vida  corta,  mediante  el  uso  de   biocombustibles  sólidos   Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD)

Elaborado por: Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada, A.C.

INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO

Estudio realizado en el marco del Proyecto de la Quinta Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas para el Cambio Climático (UNFCCC), coordinado por el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) con recursos del Global Environment Facility (GEF), a través del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD). México, 2012.

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Proyecto RFQ-11-2012 Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos

Informe Final

gira g rupo  interdis c iplinario de  tec nolog ía  rural apropiada

Consultoría realizada por el Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada, A.C. para el proyecto GEFPIMS4371 CC Quinta Comunicación Nacional de México a la CMNUCC

Septiembre 26, 2012 _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Autores: Dr. Omar Masera, CIEco-UNAM Dr. Victor Berrueta, GIRA, A.C. Dr. Carlos García-Bustamante, UNAM M.C. Montserrat Serrano-Medrano, UNAM M.C. René Martínez, CIEco-UNAM Dra. Araceli Calderón Cisneros, GIRA Ing. Alejandro Tavera, GIRA Ing. Evaristo Herrera, GIRA LCA Eglantina López Echartea, GIRA Biol. Carlos Dobler, CIGA Tec. Félix Patricio, GIRA Tec. Rubén Gabriel, GIRA Tec. Ramiro Benito, GIRA _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Resumen Ejecutivo Antecedentes Internacionalmente cada vez se reconoce más la importancia de reducir las emisiones de los Forzadores Climáticos de Vida Corta (FCVC) –como el carbono negro y el metano- dentro de una política integral de mitigación del cambio climático. México, a través del Instituto Nacional de Ecología, tiene un liderazgo internacional en esta área y ha promovido acciones para mejorar nuestro conocimiento tanto del inventario de emisiones de estos gases como de estrategias para reducirlas sustantivamente. Dentro de los FCVC, el carbono negro (CN) ha recibido atención especial. El CN es originado por la combustión incompleta de combustibles fósiles, biocombustibles y biomasa. En México, entre sus principales fuentes se encuentra el uso de biocombustibles sólidos para aplicaciones residenciales y en la pequeña industria con tecnología tradicional, así como en la quema de combustóleo para generación de electricidad. Estudios anteriores han demostrado la viabilidad técnico-económica de las opciones bioenergéticas eficientes para reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas del uso tradicional de biomasa. Se desconoce sin embargo, el nivel específico de estas emisiones para los FCVC, así como su distribución espacial y la cuantía de la mitigación disponible a mediano y largo plazos.

Características del estudio El presente estudio tiene como objetivo general, estimar el potencial de mitigación futura de gases de efecto invernadero (GEI), y de forzadores climáticos de vida corta (carbono negro) derivado de la implementación masiva de opciones bioenergéticas eficientes y para generación eléctrica en México al año 2020 y 2030. Los objetivos específicos son los siguientes: •

Estimar potenciales unitarios de opciones bioenergéticas para el sector residencial, pequeña industria y generación de electricidad.

•

Desarrollar un escenario de referencia espacialmente explícito para los usos finales estudiados en el periodo 2009-2030.

•

Determinar un escenario de mitigación espacialmente explícito con las tecnologías seleccionadas para las opciones de análisis.

•

Evaluar los costos y, preliminarmente, los co-beneficios derivados de las intervenciones de mitigación. Analizar las barreras para la implementación masiva de las opciones bioenergéticas propuestas.

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Opciones consideradas Dentro de este estudio se consideran 5 opciones bioenergéticas para 3 sectores, a saber: 1) la sustitución de fogones tradicionales por estufas eficientes de leña en el sector residencial; 2) el reemplazo de los hornos tradicionales de producción de carbón vegetal por hornos mejorados tipo “Rabo Quente”; 3) la sustitución de los hornos tradicionales por hornos mejorados tipo MK2 en ladrilleras que consumen biomasa; 4) el reemplazo de los hornos tradicionales por hornos eficientes de biomasa de alta temperatura en el sector alfarero y 5) la sustitución de centrales eléctricas a combustóleopor plantas de generación mediante la quema de biomasa. Se trata del primer estudio en el país que tratar de incorporar las emisiones de GEI y FCVC de manera integral para distintos sectores relacionados con el uso de bioenergía, así como la modelación espacialmente explícita de los emisiones actuales y futuras bajo distintos escenarios.

Principales Resultados A diferencia de otros sectores, las estadísticas sobre uso de biomasa en el sector residencial y pequeñas industrias son muy difíciles de conseguir ya que se trata de actividades de tipo informal, con productores y consumidores generalmente de bajos ingresos, que se encuentran ampliamente distribuidos geográficamente y para los que no se ha hecho hasta el momento una labor eficaz de sistematización de información. En este sentido, los resultados de este estudio deben tomarse como una primer avance, que debe continuarse y profundizarse en futuros estudios.

Consumo y Emisiones al Año Base En este estudio se estima que el consumo total de leña de los sectores analizados alcanza las 25 millones de toneladas de materia seca (MtMS) para el año 2012, consumo varias veces superior a toda la madera que se utiliza en México para aserrío y celulosa (4.7 millones de m3 según el Anuario Estadístico de la Producción Forestal 2009) que equivale a alrededor de 2.4 MtMS (considerando una densidad de 0.52 tMS/m3). La mayor participación de este consumo corresponde al sector residencial con el 76%. Existen municipios de alto consumo de leña (con más de 20,000 tMs/año) en la mayor parte de los estados del país (Figura E.1), y se concentran principalmente en los estados del centro, la península de Yucatán, el estado de Chiapas y el noroeste de México. Los municipios del norte que colindan con la frontera no tienen altos consumos de leña para el sector residencial, sin embargo, sí tienen una alto consumo de carbón vegetal tanto residencial como para restaurantes. El factor de no renovabilidad de la biomasa (fNRB) llega a 100% para 317 municipios del país (es decir en estos municipios el consumo de leña es mayor que el crecimiento de los bosques locales), en tanto que 615 _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

municipios tienen fNRB de 50 a 99%. Los estados con mayor número de municipios con altos factores de fNRB son Oaxaca, Estado de México, Puebla y Veracruz.

Figura E.1. Mapa del consumo de leña en México en 2010. Todos los consumos se expresan en equivalentes de leña.

El consumo energético es de 456 PJ y está conformado por el consumo de leña (incluyendo el aserrín en las ladrilleras) en los sectores residencial y pequeña industria, y del combustóleo utilizado para generación eléctrica. Las emisiones GEI en el año base son de 29 millones de toneladas de CO2e (MtCO2e) y las de CN 6,221 toneladas.

Emisiones del Escenario de Base En el escenario tendencial o de base los consumos de leña agregados se mantienen prácticamente constantes hasta el año 2030 con aproximadamente 25 MtMS, con 72% de participación del sector residencial en ese último año. Debido a una tendencia de decrecimiento de la población en algunos municipios, se espera que disminuyan los consumos de leña al 2030 con respecto al año baseprincipalmente en el centro y norte del país y en el estado de Veracruz, en tanto que otros municipios mantienen una tendencia de aumento de población, por lo que consecuentemente se tienen mayores consumos de leña, que ocurre principalmente en la península de Yucatán y en los estados del sureste (Figura E.2). _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

El consumo energético alcanza los 511 PJ en este año. Las emisiones de GEI llegan a 35 MtCO2e en 2030. Las emisiones de CN no dependen de la renovabilidad de la leña, sino de las condiciones de combustión, del tipo de biomasa y de la tecnología empleada. Estas últimas emisiones llegan a 7,344 toneladas en 2030. Al igual que con las emisiones GEI los principales emisores de CN son el sector residencial y la producción de carbón vegetal.

Figura E.2. Mapa del consumo de leña en México en el escenario base (2030).

Potencial de Mitigación al 2030 El escenario Alternativo conduce a una disminución del uso de leña en el sector residencial y pequeña industria en comparación con el escenario de base de casi 49% en 2030. La introducción de estufas eficientes incide directamente en el balance de biomasa de los municipios y en las emisiones de CO2, ya que al sustituir los fogones tradicionales por estufas eficientes,aun considerando que los porcentajes de uso y adopción no son al 100%, el consumo de combustibles, se reduce a la mitad. En todos los municipios se reduce significativamente el consumo de leña por la implementación del escenario alternativo (Figura E.3).Se puede apreciar sobre todo un decremento importante en el consumo en municipios del centro del país y en el estado de Veracruz; mientras que en los estados de la península de Yucatán y en Chiapas se mantienen altos consumos no obstante la reducción del uso de leña por la implementación de las tecnologías eficientes. _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura E.3. Mapa del consumo de leña en México en el escenario alternativo (2030).

La reducción del consumo de leña provoca a su vez la disminución del factor de no renovabilidad de la biomasa (fNRB) por municipio (es decir la leña se hace más renovable). Cabe notar, sin embargo, que en varios de los municipios más críticos del centro y centro oriente del país, a pesar de la introducción de tecnologías eficientes, sigue manteniéndose un uso insustentable de la leña. Esto sugiere que en estos municipios es urgente implementar acciones paralelamente a las tecnologías eficientes, dirigidas a aumentar el abasto de leña vía sistemas de manejo forestales y agroforestales. El escenario alternativo resulta en un consumo energético de 337 PJ en el 2030, con una reducción del 34%, al considerar también la energía para generación eléctrica. Existe un ligero incremento de la generación de energía eléctrica con respecto al escenario de base debido al mayor factor de planta de la generación eléctrica con biomasa con respecto a la generación con termoeléctrica. Las emisiones de GEI llegan a 14.7 MtCO2e en 2030 con una mitigación de 20 MtCO2e o el 58% de mitigación de emisiones GEI. Por su parte, las emisiones de CN alcanzan las 1,921 toneladas en 2030 con una mitigación de 5,422 toneladas (74%). La mitigación acumulada de GEI es de 264 MtCO2e. El componente principal es la mitigación acumulada debida a la introducción de estufas eficientes en el sector residencial, con el 50%; la electricidad contribuye con el 19% de la mitigación, el carbón con el 18%, las ladrilleras con el 11% y la alfarería con el 2% (Tabla E.1y Figura E.4) _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla E.1. Resumen de la mitigación por Sector al año 2030. GEI (MtCO2e)

CN (ton)

GEI+CN (MtCO2e)

%CN/total

Alfarería

6

61

6

0.7

Carbón vegetal

47

26,224

65

27.3

Ladrilleras

28

1,444

29

3.4

Electricidad con biomasa

51

303

51

0.4

Residencial

132

44,850

163

18.7

Total

264

72,882

314

Sector

40.0  

Emisiones  Esc  Alternativo  Global   Mitigación  CV   Mitigación  Eléctrico  

Mitigación  Alfarería   Mitigación  Ladrilleras   Mitigación  Residencial  

35.0  

MtCO2e  

30.0   25.0   20.0   15.0   10.0  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0.0  

2009  

5.0  

Figura E.4. Evolución de la Mitigación de GEI y Carbono Negro por opción. Las emisiones del escenario de referencia son la envolvente de la gráfica. En colores se observa la reducción debida a cada opción de mitigación y en rojo hasta abajo, las emisiones del escenario alternativo.

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

La Figura E.5 muestra las regiones donde las suma de opciones del escenario alternativo logran una mayor mitigación acumulada. Únicamente fue posible, por la información disponible, espacializar los sectores residencial y de producción de ladrillo, resaltando las zonas prioritarias (de alto consumo y/o fNRB crítico).

Figura E.5. Mitigación total acumulada de GEI al 2030

En cuanto a la mitigación de las emisiones de CN, la introducción de estufas eficientes y de hornos eficientes para la producción de carbón vegetal tienen la mayor parte de la mitigación con el 61% y el 36% respectivamente, en tanto que las ladrilleras, alfarería y electricidad en su conjunto mitigan el restante 2%. Incluyendo el CN la mitigación total del escenario alternativo llega a 314 MtonCO2e. Los costos de mitigación de los sectores estudiados están en el rango de -2.1 a 8.6 USD/tCO2e, lo cual abarca desde beneficios netos hasta costos de mitigación bajos, menores a otras alternativas energéticas como la producción de etanol de caña o la generación termoeléctrica, estimados en otros trabajos. La opción de estufas eficientes de leña para el sector residencial es la que tiene un costo de mitigación negativo, que puede llegar a -26 USD/tCO2e si se incorporan los co-beneficios a la salud y ambientales-. Este escenario es el que presenta además el mayor potencial de mitigación.

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla E.2. Costos de mitigación e inversión para el escenario alternativo: todos los sectores Costo Sector Alfarería

1

Costo de mitigación Inversión (USD/tCO2e) (Millones USD)

Reemplazo de las tecnologías al término de vida útil (Millones USD)

-

-

-

Carbón vegetal

5.6

875

1,422

Ladrilleras

0.06

-42

Electricidad con biomasa

8.6

938

-

375

292

2,171

1,890

Residencial Total

-2.1 a -26.3

2

3

127

1

No fue posible calcular el costo de mitigación e inversión debido a ausencia de información confiable sobre esta industria. Costo de mitigación cuando se incluyen los beneficios: 1) reducción de tiempo de cocción; 2) reducción de impactos negativos a la salud; 3) preservación de bosques. García-Frapolli et al. (2010). 3 Significa que la inversión del escenario alternativo es menor que la inversión en el escenario base. 2

La electricidad a partir de leña de bosque manejado tiene un Valor Presente Neto positivo para el escenario alternativo, lo que significa que con los supuestos económicos utilizados en el análisis, los proyectos de generación eléctrica con biomasa son rentables económicamente. El costo de mitigación resulta positivo debido a que la implementación del escenario base implica también ingresos por la venta de electricidad, los cuales son mayores que los del escenario alternativo debido al menor costo de generación (debido a bajos costos de inversión, operación y combustible), de esta forma el costo neto para la implementación del escenario alternativo es positivo. Esto mismo ocurre para el caso de hornos eficientes para la producción de ladrillo, donde la sustitución de hornos tradicionales por hornos eficientes es económicamente rentable debido sobre todo al ahorro de combustible.

La inversión total estimada para la implementación de las cinco opciones de mitigación es de 2,171 millones de dólares, con un costo adicional de reemplazo de las tecnologías al terminar su vida útil de 1,890 millones de dólares. El caso de estufas eficientes implicauna inversión de 375 millones de dólares, inversión que está en el rango de otras opciones de eficiencia energética como la iluminación residencial y no residencial.

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Co-beneficios y Barreras Las tecnologías bioenergéticas eficientes propuestas en este estudio dan lugar a una serie muy importante de co-beneficios. En los sectores residencial y pequeña industria existen beneficios sustantivos por reducción en el tiempo de cocción y mejora en la calidad de las piezas según sea el caso. Se dan mejoras muy importantes en cuestiones de salud y calidad de vida tanto para usuarios de las estufas como para los productores de hornos ladrilleros, alfareros y de carbón vegetal. Finalmente existen también beneficios ambientales locales sustantivos que se derivan del ahorro de combustible y la implementación de planes de manejo para garantizar el abasto de los hornos eficientes. Dentro del sector eléctrico, co-beneficios importantes de la generación con biomasa incluyen el apoyo a la diversificación y seguridad energéticas, la generación de empleos locales, así como la mejora del ambiente en cuestión de contaminantes como los óxidos de azufre. Para cada sector analizado se identificó una serie de barreras de tipo institucional, técnico, y socio-cultural, que deben ser oportunamente atendidas para que las opciones indicadas se lleven efectivamente a la práctica.

Recomendaciones Con base en los resultados del estudio, podemos establecer las siguientes recomendaciones generales:

Reconocer la importancia de las acciones sobre eficiencia energética en los usos rurales de la energía. Es importante incluir estrategias para aumentar la eficiencia energética rural, como un componente importante en cada uno de los ejes rectores de la estrategia nacional de energía (Seguridad Energética, Eficiencia Económica y Productiva, y Sustentabilidad Ambiental), y reconocer explícitamente la importancia de estos usos para contribuir a la transición energética del país.

Investigación y desarrollo tecnológico. Es necesario facilitar y fomentar la investigación sobre la adaptación, aplicación y desarrollo de tecnología apropiada. En este caso es necesario fortalecer a los grupos ya existentes, así como promover la colaboración entre grupos nacionales e internacionales, aprovechando en esto último las iniciativas de colaboración y financiamiento que han surgido recientemente en otros países.

Financiamiento. Es necesario diseñar esquemas de financiamiento, no sólo para la sustitución de las tecnologías ineficientes, sino también para la asesoría técnica, la capacitación y el _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

seguimiento que permitan a los productores y usuarios rurales la implementación y la adopción de las tecnologías apropiadas.

Desarrollar sistemas de información. Para poder contar con evaluaciones que permitan el diseño e implementación de políticas más efectivas es necesario mejorar la cantidad y calidad de la información sobre las tecnologías tradicionales empleadas en el país, en especial aspectos como los tipos de tecnologías tradicionales para cada actividad, la producción anual y su destino, y el consumo y origen de los combustibles. Esto es particularmente importante para la pequeña industria, en donde la información está dispersa, es incompleta o inexistente. Para este efecto es necesario diseñar y sistematizar la implementación de encuestas, desarrolladas por expertos en el tema, que permitan entender de mejor manera la dinámica de estas industrias e identificar sus tendencias. De igual forma es necesario la creación de bases de datos donde se actualice y se haga publica esta información, de forma similar al Sistema de Información Energética de la Secretaría de Energía. En el caso de la biomasa, debe darse también prioridad a crear y mantener bases de datos con información espacial (como los sistemas SIG) ya que se observan dinámicas muy diferentes por regiones y tipo de uso final en el país.  

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla de Contenido Pág. Resumen Ejecutivo 1. Introducción 1.1. Antecedentes . 1.2. Justificación 1.3. Objetivos 1.4.Bioenergía y los Forzadores Climáticos de Vida Corta (FCVC) 1.5.Aspectos Metodológicos Generales

1 2 3 4 5

2. Sector Residencial 2.1. Introducción 2.2. Metodología 2.3. Descripción de la tecnología 2.4. Patrones de consumo de leña y Consumo Unitarios 2.5. Emisiones derivadas del uso de leña en el sector residencial 2.6. Escenarios para el sector residencial 2.7. Mitigación de GEI y Carbono Negro

10 12 23 28 32 35 43

3. Producción de Carbón Vegetal 3.1. Introducción 3.2. Metodología 3.3. Descripción de las tecnologías 3.4. Inventario de los hornos tradicionales y Número de Usuarios de CV 3.5. Consumos Específicos (por tecnología) y totales (nacional) 3.6. Factores de Emisión y Emisiones Unitarias 3.7. Transición de la tecnología 3.8. Escenario Base 3.9. Escenario Alternativo 3.10. Mitigación de GEI y Carbono Negro

45 45 47 50 53 54 55 57 58 60

4. Fabricación de ladrillo 4.1. Introducción 4.2. Metodología 4.3. Descripción de la Tecnología 4.4. Nivel de Actividad 4.5. Consumos Específicos 4.6. Factores de Emisión y Emisión Unitaria 4.7. Escenario Base 4.8. Escenario Alternativo de Mitigación 4.9. Mitigación de GEI y Carbono Negro

63 64 71 75 78 78 79 80 82

5. Alfarería 5.1. Introducción

86

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6.

Rural Apropiada A. C.

Metodología Descripción de la tecnología Patrones de consumo y consumo unitarios Factores de emisión y potencial de mitigación Escenarios de referencia y de mitigación

89 93 98 103 103

6. Generación de electricidad 6.1. Introducción 6.2. Metodología 6.3. Descripción de la tecnología alternativa 6.4. Nivel de Actividad del sector eléctrico en México (2010-2025) 6.5.Factores de emisión y potencial de mitigación 6.6. Escenarios de referencia y de mitigación

106 108 111 112 114 117

7. Escenario Global de las Opciones Bioenergéticas Estudiadas 7.1. Introducción 7.2. Consumo energético 7.3. Emisiones y mitigación total 7.4. Análisis de costos 7.5. Co-beneficios 7.6. Análisis de Barreras 7.7. Recomendaciones para la implementación de tecnologías 7.8. Conclusiones

124 130 133 140 144 149 157 162

8. Referencias

164

9. Anexos

177

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Índice de Tablas Pág. 2. Sector Residencial Tabla 2.1. Valores de Productividad Disponible para leña (PDL). Tabla 2.2. Estimaciones del consumo residencial de leña en México. Tabla 2.3. Consumo de leña per cápita (estudios de caso para fogones tradicionales). Tabla 2.4. Consumo de leña per cápita para usuarios exclusivos por macro-región ecológica. Tabla 2.5. Inventario nacional de usuarios de leña, fogones y estufas eficientes al 2011. Tabla 2.6. Factores de emisión de fogones tradicionales y estufas eficientes de leña en México. Tabla 2.7. Valores de fNRB por municipio para el año 2010.

16 28 29 30 31 34 35

3. Carbón Vegetal Tabla 3.1. Factores de emisión de los hornos de tierra para la producción de carbón vegetal. Tabla 3.2. Factores de emisión de hornos eficientes para la producción de carbón vegetal. Tabla 3.3. Numero de hornos eficientes Rabo Quente que se instalaran en un año inicial, intermedio y el año final del escenario.

54 55 56

4. Producción de ladrillo Tabla 4.1. Consumo Energético y Poder Calorífico. Tabla 4.2. Tabulador de Consumo Unitario (CU) en hornos tradicionales. Tabla 4.3. Tabulador de Consumo Unitario (CU) en hornos eficientes. Tabla 4.4. Factores de emisión de las Ladrilleras Tradicionales. Tabla 4.5. Inventario Ladrilleras. Tabla 4.6. Consumo específico para producción de ladrillos a nivel Nacional. Tabla 4.7. Estimación Anual y acumuladas del escenario base de emisiones adicionales (tonCO2e). Tabla 4.8. Estimación Anual y Acumuladas del Escenario Base de Emisiones Nacionales (tonCN). Tabla 4.9.Estimación anual delescenario base del consumo nacional de biomasa (Kton). Tabla 4.10. Mitigación Nacional de CO2e entre los escenarios y diferentes años (Kton). Tabla 4.11. Mitigación Nacional de Carbono Negro (tonCN). Tabla 4.12. Mitigación Nacional del Consumo de Biomasa (ton). Tabla 4.13.Estimación anual del escenario Alternativo del consumo nacional de biomasa (Kton). 5. Alfarería Tabla 5.1. Evolución técnica de la cerámica y el uso de hornos para quemar . Tabla 5.2. Consumo de leña en distintos estudios de caso a nivel nacional. Tabla 5.3. Factores de emisión para hornos tradicionales de alfarería. Tabla 5.4. Emisiones de GEI para hornos de alfarería en México.

65 66 67 68 76 78 79 79 80 84 84 84 85 95 101 103 103

6. Generación de electricidad Tabla 6.1. Criterios considerados en la ubicación de plantas y sus valores óptimos. 110 Tabla 6.2. Factores de emisión plantas Termoeléctricas combustóleo. 114 Tabla 6.3. Factores de emisión plantas de ciclo combinado. 115 Tabla 6.4. Factores de emisión plantas de generación eléctrica por combustión directa de 115 biomasa. Tabla 6.5. Datos técnicos y potenciales unitarios de mitigación de la generación eléctrica con _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

biomasa. Fuente: CFE (2009) y van den Broek et al (1996). 7. Escenario global Tabla 7.1. Consumos de leña y combustible de los Escenarios Base y Alternativo Globales. Tabla 7.2. Resumen de las emisiones y mitigación de los escenarios globales. Tabla 7.3. Resumen de la mitigación por sector. Tabla 7.4. Costos de mitigación e inversión para el escenario alternativo: todos los sectores. Tabla 7.5. Beneficios económicos totales de las estufas Patsari.

116 131 137 138 142 146

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Índice de Figuras Pág. 2. Sector Residencial Figura 2.1 Clasificación de pendientes de acuerdo a su grado de inclinación. Figura 2.2. Clasificación de vías de comunicación de acuerdo con su facilidad de tránsito. Figura 2.3. Clasificación de ríos de acuerdo su variabilidad estacional. Figura 2.4. Identificación de cuerpos de agua dentro del territorio mexicano. Figura 2.5. Mapa de fricción del territorio nacional. Figura 2.6. Mapa de distancia- costo del territorio nacional. Figura 2.7. Mapa de zonas accesibles para aprovechamiento de leña en el territorio nacional. Figura 2.8. Fogón tradicional de tres piedras. Figura 2.9. Fogón tradicional tipo “U”. Figura 2.10. Estufa eficiente de construcción in situ. Figura 2.11. Estufa eficiente prefabricada. Figura 2.12. Macro regiones ecológicas en México. Figura 2.13. Valores del factor de no renovabilidad (fNRB) en 2010. Figura 2.14. Proyección de valores de fNRB en 2020 para el escenario base. Figura 2.15. Proyección de valores de fNRB en 2020 para el escenario alternativo. Figura 2.16. Proyección de valores de fNRB en 2030 para el escenario base. Figura 2.17. Proyección de valores de fNRB en 2030 para el escenario alternativo. Figura 2.18. Emisiones de GEI por consumo de leña en el sector residencial. Figura 2.19. Escenario base de emisiones de Carbono Negro por uso de leña en el sector residencial. Figura 2.20. Escenario de emisiones de GEI por uso de leña en el sector residencial. Figura 2.21. Escenario de emisiones de Carbono Negro en el escenario alternativo para el sector Figura 2.22. Escenario de mitigación de GEI en MtCO2e por la sustitución de fogones por estufas eficientes de leña. Figura 2.23. Escenario de mitigación de Carbono Negro en toneladas del contaminante. 3. Carbón Vegetal Figura 3.1. Diagrama de horno de tierra Fuente: Schenkel et al., 1998 en Brian and Haberman, 1984. Figura 3.2. Fotografía de un horno Rabo Quente Fuente: Arias s/f. Figura 3.3. Demanda de carbón vegetal en México en toneladas. Figura 3.4. Consumo de Carbón vegetal para el año 2010. Figura 3.5. Consumo de Carbón vegetal para el año 2020. Figura 3.6. Consumo de Carbón vegetal para el año 2030. Figura 3.7. Número de hornos eficientes que se instalarán a lo largo del escenario. Figura 3.8. Escenario de emisiones de GEI en millones de toneladas de CO2 equivalente por la producción de carbón vegetal en hornos tradicionales. Figura 3.9. Escenario de emisiones de Carbono Negro en toneladas del contaminante por la producción de carbón vegetal en hornos tradicionales. Figura 3.10. Escenario de emisiones de GEI en millones de toneladas de CO2 equivalente por la producción de carbón vegetal en hornos eficientes. Figura 3.11. Escenario de emisiones de Carbono Negro en toneladas del contaminante por la producción de carbón vegetal en hornos eficientes.

18 19 19 20 20 21 22 24 25 26 27 30 36 37 37 38 39 40 41 42 43 44 44

48 50 51 52 52 53 56 57 58 59 60

Figura 3.12. Escenario de mitigación de GEI en millones de toneladas de CO2 equivalente _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

por la producción de carbón vegetal en hornos eficientes. Figura 3.13. Escenario de mitigación de Carbono Negro en toneladas del contaminante por la producción de carbón vegetal en hornos eficientes. 4. Producción de ladrillos Figura 4.1. Hornos Ladrilleros Tradicionales en Morelia Michoacán. Figura 4.2. Horno MK en Querétaro. Figura 4.3. Inventario Estatal de Ladrilleras. Figura 4.4. Inventario Municipal de Ladrilleras. Figura 4.5. Proceso de Transición de Tecnología Figura 4.6. Mitigación Periódica de CO2. Figura 4.7. Mitigación Periódica de CN. Figura 4.8. Mitigación GEI Basado en el escenario alternativo. 5. Alfarería Figura 5.1. Distribución a nivel nacional de unidades de producción en alfarería. Figura 5.2. Distribución de comunidades alfareras en México (COFEPRIS 2002). Figura 5.3. Quema de alfarería a fuego abierto en Amatenango, Chiapas. Figura 5.4. Quema de alfarería a fuego abierto en Cocucho, Michoacán. Figura 5.5. Hornos de leña mejorados en Zautla, Puebla Figura 5.6. Emisiones de GEI del Escenario Alternativo y mitigación con respecto al Escenario Base. Figura 5.7. Emisiones de CN del Escenario Alternativo y mitigación con respecto al Escenario Base. 6. Generación de electricidad Figura 6.1. Potencial de la bioenergía en México. Figura 6.2. Evolución de la capacidad instalada por tecnología 2009-2025 en MW. Figura 6.3. Potencia instalada del Escenario Base. Figura 6.4. Ubicación de las plantas de generación eléctrica con biomasa. Figura 6.5. Potencia Instalada del Escenario Alternativo. Figura 6.6. Generación eléctrica del escenario alternativo. Figura 6.7. Emisiones de Carbono Negro del Escenario Base Eléctrico. Figura 6.8. Emisiones GEI del Escenario Base Eléctrico. Figura 6.9. Emisiones de GEI del Escenario Alternativo y mitigación con respecto al Escenario Base. Figura 6.10. Emisiones de CN del Escenario Alternativo y mitigación de las emisiones de CN por el Escenario Alternativo. 7. Escenario Global de las Opciones Bioenergéticas Estudiadas Figura 7.1. fNRB en el año 2010. Figura 7.2. fNRB en el año 2030 con el escenario alternativo. Figura 7.3. Demanda de carbón vegetal en 2010. Figura 7.4. Demanda de carbón vegetal en 2030. Figura 7.5. Estados con existencias de hornos para la producción de ladrillo. Figura 7.6. Ubicación de las plantas de generación eléctrica con biomasa. Figura 7.7. Consumo energético del Escenario Base Global. Figura 7.8.Evolución del consumo total de leña por municipio (2010 y 2030). Figura 7.9. Consumo energético del Escenario Alternativo Global. Figura 7.10. Emisiones de GEI del Escenario Base Global.

61 62 73 75 77 77 81 82 82 83 88 88 94 94 95 104 105 107 113 114 117 118 119 120 120 121 122 125 125 126 127 128 129 130 132 133 134

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 7.11. Emisiones de CN del Escenario Base Global. Figura 7.12. Emisiones de GEI del Escenario Alternativo Global. Figura 7.13. Emisiones de CN del Escenario Alternativo Global. Figura 7.14. Mitigación de GEI en el EAG. Figura 7.15. Mitigación de CN en el EAG. Figura 7.16. Mitigación total acumulada de GEI al 2030.

135 136 137 138 139 140

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Acrónimos Aa.- Área accesible de bosque (ha) ANP.- Áreas Naturales Protegidas Bio.- Biomasa c.Combustóleo Cap.- Capacidad CFE.- Comisión Federal de Electricidad CH4.- Metano CN.- Carbono Negro CO.- Monóxido de Carbono CO2e.- Bióxido de Carbono Equivalente CONABIO – Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad CONAFOR.- Comisión Nacional Forestal CONAPO.- Comisión Nacional de Población Cons.- Consumo CU.- Consumo Unitario CV.- Carbón Vegetal DENUE.- Directorio Estadístico Nacional de Unidades Económicas EEB.- Emisiones de Escenario Base EGEI.- Estimación de emisiones de Gases de Efecto Invernadero Em.- Emisiones Esc.- Escenario FAO.- Food and AgricultureOrganization (Organización de la Naciones Unidas para Agricultura y Alimentación) FE.- Factor de Emisión FEB.- Factor de expansión de biomasa fNRB.- Factor de no renovabilidad de la biomasa FP.- Factor de Planta FWS.- Cantidad de leña obtenida de manera sustentable GE.- Generación Eléctrica Combustóleo GEI.- Gases de Efecto Invernadero Gn.- Gas Natural GWP.- Global WarmingPotential (Potencial de Calentamiento Global) H.Horno ICA.- Incremento medio anual INE.- Instituto Nacional de Ecología (México) INEGI.- Instituto Nacional de Estadística y Geografía IPCC.- Panel Intergubernamental para el Cambio Climático Lad.- Ladrillo LP.- Licuado de Petróleo MK.- MárquezKiln (Horno Márquez) Mpal.- Municipal N2O.- Óxido Nitroso NOx.- Óxidos Nitrosos _____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

PDL.- Productividad Disponible para leña PFC.- Prueba de Funcionamiento en Cocina Prod.- Producción REMBIO.- Red Mexicana de Bioenergía SEDESOL.- Secretaría de Desarrollo Social SEMARNAT.- Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales SENER.- Secretaría de Energía TECQ.- Texas ComissiononEnviromentalQuality ( Comisión de Calidad del Medioambiente de Texas) TNMHC.-Total Non-Methane Hydrocarbons UACJ.- Universidad Autónoma de Ciudad Juárez UAMI.- Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa WISDOM.- Woodfuel Integrated Supply/Demand Overview Mapping

Unidades GJ.- Gigajoule gr.Gramos Ha.- Hectárea Kg.- Kilogramos Km.- Kilómetro Kton.- Kilo-toneladas m.metros m3.- metro cúbico MJ.- MegaJoule MtCO2e.- Millones de toneladas de Dióxido de Carbono equivalente MW.- Megawatt MWh.- Megawatt-hora PJ.- PetaJoule Pton.- Peta-toneladas tCV.- Toneladas de Carbón Vegetal TJ.TeraJoule tMS.- Toneladas de Materia Seca Ton.- Toneladas µg.Microgramo

_____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos  

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

1 Introducción 1.1 Antecedentes México siendo un país firmante del Protocolo de Kioto, debe poner en marcha acciones y estrategias que coadyuven a minimizar el cambio climático. El país tiene la oportunidad de desarrollar acciones y lograr los beneficios que provean esquemas de cooperación bilateral y multilateral como mecanismo para favorecer la obtención de recursos financieros, técnicos y humanos que permitan la implantación de estrategias de largo plazo para explorar sus alternativas de mitigación. Además de reducir las emisiones de CO2, se ha reconocido cada vez más la necesidad de reducir también las emisiones de los llamados forzadores climáticos de vida corta (FCVC o SLCF, por sus siglas en inglés, Short-LivedClimateForcers) entre los que se encuentra el carbono negro y el metano. El carbono negro permanece en la atmósfera por un periodo de tiempo relativamente corto pero contribuye al forzamiento radiativo que se ejerce sobre la superficie terrestre interfiriendo específicamente con el fenómeno del albedo. El carbono negro es originado por la combustión incompleta de combustibles fósiles, biocombustibles y biomasa. Entre sus principales fuentes se encuentra el uso de biocombustibles sólidos para aplicaciones residenciales y en pequeña industria. En un estudio del Banco Mundial se determinó que las opciones bioenergéticas1 podrían contribuir con un 22% a la mitigación total de emisiones en el país al 2030 (Johnson et al. 2009). Prominente entre las opciones energéticas se encuentran la difusión de estufas eficientes de leña, la mejora en la eficiencia de las pequeñas industrias y la generación de electricidad con biomasa. Aunado a lo anterior, las opciones bioenergéticas tienen un potencial                                                                                                                         1

Se le llama bioenergía a toda aquella energía final que se obtiene a partir de la materia viva o materia orgánica producida por los seres vivos, conocida como biomasa. Se considera que la bioenergía presenta ventajas como una fuente de energía alternativa a fuentes fósiles e incluso a otras renovables: a) la biomasa puede ser almacenada, lo que da certidumbre en su suministro; b) puede ser transformada para aumentar su densidad energética y facilitar su manejo; c) puede ser producida y utilizada local o regionalmente, evitando la necesidad de utilizar transporte de largas distancias. También se le asocian ventajas ambientales como la mitigación de emisiones de GEI, beneficios sociales y económicos como la diversificación de las economías rurales y oportunidades de empleo a lo largo de la cadena de producción, con el consecuente aumento de la actividad económica (Thornley, 2006).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   1

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

de diversificar la matriz energética en todos los sectores. En un escenario de consumo a 30 años, los bioenergéticos pueden contribuir de 250 PJ/año calculados para el 2008 a poco más de 3000 PJ/año, lo que se traduce directamente en una mitigación de CO2e importante por la sustitución de combustibles (Islas et al., 2007).

1.2 Justificación Actualmente en México cerca de 25 millones de personas utilizan leña como combustible (Masera et al. 2005), de acuerdo al presente estudio el consumo total de leña de los sectores analizados se estima en 25 millones de toneladas de materia seca (MtMS) para el año 2012, consumo varias veces superior a toda la madera que se utiliza en México para aserrío y celulosa (4.7 millones de m3 según el Anuario Estadístico de la Producción Forestal 2009) que equivale a alrededor de 2.4 MtMS (considerando una densidad de 0.52 tMS/m3). La mayor participación de este consumo corresponde al sector residencial con el 76%., se espera que este consumo se mantenga al largo plazo (Masera et al. 2010). La mayor parte de las comunidades que usan la leña como combustible utilizan un fogón abierto para cocinar dentro de la vivienda, lo que resulta en emisiones de diversos contaminantes por concepto de la combustión incompleta de la leña, particularmente carbono negro, metano, monóxido de carbono y otros contaminantes.2 La contaminación por la quema de combustibles sólidos tiene asimismo importantes impactos ambientales locales y de salud en los usuarios. Existen además pequeñas industrias (e.g. ladrilleras, talleres alfareros, hornos de producción de carbón vegetal, tortillerías, panaderías y otras) usuarias de biomasa, que utilizan tecnología ineficiente que también produce emisiones sustantivas de FCVC como de carbono negro (Molina y Ruiz, 2011; UNEP, 2011). Es importante estudiar a detalle la contribución real de estas fuentes de FCVC y GEI y de esta manera, proponer y evaluar medidas para su mitigación.

                                                                                                                        2

Los Forzadores Climáticos de Vida Corta (FCVC) son contaminantes del aire que contribuyen al calentamiento global en el corto plazo, debido al corto periodo de tiempo que duran en la atmósfera (UNEP, 2011).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   2

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Por otro lado, se ha identificado en México un potencial importante de generación de electricidad limpia a través de la combustión directa de biomasa proveniente de residuos forestales, que podría tener una mitigación anual de hasta 35 Mt CO2e, además de un gran potencial de generación de empleos (Johnson et al., 2009). Para tener una evaluación más detallada y realista de este potencial es necesario desarrollar modelos espaciales que permitan identificar las áreas con las características óptimas para el establecimiento de plantas de generación eléctrica y sus correspondientes capacidades de potencia. Se han realizado ya algunos estudios prospectivos sobre el potencial de mitigación de la bioenergía, pero están mayormente concentrados sobre biocombustibles líquidos (Islas et al. 2007; Johnson et al. 2009). Asimismo, estos estudios no han considerado la dimensión espacial, ni incluido con detalle a los FCVC. Ambos aspectos son críticos para poder por un lado, delinear estrategias nacionales de mitigación con impacto en el corto y largo plazos, y por el otro, para que los estudios brinden información útil para la elaboración de los inventarios y planes de acción climática a nivel estatal y municipal que establece la Ley General de Cambio Climático. Asimismo, se ha documentado que los escenarios de bajas emisiones de carbono pueden redundar en grandes co-beneficios al país, en materia de aumentos de productividad de la fuerza de trabajo, en otras mejoras ambientales –como conservación de la biodiversidad o conservación de suelos-, así como en la salud de sus habitantes. Un estudio específico sobre los co-beneficios de introducción de estufas eficientes de leña en el sector rural de México, (Garcia-Frapolli et al., 2010) documenta impactos económicos significativos para los pobladores debidos a la mejora de salud de la gente, a la reducción del impacto por el uso de leña en los bosques aledaños y en ahorros de tiempo y dinero para los pobladores locales.

1.3 Objetivos El presente estudio tiene como objetivo general estimar el potencial de mitigación futura de gases de efecto invernadero (GEI), y de forzadores climáticos de vida corta (carbono negro) derivado de la implementación masiva de opciones bioenergéticas en México al año 2020 y 2030. Los objetivos específicos son los siguientes: ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   3

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira •

Rural Apropiada A. C.

Estimar consumos y emisiones unitarias de opciones bioenergéticas para el sector residencial, pequeña industria y generación de electricidad.

•

Desarrollar un escenario de referencia espacialmente explícito para los usos finales estudiados en el periodo 2009-2030.

•

Determinar un escenario de mitigación espacialmente explícito con las tecnologías seleccionadas para las opciones de análisis, considerando diversas variables socioeconómicas y ambientales (e.g. número de usuarios de leña mixtos y exclusivos, consumos per cápita de leña, potencial técnico de biomasa sustentable, crecimiento económico etc.). Para la selección de tecnologías se establecieron cuatro criterios: 1) tecnología probada que pueda ser adaptada a las condiciones de México; 2) que permita ahorros importantes de combustible; 3) que tengan alto potencial de mitigación; 4) que exista suficiente documentación sobre la tecnología. Asimismo los escenarios escogidos incluyen medidas (como la introducción de estufas eficientes de leña y de hornos eficientes para ladrilleras) que se han analizado en reportes internacionales recientes como UNEP (2011).

•

Evaluar los costos y co-beneficios derivados de las intervenciones de mitigación (e.g. disminución de exposición a contaminantes atmosféricos, salud, empleo, reducción del consumo de leña -con los consecuentes ahorros monetarios-, etc.). Ver la sección de metodología.

•

Analizar las barreras para la implementación masiva de las opciones bioenergéticas propuestas.

1.4 Bioenergía y los Forzadores Climáticos de Vida Corta (FCVC) Los gases de efecto invernadero son gases presentes en la atmósfera, tanto naturales como antropogénicos, que absorben y emiten radiación en longitudes de onda infrarrojas y contribuyen a un calentamiento de la superficie terrestre. El vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el oxido nitroso (N2O), el metano (CH4) y el ozono (O3) son los gases de efecto invernadero primarios. También hay gases de efecto invernadero de origen antropogénico como halocarbonos y otras sustancias que contienen cloro y bromo. Además del CO2, N2O y CH4 el protocolo de Kioto contempla también gases de efecto invernadero como el hexafloruro ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   4

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

de azufre, los hidrofloruros de carbono y perfluorocarbonos (UNEP, 2011).Como se mencionó anteriormente los forzadores climáticos de vida corta (FCVC) son contaminantes del aire que contribuyen al calentamiento global en el corto plazo, debido al breve periodo de tiempo que permanecen en la atmósfera (Molina y Ruiz, 2011; UNEP, 2011) (Ver Anexo 1). Debido a que los forzadores climáticos de vida corta tienen tiempos de vida atmosférica menores que el CO2, la reducción significativa en sus emisiones se reflejará rápidamente en el calentamiento del planeta, en comparación con las reducciones de CO2 (Molina y Ruiz, 2011; UNEP, 2011). Además la mitigación de estos contaminantes contribuye a mejorar la calidad del aire y la salud humana. Recientemente se ha hecho evidente que el carbono negro y el humo producido por la combustión incompleta de la biomasa contribuyen significativamente al cambio climático. Varios estudios han sugerido que el carbono negro puede ser el segundo o tercer controlador de clima más importante detrás del CO2 a escala mundial y podría incluso ser más importantes en ciertas regiones (Jacobson, 2000; Bachmann, 2009; UNEP, 2011). Además el carbono negro es un componente del material particulado (PM por sus siglas en inglés), que también afecta la salud humana (Molina y Ruiz, 2011; UNEP, 2011). El carbono negro tiene otros efectos en el clima como inducir cambios en los patrones de lluvia y cuando se deposita sobre la nieve acelera el deshielo (UNEP, 2011; Bachmann, 2009). Las fuentes primarias de carbono negro incluyen los motores diesel, pequeñas fuentes industriales, fuentes domésticas de carbono y los biocombustibles sólidos para cocinar y para calefacción y los incendios agrícolas y forestales (Bachmann, 2009; UNEP, 2011). Por lo anterior, la mitigación de carbono negro, particularmente a través del uso eficiente de la bioenergía, tiene el potencial de disminuir emisiones que causan el cambio climático,mejorarel clima y la calidad del aire, a su vez relacionada con beneficios para la salud al corto plazo como un complemento a las estrategias globales en el clima basadas en la reducción de emisiones GEI (Bachmann, 2009; UNEP, 2011; Molina y Ruiz, 2011).

1.5 Aspectos Metodológicos Generales 1.5.1 Sectores y Tecnologías Consideradas ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   5

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Dentro de este estudio se consideran opciones bioenergéticas para 3 sectores: residencial, pequeña industria y el sector de generación de energía eléctrica. En el sector residencial se considera la sustitución de fogones tradicionales por estufas eficientes de leña. Dentro de la Pequeña Industria se examinan 3 subsectores: a) La producción de carbón vegetal. Aquí consideramos el reemplazo de los hornos tradicionales de carbón por hornos mejorados tipo “Rabo Quente”; b) La producción artesanal de ladrillo. En este caso se considera el reemplazo de los hornos tradicionales por hornos mejorados tipo MK2; y c) La producción artesanal alfarera. Aquí consideramos el reemplazo de los hornos tradicionales de baja temperatura por hornos eficientes. Finalmente dentro del sector eléctrico, consideramos la sustitución de centrales eléctricas a gas y combustóleo por plantas de generación mediante la quema de biomasa.

1.5.2 Metodología para el desarrollo de los escenarios Aspectos Generales La metodología general del estudio consta básicamente de cinco pasos. A continuación se describe de manera sucinta cada uno de ellos. La metodología detallada se presenta al describir cada una de los sectores y opciones de mitigación: 1) Determinación de los factores de emisión. Consiste en la descripción de las tecnologías bioenergéticas convencionales (o tradicionales) y alternativas, sus factores de emisión y las emisiones unitarias correspondientes 2) Construcción del Escenario Base: se establecen los niveles de actividad en el año base para cada una de las tecnologías convencionales y se proyecta su crecimiento hasta el año 2030. A partir de este crecimiento se calculan las emisiones del escenario de base; 3) Construcción del Escenario Alternativo: se establecen los supuestos de sustitución de tecnologías tradicionales por tecnologías alternativas (llamada penetración) a lo largo del tiempo y se calculan las emisiones de este escenario basado en los datos de emisiones unitarias por tecnología alternativa. La resta de las emisiones del Escenario Alternativo a las del Escenario Base nos dará la mitigación del Escenario Alternativo. Esta misma metodología y horizonte de tiempo ha sido utilizada en otros estudios de mitigación de largo plazo (Islas et al., 2007; Johnson et al., 2009); ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   6

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

4) Estimación de los costos y co-beneficios: se calcula la diferencia entre los costos del Escenario Base de cada opción y los costos del Escenario Alternativo, lo que nos dará el costo neto de implementación del Escenario Alternativo de cada opción. En los casos en donde existen otros beneficios que no pueden ser cuantificados monetariamente (cobeneficios) se cuantificarán utilizando metodologías particulares; 5) Análisis de barreras de implementación: basado en revisión de aspectos diversos como institucionales, reglamentaciones, así como aspectos técnicos se identificarán las barreras que dificultan o impiden la implementación de las tecnologías bioenergéticas.

A continuación se detalla cada una de los puntos de la metodología:

Factores de Emisión y Emisiones Unitarias Para cada tecnología se deben estimar sus emisiones unitarias anuales, que son el producto de los factores de emisión de GEI (incluyendo los FCVC) –que usualmente se presentan como emisiones por unidad de combustible utilizado- y los consumos específicos de combustible (que se presentan en consumo de combustible por año). Matemáticamente, tenemos que:

EU TC = (FE TC∗ CE TC )

EU TB = (FE TB∗ CE TB )

! kgCO2eq $ ! kgCO2eq $ FETC,TB en # &−# & " kgle / año % " kWh % y

CETB = kgcombustible / Dispositivo / año donde, ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   7

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

EU= Emisión unitaria por tecnología FETC= Factor de emisión de la tecnología convencional FETB= Factor de emisión de la tecnología bioenergética CETC= Consumo específico de la tecnología convencional CETB= Consumo específico de la tecnología bioenergética Kgle-a: Kg de leña al año La incertidumbre de estas estimaciones es difícil de cuantificar, por lo que se harán análisis de sensibilidad para caracterizarlas variaciones de los resultados debidas a parámetros clave que afectan los resultados.

Construcción de los Escenarios y sus emisiones Las emisiones del escenario base de cada tecnología se calcularán con la siguiente ecuación para cada tecnología, 2030

E tec =

∑

2009

EU TC∗ S TCanual ∗ fRNB

donde, Etec= Emisiones acumuladas totales por tecnologías convencionales (o tradicionales) EUTC= Emisiones de la tecnología tradicional que es = Factor de emisión * Consumo Unitario combustible de esta tecnología STCanual= Saturación anual de la tecnología convencional fNRB= Factor de no renovabilidad del uso de biomasa. NOTA: se aplica solamenteen el Sector Residencial para el cálculo de las emisiones de CO2 a fin de estimar las emisiones netas debidas al uso de leña. Para los casos de las emisiones de CH4; N2O y CN y los otros sectores el fNRB no aplica. Las emisiones del escenario de mitigación asociadas a la introducción de tecnologías bioenergéticas eficientes de cada sector (EMtec)se calcularán –por tecnología- de la siguiente manera:

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   8

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

2030

EM tec =

∑

2009

EU TB∗ S TBanual∗ fRNB

donde, EMtec= Emisiones acumuladas totales por tecnologías bioenergéticas EUTB= Emisiones de la tecnología bioenergética que es = Factor de emisión* Consumo Unitario combustible de la tecnología alternativa STBanual= Saturación anual de la tecnología bioenergética fNRB= Factor de no renovabilidad del uso de biomasa. NOTA: se aplica solamenteen el Sector Residencial para el cálculo de las emisiones de CO2 a fin de estimar las emisiones netas debidas al uso de leña. Para los casos de las emisiones de CH4; N2O y CN y los otros sectores el fNRB no aplica. Si la meta del escenario de mitigación no contempla una sustitución total de las tecnologías convencionales, entonces las emisiones de las tecnologías convencionales restantes se sumarán a las emisiones de las tecnologías bioenergéticas. La mitigación acumulada total por el uso de tecnologías bioenergéticas en cada uno de los sectores analizados se calcula con la ecuación Mit = Etec (res,ind,elec) - EMtec(res,ind,elec) donde, Mit= Mitigación total acumulada Etec= Emisiones acumuladas totales por tecnologías convencionales para cada sector EMtec= Emisiones acumuladas totales por tecnologías bioenergéticas para cada sector

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   9

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

2. Sector Residencial 2.1. Introducción Se estima que la mitad de la población mundial, la mayoría ubicada en las áreas rurales de los países en desarrollo, utiliza biomasa para cocinar alimentos, así como para calefacción y calentamiento de agua. El biocombustible más usado es la leña, pero también, en muchos lugares se usa carbón vegetal, estiércol y residuos agrícolas. En la gran mayoría de los casos, la biomasa se quema en fogones abiertos que normalmente se encuentran en el interior de las cocinas rurales. En estos dispositivos, la combustión se da de manera incompleta e incontrolada, lo que provoca emisiones de partículas y gases contaminantes que afectan seriamente a la salud de las familias, y en particular de las mujeres que cocinan, teniendo además efectos en el ambiente local, regional y global. De acuerdo con Masera et al. (2010), el consumo de leña en México es difícil de cuantificar por varias razones: a) no existen registros oficiales confiables, ya que la gran mayoría de la leña proviene del auto abasto de los habitantes rurales o se consume y comercia de manera informal; b) hay una variación importante del consumo entre regiones del país, de acuerdo a las condiciones climáticas y el tipo de vegetación dominante de las localidades –que determina en buen grado la disponibilidad de la leña; c) no es posible desagregar los usos finales residenciales de la leña –cocción, calentamiento de agua y calefacción-, ya que los dispositivos tradicionales (fogones de 3 piedras) se utilizan para los 3 propósitos, muchas veces de manera simultánea, y d) existe un creciente uso mixto de combustibles, es decir, familias que acceden al gas LP para cocinar en áreas rurales, continúan utilizando la leña simultáneamente, por razones económicas y culturales. Díaz-Jiménez (2000) muestra que el principal uso de leña es para la cocción de los alimentos, normalmente se asume que el número de familias que cocinan con leña proporciona una buena estimación del total de familias que usan leña en México como combustible residencial. Se estima que la población que usa leña en México es de entre 22 y 25 millones de personas (Masera et al. 2005), análisis recientes apuntan a que la población usuaria de leña es de 22.5 millones, de los cuales 16.8 millones son usuarios exclusivos de leña y 5.7 utilizan ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   10

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

adicionalmente el gas LP. Esta población se encuentra concentrada principalmente en el medio rural, en donde el 89% de la gente utiliza leña como fuente principal de energía para la preparación de alimentos, mientras que en el sector urbano sólo el 11% de la población usa este energético para el mismo uso final, de acuerdo con datos de 1990 (Díaz-Jiménez, 2000). Si bien la proporción de la población del país que usa leña ha disminuido en las últimas décadas, en números absolutos los usuarios de leña han aumentado (en 3.3 millones entre 1960 y 1990).La mayor parte de los usuarios de leña se concentra en los estados de Chiapas, Guanajuato, Guerrero, Hidalgo, Michoacán, Oaxaca, Puebla, Quintana Roo, Tabasco, Veracruz y Yucatán. (Díaz-Jiménez, 2000).3 La mayoría de los usuarios de leña la utilizan como combustible único para cocinar, pero existe una proporción cada vez mayor de usuarios mixtos, que utilizan tanto leña como gas LP, quienes por lo general utilizan la leña como combustible principal, y el gas como combustible complementario. (Berrueta et al, 2008). Con relación al uso tradicional de la leña y la contaminación que el humo genera en el interior de los hogares, se puede mencionar que las concentraciones de partículas y de gases contaminantes al interior de los hogares donde se utiliza biomasa como combustible son superiores a las provocadas por industrias y vehículos en las grandes ciudades. Por ejemplo, durante la preparación de los alimentos se han medido concentraciones de material particulado PM10 de hasta 30,000 µg/m3, cuando los valores permisibles van de 300 a 3,000 µg /m3 en 24 horas (Smith et al., 1994; McCraken y Smith, 1998; Albalak et al., 2001; Zhang et al., 1999). En GIRA-INE (2005) se menciona que para el caso del monóxido de carbono (CO2) se reportan valores de entre 5 y 500 ppm durante la cocción de alimentos, que corresponden a valores de entre 2 y 50 ppm en 24 horas. Para este gas, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA, por sus siglas en inglés) propone valores máximos permisibles de 9 ppm en ocho horas.                                                                                                                         3

Masera et al. (2003) muestran los municipios en los que hay un mayor número de usuarios de leña, aquéllos en los que el número de usuarios ha crecido significativamente en los últimos años y aquéllos en los que hay una limitada disponibilidad de leña en los ecosistemas, información que puede ser útil para el diseño de políticas.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   11

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

De igual modo, el efecto en la salud de la gente, medido en términos de severidad del daño y de tamaño de la población afectada, es probablemente mayor. Sin embargo, en comparación con la contaminación del aire en las ciudades, el caso de la contaminación por la combustión de biomasa en interiores, incluyendo sus consecuencias en la salud y en el medio ambiente, así como sus posibles soluciones, ha recibido muy poca atención por parte de las instituciones de investigación, organismos gubernamentales nacionales e internacionales y fundaciones privadas.

2.2. Metodología Escenario Base Para el Sector Residencial la construcción del escenario base estará fundamentado en los siguientes supuestos: •

La población usuaria de leña crecerá en función del escenario desarrollado por Masera et al. 2010, para la Secretaría de Energía, que incluye parámetros ambientales, tecnológicos y de saturación de usuarios por municipio, así como el crecimiento de la población municipal estimado por CONAPO.

•

El consumo per cápita de los usuarios de leña permanece constante en el periodo de análisis (2009-2030). Es decir, se supone que no habrá mejoras sustanciales en la tecnología tradicional en el periodo que modifique los patrones de uso y consumo de leña.

•

Se estimará la penetración de estufas eficientes, a las tasas previas al Programa de Estufas Rurales de SEDESOL (que sólo tiene metas hasta el 2012).

Escenario alternativo o de mitigación La construcción del escenario de mitigación estará basado en los siguientes supuestos: •

Se asumirán metas ambiciosas de sustitución de tecnologías convencionales por tecnologías bioenergéticas y que a la vez sean factibles por medio de programas amplios de difusión tecnológica, en concordancia con las metas que tiene México sobre trayectorias bajas en carbono.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   12

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira •

Rural Apropiada A. C.

En el caso de las estufas eficientes de leña se asumirá que en el año 2030, 100% de las familias que utilizan leña contarán con una estufa eficiente. Se asumirá que la penetración tecnológica de las estufas sigue una función logística y que con la capacidad y la experiencia desarrollada en el presente sexenio se pueden lograr metas anuales para lograr el objetivo.

•

Asimismo se espacializará el escenario de penetración de estufas eficientes a nivel municipal, asumiendo que las estufas se instalan de acuerdo al índice de prioridad por uso de leña de cada municipio del país reportado en Masera et al. (2004).(es decir, los municipios con mayor prioridad se cubren primero y así sucesivamente hasta llegar al total de usuarios).

Nivel de actividad de la tecnología y Consumos Unitarios El nivel de actividad de las tecnologías relacionadas al sector doméstico residencial (fogones tradicionales y estufas eficientes) se determinó con base al total de usuarios que utilizan leña como combustible en México, que se estima en 22.5 millones de personas (aproximadamente 5.5 millones de familias). Adicionalmente se consultaron bases de datos proporcionadas por la Secretaría de Desarrollo Social (SEDESOL) y la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR) sobre el avance del Programa Nacional de Estufas de Leña y que proporcionó datos sobre el número de estufas instaladas al 2011, además de información de otras instituciones y organizaciones para así determinar un número aproximado de estufas eficientes instaladas en el país con respecto al número de fogones tradicionales existentes. De acuerdo a experiencias diversas de proyectos de implementación de estufas eficientes en comunidades rurales se estima que el 70% de éstas llegan a ser adoptadas y utilizadas de manera cotidiana y permanente. Para la determinación de los consumos unitarios para cada tecnología y lograr actualizar valores que han sido publicados previamente, se llevó a cabo la recopilación de datos de consumo de leña así como mediciones en campo para el sector residencial en diversos estados de la República Mexicana donde fue posible tener acceso a comunidades rurales y proyectos de estufas eficientes, se realizaron mediciones en Sonora, Hidalgo, Estado de México, ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   13

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Michoacán, Oaxaca y Guerrero, adicionalmente se recopiló información reciente de estudios realizados en Chihuahua, Chiapas, Yucatán y Tabasco (Contreras et al 2003, CONTEC, 2008, Escobar-Ocampo et al, 2009, Quiroz y Orellana, 2010, Burgos, 2010) Para llevar a cabo las mediciones en campo se utilizó el protocolo internacional conocido como Prueba de Funcionamiento en Cocina (PFC) (Berrueta, 2008) que tiene como principal objetivo cuantificar el impacto de las intervenciones de tecnología eficiente para el sector residencial en el consumo de combustible en los hogares. La PFC se utiliza tanto para medir el consumo de combustible como para evaluar el impacto de las tecnologías en condiciones reales de uso. Consiste en realizar mediciones de pesado de leña durante un periodo de 3 a 5 días registrando diariamente la leña utilizada como combustible por un familia. Los valores obtenidos se clasificaron de acuerdo a las eco-regiones climáticas de Norteamérica utilizadas en el Inventario Nacional de Gases Efecto Invernadero (INE, 2002) y que correspondan a las regiones de importancia por su Índice de Prioridad de Leña reportado en Masera et al. (2004).

Factor de No Renovabilidad de la Biomasa (fNRB) El Factor de No Renovabilidad de la Biomasa (fNRB) es un insumo muy importante para la estimación de la mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en el sector residencial dado que en los escenarios de bioenergía existentes no se ha estudiado su variación a lo largo del territorio nacional y solo se han hecho supuestos muy generales. Para estimar el FNRB se utilizó el modelo espacialmente explícito y multiescalar denominado Woodfuel Integrated Supply/Demand Overview Mapping (WISDOM). Esta metodología basada en el municipio como unidad mínima de análisis permite identificar el impacto por el uso doméstico de leña. Para entender mejor la importancia de este factor es necesario contemplar que el uso no renovable de leña se da cuando la cantidad de leña extraída excede la tasa de crecimiento de las fuentes de biomasa disponibles, lo que contribuye directamente a las emisiones netas de CO2. Cuando la obtención de leña se hace de manera sustentable, la leña es neutral con relación a las emisiones de CO2. El fNRB es entonces la fracción obtenida de manera no ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   14

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

renovable del total de la leña extraída. La estimación de los fNRB se realizará para todo el territorio nacional y se hará siguiendo la metodología propuesta por Ghilardi et al. (2007). Como un insumo importante para la metodología es necesario hacer una estimación del incremento de biomasa forestal de cada tipo de vegetación, los cuales dependen de la composición de especies, están influenciados por la región climática, la distribución geográfica y otros factores ecológicos. Para este efecto, se estimará el volumen promedio de biomasa sus incrementos anuales, por tipo de bosque y a nivel de hectárea, que serán ajustados a las regiones climáticas propuestas por la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad(CONABIO), lo que permitirá ubicar la productividad en un marco geográfico nacional. El fNRB de acuerdo a Ghilardi et al. (2007) requiere para su construcción estimar la cantidad de biomasa que puede ser disponible para propósitos energéticos en cada tipo de cobertura vegetal, la cual se puede considerar también como la oferta. Entonces como primer paso, es necesario calcular el incremento promedio anual de la biomasa aérea, para determinar la productividad media anual. La productividad de biomasa media anual para los diferentes tipos de coberturas de vegetación se calculó a partir de datos de incrementos volumétricos de madera los cuales deben ser ajustados por los valores de densidad básica de la madera y de los factores de expansión de la biomasa (Tabla 2.1). La ecuación de productividad es la siguiente.

P = ICA ∗ D ∗ FEB donde:

€ anual de biomasa aérea, expresada en materia seca t.m.s. ha-1 P = Productividad media -1 año ICA = Incremento medio anual de volumen de madera comercial, m3 ha-1 año-1 D = Densidad básica de la madera, t.m.s. m-3 FEB= Factor de expansión de biomasa para convertir el incremento neto anual a incremento de biomasa vegetal total aérea, sin unidades.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   15

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

El incremento medio anual de la biomasa (ICA) es un parámetro, que para propósito de este estudio, se tomó del Cuarto Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero (INE, 2009). La densidad de la madera, se refiere al peso específico de la madera anhídrida, la fuente de información al igual que la ecuación para estimar el FEB es el Manual de las Buenas Prácticas para el sector Uso de Suelo, Cambio de Uso de Suelo y Silvicultura (IPCC 2003). Tabla 2.1. Valores de Productividad Disponible para leña (PDL).

Clase de vegetación

Bosque de coníferas -PrimarioBosque de coníferas -SecundarioBosque de encimo -PrimarioBosque de encino -SecundarioBosque de pino-encino -PrimarioBosque de pino-encino -SecundarioBosque mesófilo -PrimarioBosque mesófilo -secundarioOtros tipos -primarioOtros tipos -SecundarioSelva caducifolia -PrimarioSelva caducifolia -secundariaSelva espinosa -PrimarioSelva espinosa -SecundarioSelva perennifolia -PrimarioSelva perennifolia -SecundariaSelva subcaducifolia -PrimariaSelva subcaducifolia -SecundariaVegetación hidrófila -PrimariaVegetación hidrófila -SecundariaMatorral xerófilo -PrimarioMatorral xerófilo -Secundario-

Incremento promedio anual del volumen de madera comercial 3 -1 -1 (m ha año ) 7.2 6.2 1.9 2.3 2.0 2.4 6.9 5.1 0.7 0.7 2.6 3.0 1.5 1.9 5.4 4.6 3.5 3.6 4.5 4.3 0.4 0.4

Densidad básica de la madera (t.m.s 3 / m volumen fresco)

Factor de expansión de la biomasa (FEB)

Productividad promedio anual de la biomasa aérea (t.m.s -1 -1 ha año )

0.46 0.46 0.67 0.67 0.56 0.56 0.68 0.68 0.54 0.54 0.58 0.58 0.63 0.63 0.64 0.64 0.68 0.68 0.83 0.83 0.80 0.80

1.4 1.4 2.2 2.2 2.2 2.2 1.2 1.2 1.3 1.3 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 2.0 2.0 1.3 1.3 1.5 1.5

4.7 4.1 2.8 3.3 2.5 3.0 5.6 4.1 0.5 0.5 2.7 3.0 1.5 2.0 5.9 5.0 4.9 4.9 4.7 4.5 0.5 0.5

Fuente: (INE, 2009) y elaboración propia. Una vez estimado el valor de PDL, la cantidad de leña que se puede obtener de manera sustentable (FWS) se estima de la manera siguiente: FWS=PDL*Aa ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   16

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

donde, FWS=Cantidad de leña obtenida de manera sustentable (t.m.s./año) PDL=Productividad disponible para leña (t.m.s./ha/año) Aa=Área accesible de bosque (ha)

La determinación del área accesible en el bosque para la obtención de leña conlleva un análisis por sí sola.El área accesible para obtención de leña depende de varios factores geográficos que facilitan o impiden esta tarea, por lo que el enfoque espacial se desarrolla a partir de la utilización de Sistemas de Información Geográfica. Una manera para estimar la accesibilidad de un bosque desde una localidad, es mediante la obtención de un mapa de fricción. El mapa de fricción es una capa en la que cada píxel representa la dificultad o facilidad de cruzarlo y se construyó a partir de las siguientes variables geográficas que interfieren con la capacidad de llegar al punto de obtención de la leña: a) Pendientes: calculadas a partir de un Modelo Digital de Elevación con resolución 250x250m del SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Pendientes bajas tienen poca fricción, pero conforme aumentan, la fricción también. Se consideró que 30° representa la inclinación máxima de accesibilidad (Figura2.1)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   17

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 2.1 Clasificación de pendientes de acuerdo a su grado de inclinación.

b) Vías de comunicación: éstas representan líneas que disminuyen la fricción. Todas las vías presentan una baja fricción, sin embargo, dependiendo el tipo se les asignó diferente valor. Para carreteras, la fricción es la menor; para terracerías, ligeramente mayor; y la accesibilidad de brechas y veredas se calculó dependiendo de la pendiente (Figura 2.2).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   18

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 2.2. Clasificación de vías de comunicación de acuerdo con su facilidad de tránsito.

c) Ríos: reclasificados en perennes (alta fricción) e intermitentes (ligeramente menor que la anterior) (Figura 2.3).

Figura 2.3. Clasificación de ríos de acuerdo su variabilidad estacional. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   19

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

d) Cuerpos de agua: alta fricción (Figura2.4)

Figura 2.4. Identificación de cuerpos de agua dentro del territorio mexicano.

El mapa de fricción resultante el cual integra todas la variables anteriormente descritas se muestra en la Figura 2.5.

Figura 2.5. Mapa de fricción del territorio nacional. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   20

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

El mapa de fricción, es a su vez el insumo principal para la obtención del mapa de costodistancia. El mapa de costo distancia se obtiene sobreponiendo el mapa de fricción a las localidades del país y su propósito es acumular las celdas de fricción a partir de las localidades. Este mapa expresa “qué tan fácil” es acceder a un área a partir de una ubicación dada (localidades). A diferencia de un mapa de distancia euclidiana, la accesibilidad en este caso no sólo está dada por la cercanía a la localidad, sino depende de las variables consideradas en el mapa de fricción (e.g. dos localidades muy cercanas pero divididas por un río se expresarían prácticamente inaccesibles entre ellas). Otra diferencia con respecto a un mapa de distancia euclidiana es que el mapa de distancia-costo no tiene unidades, pues la fricción está calculada a partir de valores arbitrarios. El mapa de costo-beneficio se muestra en la Figura 2.6.

Figura 2.6. Mapa de distancia- costo del territorio nacional.

El mapa de costo-distancia sirvió para estimar la superficie de vegetación accesible (área accesible) desde las localidades. Zonas con vegetación y altos valores de distancia-costo se consideraron inaccesibles, y viceversa. Debido a que el mapa de distancia-costo carecía de unidades, había que establecer un umbral para definir qué era accesible, y qué no. Para esto, se analizaron los valores de distancia-costo en los que se presentaran zonas de cultivo. Este criterio expresa en cierto modo “hasta dónde los pobladores pueden llegar” dentro de las ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   21

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

zonas con cobertura vegetal cuando su propósito no es el de extraer madera de manera masiva, sino para leña. Debido a que se requería conocer los valores más altos de accesibilidad de estas zonas agrícolas, pero sin tomar los valores extremos, para permanecer en un rango conservador de zonas accesibles, se tomo el 3er cuartil como el valor de accesibilidad máxima de distancia-costo. Con este valor, se extrajo la superficie nacional de vegetación que era accesible en los términos anteriormente descritos (Figura 2.7)

Figura 2.7. Mapa de zonas accesibles para aprovechamiento de leña en el territorio nacional.

Para asignar geográficamente los valores de PDL por localidad vegetal, se reclasificó la capa de datos vectoriales de Uso de Suelo y Vegetación de INEGI (2000) con los datos de productividad disponible para leña (PDL) obtenidos de la Tabla 2.1. El mapa de áreas accesibles (mapa de accesibilidad) se sobrepuso al mapa de productividad disponible para leña. Con estos dos insumos, se calculó finalmente la cantidad disponible de leña sustentable disponible para leña por municipio FWS (en ton/año).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   22

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Los valores obtenidos de FWS son el insumo natural del fNRB que plantea cuanta leña puede ser sujeta de manejo en cada tipo de cobertura. El factor de no renovabilidad entonces, requiere de la cantidad de leña demandada por municipio para establecer un valor para cada municipio usuario de leña, el cual permita identificar desde un modelo espacial el impacto que el uso de leña tiene sobre la oferta de biomasa a nivel estatal. De tal forma que la función es la siguiente:

fRNB =

(FWS − Cons) Cons

donde: fNBR = Factor de € no Renovabilidad de la Biomasa. Por definición es adimensional y negativo, y toma valores de 0 a 1, porque indica el porcentaje del consumo que sobrepasa la cantidad de la oferta de leña sustentable disponible por municipio. Un resultado de (-)1, se traduce en fNRB=1, que señala que el 100% del consumo de leña es obtenido de manera no renovable. Cuando el factor se hace positivo, se tiene ahora la cantidad de oferta de leña sustentable que todavía excede al consumo y por lo tanto que está disponible para su posible consumo futuro. Es decir, al tener como resultado valores positivos el recurso leñoso es renovable en el área de estudio. FWS = Abasto de leña t m.s./año Cons = Consumo de leña t m.s./año

2.3. Descripción de la tecnología En general se puede agrupar a las tecnologías para cocción con leña a nivel residencial como de fuego abierto, cerrado y las mejoradas que poseen chimenea, en esta clasificación se incluyen los principales sistemas de cocción que son: Fogón de Tres Piedras y estufas tradicionales

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   23

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

El fogón denominado “tres piedras” se utiliza en muchas partes del mundo, existe evidencia suficiente de su uso universal desde tiempos ancestrales e incluso actualmente posee una significación religiosa para algunas culturas. El fuego en tres piedras, posee rangos de eficiencia tan bajos como 5%; los valores típicos de eficiencia energética oscilan entre 5 y 17%. Sin embargo, más del 60% del calor generado se trasmite al aire circundante.

Figura 2.8. Fogón tradicional de tres piedras.

En estos dispositivos la combustión suele ser de manera incompleta e incontrolada, genera gran cantidad de partículas y gases contaminantes que permanecen dentro de la cocina. El costo es prácticamente nulo. Algunas desventajas importantes son dispersión de las llamas y del calor causada por el viento, bajo control del fuego, exposición al calor y al humo, y riesgo de sufrir quemaduras. El fuego abierto provee de calefacción en épocas de frío, luz durante las noches y de un sitio de reunión que tiene significados incluso religiosos. Por su parte, las estufas tradicionales comprenden muchos tipos de dispositivos a fuego semicerrado que emplean leña o residuos de cultivos, su uso es muy extenso en el mundo. En Asia como en América Latina, por ejemplo, las estufas son hechas típicamente con lodo o barro y son construidas por los usuarios. Normalmente tienen forma de “U” o herradura (Figura 2.9), y aunque de cierta manera “encierran” el fuego en lo que sería la cámara de combustión, no poseen chimenea por lo que el humo y las partículas generadas en la combustión se esparcen por la cocina. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   24

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 2.9. Fogón tradicional tipo “U”.

Este tipo de estufas logra un mejor funcionamiento que las de fuego abierto, alcanzando eficiencias de alrededor del 20%. Esto se logra

principalmente a que se disminuyen las

pérdidas de calor debidas al aire circundante por tener un espacio semi-cerrado para la combustión.

Estufas eficientes Este tipo de estufa es fruto de muchos intentos para mejorar la combustión de la leña, producir menor cantidad de humo y gastar menos combustible. En su mayoría las estufas eficientes incluyen un tubo de chimenea que expulsa el humo de la combustión de la leña al exterior de los hogares. Una estufa eficiente permite a los usuarios obtener directamente los siguientes beneficios (Masera, 1995; Magallanes, 2006; Berrueta, et al 2008, Johnson et al., 2009): w

Ahorro de combustible, ya que las eficiencias son mayores que las tecnologías tradicionales (hasta del 30-50%).

w

Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

w

Mejorar la salud al reducir la exposición al humo, los dolores de espalda, las quemaduras y los enfriamientos.

w

Utilizar materiales de construcción accesibles a las comunidades.

w

Ahorrar dinero, especialmente en las familias que compran combustibles de biomasa.

w

Reducir el esfuerzo al aligerar la carga de trabajo de las mujeres y los niños.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   25

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira w

Rural Apropiada A. C.

Ahorrar el tiempo empleado en la recolección de la leña para aprovecharlo en el cuidado de los niños, la educación y en actividades que generen ingresos.

w

Mejorar la calidad de vida en los hogares al cocinar de manera más conveniente y facilitar la limpieza de la cocina y los trastes.

En esta categoría podemos encontrar las estufas de construcción “local o in situ” y las estufas “portátiles”: a) Estufa local o de construcción “in situ” En esta categoría se engloban estufas que son construidas en el interior de los hogares y que normalmente utilizan materiales de construcción de fácil adquisición, ya sea localmente o comercialmente, tales como barro, arena, ladrillo, cemento, entre otros. La construcción suele ser sencilla pero se requiere contar con un mínimo de conocimientos y habilidades técnicas para lograr la que la estufa quede correctamente construida y se asegure su funcionamiento.

Figura 2.10. Estufa eficiente de construcción in situ (Estufa Patsari®).

b) Estufas portátiles o prefabricadas Se trata de estufas que se fabrican de manera centralizada, pueden ser estufas que se producen artesanalmente en serie, o estufas que por su diseño se fabrican de manera industrial y se ensamblan o instalan en las cocinas. Estas estufas, al producirse en serie y mayores escalas logran reducir costos, se puede tener mayor control sobre las dimensiones y características de la estufa, pero se requiere de su transportación hasta sitios apartados.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   26

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 2.11. Estufa eficiente prefabricada (Estufa Onil®).

En este tipo de estufas, debido a que el control de calidad es más estricto, se ha centralizado su fabricación y las estufas alcanzan eficiencias muy similares a los modelos de laboratorio; sin embargo, no debe perderse de vista que en las áreas rurales no se tiene acceso (no disponible o son muy caros) a este tipo de materiales, el costo aproximado de una estufa portátil asciende a $2,000. Las estufas prefabricadas combinan algunas de las ventajas de las estufas construidas artesanalmente y las locales, las partes principales de la estufa (comúnmente cerámica), son elaboradas artesanalmente de acuerdo a indicaciones precisas, el usuario adquiere algunas partes y las ensambla en su cocina. En resumen, muchas de las estufas eficientes son diseñadas para utilizarse con determinados equipos de cocción (ollas, sartenes, etc.) y cuando se emplea otro tamaño de recipientes la eficiencia puede caer drásticamente. En Latinoamérica desde hace varios años se han destacado las estufas Lorena, Justa, Patsari, Ecofogon y Onil, las cuales se han instalado en algunas regiones de Brasil, Nicaragua, Honduras, Bolivia, El Salvador, Guatemala y México, destacando que debido a sus diseños han tenido gran aceptación en las comunidades indígenas; disminuyendo el consumo de combustible significativamente hasta un 60% y presentado reducciones de hasta 90% en las emisiones de CO y PM2.5 (Zuk et al, 2006). ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   27

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

2.4. Patrones de consumo de leña y consumo unitarios La leña es a escala mundial el combustible de biomasa más utilizado. Trossero (2002) reporta que el 60% de la madera usada en el mundo se destina a energía. En México, se estima que la leña aporta entre el 6% y el 10% de la energía final y entre el 30% y el 45% de la energía del sector residencial (SENER, 2005; SENER, 2002; Díaz-Jiménez, 2000; Masera, 1993; Sheinbaum, 1996). El uso de otras formas de biomasa como el estiércol y los residuos de cosechas no es significativo en nuestro país en lo que al sector residencial se refiere. En la Tabla2.2 se muestran algunas de las principales estimaciones nacionales del consumo de leña en nuestro país en las que se han basado diversos estudios previos. Tabla 2.2 Estimaciones del consumo residencial de leña en México. Consumo energético (PJ/año)

Volumen 3 (millones de m /año)

SEMIP (1988)

n.d (1980) 412(1970) 402 (1980) 293 (1988)

17.3 - 27.6 33.0 32.0 n.d.

Masera et al., (1993)

246 (1987)

23.2

n.d.

17.0

334 (1990)

34.6

277 (1980) 274 (1990) 300 (1990) 316 (1990) 320 (2000) 256 (2001) 338 (2001)

n.d. n.d. n.d. 29.4-34.3

Estimación SARH (1981) Guzmán et al., (1985)

INIFAP (Castillo et al., 1989) Masera (1993) Sheinbaum (1996)* Díaz y Masera (1999) Díaz-Jiménez (2000) SENER (2002)

n.d. n.d.

Notas: El número entre paréntesis de la columna de consumo energético indica el año de estimación. *Incluye leña para cocción de alimentos y calentamiento de agua. n.d. significa no definido. Adaptado de Díaz y Masera (2003).

La siguiente Tabla muestra los resultados de mediciones realizadas en campo así como de estudios recientes recopilados en diferentes regiones de país para el consumo de leña per cápita utilizando fogones tradicionales: ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   28

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla 2.3. Consumo de leña per cápita (estudios de caso para fogones tradicionales) Estado

Referencia

Municipio

Kg/hab/día

Chiapas

Pueblo Nuevo Solistahuacán

2.86

Burgos, 2010

Chihuahua

Carichí

5.10

CONTEC, 2008

Guachochi

4.40

CONTEC, 2008

Guadalupe y Calvo

2.70

CONTEC, 2008

Urique

4.20

CONTEC, 2008

Atlixtac

2.64

Encuesta (2012)

Ayutla de los Libres

3.82

Mediciones (2012)

Cochoapa el Grande

1.95

Encuesta (2012)

José Joaquín de Herrera

1.24

Encuesta (2012)

Quechultenango

1.85

Encuesta (2012)

San Marcos

1.56

Encuesta (2012)

Xochistlahuaca

2.01

Encuesta (2012)

Zitlala

2.12

Encuesta (2012)

Hidalgo

Pisaflores

2.02

Mediciones (2012)

México

Tlatlaya

1.37

Mediciones (2012)

Michoacán

Cherán

1.85

Mediciones (2012)

Copándaro

1.98

Mediciones (2012)

Nahuatzen

1.77

Mediciones (2012)

Miahuatlán de Porfirio Díaz

2.74

Mediciones (2012)

San Mateo Río Hondo

4.32

Mediciones (2012)

Yanhuitlán

1.80

Contreras et al, 2003

Benito Juárez

1.11

Mediciones (2012)

Huatabampo

1.07

Mediciones (2012)

Rosario

2.89

Mediciones (2012)

Tabasco

Tenosique

2.90

Mediciones (GiRA, 2010)

Yucatán

Celestún

2.89

Quiroz y Orellana, 2010

Hunucmá

1.48

Quiroz y Orellana, 2010

Kinchil

1.74

Quiroz y Orellana, 2010

Mérida

1.26

Quiroz y Orellana, 2010

Tetiz

2.57

Quiroz y Orellana, 2010

Ucú

2.43

Quiroz y Orellana, 2010

Guerrero

Oaxaca

Sonora

Con base en la distribución geográfica y de acuerdo a la revisión de bibliografía, bases de datos e incorporando las mediciones realizadas en las diversas regiones del país, la ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   29

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla2.4muestra los consumos de leña per cápita actualizadosque se utilizarán en este estudio con base en las zonas ecológicas de México (Figura 2.12). Tabla 2.4. Consumo de leña per cápita para usuarios exclusivos por macro-región ecológica. Macro-región ecológica

Consumo de leña (kgMS/hab/día)

Trópico húmedo

2.0

Trópico seco

2.5

Templado

3.0

Semiárido

1.5

Humedales

2.5

Otros

1.5

Figura 2.12. Macro regiones ecológicas en México.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   30

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

En lo que respecta al número de usuarios que utilizan leña en el país, al 2011 se tiene que un 20% del total de las viviendas son usuarias de este combustible, lo que representa cerca de 5.5 millones de familias (Tabla 2.5) Tabla 2.5. Inventario nacional de usuarios de leña, fogones y estufas eficientes al 2011.

Estado Veracruz Chiapas

Usuarios exclusivos (leña)

Usuarios mixtos (leña y gas LP)

Número de viviendas

Viviendas usuarias de leña

1,774,364

823,707 46.42% 671,232 68.35%

606,429 74%

217,277 26%

18,788

2%

527,142 79%

144,090 21%

57,149

9%

982,083

Estufas instaladas

Oaxaca

843,626

103,023 18%

48,112

8%

1,380,797

573,316 67.96% 469,181 33.98%

470,293 82%

Puebla

351,134 75%

118,047 25%

23,054

5%

723,995

412,013 56.91%

312,969 76%

99,044 24%

21,961

5%

9.53% 27.43% 47.51% 45.90% 34.99%

234,900 70%

102,101 30%

28,601

8%

183,803 69%

82,114 31%

24,883

9%

179,269 75%

60,557 25%

20,630

9%

163,968 68%

75,425 32%

12,583

5%

157,928 76%

49,737 24%

16,418

8%

Guerrero México

3,534,563

337,001

Michoacán

969,445

265,917

Yucatán

504,771

239,826

Tabasco

521,579

239,394

Hidalgo San Luis Potosí Guanajuato

593,574

207,665

589,009

191,165 32.46%

140,873 74%

50,293 26%

15,933

8%

1,228,350

143,500 11.68%

98,727 69%

44,773 31%

12,156

8%

Jalisco

1,838,090

13,518 14%

Sinaloa

646,735

Chihuahua

1,024,824

5.23%

65,896 68%

30,312 32%

94,232 14.57% 84,812 8.28%

64,542 68%

29,689 32%

65,995 78%

18,817 22%

21,681 26%

68,254 17.52% 60,930 31.17%

51,135 75%

17,119 25%

14,883 22%

42,504 70%

18,426 30%

1,966

39,183 68%

18,024 32%

6,876 12%

96,208

7,986

8%

Durango

389,523

Campeche

195,488

Querétaro

434,042

Quintana Roo

349,269

57,207 13.18% 57,060 16.34%

40,244 71%

16,816 29%

7,685 13%

Morelos

445,179

56,072 12.60%

38,405 68%

17,666 32%

2,562

Tamaulipas

891,034

52,796

16,347 31%

7,856 15%

694,398

46,259

31,684 68%

14,575 32%

5,651 12%

Nayarit

260,874

45,306

31,031 68%

14,274 32%

6,101 13%

Zacatecas

352,820

44,097

30,204 68%

13,894 32%

4,719 11%

Tlaxcala

264,684

38,077

26,080 68%

11,997 32%

4,456 12%

1,141,246

30,779

21,194 69%

9,585 31%

8,283 27%

Colima

169,647

21,558

14,766 68%

6,792 32%

3,633 17%

Coahuila

701,707

16,064

11,003 68%

5,061 32%

2,927 18%

Baja California

903,824

3,915

2,681 68%

1,233 32%

1,310 33%

Aguascalientes

285,191

3,318

5.93% 6.66% 17.37% 12.50% 14.39% 2.70% 12.71% 2.29% 0.43% 1.16%

36,450 69%

Sonora

2,272 68%

1,045 32%

2,200 66%

Nuevo León

3%

5%

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   31

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Estado Distrito Federal Baja California Sur TOTALES

Número de viviendas

Usuarios exclusivos (leña)

Viviendas usuarias de leña

Usuarios mixtos (leña y gas LP)

Estufas instaladas

2,547,946

2,876

0.11%

1,970 68%

906 32%

2,668 93%

163,043

2,798

1.72%

1,916 68%

881 32%

1,682 60%

27,345,717 5,456,535 19.95% 4,046,591 74% 1,409,944 26% 428,912 Nota: resaltar que el orden es de mayor a menor por usuario exclusivo de leña Fuente: Elaboración propia con base en información proporcionada por SEDESOL y CONAFOR

8%

De la Tabla anterior se puede observar que el 68% de los usuarios hacen un uso exclusivo de la leña y el resto lo combinan con gas LP, lo que significa que en áreas rurales las familias que acceden al gas LP continúan utilizando la leña simultáneamente, ya sea por razones económicas o culturales. Diversos estudios reportan que los usuarios mixtos, consumen hasta50% menos de leña que los usuarios exclusivos (Masera et al 1997). Los usuarios mixtos por lo general utilizan la leña como combustible principal, y el gas como combustible complementario; usan leña para las tareas con mayor demanda energética (hacer tortillas, cocer nixtamal, cocer frijoles), y el gas para tareas menores. Por lo que la estufa de gas adquiere un papel parecido al que tiene el horno de microondas en las ciudades (Masera et al., 2000). De hecho, se estima que en promedio sólo el 16% de las necesidades caloríficas de los usuarios mixtos se cubren por medio del gas (Berrueta et al, 2008).

2.5. Emisiones derivadas del uso de leña en el sector doméstico residencial De acuerdo con la información disponible, si secompara la combustión de biomasa en los hogares con los efectos de la contaminación del aire por la combustión de combustibles fósiles (lluvia ácida, ozono troposférico, etc.) no tiene efecto significativo en el medio ambiente a escala local o regional. Por lo que se refiere a los gases de efecto invernadero, la utilización de biomasa obtenida de forma renovable es considerada como neutra en cuanto a la emisión de CO2, ya que en el proceso de combustión se libera la misma cantidad de CO2 que absorbe del ambiente en su desarrollo (Charless, 1994). Además la madera demanda la misma cantidad de oxígeno en la combustión que en los procesos naturales de descomposición. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   32

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Sin embargo, la combustión incompleta de la biomasa produce emisiones de otros gases de efecto invernadero (en particular CH4, N2O y CO), por lo que sí contribuye al cambio climático global, aunque en un grado mucho menor que la utilización de combustibles fósiles (Bhattacharya y Abdul Salam, 2002). Dada la falta de información en este campo, el mejor entendimiento de las emisiones de gases de efecto invernadero por los fogones tradicionales (y por las alternativas a éstos) es una de las prioridades de investigación actuales. De hecho, se sabe muy poco del impacto global de la combustión con leña en pequeña escala. Smith (2002) estimó que este impacto podría representar el 4% del total mundial, principalmente por la emisión de gases como el CO, CH4 y otros que tienen un potencial de calentamiento global mucho más alto que el CO2. Sin embargo, estos datos derivan de una decena de experimentos en laboratorio conducidos en condiciones muy controladas por lo que necesitan validarse en distintas condiciones y lugares (Bond et al. 2004).

2.5.1. Factores de emisión y potencial de mitigación Para estimar las emisiones netas de gases de efecto invernadero (GEI) y carbono negro (CN) derivadas del consumo de leña residencial en México, se utiliza la base de datos de consumo y producción (oferta y demanda) de leña a nivel municipal utilizada en Ghilardi et al. (2007) y actualizada en el presente estudio. Se determinaron aquellos municipios donde no existe un uso renovable de leña (cuando la cantidad extraída y quemada excede la tasa de crecimiento de las fuentes vivas de biomasa). Estos municipios contribuyen con una fuente neta de emisiones de CO2. Además, la combustión de leña para cocinar contribuye a las emisiones de GEI a través de productos derivados de la combustión incompleta como son CH4, N2O, CO, CO2 y TNMHC. Aunque existen estudios a nivel mundial que han calculado estos valores con pruebas estándar, éstas no corresponden con las actividades diarias para lo cual es utilizada la leña en México (Berrueta et al., 2008). Para este reporte se utilizaron los factores de emisión calculados por el estudio de Johnson et al 2008 (Tabla 2.6), donde se estimaron los factores de emisión con mediciones directas en laboratorio y en campo tanto de fogones tradicionales como de estufas eficientes. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   33

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla2.6. Factores de emisión de fogones tradicionales y estufas eficientes de leña en México. CO2(kg/kgleñaMS)

CH4 CN kg/kgleñaMS kg/kgleñaMS

Fogón Tradicional

1.533

1

0.0064

1

0.000397

Estufa eficiente Potenciales de calentamiento global (100-year CO2e)

1.617

1

0.0012

1

0.0001

CO2

CH4

1*

25*

2

2

1 Johnson et al., 2008 2 Christian et al., 2010 *Valores reportados por IPCC 2001.

El factor de emisión de cada gas de efecto invernadero por kg de leña se multiplicó por su potencial de calentamiento global para así obtener las emisiones en ton CO2 equivalentes por kg de leña, de acuerdo con la ecuación

E = ∑ E n * PCGn Finalmente, el valor de emisiones totales de CO2 equivalentes por municipio es igual a

€

E k = (CLk * E PDC k ) + (CLNRk * E CO 2k )

donde,

€

CLk es igual al consumo de usuarios totales de leña por municipio, EPDC son las emisiones derivadas de los productos de combustión incompleta emitidos por kg de leña quemada (es decir los gases que no son CO2), CLNR es el valor de consumo no renovable de leña por municipio y, ECO2 las emisiones de CO2.

2.6. Escenarios para el sector residencial 2.6.1. Escenarios para el factor de no renovabilidad de la biomasa ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   34

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Con base en lo descrito en el punto 2.2.4, así como la información relacionada al consumo de leña, el número de fogones y estufas eficientes existentes en el país y la proyección sobre la penetración de la tecnología se determinaron los valores de fNRB para el escenario base y el escenario alternativo, y se realizaron proyecciones al 2020 y 2030. LaTabla 2.7 muestra la distribución de los municipios que presentan valores de fNRB mayores a cero, lo cual representa el porcentaje de leña de uso residencial que es no renovable. Para el año 2010 se puede observar que cerca del 36% de los municipios del país tienen valores por arriba del 50%, para el año 2030, en el escenario alternativo, este porcentaje se reduce al 28% El Anexo 4 muestra los municipios con fNRB igual 100% para el 2010. Tabla 2.7.Valores de fNRB por municipio para el año 2010 (escenario base) y 2030 (escenario alternativo).

100% 90% - 99% 80% - 89% 70% - 79% 60% - 69% 50% - 59% 40% - 49% 30% - 39% 20% - 29% 10% - 19% 0% - 9% Con renovabilidad Total general

fNRB 2010 Municipios Porcentaje 317 13% 218 9% 128 5% 98 4% 102 4% 69 3% 74 3% 82 3% 54 2% 58 2% 63 3% 1,127 47% 2,390

fNRB 2030 alternativo Municipios Porcentaje 309 13% 110 5% 66 3% 69 3% 54 2% 50 2% 35 1% 23 1% 39 2% 43 2% 36 2% 1,556 65% 2,390

Los mapas de la variación de la distribución geográfica del fNRB a lo largo del territorio nacional se muestran en las Figuras 2.13 a 2.17.La Figura 2.13 muestra la estimación de la distribución tanto de los valores de fNRB, cuando se presenta un uso no renovable del recurso leñoso; como del nivel de renovabilidad cuando todavía no se presenta un uso no renovable del mismo recurso, por municipio para la etapa inicial del año de estudio (año 2010). Se presenta esta primera estimación para 2010 y no para 2009 porque se considera dentro del escenario base el efecto de las estufas eficientes previamente instaladas por CONAFOR y SEDESOL hasta 2010. Las zonas críticas, en tonos amarillos y rojos, se localizan principalmente en el ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   35

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

centro y sur del país, pero se tienen municipios en Chihuahua, Durango y Tamaulipas con condiciones muy críticas de uso de leña no renovable para el sector doméstico.

Figura 2.13. Valores del factor de no renovabilidad (fNRB) en 2010.

La Figura 2.14, refleja la evolución del fNRB para el escenario base en 2020. Se puede distiguir que en algunos municipios de estados como Chiapas se tiene una mejora del fNRB, debido a una ligera baja del consumo, a consecuencia de una disminución en los usuarios de leña para estos municipios en particular. Sin embargo, el mapa de la Figura 2.15 muestra una mejora general significativa para el año 2020 de los fNRB para el escenario alternativo con respecto a los fNRB del escenario base para ese mismo año.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   36

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura2.14. Proyección de valores de fNRBen 2020 para el escenario base.

Figura 2.15. Proyección de valores de fNRB en 2020 para el escenario alternativo. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   37

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Para el año 2030, es evidente la notable mejoría de los fNRB del escenario alternativo en gran parte del país (Figura 2.17), con respecto a los fNRB que se tendrían en el escenario base para dicho año (Figura 2.16). Los municipios en donde se siguen teniendo fNRB críticos reflejan la necesidad de implementar estrategias para mejorar el lado de la oferta del recurso leñoso para complementar los esfuerzos de introducción de estufas eficientes, que por la gran demanda presente en estas regiones son insuficientes para poder tener un uso sustentable del recurso leñoso.

Figura 2.16. Proyección de valores de fNRB en 2030 para el escenario base.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   38

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 2.17. Proyección de valores de fNRB en 2030 para el escenario alternativo.

2.6.2. Evolución de las Emisiones para el escenario base Emisiones de GEI Como se observa en la Figura 2.18 las emisiones de gases de efecto invernadero actuales son de 15.4 MtCO2e por año, lográndose una pequeña mitigación del 2009 al 2012 por la inclusión de las estufas eficientes instaladas recientemente, que de acuerdo a datos de CONAFOR y SEDESOL al 2010 ascendían a 380,6874, lo que en el 2030 daría un total acumulado de 340.3 MtCO2e y un acumulado intermedio al 2020 de 185.8 MtCO2e. Con relación al consumo de leña en 2009 se tiene un consumo anual de 19.3 millones de toneladas, pasando a ser en 2030 de 17.8 millones de toneladas anuales.                                                                                                                         4

Sin embargo, con base en la experiencia de diversos programas de implementación de estufas, se ha tomado una tasa de uso y adopción del 70% por lo cual se consideran únicamente 266,481 estufas en operación.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   39

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

16.0   14.0  

MtCO2e  

12.0   10.0   8.0   6.0   4.0  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0.0  

2009  

2.0  

Figura 2.18Emisiones de GEI por consumo de leña en el sector residencial.

Emisiones de Carbono Negro El carbono negro presenta el mismo comportamiento que las emisiones de gases de efecto invernadero, es emitido en menor proporción que los demás contaminantes. Las emisiones de carbono negro al inicio del escenario son de 3,284 ton disminuyendo un poco en 2012 por la instalación de estufas eficientes, para 2030 se tendrá un acumulado de 70,510 toneladas. El potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés) del carbono negro tiene un amplio rango, de 210 a 1,500 (Bond y Sun, 2005), por lo que si se utilizara un valor promedio de 680 las emisiones en CO2e serian 2009 de 1.3 millones de toneladas pudiendo llegar al final del escenario a un acumulado de 48 millones de toneladas de CO2e.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   40

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 3,000      2,500      2,000      1,500      1,000    

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

Toneladas  de  Carbono  Negro  

 3,500    

Figura2.19 Escenario base de emisiones de CN por uso de leña en el sector residencial.

2.6.3. Evolución de las emisiones para el Escenario Alternativo Emisiones de GEI Las emisiones de gases de efecto invernadero para el escenario alternativo tienen un comportamiento de decrecimiento. Las emisiones para el año de inicio del escenario son de casi 15.8 MtCO2e anuales y decrecen hasta 6.9 MtCO2e en 2030 con la sustitución de fogones por estufas eficientes de leña considerando la sustitución del 100% de fogones al 2030 (cerca de 5 millones), logrando alcanzar un consumo anual de 9.9 millones de toneladas.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   41

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

18.0   16.0   14.0   Mt  CO2e  

12.0   10.0   8.0   6.0   4.0  

0.0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

2.0  

Figura 2.20 Escenario de emisiones de GEI por uso de leña en el sector residencial.

Emisiones de Carbono Negro La gráfica de emisiones de Carbono Negro presenta un comportamiento similar que las emisiones de GEI. Las emisiones empiezan en 3,282 toneladas anuales y para el final del escenario llegan a 401 toneladas anuales. La reducción de este contaminante puede tener un beneficio directo en el clima al corto plazo, debido al comportamiento del carbono negro como forzador climático de vida corta. El total acumulado al 2030 sería en el escenario alternativo de 25,660 toneladas, aproximadamente el 36% de las toneladas acumuladas al 2030 del escenario base.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   42

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Toneladas  de  Carbono  Negro  

 3,500      3,000      2,500      2,000      1,500      1,000    

 -­‐        

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

 500    

Figura2.21Escenario de emisiones de CN en el escenario alternativo para el sector residencial.

2.7. Mitigación Mitigación de GEI y CN por la sustitución de fogones de leña Las Figuras 2.22 y 2.23 presentan la mitigación lograda por la sustitución de fogones por estufas eficientes de leña. La mitigación acumulada para todo el escenario en términos de emisiones acumuladas son de 132 MtCO2e para GEI y de 44,850 toneladas para CN

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   43

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura2.22 Escenario de mitigación de GEI por la sustitución de fogones por estufas eficientes de leña

 

Figura2.23 Escenario de mitigación de Carbono Negro por la sustitución de fogones por estufas eficientes de leña. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   44

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

3. Producción de Carbón Vegetal 3.1 Introducción La pequeña industria de producción de carbón vegetal (CV) a partir de leña es muy importante ya que se estima que hay 43 millones de usuarios residenciales de carbón en México y miles de establecimientos comerciales que utilizan este combustible. Además se estima que el consumo de carbón vegetal seguirá en aumento (Masera et al., 2010).

3.2 Metodología 3.2.1. Metodología Escenarios El escenario de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y carbono negro (CN) se basó en la metodología usada en el proyecto: “Estudio sobre la evolución nacional del consumo de leña y carbón vegetal en México 1990-2024”, Masera, 2010 para obtener los consumos de carbón al año. La metodología consiste en utilizar los consumos tanto residencial como comercial por municipio, los cuales varían de acuerdo al tamaño y la ubicación del municipio. Para estimar los consumos se utilizaron datos de número total de hogares, el consumo específico y la saturación de usuarios (porcentaje de familias que utilizan el combustible) por localidad. Estos datos se obtuvieron a partir de estudios detallados realizados entre el 2005 y 2006 en las ciudades de Monterrey, N.L., Ciudad Victoria, Reynosa y González, Tam., San Luis Potosí, S.L.P., Querétaro, Qro. y Villahermosa, Tab.. Los datos están disponibles en el Anexo 2. Los consumos cubren localidades mayores a 10,000 habitantes, ya que el carbón vegetal se consume especialmente en el ámbito urbano, el número de hogares por localidad se obtuvo de INEGI. Para el presente estudio se utilizó la información de crecimiento de población de INEGI hasta el 2030, por lo que se agregaron los municipios en los que su población excediera los 10,000 habitantes hasta ese año. Con ese dato se extrapoló el consumo de carbón vegetal hasta el 2030. Se utilizaron datos de consumo, debido a que no existe información respecto a la cantidad de hornos de tierra en México, esto debido al comportamiento informal y móvil que tiene esta pequeña industria. El escenario se espacializará a nivel municipal, dando prioridad a los centros de mayor consumo.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   45

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

3.2.2 Metodología Emisiones de GEI de ambos escenarios Las emisiones de GEI se obtienen de la siguiente fórmula: Em de GEI[kg de CO2 eq]= (Em CO2 [kg]* GWP + Em CH4[kg]* GWP)*(Consumo[ton]*Rendimiento) donde; Em CO2= Emisión en kg. de CO2 por tonelada de leña seca reportada por Edwards y Masera, 2012. GWP= Potencial de calentamiento global que para este gas corresponde a 1 (Forster, P. et al., 2007). Em CH4= Emisión en kg. de CH4por tonelada de leña seca reportada por Edwards y Masera, 2012. GWP= Potencial de calentamiento global que para este gas corresponde a 25 (Forster, et al., 2007). Consumo= Consumo de carbón vegetal; residencial y comercial por localidad en toneladas. Rendimiento= Rendimiento corresponde al factor de relación de producción leña-carbón (kg leña/kg CV). Nota: La variación en emisiones está relacionada con el ahorro en combustible, ya que se utilizó el mismo factor de emisión para ambas tecnologías y escenarios.

3.2.3 Metodología Emisiones de Carbono Negro de ambos escenarios Las emisiones de Carbono Negro se obtiene de la siguiente fórmula: Em de CN[kg]= (FECN*Consumo*Rendimiento) dónde: ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   46

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

FECN= Factor de Emisión en kg. de Carbono Negro por tonelada de leña secareportada por Edwards y Masera, 2012. Consumo= Consumo de carbón vegetal; residencial y comercial por localidad en toneladas. Rendimiento= Rendimiento corresponde al factor de relación de producción leña-carbón vegetal (kg leña/kg CV).

3.2.4 Metodología para establecer la sustitución de la tecnología tradicional por eficiente por año. Se utilizó la función logística para calcular el número de hornos eficientes que se irían instalando cada año. Se utilizó esta función debido a que este es el comportamiento de difusión de nuevas tecnologías (Grübler et al., 1999).Con esta información se calcularon las emisiones al año de los hornos tradicionales totales menos los hornos mejorados que se instalarán ese año. Finalmente se sumaron ambas emisiones. Este procedimiento se aplicó para cada año para crear el escenario alternativo. Para calcular la mitigación del escenario se restaron las emisiones del escenario alternativo al escenario base.

3.3 Descripción de las tecnologías 3.3.1. Tecnología Tradicional: Horno de tierra Los hornos de tierra son sistemas de carbonización con una combustión parcial de la carga de leña. Parte de la carga es quemada para liberar la energía necesaria para secar y carbonizar la masa de leña. Los hornos de metal y de ladrillo usan el mismo sistema de carbonización (Schenkel et al., 1998). Este tipo de horno es ampliamente usado en países en desarrollo más no se utiliza en los países desarrollados debido a los requerimientos intensivos de labor para la construcción y operación de los mismos. Además, los rendimientos de producción de carbón con esta tecnología resultan muy bajos y hay dudas respecto a los impactos ambientales relacionados. Sin embargo, mucha gente piensa que esta es la única tecnología contextualizada localmente ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   47

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

debido principalmente a: los bajos costos de inversión, la intensa labor, oportunidad de ingreso y la movilidad del sistema (Schenkel et al., 1998). Hay dos tipos de hornos de tierra, los verticales y los horizontales. Los verticales tienen una base circular, y este tipo de hornos se forma con el apilamiento vertical de trozos de leña. Una vez completado el horno, se remueve el centro para usarlo como chimenea. El exterior se cubre con material vegetal como pasto o ramas y después es cubierto con una capa de arena o tierra. Los hornos horizontales son muy similares a los verticales a excepción de la cubierta y la operación. Su forma es como una media esfera o un paralelepípedo (Figura 3.1). Las dos diferencias significativas con el horno vertical son que la madera es colocada de manera horizontal (longitudinal) y que la línea base de carbonización se mueve de un extremo al otro. (Schenkel et al., 1998). Este horno reporta un rendimiento de 18% proporción leña-carbón (Johnson et al., 2009).

Figura 3.1 Diagrama de horno de tierra Fuente: Schenkel et al., 1998 en Brian and Haberman, 1984.

3.3.2 Tecnología mejorada: Horno de carbón eficiente Rabo Quente Este tipo de horno presenta muchas ventajas en comparación con el horno de tierra tales como: utiliza menos leña, reporta un rendimiento mayor leña-carbón (del 35 al 50%), para el ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   48

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

caso de este estudio se utilizó el del 35% para ser conservadores (Johnson et al., 2009); además ocupa menor cantidad de mano de obra: 11 jornales por tCV, contra 17 en horno de tierra y el costo de producción por kg de carbón disminuye de $2.60a $0.96 (Arias,s/f). Además no hay que velarlo y se puede trabajar en temporada de lluvias. Otras ventajas que presenta este horno son: una mejora en las condiciones de salud y trabajo de los carboneros, además mejora la calidad del carbón, aumenta el rendimiento, reduce costos de producción y emisiones de gases de efecto invernadero y tiene mayor capacidad que un horno media naranja (Arias, s/f). Es conveniente usarlo donde: el costo del flete de leña no sea muy alto; donde se necesite producción continua y todo el año; donde haya materiales de construcción a menos de 1000 km y donde haya asesoría técnica para su construcción y uso (Arias, s/f). Se escogió este horno eficiente porque es el que más información disponible presenta para el caso de México. Además de que se tiene registro de cerca de un centenar de hornos de este tipo instalados en el país (ver Johnson et al 2009).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   49

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 3.2 Fotografía de un horno Rabo Quente Fuente: Arias s/f.

3.4 Inventario de los hornos tradicionales y número de usuarios de CV No existe una estimación exacta del número de hornos tradicionales que existen en México actualmente.Sin embargo se estima que un horno de tierra produce una tonelada de carbón vegetal, por lo que teniendo la demanda de carbón vegetal podríamos establecer una relación de número de hornos. La gráfica 3.3 muestra una estimación de la demanda futura de carbón vegetal que se espera

ascienda a más de 800,000 toneladas en 2030 de casi 700,000

toneladas en el 2009. Se esperaría entonces que en el 2009 habría unos 700,000 hornos de carbón operando en México y que aumentarían a 800,000 en el 2030 bajo un escenario tendencial.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   50

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

900000   800000  

toneladas  

700000   600000   500000   400000   300000   200000  

0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

100000  

Figura 3.3Demanda de carbón vegetal en México en toneladas.

A continuación se presenta geográficamente el aumento de consumo de carbón vegetal en el país. El primer mapa es para el inicio del escenario (2010), siguiente es para el año intermedio (2020) y el último mapa es para el año final del escenario (2030).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   51

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 3.4 Consumo de Carbón vegetal para el año 2010

Figura 3.5 Consumo de Carbón vegetal para el año 2020 ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   52

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 3.6Consumo de Carbón vegetal para el año 2030.

3.5 Consumos Específicos (por tecnología) y totales (nacional) Consumo Unitario de horno tradicional El consumo unitario por horno se estima de acuerdo al tamaño típico reportado para cada tecnología, en este caso el tamaño típico de un horno de tierra es de 1 tonelada de carbón vegetal producido y su rendimiento es de 18%; por lo que su insumo equivalente en leña es 5.5 toneladas. (Johnson et al., 2009).Esta cantidad de leña equivale energéticamente a 99 GJ.

Consumo Unitario de hornos eficientes El consumo unitario se estima de acuerdo al tamaño típico reportado para cada tecnología, en este caso el tamaño típico de un horno eficiente Rabo Quente es de 1.785 tonelada de carbón producido y su rendimiento es de 35%; por lo que su insumo equivalente en leña es 5.1 toneladas. (Johnson et al., 2009). Expresado en la demanda de leña por tonelada de carbón vegetal el horno Rabo Quente nos da un factor de 2.85 (ton leña/ton CV) lo cual equivale energéticamente a 51.3 GJ. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   53

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

3.6 Factores de Emisión y Emisiones Unitarias 3.6.1 Factores de Emisión Tecnología Tradicional Un factor de emisiónes una relación entre la cantidad de contaminante emitidoa la atmósfera y una unidad de actividad específica (EPA, 2011). Para este caso el combustible utilizado es leña, por lo que los factores de emisión se pueden reportar en función del combustible o del producto producido en este caso carbón vegetal. Las emisiones de los hornos más utilizados se resumen en la Tabla3.2. En este estudio se utilizó el factor de emisión reportado por Edwards y Masera, 2012. Se utilizó esta referencia debido a que eran factores de emisión medidos en

hornos en México. Tabla 3.1 Factores de emisión de los hornos de tierra para la producción de carbón vegetal.

Gas

Valor 1

gr/kg combustible seco (leña)

282

2

gr/kg combustible seco

223

3

gr/kg carbón producido

582

1

g/kg combustible seco

84.9 CO

CO2

1802

3

gr/kg carbón producido

1329

2

gr/ kg combustible seco

11 CH4

CN

N 2O

Unidades

1

g/ kg combustible seco

22.1

2

gr/kg combustible seco

44.6

3

gr/kg carbón producido

0.019

1

gr/kg combustible

0.71

2

gr/kg combustible seco

0.15

3

gr/kg carbón producido

1

Christian et al., 2010 Edwards y Masera, 2012 3 Pennise, 2001 2

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   54

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

3.6.2 Factores de Emisión Tecnología Eficiente Existen muchos menos estudios para los hornos eficientes de CV. En la Tabla 3.2 se reportan factores de emisión (FE) para hornos eficientes medidos en otros países. Sin embargo, debido a que no se han realizado mediciones en México para los hornos eficientes, se decidió utilizar conservadoramente los mismos FE de la tecnología tradicional, por lo que la reducción de emisiones es función únicamente de la reducción en el consumo de combustible del horno eficiente. Tabla 3.2Factores de emisión de hornos eficientes para la producción de carbón vegetal.

1

Gas

Valor

CO

324

CO2

1382

CH4

47.6

N 2O

0.045

1

Unidades gr/kg carbón producido

1

gr/kg carbón producido

1

gr/kg carbón producido

1

gr/kg carbón producido

Pennise, 2001

3.7 Transición de la tecnología Como se indicó anteriormente se supuso que la penetración de hornos eficientes sigue una función logística (Figura 3.4)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   55

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

Hornos  

gira

Rural Apropiada A. C.

500000   450000   400000   350000   300000   250000   200000   150000   100000   50000   0   2010  

2015  

2020  

2025  

2030  

Año   Figura 3.7Número de hornos eficientes que se instalarán a lo largo del escenario.  

La sustitución de hornos tradicionales por eficientes empieza en el año 2012. En el año 2020 que es el año intermedio del escenario se estima que ya se habrán sustituido alrededor de la mitad de los hornos eficientes que cubrirían la demanda de carbón vegetal en México. Finalmente para el año 2030 que es el año final del escenario se sustituyen el 100% de los hornos tradicionales por eficientes. Esto significa que con la instalación de 469,970 hornos eficientes se cubre la demanda de carbón vegetal para ese año en el país. Lamentablemente en la actualidad no existen programas institucionales para la sustitución de esta tecnología, por lo que sin duda es una meta ambiciosa y para llevarse a cabo será necesario atender las barreras que se comentan más adelante. Es importante recordar que como el tamaño típico de los hornos eficientes es mayor que el de hornos tradicionales, por lo que la cantidad que se deben sustituir es menor a la cantidad de hornos tradicionales que cubrirían la misma demanda de carbón vegetal para ese mismo año. Tabla 3.3 Número de hornos eficientes Rabo Quente que se instalarán en un año inicial, intermedio y el año final del escenario. Años

Hornos Eficientes

2012

11,379

2020

271,151

2030

469,970

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   56

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

3.8 Escenario Base Evolución de las Emisiones de GEI Como se observa en la Figura 3.4 las emisiones de gases de efecto invernadero aumentan durante el escenario, esto se debe a que la demanda de carbón vegetal en México aumentará en los próximos años y por lo tanto también la demanda de leña. La emisión en el 2009 es de casi 7 millones de toneladas de CO2 equivalente y para el final del escenario la emisión aumenta a casi 9 millones de toneladas.

 10.00     millones  de  toneladas  

 9.00      8.00      7.00      6.00      5.00      4.00      3.00      2.00      -­‐        

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

 1.00    

Figura 3.8 Escenario de emisiones de GEI en millones de toneladas de CO2 equivalente por la producción de carbón vegetal en hornos tradicionales.

Evolución de las Emisiones de Carbono Negro El carbono negro presenta el mismo comportamiento que las emisiones de gases de efecto invernadero y que la demanda de carbón vegetal. Las emisiones de carbono negro al inicio del escenario son de casi 2700 toneladas del contaminante y para el final del escenario sobrepasan las 3300 toneladas. El potencial de calentamiento global del carbono negro tiene un amplio rango, de 210 a 1500 (Bond y Sun, 2005), por lo que si se utilizara un valor promedio

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   57

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

de 680 las emisiones en CO2 eq. serian de para el 2009 de 1.81 millones de toneladas y para el final del escenario llegarían a 2.25 millones de toneladas de CO2 eq.  3,500.00      3,000.00    

toneladas  

 2,500.00      2,000.00      1,500.00      1,000.00    

 -­‐        

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

 500.00    

Figura 3.9 Escenario de emisiones de Carbono Negro en toneladas del contaminante por la producción de carbón vegetal en hornos tradicionales.

Para cubrir la demanda de carbón vegetal en México para el 2030, la cual asciende a 838,897 toneladas, serían necesarias 4,613,933 toneladas de leña las cuales equivalen a 83,050,803 GJ.

3.9 Escenario Alternativo Evolución de las emisiones de GEI Las emisiones de gases de efecto invernadero para el escenario alternativo tienen un comportamiento de decrecimiento. Las emisiones para el año de inicio del escenario son de casi 7 millones de toneladas de CO2 equivalente y para el término del periodo decrecen hasta un poco más de 4 millones de toneladas. La forma de la gráfica es logística decreciente y es la forma en la que se van sustituyendo los hornos tradicionales por hornos eficientes.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   58

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

8   millones  de  toneladas  

7   6   5   4   3   2  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0  

2009  

1  

Figura 3.10Escenario de emisiones de GEI en millones de toneladas de CO2 equivalente por la producción de carbón vegetal en hornos eficientes.

Evolución de las emisiones de Carbono Negro La gráfica de emisiones de Carbono Negro presenta el mismo comportamiento que las emisiones de GEI’s. Las emisiones empiezan en 2500 toneladas y para el final del escenario son de casi 1000 toneladas. La reducción de este contaminante puede tener un beneficio directo en el clima al corto plazo, debido al comportamiento del carbono negro como forzador climático de vida corta. Si se multiplica por un valor promedio de potencial de calentamiento de 680 las emisiones de CN para el inicio del escenario son de casi 2 millones de toneladas de CO2 eq. y para el final del escenario las emisiones descienden a menos de 1 millón de toneladas de CO2 eq.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   59

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

3000  

Toneladas  de  CN  

2500   2000   1500   1000  

0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

500  

Figura 3.11Escenario de emisiones de Carbono Negro en toneladas del contaminante por la producción de carbón vegetal en hornos eficientes.

Para cubrir la demanda de carbón vegetal en México para el 2030, la cual asciende a 838,897 toneladas con hornos eficientes, serían necesarias 2,390,856 toneladas de leña las cuales equivalen a 4,303,5416 GJ.

3.10

Mitigación de GEI y Carbono Negro

Mitigación de GEI La Figura 3.9 presenta las emisiones de GEI del escenario alternativo y las emisiones del escenario base en CO2 equivalente. La mitigación acumulada para todo el escenario es de poco más de 47 millones de toneladas de CO2 equivalente. Esto es benéfico ambientalmente; ya que se dejan de emitir gases que generan efecto invernadero y además decrece la demanda que hay sobre los recursos forestales. Además como ya se mencionó, el cambio de la tecnología tradicional a tecnología eficiente favorece las condiciones de salud y de trabajo de los productores. Las estimaciones de emisiones de CO2 equivalente reportadas no toman en cuenta el factor de no renovabilidad, debido a que el origen de la producción del carbón es distinta a lugar de ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   60

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

consumo. Si el escenario alternativo considerara el manejo sustentable de la leña, para garantizar su renovabilidad, entonces se eliminarían las emisiones de CO2, lo que daría como resultado una mitigación total de cerca de 83 millones de toneladas. Además, las emisiones del escenario alternativo serían poco superiores a 1 millón de toneladas de CO2 equivalente en el año 2030, que son menores a las del escenario analizado.

Esc  alt  

Mitigación  

10   Millones  de  toneladas  

9   8   7   6   5   4   3   2  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0  

2009  

1  

Figura 3.12 Escenario de mitigación de GEI en millones de toneladas de CO2 equivalente por la producción de carbón vegetal en hornos eficientes.

Mitigación de Carbono Negro La gráfica posterior presenta las emisiones de Carbono Negro del escenario alternativo y las emisiones del escenario base. La mitigación total para todo el escenario es de 26,207 toneladas del contaminante. Este valor de mitigación reitera la importancia de sustituir los hornos tradicionales por hornos Rabo Quente más eficientes. El beneficio que se genera con la mitigación de este contaminante es más inmediato en el clima que si se mitigan gases de efecto invernadero, debido a su comportamiento como forzador climático de vida corta. Además se reduce la presión sobre los recursos forestales.   ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   61

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Esc  Alt  

Mitigación  

3500   Toneladas  de  CN  

3000   2500   2000   1500   1000  

0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

500  

Figura 3.13 Escenario de mitigación de Carbono Negro en toneladas del contaminante por la producción de carbón vegetal en hornos eficientes.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   62

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

4. Fabricación de Ladrillo 4.1.- Introducción Esta sección presenta el panorama actual de las actividades relacionadas a la producción de ladrillos de forma artesanal. Se presenta un inventario de esta industria en el país y se abordan las cuestiones técnicas, así como, las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y la emisión de partículas como el carbono negro (CN) provenientes de los hornos para cocción de ladrillo artesanal. Este producto es de alta demanda en el sector de la construcción, estimando que se producen en nuestra nación 142 millones de ladrillosal año (Sánchez, 2009). El combustible utilizado varía desde gas LP, leña y subproductos de la explotación forestal hasta plástico y llantas. Para propósitos el presente estudio únicamente se estudiaran las ladrilleras que utilizan biomasa como combustible principal. La producción artesanal de ladrillos tiene otras implicaciones además de la degradación de la calidad del aire, por ejemplo esta actividad, afecta también el suelo por la extracción de materiales ocasionando problemas de deterioro ambiental. En un contexto social, esta actividad tiene implicaciones en la salud y la calidad de vida de las personas que se encuentran relacionadas a las actividades productivas y también de las que viven en zonas aledañas a los sitios de producción, los cuales, la mayoría son asentamientos humanos de escasos recursos (Blackman et al, 2000). A pesar de las implicaciones a la salud y al ambiente, la producción artesanal de ladrillos es la fuente de ingresos y supervivencia de numerosas familias que atienden aun mercado que requiere de materiales de bajo costo, rápida elaboración para compensar los altos costos de otros materiales para construcción como el acero o cerámicos para construcción de fraguado en frío, lo que acrecienta la demanda por este tipo de productos. Esta situación favorece la proliferación de este tipo de pequeñas industrias ya que no se necesita una alta inversión inicial, y se requiere de poco conocimiento técnico (FAO, 1991).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   63

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

El contexto que enmarca la producción artesanal de ladrillos, retrasa la evolución de la tecnología, aunado a las pocas intervenciones gubernamentales para controlar y regular esta industria. Como se mencionó anteriormente, la necesidad de la gente supera el interés por el respeto al ambiente y a las condiciones de salubridad mínimas, las cuales son un freno a la transición de tecnologías eficientes. El mercado es otro elemento en este sistema que limita la transición, porque demanda productos de bajo costo (Bellprat, 2009). El uso de tecnología eficiente en los hornos de producción de ladrillos disminuye la exposición a GEI, CN y otras partículas suspendidas; por lo que es importante desarrollar una serie de escenarios donde se pueda precisar la mitigación de emisiones, consumos y pérdidas económicas y se puedan recrear los beneficios por la transición de una tecnología de baja eficiencia a una mayor.

4.2.- Metodología La información de la industria ladrillera está poco documentada, por lo que el método del presente estudio solo considerará las referencias que fueron depuradas tras la recopilación de datos. La información resultante es un insumo para: •

Realizar una estimación sobre la producción promedio de los hornos a nivel nacional. Debido a que no se encontró una fuente o un diseño de producción estándar, se optó por tomar como promedio la producción de 10 mil piezas de ladrillos por evento en las entidades donde no se pudo definir la situación o ubicación de los hornos.

•

Se estimó la producción de tabiques en el año base, para los municipios y estados que se tuvo información. Es importante señalar, que la demanda de tabiques no coincide muchas veces con las localidades en las que se encuentran los hornos, por lo que es muy complicado proyectar el crecimiento futuro de los establecimientos a partir de la extrapolación directa de los datos de crecimiento de población del municipio en el que se encuentran.

•

A partir de la información disponible para la industria ladrillera, se estimó el potencial técnico de mitigación de forma ambiciosa. Dicho potencial se construye con el supuesto de la sustitución del total de ladrilleras tradicionales existentes

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   64

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

actualmente, por ladrilleras eficientes al 2030 siguiendo una función exponencial, que se podrá ver en el Capítulo 7. •

Se realizaron algunos levantamientos de datos en campo como estudio de caso para parametrizar la información disponible de otros lugares. El estudio de caso se realizó en la Tenencia Morelos de Morelia Michoacán en la que se verificó la cantidad de hornos, producción promedio, consumo por horno, inversión, costo y ganancia; con esta información se buscó estandarizar los resultados de campo y la bibliografía recopilada.

•

De esta manera se pudo establecer el consumo especifico (CE) para el caso de la producción de un ladrillo es de 0.31 kg en el caso de leña y 0.66 kg cuando se usa aserrín (INE-UAMI, 2012).

•

Los factores de emisión de Metano (CH4) y de Bióxido de Carbono (CO2) utilizados para leña y aserrín derivan de “La evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: cambio climático, eficiencia energética y calidad del aire” (INE-UAMI, 2012) los cuales son 0.92g/kg ladrillo y 291.85 g/kg ladrillo respectivamente, para el carbono negro se obtuvo 0.15 g/kg de leña seca (Edwards y Masera, 2012).

•

Se espera la reducción de emisiones en el escenario alternativo al depender directamente de la cantidad de combustible empleado, se reduzca y alcance la mitigación al 50%.

4.2.1- Consumo Unitario El consumo unitario se refiere al gasto de materia carburante para producir cierta cantidad de piezas o producto, es decir, la cantidad de energía o combustible requerida para llevar a cabo la manufactura de un ladrillo. Tabla 4.1. Consumo Energético y Poder Calorífico. Tipo Consumo energético horno tradicional de Campaña

Cantidad 1.9

Unidades MJ/kg Pza

Poder calorífico leña 35% Humedad

18

MJ/kg

Poder calorífico aserrín (Húmedo)

8.4

MJ/kg

Fuente: INE, 2012 ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   65

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Para este caso de estudio se emplearon los consumos de la Tabla 4.1, según la evaluación reportada por el INE y la UAM Iztapalapa, donde, los coeficientes del consumo energético son divididos entre el poder calorífico y multiplicados por la masa del ladrillo (ver ecuación debajo), de esta manera la ecuación llevó a obtener los consumos unitarios de los hornos de leña y aserrín, donde el único coeficiente a cambiar es el poder calorífico dependiendo del tipo de biomasa. CULeña= Cons.EnergéticoHorno / PoderCaloríficoLeña * MasaLad donde: CULeña = Cantidad de Biomasa empleada para la producción de una pieza, expresado en kg/pieza Cons.EnergéticoHorno= Cantidad de Energía Necesaria para la producción de una pieza, expresado en MJ/kg Pza PoderCalLeña= Cantidad de Energía desprendida por la leña en combustión, expresado en MJ/kg MasaLad= Peso de la pieza producida, indicado en kg

En las siguientes Tablas (4.2 y 4.3), se podrán observar diferentes valores referentes al consumo unitario, cabe señalar que el consumo difiere de una entidad a otra, ya sea por la diferencia entre el tipo de leña, arcilla, condiciones climatológicas, lapso de cocción o por la cantidad que se emplea, según sea la técnica del encargado del cocido de las piezas. Tabla 4.2.- Tabulador de Consumo Unitario (CU) en hornos tradicionales. Entidad

1

Guanajuato

1

Guanajuato

1

Producción

Kilos de Biomasa

Tipo

10,000

3,100

Leña

Consumo Unitario (kgs/pza) 0.31

10,000

6,600

Aserrín

0.66

Estado de México

2

10,000

3,900

Leña

0.39

Estado de México

2

10,000

7,600

Aserrín

0.76

Michoacán

3

10,000

3,500

Leña

0.35

Michoacán

34

10,000

6,800

Aserrín

0.68

2

3

Cálculos propios basados en INE, UAMI, 2012 / Cálculos propios basados Moreno, 2007 / Cálculos propios 4 basados FAO, 1991 / Cálculos propios basados Vargas, 2010

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   66

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla 4.3.- Tabulador de Consumo Unitario (CU) en hornos eficientes. Entidad Guanajuato

1

Guanajuato

1

Producción

Kilos Biomasa -50%

Tipo

10,000

1,550

Leña

Consumo Unitario (kgs/pza) 0.15

10,000

3,300

Aserrín

0.33

Estado de México

2

10,000

1,900

Leña

0.19

Estado de México

2

Aserrín

0.38

10,000

3,800

Michoacán

3

10,000

1,750

Leña

0.18

Michoacán

3,4

10,000

3,400

Aserrín

0.34

1

2

3

Cálculos propios basados en INE-UAMI, 2012 / Cálculos propios basados Moreno, 2003 / Cálculos propios 4 basados FAO, 1991 / Cálculos propios basados Vargas, 2010

Debido a la naturaleza de este tipo de empresas y a la falta de estudios sobre nuevas tecnologías, no se pudo recabar datos sobre los coeficientes de consumo unitario o algún otro factor que pudiera dar un mejor acercamiento para el tipo de horno eficiente, por lo que se utilizaron los mismos criterios que en la tecnología tradicional, no así para el caso del consumo de combustible, ya que hay reportes documentados que estiman una reducción de 50% en el uso de biomasa para el caso del horno MK (Paso Electric Co a TECQ, 2002; Márquez, 2002), por lo que esta reducción de combustible será la línea base para definir el consumo unitario y la aproximación en la mitigación. Dado lo anterior se opta por tomar en cuenta el factor de consumo unitario estándar y dividir por la mitad la cantidad de combustible requerido.

4.2.2.- Factores de emisión y potencial de mitigación El factor de emisión es la fracción del combustible que se desprende del proceso de combustión en forma de GEI y que no se transforma en calor o trabajo, en el caso de los hornos ladrilleros, es decir, la cantidad de gases que se generan por la quema del combustible. Inicialmente se ha realizado una revisión bibliográfica, de la cual la información disponible hasta el momento se resume en la Tabla 4.4.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   67

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla 4.4. Factores de emisión de las Ladrilleras Tradicionales.

Gas

Valor Unidades CO 120 g/kg leña seca 2 CO2 291.85 g/kg ladrillo 2 CH4 0.92 g/kg ladrillo 1 CN 0.15 g/kg leña seca 3 NO3 * 0.00105 g/kg leña 1 Edwards y Masera, 2012 2 INE.UAMI 2012 3 Christian et al, 2010 * Promedio de 2 hornos de ladrillo, Ion Chromatography 1

El potencial de mitigación no depende directamente de los factores de emisión de los hornos eficientes, ya que como se expuso en la metodología, no hay datos concretos sobre el aserrín, los consumos específicos de los hornos y sus factores de emisión, sino que obedece a la reducción en el consumo del combustible que reportan es de 50% por el uso de la tecnología del horno MK (Corral, 2010). Finalmente el uso del factor de emisión empleado se relaciona con el poder calorífico del tipo de combustible a emplear y con el coeficiente de consumo energético para definir la mitigación. Un estudio realizado en Ciudad Juárez, estimó una alta emisión de contaminantes provenientes de un horno ladrillero artesanal de leña, con la cual se estima que la emisión proveniente de los hornos en la ciudad emite cerca de 2 mil toneladas anuales de GEI (TCEQ, 2000). En base a la situación actual de la industria de producción de ladrillos de forma tradicional y sus repercusiones sociales y ambientales, es necesario realizar estudios de caso en los que se trate de obtener información con un menor grado de incertidumbre , tales, como el consumo de energía para la producción de un kg de ladrillo en hornos de campaña, semifijos y eficientes. Esta puede ser una aportación de este estudio para pasos a seguir, a la vez que se realicen proyecciones para identificar las tendencias del sector.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   68

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

4.2.3. Supuestos Generales El presente estudio comprende la elaboración del escenario base o de referencia y el escenario alternativo o de mitigación. La construcción del escenario base requiere de información relacionada a la producción de ladrillos por horno a nivel municipal. La producción de ladrillos expresada en kilogramos a nivel municipal, es el resultado de la capacidad de un horno de campaña que se multiplica por la cantidad de hornos existentes a nivel municipal y estos a su vez se multiplican por el peso de la cantidad de piezas producidas. La sumatoria de la producción municipal de ladrillos se adiciona para obtener resultados nacionales mediante la siguiente ecuación.

Σi=1N Prod. Mpal = CapH * #Hornos * Prod.Lad donde: Prod.Mpal= Peso de los ladrillos en cada municipio expresado en KgLad/Mpio CapH= Numero de ladrillos por capacidad de hornos expresado en Pza/Horno # Hornos= Numero de hornos en cada municipio expresado en Hornos/municipio Prod.Lad= Producción de ladrillos expresado Kg/pza

Estimación de emisiones de gases de efecto invernadero Para estimar la emisión de gases de efecto invernadero (GEI), se requieren datos de actividad y los factores de emisión del combustible utilizado. En el caso de la estimación del factor de emisión para la producción de ladrillo (FE) por tipo de combustible, es necesario multiplicar el potencial de calentamiento Global (GWP) del gas en cuestión como el metano (CH4) y el bióxido de carbono (CO2,) por la producción unitaria de ladrillo (Prod. Unitaria) como se expresa en la siguiente ecuación. FE = GWP * Prod. Unitaria A su vez, el FE es un insumo que permite estimar las emisiones de Gases de Efecto Invernadero. La estimación de las emisiones, entonces, deriva de la producción municipal de ladrillos multiplicada por el FE, bajo la aplicación de la siguiente ecuación.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   69

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

EGEI = FE * Prod. Mpal. donde: EGEI = Emisiones de GEI Prod.Mpal= Peso de los ladrillos en cada municipio expresado en KgLad/Mpio Las emisiones de GEI a nivel nacional,provenientes de las ladrilleras son entonces la sumatoria de las emisiones por municipio.

Emisiones nacionales de carbono negro El cálculo del Carbono Negro (CN) a nivel nacional se realiza a partir del total de los consumos municipales de biomasa para producción de ladrillos (CcombMpal) y el factor de emisión del CN, donde el consumo de combustible se multiplica por el Factor de emisión de Carbono Negro (FECN), lo que deriva en la emisión total del país. La información de FECN proviene de la Tabla 4.5. La ecuación siguiente resume el procedimiento anteriormente descrito.

Em.CN = Σni=1C.combMpal. * FECN donde: EM.CN = Emisiones nacionales de Carbon Negro, expresado en Kg. C.combMpal = Consumo municipal de biomasa para producción de ladrillos expresado en kg. FECN= Factor de emisión del CN expresado en kgGas / kgLad.

Estimación del consumo Escenario Base Para obtener la estimación del consumo del escenario base, se requiere estimar el consumo de biomasa por municipio, de esta forma la sumatoria del consumo de combustible a nivel municipal construye el escenario base. El consumo municipal se estima a partir de la aplicación de la ecuación siguiente, en la que se requiere conocer la cantidad de leña necesaria para satisfacer la capacidad de producción de los hornos, el número de hornos por municipio y el consumo unitario de ladrillos. ConsBiomMpal= N°Hornos * CapH * CU ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   70

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

donde: ConsBiomMpal= Consumo de Biomasa en el Municipio, expresado en kilos N°Hornos= Número de Hornos CapHornos = Cantidad de Ladrillos por Horno, expresado pzas/horno CU= Consumo Unitario, expresado en kg/pieza Una vez obtenido el consumo de combustible a nivel municipal, estos se suman como lo describe la ecuación siguiente para obtener la representación nacional. C.esc = Σi=1N CBiomMpal

donde:

Cesc= Consumo Escenario Base Σi:1NCBiomMpal = Sumatoria de Consumo de Biomasa, expresado en kg. Por otro lado, el escenario alternativo se construye con los mismos algoritmos y ecuaciones, al resultado de las estimaciones se les multiplica por 0.5. La fracción 0.5 es el factor de reducción en el consumo de combustible de la tecnología eficiente, que en este caso es de la mitad (Corral, 2010).

4.3. Descripción de la tecnología 4.3.1 Antecedentes El proceso de producción de ladrillos consta de varios pasos; extracción de arcilla y tierras, mezcla y preparación, moldeo o labranza, secado, carga del horno, cocción, descarga del horno y clasificación (Casado, 2010). Es durante la fase de cocción donde se utiliza la leña u otros combustibles y el momento donde se realizan y se expone a las emisiones. La tecnología que se utiliza para la cocción de los ladrillos es diversa y también ineficiente (Vargas, 2010).

Horno Ladrillero Tradicional En el panorama actual los hornos ladrilleros no han evolucionado mucho a partir de los hornos que se empleaban a finales del siglo XIX o principios del XX, siendo esta una de las principales ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   71

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

fuentes de emisión de Gases de Efecto Invernadero y partículas como el Carbono Negro, que tienen como consecuencias impactos en el ambiente como en la salud humana. El horno ladrillero consta en promedio de 2 a 6 cámaras de combustión, siendo éstos definidos por el constructor o incluso por el fabricante de ladrillos; al igual que las dimensiones propias del horno. El método y materiales de fabricación difieren de una entidad a otra o incluso de una localidad a otra; siendo el parámetro más significativo la capacidad de producción de un horno algo más homogéneo a nivel nacional, ya que se ha observado que el promedio de piezas en cocción son aproximadamente 10,000 piezas por combustión (FAO 1991; Trejo, 2010). Durante el proceso de construcción y adecuación del horno para su uso, esté se edifica en áreas fuera de las ciudades y con un acceso remoto; para su levantamiento, se suele aplanar levemente la superficie y se va proyectando de manera que tenga aproximadamente la capacidad deseada, para esto la base de los hornos se prepara dependiendo si será un horno de campaña (1 año de vida aprox.) u hornos definitivos. El horno de campaña se construye en su mayoría con desechos, desperdicios, piezas sobrantes o mal cocidas de operaciones anteriores o vecinas, además requiere una baja inversión debido al origen de su materia prima; no así el horno definitivo que requiere de mantenimiento y en donde hay más diversidad de materiales, entre los cuales se han observado, mortero, ladrillo de calidad comercial, varilla, entre otros (Casado, 2010; Rodríguez y López Pardo, 2010). Una vez construido el horno se le deja fraguar o secar, según el caso y método de fabricación aproximadamente 1.5 semanas, esto con el fin de asegurar que el horno haya quedado firme y que no se requiera mayor cantidad de tiempo, combustible y dinero en quemas posteriores. El método de inserción de los ladrillos a cocer comienza desde el área de los quemadores, poniendo especial atención en el espaciado de piezas y un montaje especial donde estos vayan quedando en hiladas disparejas, con el fin de obtener los “amarres” que darán estabilidad y resistencia. Este trabajo se lleva un tiempo aproximado de 4 horas y en muchos casos lo realizan los niños, lo cuales por su pequeñez son aptos para desplazarse dentro del horno. Una vez terminado se cubren las paredes del horno con adobes o barro para evitar fugas de calor por los laterales, por lo que en algunas ocasiones los hornos se cubren en su tope con aserrín para asegurar una combustión por todos sus flancos. El período de cocción ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   72

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

varía según el tipo de horno, cantidad de piezas, clima, combustible y la arcilla, este último es el factor que determina el tiempo y cantidad de combustible necesarios. Este período oscila entre las 10 y las 40 horas (Casado, 2010; Rodríguez y López Pardo, 2010). La cocción consiste en la introducción de biomasa y está basada en la experiencia del encargado, pero esto tiene una técnica ya que durante la primeras 3 o 4 horas se trata de elevar la temperatura del horno de manera paulatina para ir eliminando el agua contenida en las piezas y a la par secar el horno y ponerlo en sus niveles óptimos. Una vez transcurrido este período se incrementa el flujo de combustible (Figura 4.1). Es en esta etapa donde se requiere de mayor energía ya que los hornos tradicionales al no estar estandarizados en la alimentación tienen un alto consumo y una mayor pérdida de energía, por lo que la combustión de los energéticos es incompleta e ineficiente; lo que se ve reflejado en una mayor cantidad de emisiones y requerimientos de combustible (Rodríguez y López Pardo 2010; Rodríguez et al, 2004). De esta manera se ha observado que el consumo de biomasa fluctúa según la región con un promedio nacional que oscila entre 1 – 1.3 piezas cocidas por cada kilo de leña. De igual forma, el consumo de aserrín ronda entre 0.4 – 0.7 piezas por kilo (Moreno, 2003 Bárcenas, 2010; Vargas 2010; Delgado 2010), así como la temperatura requerida (Rodríguez et al., 2004).

Figura 4.1 Hornos Ladrilleros Tradicionales en Morelia Michoacán (Fotografía: Tavera, 2012).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   73

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Horno Ladrillero Eficiente En la actualidad existen varios modelos de hornos eficientes de leña para la producción de ladrillos para la construcción, los cuales cuentan con varias adecuaciones o incorporaciones para mitigar el consumo de combustible y las emisiones provocadas durante la operación. En México se encuentra trabajando un diseño en específico de horno desarrollado por Robert O. Márquez, llamado horno MK (Márquez Kiln), el cual se ha estado replicando en varios Estados de la República. Se ha reportado que el horno MK puede reducir emisiones contaminantes en un 80%, y una reducción del consumo de combustible de un 50%. Además aminora el tiempo de cocción de los productos en un 30%(Paso Electric 2002; Marquez, 2002; Corral 2010). El horno MK se caracteriza por ser construido dependiendo de las necesidades de producción del usuario, es decir, hecho a la medida. Además es factible su empleo durante todo el año sin importar las condiciones climáticas, sólo se requiere que el combustible se encuentre seco, ya que el diseño permite un mejor control sobre la temperatura deseada con menor consumo de leña y un mejor manejo sobre la inducción de aire hacia el interior del horno, lo que mejora la combustión. A la par del encendido se aprovecha el calor generado por el humo para crear una cámara de secado de ladrillos con lo que se aprovecha 2 veces mejor la energía; se obtiene mejor calidad en el producto y se reducen los riesgos de trabajo en la elaboración de este. El diseño del MK obtiene mejor control de combustión que un horno convencional teniendo una cúpula sellada con una sección de afluente y corriente de aire controlado. La cúpula previene la pérdida de calor incontrolada por el entorno y conserva la energía por mayor tiempo en el horno, además de distribuir el calor uniformemente. El MK tiene una apertura colocada en la sección de azotea de horno (el puerto de salida) que permite la liberación controlada de afluente gaseoso y el vapor de agua manteniendo la corriente de aire apropiada para el horno para mantener la combustión. La sección afluente, que es una parte incorporada del diseño de cúpula, debe prevenir la condensación de agua.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   74

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

La chimenea y el tiro del MK han sido optimizados para el mejor control de condiciones de paso donde no requieren ningún soplador y mantiene el uso de combustible tradicional.

Figura 4.2. Horno MK en Querétaro (Fotografía: Marquez, 2011)

4.4.- Nivel de actividad de la tecnología El tipo de industria y la tecnología utilizada propicia que se desconozca con exactitud el número de usuarios de hornos ladrilleros para cualquiera de las tecnologías empleadas. En el caso de la tecnología tradicional es difícil saber concretamente el número de hornos en actividad y por lo tanto el número de usuarios, dependientes y del mercado existente en la zona, ya que en repetidas ocasiones cambian de sitio, cierran o suplen las demandas de otras zonas con menor producción o calidad de producto; en el caso del horno eficiente, ya que se trata de una tecnología emergente, ha estado en constante estudio, prueba y evolución se encuentra en un proceso de adopción y adaptación y las publicaciones que se tienen así como los censos son limitadas y no sé sabe de casos de réplica en otros sitios. El nivel de actividad de la industria ladrillera en México no tiene una cifra exacta ya que varia año con año, pero se estima que en el área metropolitana de la ciudad de México hay más de 1000 hornos (Moreno, 2003) y a nivel nacional se prevén entre 13,000 a 20,000 (Blackman y Bannister, 1998; Christian, 2009; Sánchez, 2009; INE-UAMI, 2012).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   75

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

La Figura 4.3 representa la distribución de los hornos funcionando de acuerdo a la información disponible. Del total de 15,948* hornos funcionando en el país,12,698 trabajan con leña y 3,250 funcionan con aserrín (Tabla 4.5).La Figura 4.4 muestra los municipios donde se pudieron obtener datos del número de hornos, más no muestra todos los municipios con producción. Tabla 4.5.- Inventario Ladrilleras. Año

N° Ladrilleras

2012

10,695

1

2009

13,000

2

2009 2012

14,764 4* 15,948

2010

20,000

3

5

1

INEGI DENUE, 2012 Bellprat, 2009 3 Trejo SEMARNAT, 2009 4* Basado en Datos de INEGI, 2012 / Masera, et al, 1998 / Bárcenas, 2010 / Yurrieta, 2010 / Delgado, 2010 / Vargas, 2010/ Estrada, 2010/ Solorio, 2010 / Corral, 2010. 5 Estimación SEMARNAT, 2011 2

En la Figura 4.3 se puede observar la distribución a nivel estatal de las ladrilleras, donde, los estados con mayor cantidad son Puebla y Jalisco; para los casos de Aguascalientes, Michoacán, Guanajuato, Chihuahua, Baja California, Querétaro se podrá ver el inventario a nivel municipal que se muestra en la Figura 4.4, sin embargo hay que hacer notar que en esta ultima Figura no aparecen todos los municipios porque al momento no se cuenta con la información precisa del número de hornos para cada municipio productor.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   76

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 4.3. Inventario Estatal de Ladrilleras

Figura 4.4. Inventario Municipal de Ladrilleras ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   77

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

A partir de los resultados anteriores, el nivel de actividad varía según la demanda y la ubicación, a la par de esto, la información del inventario permitió realizar una extrapolación proporcional bajo los mismos supuestos para aquellos estados de los cuales se desconoce el inventario de ladrilleras. La base de la extrapolación utiliza como modelo el del estado de Guanajuato (Bárcenas, 2010), donde el porcentaje de ladrilleras que emplean leña es de 72% y el de aserrín de 13%, el 15% restante se compone de ladrilleras que emplean, combustóleo, gas LP, diesel o aceites residuales, así pues, esta misma proporción se empleó en los estados donde según el INEGI, presentan actividades de ladrilleras.

4.5.- Consumos específicos En el aspecto del consumo específico de energía para ambas tecnologías y las ladrilleras de leña y aserrín se usó el coeficiente de consumo energético disponible que es de 1.9 MJ/kgLadrillo, el cual corresponde al del horno de campaña de leña, esto se debe a que se tienen pocos datos y documentos sobre las propiedades del aserrín y de la tecnología eficiente (Tabla 4.6). Además de que los hornos tienen diferentes cantidades en consumo y producción. Tabla 4.6.Consumo específico para producción de ladrillos a nivel Nacional.

Cons.Energético  Ladrillo   (  MJ/kgLad)   1.9  

Ladrillos  Producidos  en  el  País   Anualmente     (PtonLad)   5.08  

Cons.  Energético   Nacional     (Pj)   9.7  

El consumo energético nacional se desprende de la multiplicación del consumo energético por la producción anual de ladrillos.

4.6. Factores de Emisión y Emisión Unitaria El factor de emisión y la emisión unitaria se obtuvieron por ladrillo como patrón, ya que como se mencionó anteriormente, debido a las particularidades de esta industria no se pueden establecer estos factores al nivel de horno, ya que estos difieren en medidas, producción y por lo tanto en consumo, de esta forma tenemos que el factor de emisión es de 913.065 g/Ladrillo, siendo de estos 843.9 gramos de CO2 y 66.7 gramos de CH4. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   78

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

En el caso de la emisión unitaria el resultado es de 1.7kg de CO2e por ladrillo cocido. Para mayor referencia consultar las Tablas 4.1, 4.2, 4.3 y 4.4.

4.7. Escenario Base Las emisiones anuales en el escenario se mantienen constantes durante el transcurso de los 22 años. Una posible causa de la constancia en el comportamiento es que se desconoce el incremento anual exacto debido a la naturaleza de esta industria informal. Por lo que se estimó que durante este período el número y el índice de crecimiento se mantendrán constantes. En la Tabla 4.8 se puede ver la alta cantidad emitida de CO2e anualmente y como esta se acumula desde el 2009 y conforme el transcurso de los años Tabla 4.7.- Estimación Anual y acumuladas del escenario base de emisiones adicionales (tonCO2e)

Tipo

Anual

al 2010

al 2020

al 2030

Leña

3,636,931

7,273,862

43,643,178

80,012,493

Aserrín

1,007,366

2,014,732

12,088,392

22,162,052

Total

4,644,297

9,288,594

55,731,570

102,174,545

Este caso se repite en el coeficiente de emisiones de Carbono Negro, ya que la causa anterior tiene una repercusión constante durante los escenarios desarrollados. La Tabla 4.8 denota la emisión anual de CN, como esta va progresando lo que conlleva a un alto volumen de emisiones de CN. Tabla 4.8.- Estimación Anual y Acumuladas del Escenario Base de Emisiones Nacionales (tonCN) Combustible Anual al 2010 al 2020 al 2030 Leña

162

162

162

162

Aserrín

96

96

96

96

Total

258

258

258

258

En la Tabla 4.9 se pueden observar las estimaciones sobre el escenario de combustible para abastecer a la pequeña industria. De seguir las tendencias lineales del escenario, la demanda de biomasa será la misma.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   79

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla 4.9.-Estimación anual del escenario base del consumo nacional de biomasa (Kton) Tipo

2010

2020

2030

Leña

1,228.9

1,228.9

1,228.9

Aserrín

723.7

723.7

723.7

Total

1,952.6

1,952.6

1,952.6

4.8. Escenario alternativo de mitigación El criterio de mitigación se genera a partir de la reducción de combustible y la adopción de la nueva tecnología; en la cual el proceso de transición de tecnología será paulatino, el tránsito de mitigación se calculó según la siguiente formula. P(t) = (K)(P0 x ert) / (K + P0* (ert - 1)) Donde: P(t) = Crecimiento Exponencial en tiempo K = Meta P = Valor Inicial e= Factor de Crecimiento Exponencial r = Tasa de crecimiento Fuente:(Grübler A, Nakicenovic N, Victor DG, 1999)

La ecuación permite establecer que el período de intercambio de tecnología será paulatino, proporcional y progresivo. Además nos permite establecer una tendencia de sustitución paulatina de hornos tradicionales por una tecnología mejorada. La tendencia de sustitución favorecerá la reducción del consumo de leña, el aumento de hornos eficientes y la consecuente supresión de tecnologías obsoletas o de baja eficiencia (Figura 4.5).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   80

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

2009  

Hornos  E9icientes  

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 4.5.- Proceso de Transición de Tecnología

En la Figura 4.6 correspondiente a la disminución del CO2e se observa una paulatina desaceleración y reducción en las emisiones, esto debido en gran parte al menor consumo de combustible, pero también en la aceptación de los hornos ladrilleros eficientes. El volumen de CO2e en los primeros años se explica cómo un período de conocimiento de la nueva tecnología, por lo que las emisiones son relativas al mantenimiento de la tecnología tradicional en la industria ladrillera por lo que no genera reducción, ya que su penetración no es significativa en materia de emisiones; pero conforme avanza el tiempo, se va conformando un proceso de paliación de emisiones, debido a la aceptación y penetración del horno eficiente y la repercusión en la reducción de combustible para las tareas de cocción.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   81

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

Toneladas  de  GEI  

gira

Rural Apropiada A. C.

  Años   Figura 4.6.- Mitigación Periódica de CO2e

En el caso del escenario de carbono negro, la conducta es semejante, ya que para ambos casos el procedimiento es el mismo y los efectos resultantes son proporcionales de los

Toneladas  de  CN  

escenarios, consumo y transición (Figura 4.7).

Años   Figura 4.7.- Mitigación Periódica de CN

4.9.- Mitigación de GEI y Carbono Negro En esta sección se presenta la tendencia de mitigación de emisiones de GEI y CN para el periodo estimado. En este caso la mitigación esta fuertemente influenciada por la penetración y ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   82

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

adopción de la tecnología de hornos MK y teconología eficiente. El contraste entre tecnologías se puede observar en la Figura 4.8. En la Tabla 4.11 se puede apreciar el comportamiento de la reducción de los GEI y la proporción de la mitigación conforme transcurre el período y a la penetración de la nueva

Toneladas de GEI

tecnología, siendo esta de forma paulatina.

  Años   Figura 4.8.-Mitigación GEI Basado en el escenario alternativo

  Para la mitigación correspondiente a cada decáda se obtuvieron los datos de la Tabla 4.11 donde se contrastan las tecnologías y la diferencia entre éstas, en las áreas considerdas. En el aspecto de la paliación del CO2e se demuestra el cambio paulatino entre decádas, observándose en los primeros años poco cambio pero porque el desarrollo y aceptación de la tecnología eficiente no ha sido adoptada en su totalidad, pero conforme transcurre el tiempo se empezará a notar un cambio significativo y una diferencia considerable entre los escenarios y el desempeño de los hornos (Tabla 4.10).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   83

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla 4.10.-Mitigación Nacional de CO2e entre los escenarios y diferentes años(Kton de CO2e) Escenario

2010

2020

2030

Base

9.3

55.73

102.18

Alternativo

0

49.88

74.22

Diferencia

9.3

5.85

27.96

El aspecto anterior se reproduce en el caso de la reducción de emisiones de CN, donde se puede observar cifras con poco cambio pero conforme avanza el período este incrementa y genera una mitigación considerable para el 2030 (Tabla 4.11). Tabla 4.11.- Mitigación Nacional de Carbono Negro (tonCN) Escenario

al 2010

al 2020

al 2030

Base

258

258

258

Alternativo

0

258

258

Diferencia

258

0

0

Este factor también tiene inferencia en el caso del consumo de combustible ya que la reducción en el gasto de combustible por parte del horno MK es de un 50% (Corral, UACJ, 2010); esto permite advertir un cambio en la tasa de uso y en las tendencias, tomando en consideración los estudios anteriores y las limitaciones existentes.(Tabla 4.12). Tabla 4.12.- Mitigación Nacional del Consumo de Biomasa (ton) Escenario

al 2010

al 2020

al 2030

Base

2,154

12,924

23,695

Alternativo

0

6,462

11,847

Diferencia

2,154

6,462

11,847

El factor de consumo nacional de biomasa en el escenario alternativo presenta una reducción paulatina que es correspondiente al factor de crecimiento exponencial, es decir, conforme la nueva tecnología sea más aceptada y penetre en el mercado, la necesidad en el consumo y empleo de biomasa reducirá. (Tabla 4.13).   ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   84

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Tabla 4.13.-Estimación anual del escenario Alternativo del consumo nacional de biomasa (Kton) Tipo

2010

2020

2030

Leña

1,228.9

781

614

Aserrín

723.7

585

362

Total

1,952.6

1,366

976

   

 

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   85

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

5. Alfarería 5.1.

Introducción

La cerámica es quizá una de las tradiciones artesanales más antiguas en la humanidad, su origen se remonta al menos a 5 mil años antes de Cristo; en México existen evidencias arqueológicas que incluyen piezas de barro utilitarias y ceremoniales de una antigüedad de 2 a 4 mil años antes de Cristo (Covarrubias Pérez y Estrada Sánchez 2010, Herrera s/f). Actualmente en nuestro país continúa siendo una de las actividades artesanales más difundidas, pues en todos los estados de la República se trabaja el barro en múltiples formas o se hace por lo menos algún tipo de loza corriente (Espejel, 1997). La información sobre la magnitud de la actividad alfarera en México es poco clara, de acuerdo con el Fondo Nacional para el Fomento de las Artesanías, FONART (datos citados por la COFEPRIS, 2002) la actividad alfarera se practica en 20 estados del país y existen aproximadamente 5 millones de alfareros ubicados en 122 comunidades, donde una parte importante de ellos son indígenas. Sin embargo, según los censos económicos e industriales del INEGI (2009), la rama 327111 “Fabricación de artículos de alfarería, porcelana y loza”, apenas registra a 9,103 unidades de producción que dan empleo a 36,739 alfareros. Probablemente, el dato real debeestarsituado entre estas dos estimaciones, ya que la información referida de INEGI corresponde únicamente a las unidades de producción y empleos formalmente establecidos, pero numerosas familias en el medio rural se dedican a la producción de alfarería en pequeña escala, y muchos de ellos lo hacen en talleres familiares donde se ocupa la mano de obra de todos sus miembros incluyendo niños y mujeres. En un estudio de FONART, se menciona que para 2008 había un total de 544,457 artesanos en el país según INEGI y de ellos un 16.4 son alfareros y ceramistas, lo cual equivale a 89,310 artesanos (Fonart 2010). Esta estimación parece más adecuada considerando algunos referentes regionales o estatales: •

En 13 localidades de la región purépecha de Michoacán, existían 3,880 empresas alfareras en 1996 (Masera et al. 1998).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   86

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira •

Rural Apropiada A. C.

En el estado de Oaxaca existen 30 mil artesanos registrados en el censo artesanal de esa entidad, de los cuales un 15% son ceramistas, es decir uno unos 4,500 (Soriano Cerna 2011).

A pesar de que no existe información precisa sobre el número de unidades alfareras en México, esta actividad es sumamente relevante para la subsistencia de las familias rurales, además de contribuir a dar sustento a la identidad cultural de los grupos que la realizan, y es particularmente importante en algunas regiones indígenas que viven en condiciones de pobreza (Fonart 2010, Moctezuma Yano 2010, Vergara Hernández, 2009). En algunos casos, la alfarería constituye la base de la economía de comunidades enteras, proporcionando ingresos y empleo que llegan a constituir una alternativa a la migración masiva a los Estados Unidos (Masera et. al., 1998, FAO 1991). Entre los diez estados del país con una mayor relevancia en su producción alfarera, y algunas de sus comunidades más relevantes, están los siguientes (indicando algunas comunidades) (INEGI 2009, Rojas Navarrete 1995, Secretaría de economía s/f): •

Michoacán: Capula, Huancito, Ocumicho, Patamban, Santa Fé de la Laguna, Tzintzuntzan y Pátzcuaro.

•

Puebla: Zautla, Acatlán, Amozoc, Izúcar de Matamoros, San Marcos, Acteopan, San Bartolo, Atlixco.

•

Estado de México:Tecomatepec, Valle de Bravo, Metepec, San Gregorio, Cuatzingo, Chalco.

•

Oaxaca: Juchitán, Oaxaca, Jamiltepec, Santa María Atzompa, Coyotepec.

•

Chiapas: Amatenango del Valle

•

Jalisco: Tlaquepaque, Santa Cruz de las Huertas, El Rosario, La Barca

•

Guanajuato: Dolores Hidalgo, Guanajuato.

•

Morelos: Cuernavaca, Tlayacapan, Yautepec, Temixco

Geográficamente, el número de unidades de producción a escala estatal se muestran en la Figura5.1A; los municipios con mayor número de empleos a partir de la actividad alfarera se muestran en la Figura5.1B.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   87

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

A

B

Figura 5.1. Distribución a nivel nacional de unidades de producción en alfarería. (A) Distribución estatal, y (B)distribución municipal de empleos generados, sobre la rama 327111, Fuente: Censos económicos 2009, Directorio Estadístico Nacional de Unidades Económicas (DENUE).

El mapa estatal es coincidente espacialmente con el presentado por el estudio citado por COFEPRIS con datos de FONART (Figura 5.2).

Figura 5.2. Distribución de comunidades alfareras en México (COFEPRIS 2002).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   88

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

5.2 Metodología para la determinación de escenarios La construcción de los escenarios para el caso de la alfarería se fundamenta en la determinación de los consumos unitarios de las tecnologías tradicionales, y del potencial de mitigación logrado por la sustitución de tecnologías alternativas, para ello se establecen los supuestos para cada una de las tecnologías y se proyecta su crecimiento hasta el año 2030, a partir de este crecimiento se calculan las emisiones de las tecnologías proyectadas; para el escenario alternativo, se establecen los supuestos de sustitución de tecnologías tradicionales por tecnologías alternativas (llamada penetración), se calculan las emisiones de este escenario basado en los datos de mitigación unitaria por tecnología; la diferencia entre las emisiones del Escenario Alternativo con respecto alas del Escenario Base nos dará la mitigación del Escenario Alternativo. El escenario base y alternativo de emisiones de gases de efecto invernadero y carbono negro se basó en los datos obtenidos de FONART (2010), de donde se desprende el número de hornos que fabrican alfarería en el país utilizando biomasa como combustible. Como no existen datos respecto a cómo va a crecer el número de hornos a lo largo del escenario se estableció que el número de talleres se mantendrá constante durante el periodo. El consumo se obtuvo a partir de diferentes casos de estudio Tabla 5.2, se utilizó un consumo promedio para los hornos tradicionales provenientes de los casos de estudio. Para el consumo de hornos eficientes se tomó en cuenta una reducción de 30% en el combustible, este dato se obtuvo de loscasos de estudio que contaban con hornos eficientes.

Construcción del Escenario Base •

Se determinó el consumo en el año base para los municipios y estados con los que se cuente información. Para obtener los datos de consumo se multiplicó el número de establecimientos o unidades de producción por el consumo unitario promedio de un horno tradicional alfarero. Al igual que para los otros sectores, dado que la información publicada sobre número de establecimientos es muy fragmentada e incompleta, la proyección futura a nivel nacional para estas pequeñas industrias no está totalmente confirmada.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   89

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Construcción del Escenario de alternativo •

Para los hornos alfareros, se estimará también el potencial técnico de sustituir el 100% de los hornos tradicionales existentes actualmente por hornos eficientes al 2030. En este caso tampoco existe información suficiente a nivel nacional para construir un escenario detallado con metas anuales.

Cálculo para las emisiones de GEI en el escenario base Las emisionesde GEI del escenario base se obtienen de la siguiente fórmula: Em de GEI = (Em CO2 * GWPCO2 + Em CH4 * GWPCH4)*(Consumo* # hornos) Donde; Em CO2= Emisión en kg. del gas por tonelada de leña seca reportada por Edwards y Masera, 2012. GWPCO2= Potencial de calentamiento global que para este caso corresponde a 1 (Forster, P. et al., 2007). Em CH4= Emisión en kg. del gas por tonelada de leña seca reportada por Edwards y Masera, 2012. GWPCH4= Potencial de calentamiento global que para este caso corresponde a 25 (Forster, P. et al., 2007). Consumo= Consumo promedio de leña seca en toneladas por horno eficiente según casos de estudio. # hornos= # de hornos estimados de FONART (2010). Nota: En el escenario se mantiene el mismo número de hornos tradicionales.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   90

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Metodología Emisiones de Carbono Negro de escenario base Las emisiones de CNse obtienen de la siguiente fórmula: Em de CN = (Em CN*Consumo* # hornos) Dónde: Em C.N.= Emisión en kg. de Carbono Negro por tonelada de leña seca reportada por Edwards y Masera, 2012.. Consumo= Consumo de leña seca en toneladas por horno tradicional según casos de estudio. # hornos= # de hornos estimados de FONART (2010). Nota: En el escenario se mantiene el mismo número de hornos tradicionales. El carbono negro no se calculó en CO2 equivalente ya que el GWP para este contaminante es muy variable, debido a su composición química

Cálculo para las emisiones de GEI en el escenario alternativo Las emisiones de GEI del escenario alternativo se obtienen de la siguiente fórmula: Em de GEI= (Em CO2 * GWP + Em CH4 * GWP)*(Consumo trad* # hornos trad.)+ (Em CO2 * GWP + Em CH4 * GWP)*(Consumo eficiente* # hornos eficientes) Donde; Em CO2= Emisión en kg. del gas por tonelada de leña seca reportada por Edwards y Masera, 2012. GWP= Potencial de calentamiento global que para este caso corresponde a 1 (Forster, P. et al., 2007). Em CH4= Emisión en kg. del gas por tonelada de leña seca reportada por Edwards y Masera, 2012. GWP= Potencial de calentamiento global que para este caso corresponde a 25 (Forster, P. et al., 2007). Consumo trad.= Promedio de consumo de leña seca en toneladas por horno según casos de estudio. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   91

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

# hornos trad.= # de hornos reportados en FONART, 2010 menos hornos eficientes que se sustituirán ese año Consumo eficiente= Promedio de consumo de leña seca en toneladas por horno según casos de estudio menos la reducción de leña de hornos eficientes. # hornos eficientes= # de hornos eficientes que se instalaran ese año según los datos que arroja la función logística (X)

Metodología Emisiones de Carbono Negro de escenario alternativo Las emisiones de CNse obtienen de la siguiente fórmula: Em de CN= (Em CN*Consumo trad.* # hornos trad.) + (Em CN*Consumo eficiente* # hornos eficientes) Dónde: Em C.N.= Emisión en kg. de Carbono Negro por tonelada de leña secareportada por Edwards y Masera, 2012. Consumo trad.= Promedio de consumo de leña seca en toneladas por horno según casos de estudio. # hornos trad.= # de hornos reportados en FONART, 2010 menos hornos eficientes que se sustituirán ese año Consumo eficiente= Promedio de consumo de leña seca en toneladas por horno según casos de estudio menos la reducción de leña de hornos eficientes. # hornos eficientes= # de hornos eficientes que se instalaran ese año según los datos que arroja la función logística (X) El carbono negro no se calculó en CO2 equivalente ya que el GWPpara este contaminante es muy variable, debido a su composición química.

Metodología para establecer la penetración de la tecnología eficiente por año. Se utilizó la función logística (x) para calcular el número de hornos tradicionales que se irían sustituyendo cada año. Función logística utilizada para obtener el número de hornos eficientes que se implementarán cada año. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   92

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

P(t) = (K x P0 x ert) / (K + P0 x (ert - 1)) Dónde: P(t): Numero de hornos eficientes que se implementar por año K: Número total de hornos tradicionales que se sustituirán por hornos eficientes que corresponden a número estimado de FONART (2010). P0: es el número de la población total de hornos eficientes en un año (x) r: es la pendiente t: tiempo

5.3 Descripción de la tecnología En general, la alfarería presenta un proceso evolutivo en términos de materiales y tecnologías. Se considera que han existido tres revoluciones en esta actividad: el nacimiento mismo de la cerámica que probablemente surgió junto con la cocción de los alimentos, en esta etapa predomina la cocción con leña sin hornos y los acabados rústicos o bruñidos (alisados con piedras, huesos u objetos lisos); la segunda revolución consiste en la aplicación de esmaltes que le dan impermeabilidad a la pieza y permite acabados más elaborados, asociados al uso de hornos de leña de baja temperatura; y la tercera revolución consiste en el uso de hornos y materiales de alta temperatura que le dan mayor dureza a las piezas (Herrera s/f). En México la alfarería prehispánica correspondía a la primera etapa, mientras el uso de hornos y esmaltes fueron introducidos con la llegada de los españoles (Covarrubias Pérez y Estrada Sánchez 2010). La tecnología empleada en la alfarería tradicional mexicana es muy diversa, la cocción con leña aún parece ser muy común y presenta distintas variantes que van desde las quemas a cielo abierto hasta el uso de hornos mejorados de leña. (Figura 5.3 y 5.4)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   93

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Figura 5.3.Quema de alfarería a fuego abierto en Amatenango, Chiapas. Foto: Araceli Calderón.

Figura 5.4.Quema de alfarería a fuego abierto en Cocucho, Michoacán. Foto: Araceli Calderón

En cuanto a los hornos, el proceso evolutivo ha pasado de las quemas a cielo abierto, a los hornos de adobe o ladrillo cilíndricos con el fuego debajo de las piezas, los hornos de “botella” y finalmente los hornos de alta temperatura que en la mayoría de los casos se asocian al cambio de combustible (Herrera, s/f; Covarrubias Pérez y Estrada Sánchez 2010). (Tabla 5.1). (Figura 5.4).   ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   94

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla 5.1. Evolución técnica de la cerámica y el uso de hornos para quemar.   Moldeado

Mano

Torno

Molde

Acabado

Ninguno

Pulido o alisado

Vidriado o esmaltado

Horneado

Quema con leña a ras del suelo (baja temperatura)

Horno cilíndrico de leña

Horno mejorado de leña

Leña, gas u otro combustible

(baja temperatura o 600-800 C)

(alta temperatura o 1000-1200 C)

(alta temperatura o 1200 C)

Figura 5.5.Hornos de leña mejorados en Zautla, Puebla. Foto: CEFORCAL. http://ceforcal.blogspot.mx

En la actualidad, en México se presentan todas las variaciones posibles en las técnicas de alfarería mencionadas. Aún se producen muchas formas tradicionales, de uso ritual, utilitario u ornamental, aunque es patente la desaparición y el desplazamiento de éstas formas por el uso de nuevos materiales, o bien la creación de nuevas piezas cuya producción les resulta más costeable (Vergara Hernández, 2009, Espejel, 1977). Ramos y Tuñón (2001) consideran cuatro factores que han influido la producción artesanal en las últimas décadas: a) la caída de los mercados utilitarios en el medio rural por la creación de una infraestructura que permitió la ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   95

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

llegada de productos industrializados a bajo costo; b) la apertura de nuevos mercados extraregionales para los productos artesanales pero ahora con usos decorativos; c) la falta de trabajo formal para la mayoría de la población rural, que permite la proliferación del “sector informal”; y d) la crisis agrícola que ha obligado a los campesinos a migrar o redirigir su trabajo hacia giros no agrícolas. Otro aspecto relevante que ha contribuido a la transformación tecnológica alfarera en nuestro país es el relacionado a los riesgos por contaminación que esta actividad representa por el uso de esmaltes con plomo, tanto para la salud de las familias productoras como para los consumidores de estas piezas. Desde la década de los 70 se ha iniciado todo un movimiento a favor de la alfarería sin plomo que incluye la investigación sobre esmaltes y métodos de horneado, para la sustitución del esmalte a base de plomo, y actualmente existen normas oficiales mexicanas que regulan su uso. En 1994 el FONART realizó el Concurso Nacional “Al rojo vivo”, convocando a técnicos, diseñadores y ceramistas para que propusieran la adecuación y conversión de hornos, desde entonces FONART cuenta con un programa de apoyo a la alfarería sin plomo bajo la cual se realizan diversas acciones para la sustitución de esmaltes que se ligan a la sustitución de hornos utilizando sistemas de combustión de gas LP, debido a que los esmaltes sin plomo requieren temperaturas superiores a las que se alcanzan en los hornos tradicionales de leña, acompañados por una mayor promoción comercial de este tipo de artesanía (Covarrubias Pérez y Estrada Sánchez 2010, COFEPRIS 2002, Foro nacional artesanal 2011). Uso de la leña La producción de alfarería requiere de dos materias primas naturales fundamentales: la arcilla y la leña (u otros biocombustibles tales como estiércol o la paja). Entre los materiales comerciales se incluye el uso de esmaltes y combustibles fósiles en los casos en que se ha sustituido el uso de la leña. Si no existe claridad sobre el número de alfarerías a nivel nacional, es menos claro cuál es porcentaje de ésta que se produce utilizando leña, pero en su mayoría la alfarería tradicional emplea este tipo de combustible, sobre todo en el caso de los pequeños talleres familiares. Por ello, la ausencia de información clara sobre el número de alfarerías pequeñas a nivel nacional, ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   96

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

oculta a su vez la relevancia del uso de la leña en esta actividad. En el recorrido que realiza Herrera (sin fecha) de la alfarería en nuestro país describe un amplio número de comunidades cuya tradición alfarera incluye la quema con leña y el uso de técnicas no esmaltadas (asociadas a la leña). Si consideramos que del sector artesanal un 67% corresponde a familias con bajos ingresos, es probable que este mismo porcentaje al menos, recurra al uso de leña como combustible (FONART 2010). Aunque el número de alfareros no necesariamente se traduce en igual número de hornos ya que en muchos casos, el horneado de las piezas no se realiza de forma individual sino de forma colectiva o familiar (Moctezuma Yano 2010). En la actualidad, en la alfarería tradicional se usan hornos con las más diversas formas: circular a cielo abierto, rectangular con bóveda de cañón y tipo árabe de botella y empleando principalmente leña o gas como combustibles; predominando el horno cilíndrico de cielo abierto con dimensiones aproximadas promedio de 1.5 m de diámetro y 1.2 m de altura. En la mayoría de los casos estos hornos una vez cargados, se cubren, para ser

aislados durante

la

quema,

con

tepalcates

(Rojas Navarrete 1995). No es poco

frecuente la quema a cielo abierto sin horno que supone un mayor uso de leña (Herrera sin fecha). La leña que se utiliza en la alfarería, tiende a ser colectada por las mismas familias alfareras con lo cual emplean un tiempo importante a esta actividad; en otros casos se compra a terceros y el costo invertido en la leña puede representar hasta un 40% del ingreso para alfareros (Masera et al., 1998). Los tipos de leña más utilizados incluyen el pino y ciprés, y es común que este recurso se obtenga de terrenos comunales (Calderón 2001, Masera et al., 1998). La deforestación que se manifiesta en numerosas regiones del país, a la cual las pequeñas industrias pueden contribuir, ha repercutido en un mayor costo de la leña, la emergencia de conflictos comunitarios, y posiblemente en el cambio tecnológico hacia hornos de gas (Holz y Ramírez en prensa, Calderón, 2001, Masera et al., 1998). La intensidad del consumo de leña para la industria alfarera es muy variable, y puede ser muy relevante en algunos estados y localidades, por ejemplo en la región purépecha con 3,880

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   97

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

unidades de producción se estimó un 64,080 m3 al año de consumo, que representa el 4% del uso de la madera en la región. Con respecto a la innovación tecnológica en los hornos, podemos mencionar que una tecnología mejorada lo es en función de la tecnología anterior; de tal modo que mientras para algunos alfareros una innovación consiste en el uso de hornos de gas u hornos de leña que alcancen alta temperaturas (por ejemplo para la alfarería vidriada sin plomo), en los casos en que se hornea a cielo abierto la introducción de un horno rústico constituye en sí una tecnología mejorada. Ver siguiente sección

5.4. Patrones de consumo y consumo unitarios Producción nacional Pese a ser una de las actividades artesanales más difundidas, la demanda de leña para alfarerías ha sido evaluada en pocas ocasiones. Las estimaciones de leña utilizada son muy variables, toda vez que se trata de talleres heterogéneos en cuanto a tipo de leña utilizada, tecnología de horneado, tipo de producción artesanal, vegetación y cantidad de recursos presentes en la zona. Estudios llevados a cabo en localidades alfareras presentan diferentes indicadores sobre el tipo y cantidad de producción, su papel social y económico, las tecnologías utilizadas, y su inserción en el mercado. En el cuadro 1 se presentan aquellos estudios en los cuales se incluyó algún cálculo del consumo de leña. Cabe señalar que existe una gran variabilidad en los métodos de estimación de combustible (pesado directo, preguntas a los alfareros en función de cargas utilizadas), la unidad de estimación (volumen o peso), y la amplitud del estudio (alfarerías individuales o extrapolaciones comunitarias) son muy variables. Resulta muy difícil calcular un consumo de leña en función de una medida de producción alfarera, detal modo que la medida más común para estimar el consumo de leña es por cada evento u “horneada”, aunque las características y el tamaño de éstas puede ser muy variable, así como su frecuencia. En la mayoría de los casos se pudo estimar el consumo por unidad en un año, considerando la frecuencia de cada taller y en los casos en que se disponía de información sobre el número de unidades se presenta el consumo comunitario (Tabla 5.2). ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   98

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Si a nivel nacional consideramos el dato presentado en el estudio de FONART (2010) de la existencia de 89,310 alfareros y ceramistas, de los cuales un 67% está en situación de pobreza de patrimonio, podemos estimar que 59,838 unidades de producción utilizan leña para su producción alfarera. Consumos promedio De acuerdo a lo anterior, el consumo por unidad de uso estimado es de 301.9 kg de leña por evento u horneada en promedio para 9 casos en los que se presenta el consumo unitario, con un rango de 60 en Ocuilapa de Juárez, Chiapas (alfarería rústica) a 1,200 kilos en Santa Fe La Laguna (cerámica vidriada de 2 horneadas). Al considerar la frecuencia de horneadas de cada unidad, y otros datos referidos en esta medida, el consumo promedio anual resulta de 11.21 toneladas de leña por unidad de producción para los 22 casos analizados. Los consumos comunitarios son muy variables y se ubican en un promedio de 4200 toneladas anuales siendo la de Santa Fé en Michoacán la mayor estimación con 11 mil toneladas y la menor en Ocuilapa de Juárez, lo que refleja tanto las diferencias en consumo unitario, como la relevancia económica de la alfarería en la comunidad. El uso de hornos mejorados tiene distintas ventajas (AMUCS 2009, Barro sin plomo 2006, Navia 2003): •

Permite un ahorro de leña entre 30-40%

•

Mejora la calidad del horneado y de las piezas resultantes

•

Reduce el tiempo dedicado a la colecta de leña

•

Ahorro en el tiempo y trabajo de horneado

•

Permite alcanzar mayores temperaturas y más uniformes en el interior

•

Mejora los procesos de combustión de tal forma que se disminuye la emisión de gases y la contaminación

•

Mejoran la salud al reducir la exposición al fuego

•

Existen menores mermas de piezas por horneada

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   99

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

De acuerdo con Navia (2003) algunos hornos mejorados que se han probado en la región Purépecha no representan un ahorro significativo en el consumo de leña con respecto a los hornos tradicionales, sin embargo las condiciones de horneada son muy superiores, lo cual representa una ventaja. En una experiencia en Honduras se obtuvo también un ahorro del 40% en el consumo de la leña con un horno mejorado (de 149 a 89 kilos de leña por quema), pero también una reducción considerable en tiempo atención al horno, rajado de leña, así como de mermas por pérdida del producto (Osorto Pintel 2008). En los datos referidos en la Tabla 5.2 se presentan dos casos en los cuales se vio involucrada una mejora tecnológica en el horneado de las piezas, presentando un ahorro de 25 y 41% de leña. En el Anexo 3 se describen dos estudios de caso sobre experiencias en hornos mejorados para alfarería en Puebla y Chiapas .

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   100

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

Tabla 5.2 Consumo de leña en distintos estudios de caso a nivel nacional

ESTADO

MUNICIPIO

LOCALIDAD

NUM DE UNIDADES

TIPO DE HORNOS

CONSUMO UNITARIO -H TRADICIONAL (TON/HORNO/ AÑO)

CONSUMO TOTAL

Chiapas(1)

Amatenango del Valle

Amatenango del Valle

470

Sin horno

1.62

761.40

Chiapas(2)

Ocozocuautla

Ocuilapa de Juàrez

35

Horno de leña cilíndrico

0.98

34.44

Michoacán(3)

Chilchota

Huancito

N.D

Tradicional

13.65

Michoacán(4)

Charapan

Ocumicho

100

Tradicional

13.68

1,368.00

Michoacán(4)

Charapan

Cocucho

80

Tradicional

13.68

1,094.25

Michoacán(4)

Tangacicuaro

Patamban

750

Tradicional

13.68

10,260.00

Michoacán(4)

Tangacicuaro

San Jose G.

150

Tradicional

13.68

2,052.00

Michoacán(4)

Chilchota

Ichan

275

Tradicional

13.68

3,762.00

Michoacán(4)

Chilchota

Zopoco

15

Tradicional

13.70

205.50

Michoacán(4)

Chilchota

Santo Tomás

100

Tradicional

13.68

1,368.00

Michoacán(4)

Chilchota

Huancito

820

Tradicional

13.68

11,217.75

Michoacán(4)

Chilchota

Tacuaro

100

Tradicional

13.68

1,368.00

Michoacán(4)

Quiroga

Santa fe

650

Tradicional

10.31

6,704.25

Michoacán(4)

Tzintzuntzan

Tzintzuntzan

320

Tradicional

10.31

3,300.75

Michoacán(4)

Coeneo

Zipiajo

70

Tradicional

10.32

722.25

Michoacán(4)

Morelia

Capula

450

Tradicional

10.31

4,641.00

N.D.

Quema a cielo abierto

11.40

Michoacán(5)

Charapan

Cocucho

TIPO DE HORNOS

CONSUMO UNITARIO -H MEJORADO(TON/HORNO/ AÑO)

% AHORRO

Horno de leña tipo "botella·

0.96

40.74%

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   101

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

ESTADO

MUNICIPIO

LOCALIDAD

NUM DE UNIDADES

CONSUMO UNITARIO -H TRADICIONAL (TON/HORNO/ AÑO)

CONSUMO TOTAL

Horno de leña

38.88

11,664.00

TIPO DE HORNOS

Michoacán(6)

Quiroga

Santa Fe de la Laguna

Michoacán(7)

Quiroga

Santa Fe

Tradicional

4.13

Puebla(8)

Zautla

Los Reyes Metzontla

Quema a cielo abierto

7.34

Puebla(9)

Zautla

San Miguel Tenextatiloyan

Horno de brocal

8.32

300

800

PROMEDIO

3,328.00

TIPO DE HORNOS

CONSUMO UNITARIO -H MEJORADO(TON/HORNO/ AÑO)

% AHORRO

Horno mejorado

6.24

25%

11.21

*Para uniformizar medidas, se consideró un peso de 750 kilogramos por metro cúbico de leña para los casos en los cuales el dato se refirió en esa unidad (1)Calderón 2001 (2)Holz y Ramírez S/F (3)Masera 1995 (citado por Masera et al 1998) (4)Masera et al 1998 (5)Calderón, 2000 (6)FAO 1991 (7)Navia et al (Citado por Masera et al 1998) (8)Martorell,1997 (9)CEFORCAL, 2011

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   102

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

5.5.

Factores de emisión y potencial de mitigación

Los factores de emisión utilizados para el caso de los hornos de alfarería fueron tomados

Edwards y Masera (2012) ya que corresponden a mediciones de campo realizadas en hornos de

región Purépecha de Michoacán, dado que únicamente se cuentan con factores de emisión para hor tradicionales se tomará el mismo valor para hornos mejorados. Tabla 5.3 .Factores de emisión para hornos tradicionales de alfarería Factor

Referencia

Observaciones

Edwards y Masera, 2012

Región Purépecha

CO

16 g/kg leña

CO2

1808 g/kg leña

CH4

1.2 g/kg leña

Edwards y Masera, 2012

Región Purépecha

CN

0.02 g/kg leña

Edwards y Masera, 2012

Región Purépecha

Calculado a partir del contenido de CO y CH4

5.6. Escenarios de referencia y de mitigación (resultados) 5.6.1. Escenario Base para Alfarería

De acuerdo a los datos sobre el nivel de actividad del sector, los consumos unitarios y facto

de emisión de las tecnologías tradicionales utilizadas es posible estimar las emisiones de G quecorrespondena1.23 MtCO2e en el año 2009 (Tabla 5.4). Debido a que no se cuenta datos históricos ni proyecciones respecto al crecimiento de este sector se considera que

emisiones permanecen constantes durante todo el periodo 2009-2030, con lo cual se tiene

total de emisiones acumuladas de 27 MtCO2e y emisiones intermedias acumuladas de 14 MtCO2e en 2020. Tabla 5.4 .Emisiones de GEI para hornos de alfarería en México

Gas   CO2   CH4   Total  

MtCO2e  

1.21   0.02   1.23  

_________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono ne y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sól 103

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Por su parte, las emisiones de CN en el Escenario Base corresponden a 13.42 t en el 2009 con emisiones de 295 t en 2030 y emisiones intermedias de161 t en 2020. 5.6.2. Escenario Alternativo para Alfarería Las emisiones GEI del escenario alternativo inician con 1.23 MtCO2e en el año base y alcanzan 0.82 MtCO2e en el año 2030, con lo cual se logra una mitigación acumulada de 5.63 MtCO2e con respecto al escenario base (Figura 5.6). En el año 2020 alcanzan 0.90 MtCO2e y la mitigación acumulada es de 1.73 MtCO2e. GEI  alternativo  

1.4  

Mitigación  

Toneladas  de  CO2  eq.  

1.2   1   0.8   0.6   0.4  

0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

0.2  

Año   Figura 5.6. Emisiones de GEI del Escenario Alternativo y mitigación con respecto al Escenario Base.

Por su parte las emisiones CN del escenario alternativo inician con 13.42 t en el año base y alcanzan 8.98t en el año 2030, con lo cual se logra una mitigación acumulada de 61.3 t con respecto al escenario base (Figura 5.7). En el año 2020 alcanzan 9.85 t y la mitigación acumulada es de 18.84 t.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   104

Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada A. C.

gira  

CN  alterantivo  

Mitigación  

16   14  

Toneladas  de  CN  

12   10   8   6   4  

0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

2  

Años  

Figura 5.7. Emisiones de CN del Escenario Alternativo y mitigación con respecto al Escenario Base.

En el escenario alternativo, tanto para las emisiones de GEI como para las de CN, estamos considerando la sustitución paulatina de los hornos tradicionales por hornos mejorados para alcanzar en 2030 una meta del 100%. De esta manera además de los beneficios de contar con hornos mas seguros y limpios, por la eficiencia lograda y con biomasa proveniente de bosque manejado de forma sustentable resulta en una buena opción de mitigación de emisiones de GEI y CN.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   105

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

6. Generación de electricidad con Biomasa 6.1 Introducción La energía eléctrica es fundamental para el desarrollo económico debido a la gran versatilidad que tiene para suministrar servicios de movimiento, calor, enfriamiento, transporte, entre otros. En México, el sector eléctrico es el segundo sector de mayores emisiones de GEI con el 26% (Johnson et al 2009). Se espera que este sector tenga un incremento del 50% en su potencia instalada al 2025, lo que incidirá directamente en las emisiones de GEI debido a que buena parte de esta generación está contemplada a realizarse con combustibles fósiles, principalmente gas natural (SENER, 2010). Por otra parte, se ha identificado un amplio potencial de la biomasa para su uso como energético en México, alcanzando los 3,569 PJ/año, que equivale al 36% de la producción de energía primaria en 2009 y 78% del consumo final de energía (Figura 6.1). De este potencial la madera representa el 54% con 1,923 PJ, de los cuales la mayoría proviene del manejo de bosques nativos, seguido de 345 PJ que vendrían de las plantaciones forestales de eucalipto, y el resto de los cultivos energéticos y de los residuos (REMBIO, 2011).5Este amplio potencial de biomasa en el país puede utilizarse para la generación eléctrica; debido al carácter renovable de la biomasa, la generación de electricidad con tecnologías bioenergéticas puede representar un potencial importante para la mitigación de GEI en este sector.

                                                                                                                        5

Este potencial se calculó considerando el Incremento Medio Anual de los bosques y selvas nativos que están fuera de las áreas de conservación. Las productividades van de 1 a 4 tMS/ha*año y para el uso energético se consideraron sólo las especies y parte de árboles que no se utilizan para aserrío, postes o celulosa (REMBIO, 2011).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   106

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Manejo  de  bosques  y  selvas   Residuos  agroindustriales  de  cutivos  dedicados   Plantaciones  forestales   Caña  de  azúcar   Residuos  de  cultivos  alimenticios   Sorgo  grano   Palma  aceitera   Residuos  agroindustriales  (actual)   Residuos  agrícolas  de  cultivos  dedicados   Residuos  foresto  industriales  actuales   Jatropha  curcas   Biogas   MSW  

0  

200   400   600   800   1000  1200  1400  1600   PJ  

Figura 6.1. Potencial de la bioenergía en México (REMBIO 2011).

En este capítulo se presenta un estudio sobre el potencial de mitigación de GEI y de Carbono Negro por la generación eléctrica con biomasa en México, el cual se acota a la generación eléctrica por combustión directa de biomasa proveniente de bosques manejados de manera sustentable.Para poder desarrollar estas plantas de generación eléctrica con biomasa, es necesario hacer una evaluación detallada para identificar las áreas del país donde se puede contar con la biomasa suficiente e implementar el manejo sustentable de bosques y selvas. Actualmente están bajo manejo forestal persistente ocho millones de hectáreas, de las cuales unas siete millones corresponden a bosques de pino y pino-encino en climas sub-tropicales y templados. El millón de hectáreas restante cuenta con programas de manejo sustentable persistente de selvas en climas tropicales. Las metas de expansión del manejo de bosques y selvas prevén el aumento de 8 a 12 millones de hectáreas bajo manejo en el sexenio 20062012 (CONAFOR, 2006) con una tasa de crecimiento de 0.75 millones de hectáreas por año. En la actualidad los planes de manejo suelen proponer que la madera "de calidad no comercial" se use como leña, o que se la pique y distribuya sobre el suelo forestal para su descomposición (Enrique Riegelhaupt, comunicación personal), y debe considerarse que toda y cualquier acción ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   107

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  de manejo de un bosque nativo afecta al aprovechamiento de los recursos forestales no maderables existentes en el mismo.

6.2 Metodología Escenario Base Para el Sector de Generación Eléctrica el escenario base se fundamenta en los siguientes supuestos: •

La línea base está conformada por las plantas termoeléctricas (que operan con combustóleo) y la nueva capacidad de gas natural que sustituirían a las centrales termoeléctricas convencionalesque saldrán de operación, y se mantienen estos valores hasta cubrir el periodo de estudio, para lo cual se utiliza la información oficial disponible, sobre todo los documentos Prospectiva del Sector Eléctrico 2010-2025 (SENER, 2010) y Costos y Parámetros de Referencia para la Formulación de Proyectos de Inversión en el Sector Eléctrico (CFE, 2009).

Las emisiones de este escenario se calculan a partir de la ecuación 1:

2030

EEB [kg/año]=

∑

(GEc,gn [en GJ/año] / Eficienciac,gn) * FEi [kg/GJ] (6.1)

2009

Donde EEB son las emisiones del escenario base; GEc,gn es la generación eléctrica tanto de combustóleo como de gas natural; y FE es el factor de emisión e cada uno de los contaminantes (i) para combustóleo y gas natural. Por su parte GEc,gn se calcula con la ecuación: GEc,gn [en GJ/año]= PIc,gn [en MW/año]*FPc,gn* 24*365*3.6 (6.2) ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   108

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Donde PIc,gn es la potencia instalada acumulada por año de las tecnologías (en MW/año); y FPc,gn es el factor de planta de las tecnologías termoeléctrica y ciclo combinado. Los datos de eficiencia, factor de planta, poder calorífico de los combustibles, para cada una de las tecnologías, se encuentran en el Anexo 8. Escenario Alternativo o Escenario de Mitigación Para el caso del sector eléctrico, la construcción del escenario alternativo incluye tres etapas: 1) Identificación espacial del potencial de biomasa, que significa conocer si existe la suficiente biomasa para operar la planta. Esta etapa se realiza con base en la localización de especies y productividad anual; cuya metodología ha sido descrita ya en el cálculo del fNRB (Sección 2). Se consideró que solamente una fracción de la biomasa que crece anualmente (básicamente las ramas y las puntas de los árboles, es decir, la leña) puede ser utilizada con fines energéticos, ya que el resto del árbol tiene otros usos que resultan económicamente atractivos. Una vez conocido el potencial físico de producción, el potencial espacial se calculó utilizando un Sistema de Información Geográfica (ArcGIS) por medio de una ventana móvil circular, que consiste en sumar los valores de biomasa disponible como leña de los píxeles que se encuentren en círculo con un radio de 50km. Aquellos centros de la ventana móvil que alcanzan la producción de 110,000 ton/añorepresentan zonas con suficiente biomasa para la instalación de una planta. A diferencia de otros estudios donde se determina el tamaño de planta en función de la biomasa disponible y de una optimización del costo de generación, en este trabajo suponemos un tamaño de planta de 20 MW, la cual consume poco más de 105,000 ton/año, al cual agregamos 5,000 toneladas de biomasa para asegurar el suministro, y limitamos el radio de la biomasa a 50 km,ya que esta es una distancia conservadora de lo que se ha identificado como económicamente viable a partir de una estimación de 35 km de radio para una planta de 9 MW (Viana et al. 2010). 2) Identificación de la ubicación de las plantas de generación eléctrica, en esta etapa se elaboró un mapa de aptitud para la cual, además del requisito de que exista suficiente biomasa

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   109

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  para la planta, se propusieron 10 criterios de selección de sitios según lo descrito por ValadanZoej et al. (s/a).Los criterios se presentan en la Tabla 6.1. Tabla 6.1. Criterios considerados en la ubicación de plantas y sus valores óptimos. Criterio 1. Pendiente 2. Cuerpos de agua 3. Ríos 4.Carreteras pavimentadas 5. Fallas 6. Sitios arqueológicos

Justificación

Valores óptimos

No construir en pendientes pronunciadas

0-6°

No construir cerca de fuentes de agua permanentes y estacionales

500-10,000m

No construir cerca de ríos

>500m

Permitir la accesibilidad de los vehículos con materia prima a la planta

0-2000m

No construir cerca de fallas geológicas

>2,000 m

1

No construir cerca de sitios arqueológicos

>5,000 m

1

7. Vegetación

1 1

1 1

- humedales

1

2

8. ANPs

Excluir Áreas Naturales Protegidas (ANPs)

- ANPs

9. Distancia a localidades

Permitir fácil acceso, pero no dentro de la localidad

800-4,000m

10. Potencial de producción*

Suficiente abasto de leña en un radio menor a 50 km por motivos económicos.

>110,000 ton/año

11. fNRB

Excluir aquellos municipios donde se tiene un 2 >0 (índice de fNRB) uso no sustentable de la leña

1

1

2

Valadan Zoej et al. (s/a).

2

Criterios propios para no interferir con las Áreas Naturales Protegidas (ANPs), excluir los municipios con alta explotación de leña, con un tamaño típico de planta de 20 MW.

La localización definitiva de plantas se realizó con un algoritmo de ubicación de puntos al azar. Este algoritmo se modificó para que, a) sólo ubicara puntos en donde se cumplieran todos los criterios ya mencionados; y b) que entre plantas existiera una distancia mínima de 100km (de tal modo que entre plantas no compitan por la leña que les rodea en un radio de 50km). Existen otros criterios que también son importantes en la selección de sitios para una planta y que no fueron considerados en este trabajo, como la aceptación local, la cual tiene importancia para cumplir con criterios de sustentabilidad en su dimensión social. Otros criterios, como la existencia de líneas de transmisión y distribución eléctrica, no fueron considerados puesto que ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   110

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  más que una limitante física para la construcción de las plantas, son una barrera de tipo financiera, la cual puede ser superada por medio de las inversiones necesarias en infraestructura. 3) Cálculo de las emisiones del escenario alternativo. Las emisiones del escenario alternativo se calculan con las ecuaciones 6.1 y 6.2, con la variante de que ahora se incluyen las emisiones debidas a la generación eléctrica con la biomasa. Se supone que la penetración de la tecnología de generación con biomasa sigue una función logística, la cual es la forma que toma la difusión de nuevas tecnologías (Grübler et al., 1999).

6.3 Descripción de la tecnología alternativa Existen distintas tecnologías para el uso de la bioenergía que pueden ser empleadas para la generación de electricidad, como: la combustión directa, la gasificación acoplada a turbinas de gas o generadores de vapor, la biodigestión anaerobia de residuos orgánicos para motogeneradores a biogás. Debido al alto potencial de la leña en el país (REMBIO, 2011) (poco más del 46% del total identificado), la generación de electricidad con madera o residuos forestales tiene una alta importancia. La tecnología de combustión directa de biomasa básicamente tiene la misma tecnología de las centrales termoeléctricas de combustible sólido, con la diferencia de que en este caso se utiliza madera o algún residuo de la industrialización de la madera (aserrín, corteza) como combustible (Riegelhaupt et al, 2012). El concepto consiste en generar electricidad en forma descentralizada, con madera o residuos de madera provenientes de bosques que son manejados a largo plazo como fuente renovable (Riegelhaupt et al, 2012). Dependiendo del tipo de biomasa forestal disponible, las tecnologías de combustión varían (Riegelhaupt et al, 2012): •

para biomasa limpia de media o baja humedad se utilizan parrillas fijas o viajeras;

•

para biomasa muy húmeda o sucia, se recomiendan quemadores de lecho fluidizado, burbujeantes o recirculantes;

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   111

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  •

para biomasa muy heterogénea, con cenizas fundentes, o cuando se quiere reutilizar una caldera diseñada para petróleo o gas natural que no admite combustibles sólidos, se recurre a gasificadores.

La planta tipo seleccionada es de combustión directa de 20 MW, estas plantas por lo general son de tipo parrilla viajera.

6.4 Nivel de Actividad del sector eléctrico en México (2010-2025) De acuerdo a la Secretaría de Energía el desarrollo de la capacidad de generación eléctrica en México pasará de 51,686 MW en 2009 a 78,248 MW en 2025, lo que representa aumentar la capacidad en poco más de 37,600 MW debido a que también se tiene que restituir el retiro de potencia que saldrá de operación por haber cumplido su vida útil (11,065 MW). Las principales tecnologías contempladas son el ciclo combinado, tanto tradicionales como con plantas de mayor eficiencia llamadas Nueva tecnología de generación; la hidroelectricidad representará también una buena parte de la potencia instalada (Figura6.2).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   112

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Figura 6.2. Evolución de la capacidad instalada por tecnología 2009-2025 en MWSENER (2010).

Basado en esta información y en la evaluación de la sección 6.1.2 la potencia del escenario base se muestra en la Figura6.3. La potencia total instalada es de 15,616 MW para termoeléctricas convencionales, y es la misma potencia en el año base (2009) que al año 2030. La potencia de gas natural proyectada inicia en 2010 con 626 MW, hasta llegar a 7,805 en el año 2030.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   113

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Ciclo  combinado  

Termoeléctrica  

16000   14000   12000  

MW  

10000   8000   6000   4000  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0  

2009  

2000  

Figura 6.3. Potencia instalada del Escenario Base

6.5

Factores de emisión y potencial de mitigación

Para calcular el potencial de mitigación de GEI y de Carbono Negro (CN) de la generación eléctrica con biomasa, es necesario conocer las emisiones asociadas a las tecnologías que serán sustituidas, y de las tecnologías bioenergéticas. Para este fin, hemos recabado información sobre los factores de emisión de dichas tecnologías, los cuales se resumen en las Tablas 6.2 a 6.4. Tabla 6.2. Factores de emisión plantas Termoeléctricas combustóleo Contaminante

Unidad

Valor 1

CO2

T/TJ

77.4

CO

kg/TJ

15.35

CH4

kg/TJ

3.0

Compuestos orgánicos volátiles no metano

kg/TJ

2.33

NOx

kg/TJ

113.73

N 2O

kg/TJ

0.6

1

1 1 1

1

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   114

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Carbono Negro

Kg/kg

0.36*-1.0**

SO2

kg/TJ

229.37

2

1

  *Valor medio de varias referencias. **Valor máximo de varias referencias. 1 IPCC (2006) 2 Streets et al. (2001).

Tabla 6.3. Factores de emisión plantas de ciclo combinado Contaminante  

CO2   CO   CH4   Compuestos  orgánicos  volátiles  no  metano   NOx   N2O   PM2.5   SO2  

1

Unidad   T/TJ   kg/TJ   kg/TJ   kg/TJ   kg/TJ   kg/TJ   Kg/TJ   kg/TJ  

Valor   56.11   27.51   1.01   4.71   17.061   0.11   1.892   0.01  

IPCC (2006)

2

Argonne NL (2001). Las emisiones se tomaron como las correspondientes a PM2.5, donde a partir de la información de Molina y Ruiz-Suárez (2011) la relación CN/PM2.5 es de 6.7% es para el Gas Natural. Tabla 6.4. Factores de emisión plantas de generación eléctrica por combustión directa de biomasa

Contaminante   CO2   CO   CH4   Compuestos  orgánicos  volátiles  no  metano   NOx   Carbono  Negro   N2O  

Unidad   T/TJ   kg/TJ   kg/TJ   kg/TJ   kg/TJ   Kg/kg   kg/TJ  

Valor   112.0*1   72.81   30.01   5.061   104.31   0.02**-­‐0.6***2   4.01  

*Cuando la madera proviene de bosque manejado de forma sustentable las emisiones de CO2 son iguales a cero. **Valor medio de varias referencias ***Valor máximo de varias referencias 1 IPCC (2006) 2 Streets et al. (2001).   ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   115

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Basados en los datos de las Tablas anteriores, se presenta el resultado de las emisiones unitarias y el potencial unitario de mitigación (mitigación por unidad de energía generada) de GEI y de Carbono Negro (CN) para la generación eléctrica a partir de leña proveniente de bosque manejado de forma sustentable. El cálculo se realizó utilizando datos del COPAR de Generación (CFE, 2009), y de van den Broek et al. (1996); en el caso del CN se utilizaron los valores medios. Los resultados se calcularon para plantas de tamaño medio en México, y una planta de 20 MW para el caso de la generación con biomasa. Los resultados (Tabla 6.5) muestran una alta mitigación unitaria de GEI por la tecnología de combustión directa de biomasa con respecto a las tecnologías de ciclo combinado y de termoeléctrica convencional, considerando leña proveniente de bosques manejados de forma sustentable. Tabla 6.5. Datos técnicos y potenciales unitarios de mitigación de la generación eléctrica con biomasa. Fuente: CFE (2009) y van den Broek et al (1996 Ciclo Combinado Termoeléctrica Biomasa Generación GWh 1,975,555 1,992,900 140,160 Combustible TJ 18,715,786 19,929,000 2,018,304 Emisiones tCO2e 1,050,981,226 1,547,562,580 3,919,546 Emisiones tCO2e/GWh 531.99 776.54 27.96 Mitigación unitaria GEI de la Biomasa 95% 96.4% Emisiones CN t 2,370 171,251,825 2,242,560 Emisiones CN t/GWh 0.001200 85.93 16.00 Mitigación unitaria CN de la Biomasa 1333719% 81% Cálculos propios basados en las Tablas 6.2 a 6.4 y en datos de CFE (2009) y van den Broek et al (1996). La mitigación unitaria = (Emisiones fósiles-Emisiones biomasa)/Emisiones fósiles.

En cuanto al CN la biomasa tiene una alta mitigación de CN (81%) cuando sustituye al combustóleo, sin embargo, resulta en un gran aumento de emisiones con respecto al gas natural, debido a que este último tiene emisiones casi despreciables de CN. De esta forma la mitigación de emisiones de CN por el uso de biomasa para la generación eléctrica depende en mayor medida del combustible a ser sustituido.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   116

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

6.6

Escenarios de referencia y de mitigación

6.6.1 Escenario Base de Generación Eléctrica La potencia de generación eléctrica con biomasa del escenario alternativo está basada en la cantidad de plantas identificadas, teniendo como resultado 58 puntos para la instalación de plantas de generación eléctrica de 20 MW cada una, los cuales se presentan en la Figura 6.4 y se detallan en el Anexo 5. Las zonas aptas para la instalación de las plantas de generación se encuentran en su gran mayoría en los estados que colindan con el Océano Pacífico, en la Península de Yucatán y en la zona norte que colinda con el Golfo de México.

Figura 6.4. Ubicación de las plantas de generación eléctrica con biomasa.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   117

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  La potencia instalada del Escenario Alternativo se presenta en la Figura 6.5. La potencia de biomasatiene una penetración que sigue una función logística, que alcanzan una potencia instalada de 1,160 MW en el año 2030.

Biomasa  

Ciclo  Combinado  

Termoeléctrica  

16000   14000  

MW  

12000   10000   8000   6000   4000  

0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

2000  

Figura 6.5. Potencia Instalada del Escenario Alternativo

La generación de energía de los escenarios base y alternativo alcanzan casi 100 millones de MWh en el 2030 (Figura 6.6), que resulta ligeramente mayor a la energía en el año base. Por su parte, la potencia de biomasa sustituye energía generada con termoeléctricas y alcanza poco más de 7.6 millones de MWh (el 8% de la energía total en 2030).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   118

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Biomasa  

Ciclo  combinado  

Termoeléctrica  

100000000   90000000   80000000  

MWh  

70000000   60000000   50000000   40000000   30000000   20000000  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0  

2009  

10000000  

Figura 6.6. Generación eléctrica del escenario alternativo

Las emisiones del Escenario Base Eléctrico se construyen a partir de la potencia instalada de termoeléctrica convencional (que trabaja con combustóleo), y en la potencia de ésta que será sustituida por la tecnología de Ciclo Combinado, tal y como está contemplado en la Prospectiva del Sector Eléctrico (SENER, 2010) (Figura 6.7). Las emisiones de GEI pasan de 68.3 MtCO2e en el año 2009 a 55.8 en 2030, con emisiones acumuladas de 1,340 MtCO2e y emisiones intermedias acumuladas de 775 MtCO2e en 2020. Las menores emisiones GEI en el año 2030 con respecto al año base se deben a que el gas natural tiene menores emisiones de GEI que el combustóleo.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   119

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Termoeléctrica  

70.0  

Ciclo  combinado  

60.0  

MtCO2e  

50.0   40.0   30.0   20.0   10.0   0.0   Figura 6.7. Emisiones GEI del Escenario Base Eléctrico

Las emisiones de CN en el Escenario Base parten de 7,559 t en el 2009 hasta llegar a 3,830 t en el 2030, con emisiones acumuladas de 115,678 t y 77,216 t en 2020 (Figura 6.8). Esta reducción se debe a las pocas emisiones de CN de la generación eléctrica con gas natural (el 0.5% del total), que sustituyen capacidad de generación con combustóleo. Termoeléctrica  

Ciclo  combinado  

8000   7000   6000   toneladas  

5000   4000   3000   2000   0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

1000  

Figura 6.8. Emisiones de Carbono Negro del Escenario Base Eléctrico ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   120

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

6.6.2 Escenario Alternativo de Generación Eléctrica En el escenario alternativo, tanto para las emisiones de GEI como para las de CN, estamos considerando la sustitución de termoeléctricas convencionales con la potencia de generación con biomasa. El resultado son 51 MtCO2 al año 2030, que equivale a una mitigación del 4% de las emisiones acumuladas del escenario base. Las emisiones GEI del escenario alternativo inician con 68.3 MtCO2e en el año base y alcanzan las 51 MtCO2e en el año 2030, con una mitigación acumulada de 51 MtCO2e con respecto al escenario base (Figura 6.9). En el año 2020 la mitigación acumulada es de 6 MtCO2e. Emisiones  Escenario  Alternativo  

Mitigación  del  Escenario  Alternativo  

70  

MtCO2e  

65   60   55   50  

40  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

45  

Figura 6.9. Emisiones de GEI del Escenario Alternativo y mitigación con respecto al Escenario Base

En el caso del CN, la mitigación acumulada es de 303 t de CN al 2030 (Figura 6.10). De esta manera, la generación eléctrica con biomasa proveniente de bosque manejado de forma sustentable resulta en una buena opción de mitigación de emisiones de GEI y CN cuando se sustituye generación termoeléctrica convencional.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   121

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  En el caso en que la electricidad a partir de biomasa de bosque manejado sustituyera electricidad proveniente de plantas de ciclo combinado, la mitigación acumulada sería de 32 MtCO2e, es decir, una mitigación 33% menor que la lograda cuando se sustituye electricidad de termoeléctricas. Por su parte las emisiones de CNaumentan4,848 toneladas cuando se sustituye electricidad de ciclo combinado con la proveniente de biomasa. Esto ocurre porque el gas natural tiene menores emisiones de GEI que el combustóleo; y porque las emisiones de CN por la generación de electricidad con gas natural son muy bajas, mientras que por cada kilogramo de leña que se quema se tienen en promedio 0.02 kg de CN (Streets et al., 2001).

Emisiones  CN  Esc  Alternativo  

Mitigación  emisiones  CN  Esc  Alternativo  

8000   7000  

toneladas  

6000   5000   4000  

2000  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

3000  

Figura 6.10. Emisiones de CN del Escenario Alternativo y mitigación de las emisiones de CN por el Escenario Alternativo

Con el propósito de que el bosque se maneje de forma sustentable, ya que de lo contrario se podrían estar aumentando las emisiones GEI en lugar de reduciéndolas, se enumeran a continuación algunos elementos para implementar un manejo sustentable de la biomasa de los bosques con propósitos:

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   122

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  1. Los aprovechamientos forestales con propósitos dendroenergéticos deben estar contenidos en un ordenamiento del territorio, en los cuales las áreas deben estar perfectamente delimitadas dentro del bosque. 2. Los polígonos seleccionados para poder ser autorizados, deben contar con un plande manejo sustentable conforme a las reglamentaciones vigentes en la SEMARNAT. 3. Dentro del área destinada al aprovechamiento dendroenergético, tendrán preferencia las coberturas arbóreas clasificadas como vegetación secundaria de acuerdo aINEGI. 4. Conbaseen los tipos de vegetación, el aprovechamiento forestal debe centrarse en especies distintas a las que tienen un alto valor comercial, cultural-estético y/o seanrefugio de otras especies o individuos. 5. Las comunidades vegetales seleccionadas deben cumplir con criterios de regeneración vegetativa y el diámetro a la base debe ser mayor de 10 cm y menor de 30cm. 6. Los individuos con diámetros mayores de 30 cm solo podrán ser sujetos de podas. 7. Los aprovechamientos en áreas con alta presencia de arbustos se deberán ajustar a los modelos

de

aprovechamiento

silvícola,

de

tal

forma

que

se

mantenga

la

densidadmínima, misma que no ponga en riesgo la resiliencia de la comunidad, 8. En todos los casos, se recomienda realizar reforestaciones con germoplasma nativo de la zona, para lo cual se deberá establecer viveros en las plantas degeneración de energía. 9. Las áreas bajo manejo deben cumplir además con los criterios establecidos en la norma NMX-AA-143-SCFI-2008 para la certificación de manejos sustentable de bosques. 10. Se requiere capacitación técnica suficiente para poner en marcha el manejo sustentable y para la verificación de los criterios de sustentabilidad. 11. Se requieren esquemas de financiamiento y apoyos para poner en práctica el manejos sustentable de los bosques.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   123

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

7. Escenario Global de las Opciones Bioenergéticas Estudiadas 7.1.

Introducción

El calentamiento global con el consecuente cambio climático es uno de los problemas que enfrenta la humanidad que más atención ha cobrado en los últimos años. México ha firmado el Protocolo de Kioto para reportar sus emisiones de GEI y ha realizado estudios de escenarios para identificar el potencial de mitigación de estas emisiones en los distintos sectores de la economía. Sin embargo, no se han hecho estudios de escenarios futuros sobre el potencial de mitigación sobre los forzadores climáticos de vida corta (FCVC) entre los que se encuentra el carbono negro y el metano. En este estudio se construyeron escenarios de cinco sectores para identificar su potencial para la mitigación de GEI, y de CN: 1) Sector residencial: El escenario alternativo o de mitigación incluye la sustitución de fogones tradicionales por estufas eficientes de leña de cerca del 100% de las existencias estimadas para 2030. El uso de estufas eficientes incidirá directamente en mejorar la sustentabilidad del uso de la leña. En la Figura 7.1 se muestra el balance de leña a nivel municipal del consumo y la oferta de leña para el año 2010 y cómo este balance cambia para el 2030 (Figura 7.2). En aquellos municipios en donde la demanda excede a la oferta se tiene un uso no sustentable. Al porcentaje de la leña que es no sustentable se le denomina fNRB. Puede observarse cómo en amplias zonas del país la introducción de estufas eficientes permite reducir sustancialmente el fNRB. Se observa también que, aún con estas acciones, quedan municipios con altos fNRB, lo que indica la necesidad de trabajar también de manera paralela en mejorar el abasto de leñapor medio de sistemas agroforestales, fomentar el uso de huertos de leña o plantaciones multipropósito a través de la participación activa de los propietarios de los bosques al elegir la opción que más les convenga.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   124

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Figura 7.1. fNRB en el año 2010.

Figura 7.2. fNRB en el año 2030 con el escenario alternativo. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   125

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  2) Carbón vegetal: El escenario alternativo comprende la sustitución del 100% de los hornos tradicionales para la producción de carbón vegetal que se estima existirán en 2030. En la Figura 7.3 se muestra la demanda de carbón en 2010 y en la Figura 7.4 se muestra la demanda esperada por municipio en 2030. Esta producción se realiza con hornos eficientes en el escenario alternativo. La introducción de tecnología eficiente permite reducir la demanda esperada de leña para la producción de carbón vegetal en 45.4 millones de toneladas para el 2030.

Figura 7.3. Demanda de carbón vegetal en 2010.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   126

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Figura 7.4. Demanda de carbón vegetal en 2030.

3) Producción de ladrillo: El escenario alternativo considera la sustitución del 100% de hornos tradicionales existentes que usan biomasa como combustible para la producción de ladrillo. En este caso, la introducción de hornos eficientes permite reducir el consumo de biomasa en ladrillera en 7.1 millones de toneladas al 2030. En la Figura 7.5 se presentan los estados con producción de ladrillo y uso de biomasa.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   127

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Figura 7.5. Estados con existencias de hornos para la producción de ladrillo.

4) Alfarería: El escenario alternativo considera la sustitución del 100% de hornos tradicionales existentes para la producción de alfarería artesanal que usa leña como combustible. La introducción de tecnología eficiente permite reducir la demanda esperada de leña para la producción de alfarería en 3 millones de toneladas para el 2030.

5) Generación de Electricidad con biomasa: El escenario alternativo comprende la sustitución de plantas termoeléctricas por plantas de generación que utilizan como combustible leña proveniente de bosques manejados sustentablemente. La potencia total identificada para la generación eléctrica con leña de manejo sustentable es de 1,160, lo que representa un total de 58 plantas con una capacidad de 20 MW cada una (Figura 7.6).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   128

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Figura 7.6. Ubicación de las plantas de generación eléctrica con biomasa.

Para estimar el potencial de reducción de emisiones de GEI y de CN, se construyeron líneas base para cada uno de los sectores, que siguen la tendencia del uso de biomasa o combustóleo por parte de las tecnologías tradicionales hasta el año 2030, así como las emisiones asociadas a este uso. La implementación de los escenarios de mitigación de los sectores tiene además costos e inversiones importantes que se requieren para su implementación. De igual forma, la puesta en marcha de las acciones de mitigación estudiadas traen consigo otro tipo de impactos que pueden contribuir al desarrollo de las zonas rurales del país, que son las principalmente involucradas en los sectores analizados. Estos impactos son variados y abarcan desde ahorros por la compra de leña, beneficios a la salud por la reducción a exposiciones de contaminantes como partículas, la creación de empleo, hasta la protección de los bosques contra la deforestación y la degradación.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   129

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  En este capitulo se resumen e integran los resultados de los escenarios de los sectores listados arriba y analizados en capítulos anteriores. También se presentan los resultados de los costos, los co-beneficios y las barreras para la implementación de los escenarios.

7.2.

Consumo energético

Para poder estimar las emisiones de GEI y de CN es necesario calcular el consumo de combustible de cada uno de los escenarios, que representa un consumo energético. El Escenario Base Global (EBG), integra los cinco escenarios base de los sectores analizados. El escenario tiene un consumo energético inicial de 456 PJ hasta alcanzar los 511 PJ en 2030, con un consumo intermedio de 481 PJ en el año 2020 (Figura 7.7). El consumo energético está conformado por el consumo de leña (además del aserrín en las ladrilleras) en los sectores residencial y pequeña industria, y del combustóleo utilizado para generación eléctrica6con la primera como el componente más importante.

ALFARERIA  

CV  

LADRILLO  

RESIDENCIAL  

ELECTRICIDAD  

500   400  

PJ  

300   200   100   0  

Figura 7.7. Consumo energético del Escenario Base Global.

                                                                                                                        6

Cabe señalar que con fines de presentación de los resultados, en este capitulo reportamos la energía del sector eléctrico del Escenario Base Global como aquella conformada por la potencia termoeléctrica que es sustituida por generación eléctrica en el escenario alternativo.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   130

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  El consumo energético de leña contabiliza 25 millones de toneladas de materia seca (MtMS) para el año 2012, que se mantienen prácticamente constante hasta el año 2030 (Tabla 7.1). La mayor participación de este consumo corresponde al sector residencial con el 76% en 2012 y el 72% en 2030. Tabla 7.1. Consumos de leña y combustible de los Escenarios Base y Alternativo Globales. MtMS

PJ

MtMS

PJ

2020

2020

2030

2030

Esc. Base Global 2020

25.0

481

24.9

511

Esc. Alt. Global 2020

15.3

312

12.8

337

Acumulado Esc. Base G.

550.8

10,541

Acumulado Esc. Alt G.

376.0

7,688

Por su parte, los mapas a) y b) de la Figura 7.8 muestran la evolución del consumo de leña del año 2010 al 2030 en el escenario base mientras que el mapa c) muestra el consumo de leña en el escenario alternativo donde es posible observar el impacto que las acciones del escenario alternativo pueden lograr. a)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   131

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  b)

c)

Figura 7.8Evolución del consumo total de leña por municipio (2010 y 2030).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   132

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Por su parte el Escenario Alternativo Global (EAG) que integra los cinco escenarios alternativos, tiene un consumo energético de 312 PJ en el 2020 y 337 PJ en el 2030 (Figura 7.9). El escenario alternativo tiene una reducción del consumo de energía de 35% con respecto a la línea base en 2020 y 34% en 2030. Existe un ligero incremento de la generación de energía eléctrica en el Escenario Global Alternativo debido al mayor factor de planta de la generación eléctrica con biomasa con respecto a la generación con termoeléctrica.

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

ELECTRICIDAD  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

RESIDENCIAL  

2019  

2018  

2017  

2016  

LADRILLO  

2015  

2014  

CV  

2013  

2012  

2011  

2010  

450   400   350   300   250   200   150   100   50   0  

2009  

PJ  

ALFARERIA  

Figura 7.9. Consumo energético del Escenario Alternativo Global

En términos de leña hay una disminución del uso del Escenario Global Alternativo contra el Escenario Global Base del 39% en 2020 y en 2030 del 48.6% (Tabla 7.1).Este decremento en el consumo se debe a la introducción de las tecnologías eficientes para los casos de sector residencial y las pequeñas industrias en los Escenarios Alternativos (Carbón vegetal, Alfarería y Ladrilleras).

7.3 Emisiones y mitigación total De acuerdo a los consumos de combustible de cada escenario y a los factores de emisión, las emisiones GEI del Escenario Base Global parten de 29 millones de toneladas de CO2e ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   133

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  (MtCO2e) en 2009, para llegar a 32 y 35 MtCO2e en 2020 y 2030 respectivamente (Figura 7.10). La mayor parte de las emisiones se deben al uso de leña en el sector residencial y a la producción de carbón vegetal, seguido por las ladrilleras y la generación eléctrica.

CV  

ladrillera  

residencial  

electrico  

40   35   30   25   20   15   10  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

0  

2010  

5   2009  

Millones  de  ton.  de  CO2  eq.  

alfareria    

Figura 7.10. Emisiones de GEI del Escenario Base Global.

Normalmente se supone que las emisiones de CO2 de la leña, y de la biomasa en general, son neutras, es decir, que la misma cantidad de CO2 que es emitido durante la combustión de la biomasa es la misma cantidad que fue utilizada por la planta o el árbol para su formación por medio de la fotosíntesis, lo que significa que ese carbono se está reciclando. Sin embargo, si la leña o la biomasa que se usa como combustible es mayor al crecimiento anual, entonces estamos hablando de un decremento del stock de carbono, que significa emisiones netas de CO2 ya que se emite más carbono del que se absorbe. Esto es lo que ocurre en los escenarios analizados, por lo cual las emisiones de CO2 por el uso de leña son positivas. El caso del sector residencial es el más importante a este respecto. Cuando el consumo es mayor que el incremento anual de la biomasa, entonces estamos hablando de leña que no es sustentable y que al quemarse emitirá emisiones netas de CO2 y que se estima a través del fNRB (ver sección 7.1). ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   134

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Por otra parte, las emisiones de CN no dependen de la renovabilidad de la leña, éstas dependen de las condiciones de combustión, del tipo de biomasa y de la tecnología empleada. Las emisiones de CN del EBG inician con 6,221 toneladas en 2009, hasta llegar a 7,344 toneladas en 2030, pasando por emisiones intermedias de 6,805 toneladas en 2020 (Figura 7.11). Al igual que con las emisiones GEI los principales emisores de CN son el sector residencial y la producción de carbón vegetal.

alfareria    

CV  

ladrillera  

residencial  

electrico  

8000  

Ton  de  CN  

7000   6000   5000   4000   3000   2000  

2030  

2029  

2027  

2028  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2015  

2016  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0  

2009  

1000  

Figura 7.11. Emisiones de CN del Escenario Base Global.

Por su parte las emisiones de GEI del EAG llegan a 16.8 MtCO2e en 2020 y a 14.7 MtCO2e en 2030 (Figura 7.12). La mitigación al año 2020 por la implementación del EAG es de 15 MtCO2e, que corresponde al 47% de reducción de emisiones, en tanto que al año 2030 la mitigación alcanza las 20 MtCO2e o el 58% de mitigación de emisiones GEI.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   135

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  CV  

ladrillera  

residencial  

electrico  

30   25   20   15   10  

2030  

2029  

2027  

2028  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

0  

2010  

5   2009  

Millones  de  ton  de  CO2  eq.  

alfareria    

Figura 7.12. Emisiones de GEI del Escenario Alternativo Global.

La introducción de estufas eficientes incide directamente en el balance de biomasa de los municipios y en las emisiones de CO2, al sustituir los fogones tradicionales por estufas eficientes el consumo de leña se reduce a la mitad. En todos los municipios se reduce el consumo de leña por la implementación del escenario alternativo, en algunos casos esta reducción se ve reflejada en un cambio de categoría dentro de los valores de fNRB (ver Figuras 7.1 y 7.2). Como explicamos anteriormente, no obstante es claro que en muchos de los municipios, en su mayoría los del centro y centro oriente, sigue habiendo un uso altamente insustentable de la leña a pesar de las acciones para reducir el consumo. Esto sugiere que en estos municipios es urgente también implementar acciones para mejorar el abasto de leña vía sistemas de manejo forestales y agroforestales. Por su parte, las emisiones de CN del EAG alcanzan las 2,565 toneladas en el año 2020 y 1,921 toneladas en 2030 (Figura7.13). La mitigación al año 2020 es del 62%, que contabilizan 4,240 toneladas; mientras que en el 2030 la mitigación es de 5,422 toneladas que son el 74%.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   136

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  alfareria    

CV  

ladrillera  

residencial  

electrico  

7000  

Ton  de  CN  

6000   5000   4000   3000   2000  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2017  

2018  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0  

2009  

1000  

Figura 7.13. Emisiones de CN del Escenario Alternativo Global.

La mitigación de emisiones de CN se debe principalmente a la sustitución de estufas eficientes en el sector residencial y de hornos eficientes para la producción de carbón vegetal. Los resultados de las emisiones y la mitigación se resumen en la Tabla 7.2. Tabla 7.2. Resumen de las emisiones y mitigación de los escenarios globales.

   

Esc. Base Global 2020 Esc. Alt. Global 2020 Esc. Base Global 2030 Esc. Alt. Global 2030 Acumulado Esc. Base G. Acumulado Esc. Alt G.

GEI (MtCO2e )  

CN ton  

32.0 16.8 35.1 14.7 698.7 434.2

6805 2565 7344 1921 148718 75836

CN Mitigación GEI (MtCO2e)   (MtCO2e)  

4.6 1.7 5.0 1.3 101.1 51.6

Mitigación CN (ton)

15

4240

20

5422

264

72882

Emisiones GEI+CN (MtCO2e)  

36.6 18.6 40.1 16.0 799.8 485.8

Mitigación   GEI+CN (MtCO2e)  

18 24.1 314

7.3.1 Mitigación según opciones La mitigación acumulada de GEI del EAG con respecto al EBG es de 264 MtCO2e (Figura 7.14). El componente principal es la mitigación acumulada debida a la introducción de estufas

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   137

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  eficientes en el sector residencial, con el 50%; la electricidad contribuye con el 19% de la mitigación, el carbón con el 18%, las ladrilleras con el 11% y la alfarería con el 2% (Tabla 7.3). Tabla 7.3. Resumen de la mitigación por sector. GEI (MtCO2e)

CN (ton)

GEI+CN (MtCO2e)*

%CN/total

Alfarería

6

61

6

0.7

Carbón vegetal

47

26,224

65

27.3

Ladrilleras

28

1,444

29

3.4

Electricidad con biomasa

51

303

51

0.4

Residencial

132

44,850

163

18.7

*El GWP empleado para el CN es de 680 (Bond & Sun, 2005).

El escenario eléctrico tiene el segundo lugar de participación y se debe a la sustitución de generación con termoeléctricas convencionales, las cuales tienen altas emisiones.

Emisiones  Esc  Alternativo  Global   Mitigación  CV   Mitigación  Eléctrico  

Mitigación  Alfarería   Mitigación  Ladrilleras   Mitigación  Residencial  

35.0   30.0   MtCO2e  

25.0   20.0   15.0   10.0  

2030  

2029  

2028  

2027  

2026  

2025  

2024  

2023  

2022  

2021  

2020  

2019  

2018  

2017  

2016  

2015  

2014  

2013  

2012  

2011  

2010  

0.0  

2009  

5.0  

Figura 7.14. Mitigación de GEI en el EAG. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   138

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  En cuanto a la mitigación de las emisiones de CN por el EAG, la introducción de estufas eficientes y de hornos eficientes para la producción de carbón vegetal tienen la mayor parte de la mitigación con el 61% y el 36% respectivamente, en tanto que las ladrilleras, alfarería y electricidad en su conjunto mitigan el restante 2% (Figura 7.15).

toneladas  de  CN  

8000.0  

Emisiones  Esc  Alternativo  Global   Mitigación  CV   Mitigación  Eléctrico  

Mitigación  Alfarería   Mitigación  Ladrilleras   Mitigación  Residencial  

7000.0   6000.0   5000.0   4000.0   3000.0   2000.0   0.0  

2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017   2018   2019   2020   2021   2022   2023   2024   2025   2026   2027   2028   2029   2030  

1000.0  

Figura 7.15. Mitigación de CN en el EAG.

7.3.2 Mitigación de GEIacumulada De acuerdo a la información generada, las bases de datos disponibles y los estudios de caso analizados, es posible observar que muchas de las opciones presentadas en ambos escenarios coinciden espacialmente, por tal motivo, y con las limitaciones de información que se han mencionado anteriormente, se especializaron los valores de la mitigación total acumulada de los dos sectores que cubrían los requisitos de información para tal fin, es decir, donde se conoce el lugar de origen y de consumo de la leña, y que son el sector residencial y la producción de ladrillo artesanal. La Figura 7.16 muestra las regiones donde la suma de las opciones en el escenario alternativologran una mayor mitigación resaltando las zonas prioritarias (de alto consumo y/o fNRB crítico). ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   139

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Figura 7.16. Mitigación total acumulada de GEI al 2030.

7.4 . Análisis de Costos 7.4.1. Metodología Uno de los objetivos del presente estudio es la estimación de los costos de mitigación y las inversiones para la implementación de los escenarios alternativos. El costo de mitigación es el costo marginal para la reducción de una unidad de CO2e, este indicador nos permite comparar intervenciones entre sí para identificar aquellas que son más viables de implementación en términos económicos. Los costos de mitigación de cada sector se estimaron a partir de la siguiente ecuación: CM = (CEB –CEA)/ Mitigación ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   140

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  donde, CM= Costo de mitigación de cada sector (USD/tCO2e) CEB= Costo del escenario base de cada sector (USD) CEA= Costo del escenario alternativo de cada sector (USD) La mitigación se reporta en tCO2e.

Para el cálculo de los costos de cada escenario, se utilizó el método del valor presente neto en el año 2009, con los costos y beneficios económicos directos de cada uno de los sectores, como la inversión, operación y mantenimiento, ahorros de combustible, etc. Se excluyeron de los cálculos los costos institucionales para la implementación de los escenarios. Para estimar los costos y beneficios económicos directos se utilizó lainformación de campo que pudo ser recabada para los casos residencial y de pequeña industria, mientras que para el caso de la generación eléctrica se utilizaron en mayor medida documentos oficiales y referencias internacionales. La tasa de descuento utilizada es de 10%. Los precios de los combustibles fósiles fueron tomados de Johnson et. al (2009), de CFE (2011) y de SENER (2011). Todos los costos y beneficios directos están expresados en dólares constantes del 2007. Los supuestos económicos y técnicos se presentan en los Anexos 6a 9para cada una de las opciones.

7.4.2. Resultados Los resultados de la mitigación, los costos de mitigación y de inversión se resumen en la Tabla7.4.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   141

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Tabla 7.4. Costos de mitigación e inversión para el escenario alternativo: todos los sectores Mitigación

Costo

GEI (MtCO2e)

CN (ton)

GEI+CN (MtCO2e)

%CN/total

Costo de mitigación (USD/tCO2e)

Inversión (Millones USD)

Reemplazo de las tecnologías al término de vida útil (Millones USD)

6

61

6

0.7

-

-

-

Carbón vegetal

47

26,224

65

27.3

5.6

875

1,422

Ladrilleras

28

1,444

29

3.4

0.06

(42)

Electricidad con biomasa

51

303

51

0.4

8.6

938

-

Residencial

132

44,850

163

18.7

-2.1 a -26.3

375

292

72882

314 72882

2,171

1,890

Alfarería

Total

1

264

314

2

3

127

1

No fue posible calcular el costo de mitigación e inversión debido a ausencia de información confiable sobre esta industria. 2 Costo de mitigación cuando de incluyen los beneficios: 1) reducción de tiempo de cocción; 2) reducción de impactos negativos a la salud; 3) preservación de bosques. García-Frapolli et al. (2010). 3 Significa que la inversión del escenario alternativo es menor que la inversión en el escenario base.

Como resultado de los análisis, los costos de mitigación de los sectores estudiados están en el intervalo de -2.1 a 8.6USD/tCO2e, lo cual abarca desde beneficios netos hasta costos de mitigación bajos, menores a otras alternativas energéticas como la producción de etanol de caña o la generación termoeléctrica, estimados en otros trabajos (Johnson et al. 2009). La opción de estufas eficientes de leña para el sector residencial es la que tiene un costo de mitigación negativo, lo que significa que este escenario de mitigación tiene beneficios económicos netos y que no requeriría de la venta de bonos de carbono para hacerlo rentable. Este escenario es el que presenta además el mayor potencial de mitigación. La electricidad a partir de leña de bosque manejado tiene un Valor Presente Neto positivo para el escenario alternativo, lo que significa que con los supuestos económicos utilizados en el ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   142

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  análisis, los proyectos de generación eléctrica con biomasa son rentables económicamente. El costo de mitigación resulta positivo debido a que la implementación del escenario base generaingresos, los cuales son mayores que los del escenario alternativo, de esta forma el costo neto para la implementación del escenario alternativo es positivo. Esto mismo ocurre para el caso de hornos eficientes para la producción de ladrillo, donde a pesar de tener un costo de mitigación positivo (aunque muy pequeño), la sustitución de hornos tradicionales por hornos eficientes es económicamente rentable debido sobre todo al ahorro de combustible. La inversión total estimada para la implementación de las cinco opciones de mitigación es de 2,171 millones de dólares, con un costo adicional de reemplazo de las tecnologías al terminar su vida útil de 1,890 millones de dólares. Los casos de estufas eficientes y ladrilleras tienen inversiones que van de los 91 a los 400 millones de dólares, inversiones que están en el rango de otras opciones de eficiencia energética como la iluminación residencial y no residencial (Johnson et al, 2009). Los costos de inversión de los escenarios residencial y pequeña industria son menores que los requeridos para la implementación del escenario de generación eléctrica con biomasa, debido a las altas inversiones requeridas para todos los proyectos de generación eléctrica. En el caso del escenario alternativo de ladrilleras la inversión resulta negativa, lo que quiere decir que la inversión del escenario alternativo es menor que la inversión del escenario base, esto se debe básicamente a que los hornos de campaña tienen que construirse cada vez que se requiere cocer el ladrillo, en tanto que los hornos eficientes se construyen una sola vez y tienen una vida útil que promedia 12 años. El hecho de que existan costos negativos de mitigación sugiere la existencia de barreras que han impedido la implementación de las medidas que tienen costos negativos o muy bajos. Existen además co-beneficios asociados a la implementación de los escenarios de mitigación, como reducción de contaminantes, ahorros de tiempo, creación de empleos, entre otras. En el caso de las estufas, cuando se incluyen otros co-beneficios debidos la sustitución de fogones tradicionales por estufas eficientes el costo de mitigación pasa de -2.1 a -26.3 USD/tCO2e. Estos co-beneficios incluyen disminución de impactos a la salud por la exposición a partículas, los ahorros de tiempo para cocinar y lo beneficios por la preservación de bosques.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   143

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  A continuación se presenta un resumen de los co-beneficios y barreras asociados a las tecnologías incluidas en los escenarios de mitigación.

7.5Co-Beneficios Las externalidades ambientales y sociales no se encuentran incluidas en el costo de mitigación de cada sector. En esta sección se abordarán externalidades asociadas a la implementación de las tecnologías alternativas propuestas conocidas como co-beneficios. Debido a la falta de estudios detallados sobre estos co-beneficios para las tecnologías bioenergéticas la discusión será de tipo cualitativa.

1. Co-beneficios de las estufas eficientes de leña para uso residencial Dentro de las externalidades sociales asociadas al uso de estufas eficientes tiene gran relevancia el impacto que tienen éstas para mejorar la calidad de vida de las mujeres y los niños, lo cual sin duda contribuye para impactos positivos en la equidad de género. Las concentraciones de partículas y de gases en el interior de los hogares asociados al uso tradicional de la leña son superiores a las provocadas por industrias y vehículos en las grandes ciudades. En las cocinas rurales de los países en desarrollo las concentraciones de partículas superan ampliamente las concentraciones consideradas como permisibles de acuerdo con normas internacionales. Por ejemplo, durante la preparación de los alimentos se han medido concentraciones de PM10 de hasta 30,000 µg/m3, cuando los valores permisibles van de 300 a 3,000 µg /m3 en 24 horas (Smith et al., 1994; McCraken y Smith, 1998; Albalak et al., 2001; Zhang et al., 1999). En GIRA-INE (2005) se menciona que para el caso del monóxido de carbono se reportan valores de entre 5 y 500 ppm durante la cocción de alimentos, que corresponden a valores de entre 2 y 50 ppm en 24 horas. Para este gas, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) propone valores máximos permisibles de 9 ppm en ocho horas. De igual modo, el efecto en la salud de la gente, medido en términos de severidad del daño y de tamaño de la población afectada, es probablemente mayor. Sin embargo, en comparación ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   144

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  con la contaminación del aire en las ciudades, el caso de la contaminación por la combustión de biomasa en interiores, incluyendo sus consecuencias en la salud y en el medio ambiente, así como sus posibles soluciones, ha recibido muy poca atención por parte de las instituciones de investigación, organismos gubernamentales e internacionales y fundaciones privadas. Se sabe que es en el interior de las viviendas, y muy particularmente en las cocinas, donde se da la mayor exposición a contaminantes, y que la población más expuesta son las mujeres y los niños; ya que son ellos quienes pasan la mayor parte del tiempo en estos lugares. La población que utiliza biomasa para cocinar de forma tradicional está expuesta durante periodos de tres a siete horas diarias a niveles muy altos de contaminantes a lo largo de su vida. En regiones frías en donde la biomasa se usa además para calefacción, se observan diferentes niveles de concentración durante las 24 horas del día. En algunas zonas densamente pobladas en donde se usan de manera intensiva los combustibles de biomasa se puede presentar además un problema de contaminación del aire en el exterior de las viviendas, aunque por lo general en concentraciones menores a las de intramuros. En un estudio realizado en una comunidad de la Meseta Purhépecha7 se midió la concentración de partículas PM2.5, derivadas de la combustión de leña en fogones abiertos. Estás partículas forman parte de la fracción respirable, pero están asociadas a problemas de salud más graves porque pueden penetrar más profundamente en el sistema respiratorio. Este material suspendido corresponde a partículas sólidas o líquidas con diámetro igual o menor a 2.5 µm. En dicho estudio se encontró que la concentración de PM2.5 a un lado del fogón abierto es de 593 µg/m3. La exposición promedio diaria para las mujeres, de acuerdo con el tiempo que pasan en cada lugar y la concentración respectiva, es de 211 µg/m3. Este nivel de exposición es muy elevado respecto de la norma oficial (DOF 2005) que marca el límite máximo de exposición por 24 horas en 65 µg/m3. Por lo anterior, la implementación de las estufas eficientes de leña resultan, además de los beneficios ambientales por la disminución en el consumo de biomasa, en beneficios directos a                                                                                                                         7

Para más detalles ver el documento Evaluación de concentraciones micro ambientales de partículas suspendidas en hogares rurales de Michoacán y las actividades que influyen la exposición personal. (GIRA-INE, 2005).

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   145

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  la salud de las familias rurales. En el único estudio detallado sobre los co-beneficios de las estufas eficientes que se ha realizado en México, Garcia-Frapolli et al.(2010) determinaron que los beneficios económicos por ahorro de leña alcanzaban 400 dólares/año (comparado con un costo directo de 83 dls por estufa estimado para el programa particular bajo análisis en este estudio); los beneficios a la salud por gastos evitados a las familias y al sistema de salud, 208 dólares/año (o casi 3 veces el valor de la estufa) y los derivados de beneficios ambientales 103 dólares/año. El total de beneficios por estufas resultó de 731 dólares/año con una relación beneficio/costo de 11. Todos estos datos demuestran que la implementación de estas tecnologías es sumamente costo-efectiva. Tabla 7.5. Beneficios económicos totales de las estufas Patsari. Por estufa US$/año

Por proyecto US$/año

1. Ahorros de leña

400.8

402,030

1.1. Costos evitados debido a ahorro de leña

400.8

402,030

2. Creación de empleo y generación de ingreso

19.1

19,136

2.1 Beneficios por la reducción de tiempo de cocinado

19.1

19,136

3. Impactos en la salud

208.6

209,271

3.1 Costos evitados por enfermedades a nivel usuario

131.2

131,611

3.2 Costos evitados para el sistema público de salud

73.2

73,398

3.3 Beneficios por una mejor salud (tiempo ahorrado)

4.2

4,261

103.2

103,508

4.1 Beneficios por la preservación de bosques

44.7

44,833

4.2 Beneficios por la reducción de gases de efecto invernadero

58.5

58,676

731.7

733,944

4. Impactos ambientales

5. Beneficios económicos totales

Fuente: Garcia-Frapolli et al., 2010. 2. Co-beneficios de la implementación de tecnología eficiente para carbón vegetal Los principales co-beneficios asociados a los hornos eficientes de carbón vegetal son: a) Disminución de los costos de producción debido a un menor consumo de leña y a una menor ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   146

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  demanda de mano de obra, con el consecuente aumento de ingreso para los productores; b) Disminución en las emisiones de CO y NOx con los consecuentes beneficios en la salud de los productores; c) Mejoras a la salud por reducción de riesgos de quemaduras y de inhalación de contaminantes como partículas suspendidas, CO y otros; d) Al plantear que la implementación de hornos eficientes deberá ir en conjunto con la adopción de planes de manejo forestal sustentable en las áreas de influencia de los hornos, estos últimos podrían ayudar a disminuir la deforestación y la degradación.

3. Co-beneficios de la implementación de tecnología eficiente para ladrilleras Los hornos eficientes de ladrillo que se sugieren en este estudio permitirían obtener los siguientes co-beneficios económicos: a) Aumento de ingresos por reducción de tiempo de operación del horno; b) Reducción del costo de producción por el aprovechamiento de calor residual para secar material crudo (acelerar secado); c) Disminución de la pérdida de piezas, lo que significa mayores ingresos. Ambientalmente, se lograría mejorar la calidad del aire al reducir significativamente la contaminación por humo. Se lograría también impactar menos en los acuíferos y escorrentías locales. Desde el punto de vista de la salud, al igual que en el caso del CV, los productores mejorarían sensiblemente su calidad de vida al reducir los riesgos por quemaduras y por exposición al humo de leña.

4. Co-beneficios de la implementación de tecnología eficiente para la Alfarería La adopción de hornos eficientes de leña para la alfarería traería aparejado substanciales cobeneficios económicos, sociales y ambientales. Entre los principales se tienen, dentro de la producción alfarera: a) Mejora de la calidad de las piezas al tener un incremento de temperatura para la cocción del barro y disminución del gradiente de la temperatura dentro del horno; b) Al tener mayor control sobre la temperatura interior del horno se logran temperaturas más homogéneas,que disminuyen la pérdida económica por piezas defectuosas; c) Permite una producción que no depende de las condiciones ambientales (lluvia, humedad, viento). ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   147

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Entre los beneficios en términos de salud y calidad de vida se tiene: a)Menos riesgo de quemaduras e inhalación de humo; b) Menor exposición al fuego directo; c) Se disminuye la carga de trabajo; d)Posibilidad de uso de esmaltes sin plomo lo que evita la contaminación directa a las personas, ya que el plomo al ingerirlo o respirarlo es perjudicial para el cerebro, los riñones, el sistema cardiovascular y el sistema reproductivo. El plomo afecta especialmente a los niños, a quienes la exposición daños neurológicos, reduce el coeficiente intelectual, produce anemia, trastornos nerviosos, problemas de desarrollo, convulsiones e incluso la muerte. Dentro del rubro económico, otros co-beneficios incluyen: a)Ahorro de dinero por el ahorro de combustible utilizado; b) Mayor competitividad en el mercado al tener piezas de mejor calidad y menores pérdidas en la producción; c) Disminución de costos con la posibilidad de mejorar precios de producto final; d) Apertura de nuevos mercados con la posibilidad de no utilizar el plomo para el esmaltado de las piezas

5. Co-beneficios de la implementación de tecnología eficiente para la generación de electricidad con biomasa Entre los más importantes se cuenta: contribuir a la diversificación de la matriz de generación del país y a la seguridad energética y proporcionar generación de electricidad de base, debido a que a diferencia de otras energías renovables la biomasa puede ser almacenada y usarse cuando es requerida. Entre los aspectos ambientales, la generación con biomasa reduce las emisiones de SO2, con la consecuente reducción en la lluvia ácida. Asimismo, el escenario de mitigación, tal y como está pensado incluye poner bajo manejo sustentable las áreas de abasto de las plantas de generación eléctrica con biomasa, lo que contribuye a disminuir la deforestación y degradación forestal. Algunos elementos para lograr el manejo sustentable son el ordenamiento territorial, la capacitación, el cumplimiento de los criterios de sustentabilidad de la norma NMX-AA-143SCFI-2008 para la certificación de manejos sustentable de bosques, entre otros descritos en el capítulo 6. Dentro de los aspectos socio-económicos, la generación eléctrica con biomasa puede ayudar a la diversificación de las economías rurales y generar oportunidades de empleo a lo largo de la ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   148

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  cadena de producción. A este último respecto, partiendo de los datos de Wei et al. (2010) realizamos la estimación de los empleos directos e indirectos de los escenarios construidos. Los empleos directos son creados durante el diseño, manufactura, entrega, construcción, instalación, gestión del proyecto y operación y mantenimiento de la planta de generación (Wei et al., 2010). Por su parte los empleos indirectos son aquellos que se crean para suministrar los insumos para la construcción, instalación y operación de la planta, como por ejemplo los empleos generados para suministrar el acero necesario para la construcción de una turbina. El escenario base contabiliza 11,486 empleos por año al 2030 cuando se tiene la potencia máxima, mientras que el escenario alternativo genera 12,828 empleos al mismo año, cuando está plenamente desarrollada la generación con biomasa. Estas datos significan un aumento neto de los empleos anuales directos e indirectos de 1,341 en el periodo debido a la implementación del escenario alternativo.

7.6Análisis de Barreraspara la Implementación del Escenario de Mitigación La metodología para esta sección implica revisar barreras de tipo institucional (leyes, reglamentaciones),

económicas,

técnicas

y

socio-culturales

(relacionadas

con

la

promoción,adopción de la tecnología eficiente, capacitación, etc.) que dificultan o impiden la implementación de las tecnologías bioenergéticas a diferentes escalas. El análisis de las barreras se realizará tecnología por tecnología, de acuerdo a sus características particulares.

7.6.1 Sector residencial Barreras Sociales y culturales El análisis de este tipo de barreras proviene de las experiencias de implementación de GIRA A.C.; HELPS, y los estudios de Zamora (2011); Ruíz-Mercado (2011),Troncoso et al. (2007)y Albalak (1997)). Un gran número de comunidades rurales en México son comunidades indígenas con tradiciones y costumbres muy arraigadas. En algunos casos esta situación conduce a complicaciones relacionadas con aceptación y adopción de alternativas tecnológicas, si ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   149

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  se comparan con las estrategias convencionales. Dado que las soluciones tecnológicas no resuelven por si solas la problemática para la cual fueron diseñadas, se requiere llevar acciones de educación y formación, lo cual en comunidades rurales apartadas representa un gran reto. La población rural se distribuye en miles de comunidades, que en muchos casos son de difícil acceso debido a la deficiente infraestructura. Esta dispersión de la población además de la distancia de los centros urbanos, de las condiciones orográficas, la falta de caminos y la degradación de los recursos naturales se transforman en problemas estructurales de la pobreza y la marginación. Tecnologías alternativas como las estufas eficientes no siempre funcionan en estas condiciones con las estrategias comunes de mercado, sino que se requiere contar con una base de organización social que promueva la participación comunitaria a fin de lograr y mantener buenos niveles de adopción. Por otra parte se tienen además condiciones relativas a las relaciones de género que en las comunidades rurales suelen ser muy marcadas. Para el caso de uso de la leña en el sector residencial, en general son los hombres quienes acceden al recurso leña, pero son las mujeres quienes hacen uso de él en el hogar, condición que lleva a considerar estrategias diferenciadas al momento de proponer una tecnología alternativa que impacta tanto en el recurso mismo como en el uso que se hace de él. Barreras Técnicas Hay un pobre desarrollo de las tecnologías en el sector rural. En cuanto a estufas eficientes de leña, se han logrado avances importantes pero para llegar a implementaciones masivas aun hay mucho trabajo por realizar. El funcionamiento y los costos de supervisión de tecnologías a pequeña escala siguen siendo altos. Hay necesidad de mayor apoyo a la innovación tecnológica para lograr tener la diversidad de alternativas que las comunidades requieren. Para esto hay que conseguir que las instituciones de investigación trabajen conjuntamente con las organizaciones locales en el desarrollo de nuevos diseños de estufas apropiadas. Las estufas eficientes tienen que ser más robusta, rentable y limpia. La investigación participativa que se ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   150

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  necesita hacer requiere enfocarseen una mejor comprensión de las prioridades de los usuarios. Por otra parte es necesario comprender la dinámica del uso múltiple de combustibles para ofrecer alternativas acordes al desarrollo de las comunidades rurales. Barreras Económicas Para poder llegar a una difusión masiva efectiva es necesaria la participación de estrategias de mercado y de negocios con sentido social. En la actualidad, los esfuerzos han sido a nivel local, lo que hace que el proceso sea muy lento. El sector empresarial puede tener una participación activa en la difusión de las mismas, sin embargo, es necesario que la investigación y la producción de estufas eficientes colaboren estrechamente para lograr dispositivos que puedan ser fabricados a gran escala pero que a la vez sean durables y logren tener una combustión limpia y eficiente. El "sistema de cocción" debe tenerse en cuenta a través de enfoques integrados que funcionan simultáneamente con la innovación tecnológica, financiamiento creativo y desarrollo del mercado, y la vigilancia de la salud actual y los beneficios ambientales. La mayoría de la población rural vive en condiciones de pobreza y marginación, tienen bajos niveles de educación, servicios y suministros. Por lo tanto existe una limitada capacidad de los usuarios, que está enmarcada por su poca capacidad de pago para la adquisición de las nuevas tecnologías o combustibles. Se requieren de mecanismos financieros innovadores y creativos que ayuden a los usuarios a superar los costos de inversión y mantenimiento requeridos. Barreras Institucionales Para tener éxito en el mediano y largo plazo, los programas de estufas eficientes requieren contar con un marco normativo general e integrarse en estrategias más amplias de desarrollo rural sostenible, dejar de ser programas de combate a la pobreza para pasar a ser verdaderos motores de desarrollo y calidad de vida. Actualmente hay algunos programas del Gobierno Federal que muestran signos de éxito. Sin embargo, es necesario que estos programas incluyan desde el principio y en el mediano y largo plazo acciones de control y seguimiento. Es decir, que contemplen acciones para facilitarla adopción y uso permanente de las tecnologías. Los programas ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   151

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  gubernamentales no están considerando la posibilidad de llevar a cabo acciones para el monitoreo de los beneficios ambientales, como la mitigación de las emisiones ni contemplan recursos para el seguimiento y mantenimiento de largo plazo.

7.6.2 Carbón Vegetal y Ladrilleras Barreras Sociales y culturales A partir de la experiencia de los expertos en la construcción de hornos eficientes se ha detectado una dificultad en la adopción de nuevas tecnologías de producción por parte de los productores de carbón vegetal y los productores de ladrillo, en parte por razones de tipo social, tales como la organización familiar para llevar a cabo el trabajo, la movilidad de los sitios en los que se elabora el carbón, entre otras. Barreras Técnicas Hay poco desarrollo y demostración de hornos eficientes de CV y de ladrillo, se necesita trabajar en una mayor diversidad de diseños, tamaños y otras características técnicas que permitan adaptar los hornos a las diversas condiciones sociales y ecológicas de México. No se cuenta con estudios detallados sobre las emisiones de GEI y CN tanto en hornos tradicionales como en hornos eficientes. Tampoco hay estudios sobre los cobeneficios de estas tecnologías. Falta personal calificado para la construcción y supervisión de la operación de hornos eficientes de carbón vegetal y de ladrillo, con el propósito de lograr la penetración establecida en el escenario alternativo. Barreras Económicas Falta capital para financiar la construcción de los hornos eficientes y el personal técnico para el entrenamiento y seguimiento. Al igual que para el caso residencial, la mayoría de los productores de CV y de ladrillo vive en condiciones de pobreza y marginación, tienen bajos niveles de educación, servicios y suministros. Por lo tanto existe una limitada capacidad de pago por parte de los productores, que limita la adquisición de las nuevas tecnologías o combustibles. Es necesario contar entonces con esquemas de financiamiento (específicamente microfinanciamiento) para los productores. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   152

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Barreras Institucionales Es necesario poner bajo manejo forestal sustentable las áreas de bosque que se requieren para la producción de carbón y ladrillo en hornos eficientes, lo que implica un gran reto de organización ya que la mayoría de los bosques en México son de propiedad comunitaria, por lo que se requiere de marcos apropiados para propiciar la participación de las comunidades. En el caso de las ladrilleras es urgente normar la localización de las industrias ya que frecuentemente se ubican en barrancas y contribuyen a la erosión de suelos del lugar así como a la contaminación por humo de las zonas aledañas. Falta también un programa apropiado de manejo de residuos, ya que muchas ladrilleras dependen de aserrín y otros productos secundarios del manejo forestal. En ciertas zonas se quema incluso plásticos y otros materiales que generan una mayor contaminación ambiental y daños a la salud. Esto es particularmente responsabilidad de SEMARNAT y CONAFOR. Es necesario desarrollar esquemas de certificación para los técnicos de construcción de hornos eficientes para garantizar que cumplan con las normas de construcción y aseguren las condiciones de seguridad para sus operadores y alcanzar la máximavida útil del horno. Se detecta la ausencia de un programa de gobierno que considere la asistencia técnica y capacitación que puedan garantizar el uso sostenido y el mantenimiento de la nueva tecnología. La escasa información referente a las redes de mercado relacionadas con la venta de carbón vegetal constituye una barrera para el desarrollo del sector, ya que no existe información confiable y sistematizada respecto al origen del carbón vegetal, ésta información es relevante debido que no es posible priorizar los sitios donde es más urgente la construcción de los hornos eficientes.

7.6.3 Alfarería Como se ha indicado, los hornos alfareros constituyen una tecnología que puede mejorar significativamente la calidad de la alfarería en México, disminuir el consumo de leña utilizada y ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   153

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  mejorar las condiciones de producción. A pesar de ello, el uso de estas tecnologías no se ha difundido debido a una serie de barreras. Barreras Sociales y Culturales Dado que la alfarería no es sólo una actividad económica, sino sobre todo un oficio familiar en el que interviene una cultura fuertemente arraigada y cargada de simbolismos. Para muchas familias, la alfarería es una actividad que se transmite de padres o madres a sus hijos e hijas, en la que la experiencia y el conocimiento de sus recursos y sus técnicas son fundamentales, sobre todo en el momento de la cocción del barro crucial para la producción (Vergara Hernández, 2009, Flores Reséndiz, 2006, Calderón, 2001). Lo anterior propicia que un cambio tecnológico no ocurra fácilmente, a menos que existan importantes razones de tipo económico, social o ambiental para ello. Barreras Técnicas Al igual que en el caso de las otras pequeñas industrias analizadas en el presente reporte, en la alfarería hay poco desarrollo y demostración de hornos eficientes. Se necesita por tanto trabajar en una mayor diversidad de diseños, tamaños y otras características técnicas que permitan adaptar los hornos a las diversas condiciones sociales y ecológicas de México. Asimismo, deben fortalecerse las experiencias positivas sobre hornos eficientes que se han dado en diversas comunidades (ver abajo). No se cuenta con estudios detallados sobre las emisiones de GEI y CN tanto en hornos tradicionales como en hornos eficientes. Tampoco hay estudios sobre los co-beneficios de estas tecnologías. Falta personal calificado para la construcción y supervisión de la operación de hornos eficientes, con el propósito de lograr la penetración establecida en el escenario alternativo. Barreras Económicas Un horno requiere de una inversión que los pequeños productores no siempre pueden cubrir. Si bien la inversión en un horno redunda en mayores ingresos por productos alfareros de mayor calidad, y en un ahorro de leña que en cierto tiempo permite recuperar el monto invertido, no todos los alfareros disponen de liquidez para asumir este costo. Finalmente se debe señalar que la actividad alfarera en muchos lugares ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   154

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  tiende a declinar ante la llegada de nuevos productos, ante los cambios generacionales que imponen las nuevas condiciones del medio rural nacional, y posiblemente ante la disminución de recursos naturales utilizados (arcilla y leña). Barreras Institucionales Existe una fuerte tendencia a considerar que el cambio tecnológico necesariamente debe de incluir otro tipo de energéticos distintos a la leña. Ya hemos mencionado que con el impulso que se está dando a la adopción de la alfarería sin plomo, una de las metas

es

sustituir

hornos

tradicionales

por

hornos

mejorados

de

gas

(http://www.fonart.gob.mx/web/repositorio/repositorio.html). De tal modo que, desde la perspectiva de las instituciones oficiales dedicadas al apoyo de los artesanos, no se considera la posibilidad de realizar cambios tecnológicos a partir de la propia tecnología tradicional, los desarrollos tecnológicos que involucran la participación local tienden a ser promovidos únicamente desde organizaciones civiles como GIRA o CEFORCAL (CEFORCAL 2011, Navia 2003), los cuales tienen limitadas posibilidades de implementación a una escala mayor. En el caso de las localidades de Santa Fé La Laguna en Michoacán y Amatenango del Valle en Chiapas en el pasado se habían intentado introducir hornos de gas y petróleo ajenos a las condiciones culturales y de producción alfarera local, los cuales fueron abandonados. En estos mismos sitios, actualmente hay diferentes experiencias de introducción de hornos de leña a partir de la participación local que están teniendo éxito (Calderón 2001, Navia 2003, FAO 1991) lo que da cuenta de cómo los cambios tecnológicos requieren mucho más que sólo una nueva y eficiente tecnología para ser incorporados.

7.6.4 Generación de Electricidad con Biomasa Barreras Sociales y Culturales La biomasa no se considera todavía como un recurso energético renovable por la mayor parte de los tomadores de decisiones en México. Muchas veces existe una percepción negativa incluso en la gente común, ligada a algunos de los problemas que presenta la tecnología tradicional. No se ha reconocido la importancia y capacidad de las ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   155

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Organizaciones de Productores Rurales para abastecer de manera confiable y permanente de materia prima a las industrias. Esto es práctica normal en el sector agrícola y agroindustrial, que a través de distintos esquemas –como la agricultura por contrato- crean redes de abasto seguras y confiable de cientos o miles de productores.Se requiere elaborar un balance local de GEI que incluya la captura y secuestro de carbono de las áreas forestales gestionadas para la generación de energía. Así como las emisiones de GEI ocasionadas por la actividad: uso de maquinaria, transporte, operación de la planta Esquemas de este tipo deben impulsarse y fomentarse también para el abasto de biomasa forestal. Barreras técnicas Se debe garantizar la producción sustentable de biomasa, lo que requiere poner bajo manejo sustentable un área suficiente para abastecer a las plantas de generación eléctrica con biomasa. Deben desarrollarse cadenas de logística para suministrar la biomasa a costos competitivos y en los tiempos en que son requeridos para la generación de las características particulares de cada una de las plantas. Se debe integrar la electricidad generada con biomasa a las redes de transmisión y/o distribución, de manera que la generación con biomasa pueda suministrar potencia de base del sistema eléctrico del país. Barreras económicas y financieras Se requiere de inversión en nuevas líneas de distribución y transmisión para llevar la electricidad de las plantas de biomasa a los centros de consumo, ya que es probable que no exista esta infraestructura en los lugares que resultaron aptos para la construcción de las plantas de generación. Los subsidios a los combustibles fósiles inhiben la competitividad de la generación a partir de biomasa. No existe financiamiento, incentivos fiscales o subsidios que faciliten la adquisición de tecnologías bioenergéticas para la generación eléctrica. Asimismo hay inversiones insuficientes en materia de Investigación y Desarrollo.

Barreras institucionales y normativas ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   156

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  La planeación actual del sector eléctrico está basada en tecnologías de costo mínimo, que no incorporan las externalidades ambientales de los combustibles fósiles ni los cobeneficios de las fuentes renovables de energía. Es clave por esta razón incorporar el temas de los co-beneficios tales como la creación de empleo y las externalidades ambientales al análisis de rentabilidad y costos. Se deben ligar las políticas sobre el uso de la bioenergía con aquellas relacionadas con el manejo sustentable de los bosques, desarrollo social y salud. No existe suficiente coordinación entre los tres niveles de gobierno ni normas que garanticen que las tecnologías cumplan con los criterios técnicos básicos de funcionamiento y seguridad. Se tienen limitaciones en cuanto a la cobertura del sistema nacional de transmisión eléctrica. Finalmente, falta un marco regulatorio estable y que apoye la generación por productores independientes de energía con biomasa.

7.7Recomendaciones para la implementación de tecnologías A continuación se presentan diversas recomendaciones generales que podrán ayudar a superar algunas de las barreras presentadas en el apartado anterior. •

Generación de una base de datossobre usos y consumos de la biomasa. Es urgente contar con una base de datos confiable que indique los consumos, precios, disponibilidad e impactos de los consumos actuales de biomasa para energía residencial y para pequeñas industrias del país. Debe ser de acceso público, desagregada por lo menos a nivel municipal.

•

Asistencia técnica: se debe contar con unidades técnicas de apoyo a los fabricantes e implementadores de tecnología sobre todo para la certificación de la calidad y eficiencia de las modificaciones y nuevos modelos. Estas unidades técnicas también deberán realizan estudios de mercado para obtener retroalimentación de los usuarios. También podrían tener a su cargo programas de capacitación dirigidos a constructores, fabricantes y usuarios.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   157

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  •

Subsidio e incentivos a la innovación: los apoyos económicos gubernamentales podrían estar mejor dirigidos a diseñadores y fabricantes, a través de entrenamiento, asesoría técnica y de mercadeo que brindan las unidades técnicas, con el fin de promover la comercialización adecuada y asegurar que se tenga acceso a productos de calidad a un costo accesible.

•

Comercialización y mercado: los comercializadores (empresas y fabricantes locales) tienen relación directa con las usuarias, a quienes ofrecen su producto. En los casos exitosos los constructores/fabricantes de tecnologíaslas venden a los/as usuarios/as a precios subsidiados por el programa, recibiendo de éste la diferencia, no se crea un mercado real, es un mercado subsidiado que depende del gobierno.

•

Instituciones del Gobierno: El estado, a través de las Secretarías,es el encargado del desarrollo de programas de transferencia tecnológica, los Programas podrán estar dirigidos través de las agencias ejecutoras a nivel de estados y municipios. De esta manera el estado apoya y regula a las unidades técnicas, los procesos de mercadeo y la retroalimentación.

•

Sociedad Civil: Las OSC´s y otros grupos de la sociedad civil, deben participar dentro de las Unidades Técnicas de Respaldo, en el diseño y evaluación tecnológica, así como en el apoyo al entrenamiento y en la promoción y monitoreo de los programas de tecnologías eficientes.

•

Universidades y Centros de investigación: el sector académico debiera participar en el desarrollo de metodologías para la evaluación y monitoreo de los impactos, el desarrollo de nuevos modelos y la investigación sobre el cambio tecnológico y su relación con la economía, la calidad de vida y la cultura.

Componentes de un programa de implementación de tecnologíaeficiente Dado el gran número de factores alrededor de una tecnología, la implementación debe hacerse de manera gradual e integrada, dando la misma importancia tanto a la promoción como a la instalación y a su monitoreo. Para no repetir errores del pasado, se debe recordar que el verdadero indicador de éxito de estos programas es el número de tecnologías usadas ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   158

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  cotidianamente con niveles óptimos de funcionamiento y no el número de tecnologías financiadas o instaladas. Para el diseño de un programa de intervención se requiere: identificar las capacidades de cada actor involucrado, los retos tecnológicos y el desarrollo de un programa de sensibilización, difusión, capacitación y monitoreo. Será necesario conocer claramente, y preparar con detalle, las actividades, metas y tiempos esperados del programa; así como su cobertura geográfica, plan de implementación, modelo de capacitación, evaluación y monitoreo, estructura institucional e inter-institucional, responsabilidades y líneas de autoridad. Con base en lo anterior se podrá establecer una ruta de intervención. Los componentes para un plan de implementación integral incluyen lo siguiente: A) Identificación y análisis de capacidades. a. De instituciones de gobierno y financiadores. b. De organizaciones de la sociedad civil (OSCs). c. De los municipios y comunidades. B) Determinación de alternativas tecnológicas apropiadas. a. Conocimiento de tecnologías tradicionales. b. Identificación de necesidades y preferencias de los usuarios. c. Experiencias previas con tecnología mejorada. d. Evaluación de tecnologías (en laboratorio y en campo) C) Estrategia de comunicación para la sensibilización y promoción, dirigida a: a. Tomadores de decisiones (Gobierno Federal, Estatal, Municipal). b. Organizaciones de la Sociedad Civil y Universidades. c. Comunidades y usuarios de la tecnología. D) Modelo de capacitación orientado a: a. Promotores y capacitadores. b. Fabricantes, Constructores y Usuarios finales. c. Evaluadores y equipo de Monitoreo ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   159

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  E) Estrategia para la implementación y seguimiento. a. Definir participación de las OSC´s y otras instituciones. b. Definir participación de instancias de gobierno (federal, estatal, municipal). c. Definir participación de las comunidades. F) Plan para la evaluación y el monitoreo de: a. Las tecnologías a utilizar. b. La estrategia de sensibilización. c. La capacitación y la instalación de tecnología. d. La adopción por parte de las usuarias finales. G) Análisis de alternativas para la sustentabilidad a largo plazo. a. Alternativas para el mantenimiento y reemplazo (formación de microempresas). b. Financiamiento para el seguimiento a largo plazo. c. Réplica del programa a otras regiones del país.

Recomendaciones para lograr un proceso de Coordinación Interinstitucional. Para lograr que una tecnología eficiente sea exitosamente implementada, se requiere concertar con los principales actores sociales (gobierno, sector privado, sociedad civil, sector cooperativo, sector académico) y lograr diálogos y acuerdos inter-sectoriales que permitan definir una visión común en torno al uso sustentable de la biomasa y acordar las medidas de políticas públicas y el marco legal que permitan sentar las bases para conservar y desarrollar sosteniblemente los recursos forestales en el largo plazo para garantizar su aporte al desarrollo económico, social y ambiental del país. La dinámica del diálogo debe promover que afloren las expectativas de los involucrados así como sus intereses y permitir el reconocimiento de los consensos y las diferencias. Se debe asegurar también que todos los actores tengan espacio para expresar sus inquietudes y propuestas. Se debe promover que los sectores y grupos de interés, expresen su voluntad de respetar y respaldar los acuerdos alcanzados. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   160

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Formulación de un programa de implementación de tecnologíaeficiente de biomasa De acuerdo a la experiencia nacional e internacional la formulación de un programa para el uso eficiente de la biomasa en los sectores analizados debe contemplar lo siguiente: •

Fomentar el uso racional y sostenible de la biomasa a través de la implementación de tecnología eficiente en el sector rural y/o urbano, mismas que deberán ser apropiadas a la realidad cultural de cada región y deberán contar con un respaldo técnico que asegure su eficiencia, seguridad, durabilidad y aceptación.

•

Tener como objetivo el mejorar los beneficios sociales en cuanto a la salud de las familias por el uso de estufas y hornos más eficientes que no causan contaminación interna del aire.

•

Reducir el consumo de leña por persona lo que potencialmente reduce los costos para la compra de leña y el tiempo en la recolección del mismo.

•

Contemplar en todo momento un programa de evaluación, seguimiento y monitoreo del proceso de implementación y de los impactos logrados.

•

Incorporar a las organizaciones comunitarias y los productores para generar capacidades locales que permitan la replicabilidad de cualquier iniciativa de gran escala.

•

Incluir en los programas de Protección Forestal así como enlos planes de manejo forestal de tenencia nacional, ejidal y privado, la promoción e implementación de estas tecnologías en las comunidades dentro o alrededor del área de influencia de los planes de manejo.

•

Fomentar la capacitación y transferencia de tecnología de elaboración y mantenimiento en los programas educativos de las escuelas y colegios públicos y privadas, tanto en el sector urbano como rural.

•

Establecer alianzas estratégicas entre los diferentes proyectos de desarrollo rural implementados

por

el

Gobierno,

las

OSCs,

Organizaciones

Comunitarias

y

Municipalidades, para eficientizar el uso de recursos y esfuerzos en la implementación.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   161

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Conclusiones Existe una amplia experiencia en México en el tema de estufas eficientes y también, en menor medida experiencia valiosa sobre hornos eficientes ladrilleros y de producción de carbón vegetal, así como de hornos alfareros. Los programas que se han implementado han dedicado muchos recursos y esfuerzos para lograr abatir esta problemática, sin embargo es necesario establecer una normativa para el uso racional y sostenible de la leña para consumo doméstico e industrial para reducir los impactos negativos sobre los bosques, establecer una política social que permita el aprovechamiento y procure el cuidado de los mismos, así como la regularización de los pobladores dentro de las áreas forestales públicas, para reducir la presión hacia el bosque e incorporarlos en el manejo forestal sostenible. Es necesario realizar un ejercicio para la identificación detallada de las regiones con mayor consumo de leña y carbón vegetal, para iniciar un programa de implementación de estufas eficientes y de plantaciones energéticas. El diagnostico de leña, la encuesta nacional sobre consumo de leña y al plan nacional de desarrollo ayudaran a establecer por regiones el tipo de tecnología para estufas, capacidades comunales para el desarrollo de bosques energéticos y la regulación de los mercados de leña. Promover la construcción de estufas y hornos eficientes que más se adapten a las condiciones culturales y económicas de los beneficiarios, para ambos sectores de la población urbana y rural respectivamente, sin duda será una alternativa tecnológica que aportara beneficios al uso sustentable de la leña, sin embargo, es necesario que los programas contemplen el seguimiento y monitoreo de los mismos ya que es de suma importancia para lograr su éxito. Es necesario establecer

esquemas de seguimiento y evaluación para conocer la aceptación,

adopción y uso de las tecnologías y poder así verificar los impactos alcanzados por la intervención. Se deberán monitorear, evaluar y documentar los impactos logrados desde el punto de vista energético y ambiental (ahorro de leña, reducción de gases de efecto invernadero, contaminación); desde el punto de vista de la salud familiar (reducción de riesgos de contraer enfermedades); y desde el punto de vista de la calidad de vida, el ahorro en tiempo, dinero y

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   162

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  esfuerzo al disminuir la cantidad de combustible y otros aspectos sociales que como la integración familiar y los cambios en las relaciones comunitarias. También es necesario incluir en los programas de estufas eficientes la promoción de las plantaciones energéticas y viceversa, se debe de pasar de la promoción de una tecnología al manejo integral de un recurso, como lo es la leña. Finalmente, se ve necesario implementar una estrategia de comunicación masiva a nivel nacional que facilite posicionar el tema en todos los sectores de la población y logre concientizar a usuarios, líderes de opinión y autoridades sobre la importancia del mismo. Así mismo es necesario estructura un plan de monitoreo y evaluación que permite conocer de manera oportuna los impactos y avances logrados, involucrar a las instituciones académicas y de investigación en la formulación e implementación de este plan. Se reconoce que el seguimiento de los programas es de suma importancia para lograr su éxito, es importante establecer esquemas de seguimiento y evaluación para conocer la aceptación, adopción y uso de las tecnologías y poder así verificar los impactos alcanzados por la intervención.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   163

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

REFERENCIAS Capitulo 1 Introducción Blackman, A., Newbold, S., Jhih-Shyang, S. & Cook, J. 2000. The Benefits and Costs of Informal Sector Pollution Control: Mexican Brick Kilns. Resources for the Future, Washington, D.C. García-Frapolli E., Schilmann A., Berrueta V., Riojas-Rodríguez H., Edwards R., Johnson, M., Guevara-Sanginés A., Armendariz C., Masera O.R. 2010. “Beyond Fuelwood Savings: Valuing the economic benefits of introducing improved biomass cookstoves in the Purépecha region of Mexico”. Ecological Economics, Volume 69, Issue 12, 15 October 2010, pp. 2598-2605 Islas J., Manzini F., y Masera O.R. 2007. A Prospective Study of Bioenergy Use in Mexico. Energy 32: 2306-2330. Jacobson, M. Z. 2000. "A physically-based treatment of elemental carbon optics: Implications for global direct forcing of aerosols." Geophysical Research Letters 27: 217-220. Johnson, T., Alatorre C., Romo, Z. y F. Liu, 2009, México: estudio sobre la disminución de emisiones de carbono. Banco Mundial y Mayol Ediciones S.A. Masera, O, R Díaz y V Berrueta, 2005.”From cookstoves to cooking systems: The integrated program on sustainable household energy use in Mexico”. Energy for Sustainable Development: Special Issue on Clean Cookstoves. Vol 9: 5 pp: 25-36. Masera, O.R., T. Arias, A. Ghilardi, G. Guerrero y P. Patiño, 2010. Estudio sobre la evolución nacional del consumo de leña y carbón vegetal en México 1990-2024. Secretaría de Energía (SENER), Reporte Interno. Molina, L., Ruiz, L. 2011. Coordinadores, Temas emergentes en cambio climático: metano y carbono negro, sus posibles co-beneficios y desarrollo de planes de investigación. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM (CCA-UNAM) Molina Center for Energy and the Environment (MCE2) e Instituto Nacional de Ecología (INE) Thornley P. Increasing biomass based power generation in the UK. 2006. Energy Policy 34, pp. 2087–2099. UNEP (United Nations Environment Programme). 2011. Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   164

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Capitulo 2Sector Residencial Albalak R, Bruce N, McCracken JP, Smith KR, y T. de Gallardo. 2001. Indoor respirable particulate matter concentrations from an open fire, improved cookstove, and LPG/open fire combination in a rural Guatemalan community. Environ Sci Technol 35(13):2650-5. Arias T. 1993. "Manejo y consumo de leña en un municipio rural de subsistencia: Alcozauca, Guerrero". Tesis licenciatura en biología. Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México. México D. F. Arias T, Illescas R, y J. R. Flores. 2000. "Consumo y disponibilidad de leña en tres microregiones de Chiapas, Veracruz y Campeche. Diagnóstico correspondiente a Veracruz", Programa de Acción Forestal A. C (PROAFT), México, D. F. Berrueta, V, R Edwards and O Masera. 2008. “Energy performance of woodburning cookstoves in Michoacán Mexico”. Renewable Energy. Vol 33:5, 859-870 Bhattacharya S. C, y P. Abdul Salam. 2002. Low Greenhouse Gas Biomass Options for Cooking in the Developing Countries. Biomass and Bioenergy, 22: 305-317. Bond T, Venkataraman Ch, y O. Masera, 2004. Global atmospheric impacts of residential fuels. Energy for Sustainable Development: Special Issue on Clean Cookstoves, VIII: 3, pp. 20-32. Burgos Lugo, D, 2010. Uso de la leña: normatividad, consumo y contaminación intramuros en Rincón Chamula, Chiapas, México. Tesis de Maestría en Ciencias en Recursos Naturales y Desarrollo Rural, El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR). Charless J, 1994. "Energía Renovable. Guía de alternativas ecológicas". Edamex. México, D.F. CONTEC (Consultoría Técnica Comunitaria, A.C.), 2008. La leña: el recurso olvidado. Una experiencia de participación social y cambio tecnológicoen dos micro regiones de la Sierra Tarahumara. Chihuahua, Chih. Contreras J, V Volke-Haller, Víctor, J Oropeza, C Rodríguez, T Martínez, A Martínez. 2003. Disponibilidad y uso de leña en el municipio de Yanhuitlán, Oaxaca. TERRA Latinoamericana, Vol. 21, Núm. 3, pp. 437-445. Universidad Autónoma Chapingo, México Diario Oficial de la Federación (DOF), 2005. Modificación a la NOM-025-SSA1-1993,Publicado el 26 de septiembre de 2005, entra en vigor a partir del 26 de noviembre de 2005. Díaz-Jiménez R, 2000. Consumo de Leña en el Sector Residencial de México. Evolución Histórica y Emisiones de CO2, Tesis Maestría en Ingeniería (Energética), División de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería, UNAM, P. 113, México, D. F.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   165

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Díaz-Jiménez R, y O. Masera. 1999. "El consumo de leña en México: principales implicaciones y evolución", XXIII Semana Nacional de Energía Solar, Asociación Nacional de Energía Solar (ANES), Editores: Rincón M. E., G. Álvarez, y R. Dorantes. Morelia, Michoacán. Díaz-Jiménez, R y O Masera. 2003. Uso de la leña en México: situación actual, retos y oportunidades. Balance Nacional de Energía. Secretaría de Energía, México D.F. pp. 99-109. Escobar-Ocampo M, JA Niños, N Ramírez yC Yépez, 2009. Diagnóstico participativo del uso, demanda y abastecimiento deLeña en una comunidad zoque del centro de Chiapas, México. Ra Ximhai Vol. 5. Número 2, pp. 201-223. Ghilardi A., Guerrero G. y Masera O.R. 2007. Spatial analysis of residential fuelwood supply and demand patterns in Mexico using the WISDOM approach. Biomass and Bioenergy 31: 475-491. (ISI, FI:1.779) ISSN 0961-9534 GIRA-INE. 2005. Evaluación de concentraciones microambientales de partículas suspendidas en hogares rurales de Michoacán y las actividades que influyen la exposición personal. Reporte del Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada A. C. Instituto Nacional de Ecología. México. Gúzman O. M, Yúnez-Naude A, y M. S. Wionczek. 1985. Uso eficiente y conservación de la energía en México: diagnóstico y perspectivas. primera ed. México D. F.: El Colegio de México. INE (Instituto Nacional de Ecología). 2009. Cuarto Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero Sector USCUSyS. INE. México, D.F. IPCC (Intergubernamental Panel on Climate Change). 2003. Good Practice Guidance for LandUse Change and Forestry. En: Penman, J., M. Gytarsky, T. Hiraishi, T. Krug, D. Kruger, R. Pipatti, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, K. Tanabe y F. Wagner (eds). Institute for Global Environmental Strategies (IGES) for the IPCC. Islas J., Manzini F., y Masera O.R. 2007. A Prospective Study of Bioenergy Use in Mexico. Energy 32: 2306-2330 Johnson, M., Edwards, R.; Alatorre Frenk, C.; Masera, O. 2008. Infieldgreenhouse gas emissions from cookstoves in rural Mexican households. Atmos. Environ, 42 (6), 1206– 1222. Johnson, M, R Edwards, A Ghilardi, V Berrueta, D Gillen, CA Frenk, O Masera. 2009 “Quantification of Carbon Savings from Improved Biomass Cookstove Projects”. Environmental Science & Technology, 43(7), Johnson, T., Alatorre C., Romo, Z. y F. Liu, 2009b, México: estudio sobre la disminución de emisiones de carbono. Banco Mundial y Mayol Ediciones S.A.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   166

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Magallanes, A., 2006. Estudio de Percepciones sobre el Cambio de Vida a Partir del Uso de Estufas Mejoradas, internal report, GIRA, Pátzcuaro, Mexico, 35 pp. Masera, O., 1993. "Sustainable Fuelwood Use in Rural Mexico, Volume I: Current Patterns of Resource Use", Lawrence Berkeley Laboratory, University of California, Berkeley, California. Masera, O., 1995. Socioeconomic and Environmental Implications of Fuel Wood Use Dynamics and Fuel Switching in Rural Mexico. University of California, Berkeley, California.Masera O, Navia, J y D. Masera. 1998 Dinámica y Uso de los Recursos Forestales de la Región Purépecha: El Papel de las Pequeñas Empresas Artesanales. Pátzcuaro Michoacán. Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada A.C Masera, O., J. Navia, T. Arias Chalico, y E. Riegelhaupt. 1997. Patrones de consumo de teña en tres micro-regiones de México. Síntesis de resultados proyecto FAO/Dendroenergía para el Desarrollo rural''. Documento. Masera, O., B. Saatkamp y D. Kammen., 2000. “From Linear Fuel Switching to Multiple Cooking Strategies: A Critique and Alternative to the Energy Ladder Model”. World Development, (28)12:2083-2103. Masera O. R, Guerrero, G., Ghilardi A., Velázquez, A., Mas J. F., Ordóñez, M J., Drigo R. M, y A. Trossero. 2004. Fuelwood “Hot Spots” in México: a case study using WISDOM – Woodfuel Integrated Supply-Demand Overview Mapping. Wood Energy Programme – FAO. Rome. Masera, O, R Díaz y V Berrueta, 2005.”From cookstoves to cooking systems: The integrated program on sustainable household energy use in Mexico”. Energy for Sustainable Development: Special Issue on Clean Cookstoves. Vol 9: 5 pp: 25-36. Masera, O., Arias, T., Ghilardi A., Guerrero, G. & Patiño P. 2010. Estudio sobre la evolución nacional del consumo de leña y carbón vegetal en México 1990-2024, Morelia, México. McCracken JP, y K. R. Smith. 1998. Emissions and efficiency of improved woodburning cookstoves in highland Guatemala. Environment International 24(7):739-747. Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (SARH). 1981. "Consumo doméstico de madera para combustible". Subsecretaría Forestal y de la Fauna. SARH, México, D. F. SEMIP (Secretaría de Energía, Minas e Industria Paraestatal). 1988. "Energía rural en México". (10 volúmenes). México, D. F. SENER (Secretaría de Energía). 2002. Balance Nacional de Energía 2001. Secretaría de Energía. México D. F. SENER (Secretaría de Energía). 2005. Balance Nacional de Energía 2004. Secretaría de Energía. México D. F. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   167

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Sheinbaum C. 1996. Tendencias y perspectivas de la energía residencial en México. Análisis comparativo con las experiencias de conservación de los países de la OCDE. Programa Universitario de Energía (PUE), UNAM. México, D. F. Smith, K. R., 2002. Indoor Air Pollution In Developing Countries: Recommendations For Research. Indoor Air; 12: 198-207, Denmark. Smith K. R, y Y. Liu. 1994. Indoor Air Pollution in Developing Countries. Chap. 7 of J. Samet, ed., The Epidemiology of Lung Cancer, Marcel Dekker, NYC, 151-184. Quiroz J y R Orellana, 2010. Uso y manejo de leña combustible en viviendas de seis localidades de Yucatán, México. Madera y Bosques 16 (2):47-67 47 Trossero M. 2002. Dendorenergía: perspectivas de futuro. Unasylva 211:53:3-9. United States Environmental Protection Agency (USEPA). 1997. Revisions to the National Ambient Air Quality Standards for Particles Matter. Federal Register, 62: 38651–38701. Zhang J, Smith KR, Uma R, Ma Y, Kishore VVN, Lata K, Khalil MAK, Rasmussen RA, y SA Thorneloe. 1999. Carbon monoxide from cookstoves in developing countries: 1. Emission factors. Chemosphere 1(1-3):353-366. Zuk, M., Rojas Bracho, L., Blanco, S., Serrano, P., Cruz, J., Angeles, F., Tzintzun, G., Armendáriz Arnez, C., Edwards, R.D., Johnson, M.J., Riojas-Rodríguez, H., and Masera, O.R., 2006. “The impact of improved wood burning stoves on fine particulate matter concentrations in rural Mexican homes”, Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology, advance online publication, May 24, doi:10.1038/sj.jes.7500499.

Capitulo 3Producción de Carbón Vegetal Arias, T. s/f. Construcción y producción de carbón vegetal con hornos mejorados “Rabo Quente” Comisión Nacional Forestal (CONAFOR). Disponible en línea en: http://www.conafor.gob.mx/biblioteca/foros/Madera/HORNO_RABO_QUENTE_TERE_A RIAS.PDF Blackman, A., Newbold, S., Jhih-Shyang, S. & Cook, J. 2000. The Benefits and Costs of Informal Sector Pollution Control: Mexican Brick Kilns. Resources for the Future, Washington, D.C. Briane, D. and A.Haberman, 1984. Essais comparatifs de six systeÁmes de carbonisation artisanale. Association Bois de Feu, Paris, France, 188 pp. En: Schenkel, Y., Bertaux, P., Vanwijnbserghe y J. Carre. 1998, AN EVALUATION OF THE MOUND KILN CARBONIZATION TECHNIQUE, Biomass and Bioenergy Vol. 14, Nos. 5/6, pp. 505±516 ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   168

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Bond, T. y H. Sun, 2005. Can Reducing Black Carbon Emissions Counteract Global Warming?, Environmental Science and Technology. Vol. 39, No. 16, pp. 5921-5926 Christian, T. J., Yokelson, R. J., Cardenas, B., Molina, L. T., Engling, G., and Hsu, S.-C. 2010. Trace gas and particle emissions from domestic and industrial biofuel use and garbage burning in central Mexico, Atmos. Chem. Phys., 10, 565–584 Edwards, R. y O. Masera, 2012. Reporte Final Proyecto: Co-beneficios en términos de salud y cambio climático de las pequeñas industrias en México, 2009-2011.UC MEXUSCONACYT Collaborative Grants EPA (US Environmental Protection Agency). 2011. Basic Emissions Factors Information, Disponible en línea en: http://www.epa.gov/ttn/chief/efpac/abefpac.html Forster, P., V. Ramaswamy, P. Artaxo, T. Berntsen, R. Betts, D.W. Fahey, J. Haywood, J. Lean, D.C. Lowe, G. Myhre, J. Nganga, R. Prinn, G. Raga, M. Schulz and R. Van Dorland, 2007: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Johnson, T., Alatorre C., Romo, Z. y F. Liu, 2009, México: estudio sobre la disminución de emisiones de carbono. Banco Mundial y Mayol Ediciones S.A. Masera, O., Arias, T., Ghilardi A., Guerrero, G. & Patiño P. 2010. Estudio sobre la evolución nacional del consume de leña y carbón vegetal en México 1990-2024, Morelia, México. Moreno, M. P. 2003. Estimación de riesgos ambientales causados por la industria ladrillera, División de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería, UNAM, México. Pennise, D. M., K. R. Smith, J. P. Kithinji, M. E. Rezende, T. J. Raad, J. Zhang, y C. Fan. 2001. “Emissions of Greenhouse Gases and Other Airborne Pollutants from Charcoal Making in Kenya and Brazil”. Journal of Geophysical Research 106 (2): 143–44,155. tinyurl.com/GHGchKB. Schenkel, Y., Bertaux, P., Vanwijnbserghe y J. Carre. 1998, AN EVALUATION OF THE MOUND KILN CARBONIZATION TECHNIQUE, Biomass and Bioenergy Vol. 14, Nos. 5/6, pp. 505±516 Grübler A, Nakicenovic N, Victor DG. 1999. Dynamics of energy technologies and global change, Energy Policy, 27: pp. 247-280

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   169

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Capitulo 4 Fabricación de Ladrillo Bárcenas B, C. 2010. Industria Ladrillera en Guanajuato. Gestión de la Calidad del Aire en Guanajuato. http://ecologia.guanajuato.gob.mx/2009/eco.php?id=60 Bellprat, O. 2009. Brick Kiln Evaluation Study in the Bajío, Región Guanajuato, México. INEUAMI (Instituto Nacional de Ecología y Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa). Blackman, A. and Bannister, G.J. 1998. "Pollution Control in the Informal Sector: The Ciudad Juárez Brickmakers' Project. Blackman, A. Newbold, S., Jhih-Shyang, S. & Cook, J. 2000. The Benefits and Costs of Informal Sector Pollution Control: Mexican Brick Kilns. Resources for the Future, Washington, D.C. Casado, P. M. 2010, Elaboración de límites máximos permisibles de emisiones para la industria ladrillera, Peru. Disponible en: http://www.redladrilleras.net/documentos_galeria/LMPs%20Ladrilleras.pdf T. J. Christian, R. J. Yokelson, B. Cardenas, L. T. Molina, G. Engling, and S.-C. Hsu, 2009, Trace gas and particle emissions from domestic and industrialbiofuel use and garbage burning in central Mexico; AtmosphericChemistryand Physics. Atmos. Chem. Phys., 10, 565–584, 2010 Corral, A. A. Y. 2010. Proyecto de reubicación y reconversión a los Hornos Ladrilleros Ecológicos MK en el Estado de Chihuahua. Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. Delgado, V. 2010. Instituto Michoacano de Ciencias de la Educación, Inventario de Ladrilleras en el Oriente del Estado de Michoacán. Edwards, R y O, Masera 2012 Reporte Final Proyecto: Co-beneficios en términos de salud y cambio climático de las pequeñas industrias en México, 2009-2011. UC MEXUSCONACYT Collaborative Grants Estrada M. H. 2010. Reconversión del proceso de producción tradicional de ladrillo en el Municipio de San Juan del Rio. Secretaria del Desarrollo Sustentable de Querétaro. http://ecologia.guanajuato.gob.mx/2009/eco.php?id=60 FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación), 1991. Cinco estudios de caso sobre el uso de dendroenergia en industrias rurales de México. Dirección de Productos Forestales, FAO, Roma. Oficina regional de la FAO para América Latina y el Caribe. González P, La introducción de hornos ecológicos en una comunidad ladrillera: factores de adopción y resistencia al cambio tecnológico, 2010. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   170

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Hoffman M, Huston R, Marquez R.B. and K Hartnett. 2002. A Study of Brick-Making Processes along the Texas Portion of the U.S.-Mexico Border: Senate Bill 749 Texas Comission on Enviromental Quality TECQ/ Border Affairs. www.tceq.state.tx.us/publications INE-UAMI, 2012 Evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: eficiencia energética y calidad del aire”. INEGI/DENUE. 2011 Directorio Estadístico Nacional de unidades Económicas (DENUE, 03/2012) Marquez, R. 2002. A Comparison of the Conventional Kiln with the MK Design Applied Sciences Laboratory, Inc. Marquez, R. 2002. Construcción del Horno MK-2. NMSU, New Mexico State University. Masera, O. Masera, D. y J.Navia. 1998. Dinámica y uso de los recursos forestales de la región Purépecha. El papel de las pequeñas empresas artesanales. GIRA, Michoacán, México.. Moreno, M. P. 2003. Estimación de riesgos ambientales causados por la industria ladrillera, División de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería, UNAM, México. Rea M.A., Martínez González G, Cabrera López G, Rizo Flores L, Zárate Alcocer L, Rodríguez Muñoz E, Rodríguez Durán M, Rico Rodríguez M, Gómez Ruiz H. Evaluación del Riesgo Asociado a la Fabricación Artesanal de Ladrillo Rojo en el Estado de Querétaro. Centro de Estudios Académicos sobre Contaminación Ambiental Universidad Autónoma de Querétaro. UAQ, 2009 Rodríguez A., López Pardo, J., 2010. Análisis de Ciclo de Vida en ladrilleras de Guanajuato. Universidad Tecnológica de León. Rodríguez, J., Nava, F., Martínez, C., Méndez, L., Aguilar, M. 2004. Perfiles de Temperatura en Horno Ladrillero, UAMI (Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa), 209-217 Sánchez H. O. 2009. Emisiones Derivadas de la Producción de Ladrillos en el Estado de México. Centro Interdisciplinario de Investigacionesy Estudios sobre el Medio Ambiente y Desarrollo, CIIEMAD, Instituto Politécnico Nacional . Solorio T. J. 2010 Instituto Estatal del Medio Ambiente de Aguascalientes, Inventario de Ladrilleras en el Estado de Aguascalientes. Trejo O. 2010. Problemática Ambiental de la Actividad de Fabricación Artesanal de Ladrillos. Dirección General de Gestión de la Calidad del Aire y RETC, Subsecretaría de Gestión para la Protección Ambiental SEMARNAT. Congreso de Ladrillo Artesanal, Guanajuato, Octubre, 2010. http://ecologia.guanajuato.gob.mx/2009/eco.php?id=60 Vargas G. 2010. Modelo Tecnológico para la Transformación de la Arcilla. Secretaria Desarrollo Económico, Dirección de Desarrollo Industrial Michoacán, SEDECO. Congreso ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   171

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Internacional de Ladrillero Artesanal. http://ecologia.guanajuato.gob.mx/2009/eco.php?id=60

Octubre

2010

Yurrieta, A., 2010 Experiencias en la gestión para resolver la problemática ambiental de los hornos ladrilleros en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca, Secretaría del Medio Ambiente, Estado de México. http://ecologia.guanajuato.gob.mx/2009/eco.php?id=60

Capitulo 5 Alfarería AMUCSS – México. 2009. Experiencia de México en desempeño social. Dossier nacional. AMUCSS, FEDRURAL, Colmena milenaria. Mayo 2009. Barro sin Plomo. 2006. De la cerámica libre de plomo a los hornos eficientes (Estados de Michoacán, Jalisco, México, Puebla y San Salvador, México). Experiencia seleccionada en el Concurso de Buenas Prácticas patrocinado por Dubai en 2006, y catalogada como BEST (Best Practices Database). Información disponible en: http://www.unhabitat.org/bp/bp.list.details.aspx?bp_id=2043 Calderón, A. 2000. Uso de la leña para producción alfarera en Amatenango del Valle, Chiapas. Documento no publicado. Calderón, A. 2001. Uso y acceso a los recursos forestales en una comunidad indígena. La leña en Amatenango del Valle. Tesis maestría, El Colegio de la Frontera Sur. Chiapas, México. Calderón, A. 2010. Hornos demostrativos de leña para quema de alfarería tradicional en Amatenango del Valle. CONAFOR – Grupo de mujeres Betzaam. Informe técnico, CONAFOR, ProArbol 2010. CEFORCAL. 2011. Curso de construcción del horno mejorado en los Reyes Metzontla. Relatoría del curso. Centro de Capacitación y Formación Alfarera, Puebla. COFEPRIS. 2002. Primer diagnóstico nacional de salud ambiental y ocupacional. Comisión Federal para la Proteccion contra Riesgos Sanitarios. Dirección General de Salud Ambiental. Covarrubias Pérez, M. y D. Estrada Sánchez. 2010. Informe 2010: Uso de Plomo en la Alfarería en México. FONART, Blacksmith Institute. México. Disponible en www.alfareria.org. Edwards, R. y O. Masera, 2012. Reporte Final Proyecto: Co-beneficios en términos de salud y cambio climático de las pequeñas industrias en México, 2009-2011.UC MEXUSCONACYT Collaborative Grants Espejel, C. 1977. Artesanía popular mexicana. EditorialBlume, Barcelona, España ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   172

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira   FAO,

Rural Apropiada A. C.

1991. Cinco estudios en dendroenergía http://www.fao.org/DOCREP/006/AD096S/AD096S00.HTM

rural.

Disponible

en:

Flores Resendiz, J. 2006. Mujeres de barro. Reproducción social y alfarería en Cuentepec. Investigación Agropecuaria, Vol 3: 151-160. FONART. 2010. Diagnóstico de la capacidad de los artesanos en Pobreza para generar ingresos sostenibles. Disponible en: http://www.fonart.gob.mx/web/ Forster, P., V. Ramaswamy, P. Artaxo, T. Berntsen, R. Betts, D.W. Fahey, J. Haywood, J. Lean, D.C. Lowe, G. Myhre, J. Nganga, R. Prinn, G. Raga, M. Schulz and R. Van Dorland, 2007: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Herrera Alcazar, J. Sin fecha. Pagina web: Popularte. Gobierno del Estado de Veracruz, Secretaría de Educación de Veracruz, Consejo Veracruzano de Arte Popular, Universidad Veracruzana. http://www.uv.mx/popularte. Accedido en mayo de 2012. Holz, S. y N. Ramírez Marcial. 2012. Análisis de consumo de leña para alfarería y producción de biomasa leñosa de árboles nativos en sistemas agroforestales de la Depresión Central de Chiapas. Artículo en preparación. Martorell, C. 1995. Consecuencias ecológicas y alternativas del uso de la leña en la comunidad de Los Reyes Metzontla, Puebla. Tesis. Facultad de Ciencias, UNAM. México. Masera, O. Masera, D. y J.Navia. 1998. Dinámica y uso de los recursos forestales de la región Purépecha. El papel de las pequeñas empresas artesanales. GIRA, Michoacán, México. Masera, O., J. Navia, T. Arias Chalico, y E. Riegelhaupt. 1997. Patrones de consumo de teña en tres micro-regiones de México. Síntesis de resultados proyecto FAO/Dendroenergía para el Desarrollo rural. Documento. Moctezuma Yano, Patricia, 2010. El oficio alfarero de Tlayacapan, Morelos: un legado familiar de saberes técnicos y organizativos. Relaciones, El Colegio de Michoacán, A.C Zamora, México, 31(121):227-253. Navia Antezana, J. 2003. Hornos de leña para alfarería, un ejemplo de trabajo participativo, en comunidades indígenas de México. Seminario Internacional de Bioenergia y Desarrollo Rural Sustentable. GIRA AC. Morelia, 26-28 de junio 2003. Osorto Pinel, A. 2008. Validación de un eco-horno para la producción de alfarería y evaluación de su eficiencia en cuanto al uso de leña en el municipio de Ojojona, Departamento de Francisco Morazán. Proyecto Fortalecimiento de la gestión de los recursos naturales en las cuencas de los ríos, Patuca, Choluteca Y Negro Forcuencas. HND/B7-310/01/0319 ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   173

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Ramos, D.E y E. Tuñón. 2001. De vasijas de uso a lámparas de ornato. Cambios en la alfarería y en la vida de las mujeres de Amantenango del Valle, Chiapas. En: Bonfil, P. y B. Suárez (Coords). De la tradición al mercado. Microempresas de mujeres artesanas". GIMTRAP, México. Pp. 415-441 Rojas Navarrete, L. 1995. Desarrollo de un vidriado sin plomo de baja temperatura para la alfarería tradicional mexicana. Tesis (Maestro en Ingeniería Química), UAM Iztapalapa. México, D.F. Secretaria de Economía. Sin fecha. Guías empresariales: Alfarería y cerámica. Disponible en: http://www.contactopyme.gob.mx/guiasempresariales/guias.asp?s=8&guia=33&giro=4 Soriano Cerna, E. 2011. Padrón Artesanal de Oaxaca. Instituto Oaxaqueño de las Artesanías. Ponencia en VII foro nacional artesanal, Vilalhermosa Tabasco. Disponible en: www.fonart.gob.mx/web/repositorio.html/repositorio.thml accedido en julio 2012. Vergara Hernández Arturo. 2009. La alfarería de Chililico, una supervivencia prehispánica. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Cuadernos de la tradición 27 pp. Entrevistas:Marco Antonio Comunidad. Centro de Formación y Capacitación Alfarera. Paginas web: http://www.centrodanielrubindelaborbolla.org/Atlas_Artesanal.aspx?=&rama=4&estado=0&muni cipio=0 http://www.inegi.org.mx http://www.fonart.gob.mx http://ceforcal.blogspot.mx/2011/08/que-es-el-ceforcal.html

Capitulo 6 Generación de electricidad con Biomasa Argonne NL. 2011 The Greenhouse Gases, Regulated Emissions, and Energy Use in Transportation Model (GREET). http://greet.es.anl.gov/ CFE (Comisión Federal de Electricidad) 2009. Costos de parámetros de referencia para la formulación de proyectos de inversión en el Sector Eléctrico 2009. CONAFOR (Comisión Nacional Forestal) 2006. Programa Estratégico Forestal de México. Grübler A, Nakicenovic N, Victor DG. 1999. Dynamics of energy technologies and global change, Energy Policy, 27: pp. 247-280. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   174

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  IPCC (Intergubernamental Panel on Climate Change) 2006. Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Volume 2, Energy. Johnson, T., Alatorre C., Romo, Z. y F. Liu, 2009, México: estudio sobre la disminución de emisiones de carbono. Banco Mundial y Mayol Ediciones S.A. Molina LT, Ruiz-Suárez LG. 2011.Temas emergentes en cambio climático: metano y carbono negro, sus posibles co-beneficios y desarrollo de planes de investigación. Informe final preparado para el Instituto Nacional de Ecología. REMBIO. La bioenergía en México: Situación actual y perspectivas. 2011. Riegelhaupt E, García CA, Masera O. Temas Prioritarios para I+D+T en Bioenergía, en: Actualización del Programa de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Sustentabilidad Energética. FIIDEM-SENER-CONACYT. 2012. SENER (Secretaría de Energía). 2010. Prospectiva del Sector Eléctrico 2010-2025. Streets DG, Gupta S, Waldhoff ST, Wang M, Bond T, Yiyun B. 2001. Black carbón emissions in China, Atmospheric Environment 35: pp. 4281-4296. Valadan Zoej MJ, Mesgari MS, Beheshtifar S, Karimi M, Samadi R , Yousefi H, Sohrab T. Thermal Power Plant Site Selection using GIS. Van Den Broek R, Faaij A, van Wijk A. 1996. Biomass combustión for power generation. Biomass and Bioenergy, Vol. 11(4) pp. 271-281. Viana H, Cohen WB, Lopes D, Aranha J. 2010. Assessment of forest biomass for use as energy. GIS-based analysis of geographical availability and locations of wood-fired power plants in Portugal, Applied Energy, 87:pp. 2551-2560.

Capitulo 7 Escenario Global de las Opciones Bioenergéticas Estudiadas CFE (Comisión Federal de Electricidad) 2011. Costos de parámetros de referencia para la formulación de proyectos de inversión en el Sector Eléctrico 2011. Johnson, T., Alatorre C., Romo, Z. y F. Liu, 2009, México: estudio sobre la disminución de emisiones de carbono. Banco Mundial y Mayol Ediciones S.A. SENER (Secretaría de Energía). 2010. Prospectiva del Sector Eléctrico 2010-2025. Streets DG, Bond TC, Lee T, Jang C. 2004. On the future carbonaceous aerosol emissions. Journal of Geophysical Research, Vol 119 D24212. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   175

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Wei M, Patadia S, Kammen DM. 2010. Putting renewables and energy efficiency to work: How many jobs can the clean energy industry generate in the US? Energy Policy, Volume 38, pp. 919-931.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos   176

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

ANEXO 1.Descripción de GEI y FCVC Principales gases de efecto invernadero (GEI) •

Dióxido de carbono (CO2): Es un gas que existe espontáneamente y también como subproducto del quemado de combustibles fósiles, como el petróleo, el gas o el carbón, y de la quema de biomasa, o de los cambios de uso de la tierra y otros procesos industriales. Es el gas de efecto invernadero de origen antrópico que más afecta al equilibrio radiativo de la Tierra. Es también el gas de referencia para la medición de otros gases de efecto invernadero y, por consiguiente, su potencial de calentamiento mundial es igual a 1 (IPCC, 2007).

•

Óxido Nitroso (N2O): Es uno de los seis gases de efecto invernadero que el Protocolo de Kioto se propone reducir. La fuente antropógena principal de óxido nitroso es la agricultura (la gestión del suelo y del estiércol), pero hay también aportaciones importantes provenientes del tratamiento de aguas residuales, del quemado de combustibles fósiles y de los procesos industriales químicos. El óxido nitroso es también producido naturalmente por muy diversas fuentes biológicas presentes en el suelo y en el agua, y particularmente por la acción microbiana en los bosques tropicales pluviales (IPCC, 2007).

•

Metano(CH4): es la segunda causa del calentamiento global después del dióxido de carbono en una escala a largo plazo (100 años o más) y es uno de los seis gases de efecto invernadero del Protocolo de Kioto (Molina y Ruiz, 2011). Es muy probable que el aumento observado de la concentración de CH4 se deba predominantemente a la agricultura y a la utilización de combustibles de origen fósil (IPCC, 2007). Es además uno de los precursores del ozono troposférico que actúa como FCVC (UNEP, 2011).

Principales forzadores climáticos de vida corta (FCVC) •

Carbono negro (CN): mezcla amorfa de partículas microscópicas que contienen un núcleo de carbono elemental con compuestos orgánicos y pequeñas cantidades sulfatos, nitratos y otros compuestos (Molina y Ruiz, 2011).

•

Ozono (O3): la forma triatómica del oxigeno es un gas constituyente de la atmósfera. En la tropósfera es originado naturalmente o por reacciones fotoquímicas que involucran gases ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 177

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  resultantes de las actividades humanas y es un componente primario del smog fotoquímico. En concentraciones altas el ozono troposférico puede dañar a un amplio rango de organismos vivos. Además actúa como gas de efecto invernadero (UNEP, 2011). En la Tabla A.1 se describen las principales características de los FCVC.

Tabla A.1. Principales Propiedades de los FCVC FCVC

Tiempo de vida

Potencial de Calentamiento Global

Origen Actividades agropecuarias y utilización de combustibles de origen fósil (IPCC, 2007).

Metano

12 años

Carbono negro

3 a 8 días (Shindell et al., 2008).

680 (Bond y Sun, 2005)

Combustión incompleta de combustibles fósiles y biomasa (UNEP, 2011; Molina y Ruiz, 2011)

1 día a pocas semanas (UNEP, 2011)

No es posible calcularlo debido a que no se emite directamente; por lo tanto se calcularía para los precursores (Collins et al, 2002; Shindell et al, 2009)

Precursores; CH4, CO, NOX y NMVOCS (UNEP, 2011).

Ozono troposférico

23 (IPCC, 2007)

Referencias Bond, T. y H. Sun, 2005. Can Reducing Black Carbon Emissions Counteract Global Warming?, Environmental Science and Technology. Vol. 39, No. 16, pp. 5921-5926 Collins, W. J., Derwent, R. G., Johnson, C. E. and Stevenson, D. S. 2002. The oxidation of organic compounds in the troposphere and their global warming potentials. Climate Change 52, 453–479. doi, 10.1023/A,1014221225434 En: UNEP, 2011. Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone IPCC (Intergubernamental Panel on Climate Change), 2007. Cambio climático 2007: Informe de síntesis. Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Cuarto Informe de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático [Equipo de ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 178

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  redacción principal: Pachauri, R.K. y Reisinger, A. (directores de la publicación)]. IPCC, Ginebra, Suiza, 104 págs. Molina, L., Ruiz, L. 2011. Coordinadores, Temas emergentes en cambio climático: metano y carbono negro, sus posibles co-beneficios y desarrollo de planes de investigación. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM (CCA-UNAM) Molina Center for Energy and the Environment (MCE2) e Instituto Nacional de Ecología (INE) Shindell, D. T., Levy II, H., Schwarzkopf, M. D., Horowitz, L. W., Lamrque, J.-F. and Faluvegi, G. 2008. Multimodel projections of climate change from short-lived emissions due to human activities. J. Geophys. Res., 113, D11109. En: UNEP, 2011. Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone Shindell, D., Faluvegi, G., Koch, D., Schmidt, G.A., Unger, N. and Bauer, S. E. 2009. Improved attribution of climate forcing to emissions. Science 326(5953), 716–718. En: UNEP, 2011. Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone UNEP (United Nations Environment Programme). 2011. Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 179

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Anexo 2Estratificación de ciudades de México según número de habitantes, consumos específicos y saturaciones de usuarios residenciales y comerciales de carbón vegetal. Ciudad base de extrapolació n de datos de consumo y saturación

Región y estrato de ciudad a extrapolar

Monterrey, 1 N.L.

Ciudades con más de 500,000 habitantes del Norte de México

Reynosa y Cd. Victoria, 1 Tam.

Ciudades entre 50,000 y 499,999 habitantes del Norte de México

Entidades Federativas comprendidas en cada estrato

Baja California, Baja California Sur, Sonora, Sinaloa, Nayarit, Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Tamaulipas

Consumo específico residencial (t/hogar/año)

Saturación residencial

Consumo promedio comercial (t/hogar/año)

CER

SR

CEC

0.070

0.69

0.023

0.053

0.655

0.013

0.027

0.647

0.013

Querétaro, 2 Qro. , Cd. Victoria y San Luís Potosí, 1 S.L.P.

Ciudades con más de 50,000 habitantes del Centro y CentroOccidente de México

Durango, Zacatecas, San Luis Potosí, Aguascalientes, Jalisco, Guanajuato, Querétaro, Hidalgo, Puebla, Tlaxcala, Edo de Mex, Morelos,

Villahermosa, 3 Tab.

Ciudades con más de 50,000 habitantes del Sur y Centro-Oriente de México

Veracruz, Tabasco, Oaxaca, Guerrero, Chiapas, Campeche, Quintana Roo, Yucatán

0.046

0.76

0.012

Cd.González, Tam.

Ciudades entre 10,000 y 50,000 habitantes de todo el País.

TODAS

0.034

0.60

0.0004

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 180

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Anexo 3 Estudios de caso. Alfarería Amatenango del Valle, Chiapas: de quema a cielo abierto a horno de leña Amatenango del Valle es una comunidad indígena tzeltal ubicada en Los Altos de Chiapas. La economía tradicional se ha basado en la agricultura realizada por los hombres y la alfarería que elaboran las mujeres. Su producción es comercializada a nivel nacional a través del Instituto de las Artesanías en el estado, y localmente de forma directa a turistas que pasean por la región. Se trata de una alfarería rústica, moldeada a mano, pulida y que se quema tradicionalmente con leña a cielo abierto sobre la tierra. Su función ha pasado de utilitaria a ornamental, y en los últimos años ha incorporado numerosas innovaciones en términos de diseños (Figuras moldeadas) y uso de barniz y pintura post quema. En el año 2000 se realizó una evaluación del consumo de leña en la localidad, en la que se observó que se trataba de quemas a cielo abierto utilizando leña de pino y ciprés. En ese entonces se calculó un consumo de 270 kilos en promedio por cada evento (Calderón 2001). Las tecnologías que se habían intentado introducir en la comunidad en aquel entonces incluían hornos de gas y petróleo, pero no habían funcionado por no ser compatibles con la cultura local en las formas de trabajar, y por una disponibilidad local de leña. Para el año 2010, a solicitud de un grupo de artesanas organizadas de Amatenango, se sometió un proyecto a CONAFOR con el fin de diseñar una propuesta de un horno para el ahorro de leña, y fue sorprendente constatar que al mismo tiempo que esa experiencia existían ya algunos hornos cilíndricos realizados por otros grupos de la población. Es evidente que algo cambió respecto a la posibilidad de aceptar una nueva tecnología con respecto a una década atrás, tal vez la disponibilidad de leña. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 181

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Como resultado del proyecto las mujeres diseñaron y probaron un horno cilíndrico tipo botella, elaborado de ladrillo rojo donde la leña se introduce en la parte baja, las piezas se colocan en la parte media sobre una estructura de metal, y la parte superior de forma cóncava termina en una pequeña abertura. El costo del horno es relativamente económico y es fácilmente elaborable por albañiles locales. Culturalmente les permite a las mujeres seguir controlando el proceso de producción y quema, y facilita el trabajo grupal familiar, que ahora no depende de las condiciones ambientales como con la quema abierta .

A) Quema a cielo abierto (2000) y B) Horno de leña (2010) en Amatenago del Valle. Fotos: Araceli Calderón. El consumo medido con el horno fue de 80 kg, para una quema que en el estudio previo corresponde a lo que se denominó quema mediana y gastaba 182 kg, es decir se ahorró poco más de la mitad de leña. Según los testimonios de las mujeres, el ahorro puede ser mayor puesto que según sus propias estimaciones ahora se utiliza una carretilla de leña para una quema que les llevaba cuatro (sólo el 25%), de hecho el peso estimado de leña para el evento que en que se pesaron los 80 kilos era de casi 400 kilos.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 182

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Sin embargo se asume que las quemas ahora se hacen de forma más frecuente, ya que anteriormente esperaban hasta tener una producción mayor para quemar, por lo que el ahorro en el consumo anual por unidad se estima en 41% (Tabla 5.2).

San MiguelTenextatiloyan, Zautla Puebla. En Zautla, se produce una preciosa alfarería vidriada para la que anteriormente predominaba el uso de la greta para esmaltar. La alfarería es una actividad que involucra a numerosas familias de la localidad y es económicamente relevante. En esta localidad se creó un centro de capacitación para mejorar las condiciones de la población alfarera el Centro de Formación y Capacitación Alfarera (CERFOCAL) que es parte del CESDER (AMUCCS 2009). La introducción de un esmalte sin plomo requería de un horno que permitiera alcanzar la temperatura necesaria para los nuevos esmaltes y al mismo tiempo ahorrar leña. El CEFORCAL ha trabajado en la construcción de un horno mejorado que incorpora materiales refractarios en su interior así como la presencia de una capucha que permite alcanzar mayores temperaturas dentro del horno, de acuerdo con sus estimaciones, el ahorro con respecto a los hornos cilíndricos tradicionales es de 25 a 30%. Aunque el horno aún no se ha diseminado entre la población alfarera, se está difundiendo el uso de las capuchas adaptadas a los hornos tradicionales con lo cual ya se tiene un ahorro de leña (Marco Antonio Comunidad comunicación personal 2012, AMUCCS 2009), Los hornos tradicionales y los hornos mejorados muestran diferencias importantes según los alfareros de la zona (CEFORCAL 2011): El horno tradicional de brocal: ü Todo el horno se compone de ladrillo rojo de construcción, se construye sin cortes de los mismos, quedando más frágil la estructura del horno. ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 183

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  ü El material que se utiliza para pegar ladrillos es barro y tierra sin cernir, la mezcla que está a la exposición del fuego, el tiempo que dura sin caerse es poco. ü Por la composición de sus materiales sólo puede llegar a la temperatura máxima de 900° centígrados, situación que puede hacer que los arcos del horno se vengan abajo, echando a perder las piezas de barro que se encuentran dentro del horno. ü La leña que se utiliza para hornear va a ras de suelo, situación que hace un mal uso del combustible, ya que como no se tiene buena aireación, normalmente cuando se deja de quemar se encuentran carbones en la boca del horno que no se terminaron de quemar. Las características del horno mejorado son las siguientes: ü La parrilla de carga, lugar del horno que tiene la temperatura más alta a la hora de hornear, se compone de ladrillos refractarios elaborados artesanalmente por el grupo, soportan la temperatura de 1100°centigrados sin que se atente contra la estructura del horno. ü Se compone de mortero cerámico, que también es elaborado artesanalmente por el grupo, mezcla con que se pega el ladrillo refractario de los arcos y de la parrilla logrando una mejor adherencia entre los mismos. ü La resistencia de peso de carga dentro del horno es de 400 kilogramos aproximadamente. ü Se coloca el combustible en la parrilla que permite una combustión eficiente y ahorro de combustible, situación que beneficia a las familias por si no hay acceso a la leña, y en caso de que se compre, las familias bajan considerablemente sus costos de producción. ü El paquete tecnológico tiene altas posibilidades de autoconstrucción.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 184

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

A) Horno mejorado de leña, B) Horno tradicional.

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 185

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Anexo 4 Estados y Municipios con fNRB igual a 100% para 2010. Estado   Oaxaca   Puebla   Veracruz   Estado  de  México   Tlaxcala   Distrito  Federal   Chiapas   Tabasco   Chihuahua   Tamaulipas   Zacatecas   Hidalgo   Michoacán   Aguascalientes   Guanajuato   Jalisco   Morelos   Nuevo  León   San  Luis  Potosí   Total  

Cantidad   113   47   46   44   15   11   10   7   5   4   4   3   2   1   1   1   1   1   1   317  

%   35.65%   14.83%   14.51%   13.88%   4.73%   3.47%   3.15%   2.21%   1.58%   1.26%   1.26%   0.95%   0.63%   0.32%   0.32%   0.32%   0.32%   0.32%   0.32%    

Estado Oaxaca

Municipio ANIMAS TRUJANO (OAX) ASUNCION OCOTLAN (OAX) ASUNCION TLACOLULITA (OAX) CAPULALPAM DE MENDEZ (OAX) CHAHUITES (OAX) CIENEGA DE ZIMATLAN (LA CIENEGA) (OAX) COSOLAPA (OAX) ELOXOCHITLAN DE FLORES MAGON (OAX) ESPINAL, EL (OAX) GUADALUPE ETLA (OAX) HUAUTEPEC (OAX)

MAGDALENA OCOTLAN (OAX) ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 186

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado

Municipio MAGDALENA TEITIPAC (OAX) MONJAS (OAX) NATIVIDAD (OAX) NAZARENO ETLA (OAX) PE, LA (OAX) REYES ETLA (OAX) SAN AGUSTIN ETLA (OAX) SAN AGUSTIN YATARENI (OAX) SAN ANDRES HUAYAPAM (OAX) SAN ANDRES SINAXTLA (OAX) SAN ANTONINO CASTILLO VELASCO (OAX) SAN ANTONIO NANAHUATIPAM (OAX) SAN BARTOLO SOYALTEPEC (OAX) SAN DIONISIO OCOTLAN (OAX) SAN FRANCISCO HUEHUETLAN (OAX) SAN FRANCISCO LACHIGOLO (OAX) SAN FRANCISCO SOLA (OAX) SAN JACINTO AMILPAS (OAX) SAN JERONIMO TECOATL (OAX) SAN JUAN ACHIUTLA (OAX) SAN JUAN BAUTISTA GUELACHE (OAX) SAN JUAN CHILATECA (OAX) SAN JUAN DIUXI (OAX) SAN JUAN JUQUILA VIJANOS (OAX) SAN JUAN LACHIGALLA (OAX) SAN JUAN SAYULTEPEC (OAX) SAN JUAN YATZONA (OAX) SAN JUAN YUCUITA (OAX) SAN LORENZO CACAOTEPEC (OAX) SAN LORENZO CUAUNECUILTITLA (OAX) SAN LUCAS QUIAVINI (OAX) SAN LUCAS ZOQUIAPAM (OAX) SAN MARCIAL OZOLOTEPEC (OAX) SAN MARTIN LACHILA (OAX) SAN MARTIN TILCAJETE (OAX) SAN MATEO YOLOXOCHITLAN (OAX) SAN MIGUEL ALOAPAM (OAX)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 187

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado

Municipio SAN MIGUEL HUAUTLA (OAX) SAN MIGUEL TALEA DE CASTRO (OAX) SAN MIGUEL TECOMATLAN (OAX) SAN MIGUEL YOTAO (OAX) SAN NICOLAS (OAX) SAN PABLO ETLA (OAX) SAN PABLO HUIXTEPEC (OAX) SAN PEDRO APOSTOL (OAX) SAN PEDRO IXTLAHUACA (OAX) SAN PEDRO JOCOTIPAC (OAX) SAN PEDRO JUCHATENGO (OAX) SAN PEDRO MARTIR (OAX) SAN PEDRO OCOPETATILLO (OAX) SAN PEDRO TOPILTEPEC (OAX) SAN PEDRO YANERI (OAX) SAN RAYMUNDO JALPAN (OAX) SAN SIMON ALMOLONGAS (OAX) SANTA ANA (OAX) SANTA ANA ATEIXTLAHUACA (OAX) SANTA ANA CUAUHTEMOC (OAX) SANTA ANA DEL VALLE (OAX) SANTA ANA YARENI (OAX) SANTA ANA ZEGACHE (OAX) SANTA CATALINA QUIERI (OAX) SANTA CATARINA MINAS (OAX) SANTA CRUZ ACATEPEC (OAX) SANTA CRUZ DE BRAVO (OAX) SANTA CRUZ XITLA (OAX) SANTA CRUZ XOXOCOTLAN (OAX) SANTA GERTRUDIS (OAX) SANTA INES YATZECHE (OAX) SANTA LUCIA DEL CAMINO (OAX) SANTA LUCIA OCOTLAN (OAX) SANTA MARIA ALOTEPEC (OAX) SANTA MARIA ATZOMPA (OAX) SANTA MARIA COYOTEPEC (OAX) SANTA MARIA DEL TULE (OAX)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 188

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado

Municipio SANTA MARIA GUELACE (OAX) SANTA MARIA IXCATLAN (OAX) SANTA MARIA LA ASUNCION (OAX) SANTA MARIA NDUAYACO (OAX) SANTA MARIA TATALTEPEC (OAX) SANTA MARIA TECOMAVACA (OAX) SANTA MARIA TEXCATITLAN (OAX) SANTA MARIA TOTOLAPILLA (OAX) SANTIAGO APOSTOL (OAX) SANTIAGO ATITLAN (OAX) SANTIAGO LALOPA (OAX) SANTIAGO NEJAPILLA (OAX) SANTIAGO TEPETLAPA (OAX) SANTIAGO TILLO (OAX) SANTIAGO YAITEPEC (OAX) SANTIAGO YOLOMECATL (OAX) SANTIAGO ZACATEPEC (OAX) SANTO DOMINGO IXCATLAN (OAX) SANTO DOMINGO TOMALTEPEC (OAX) SOLEDAD ETLA (OAX) TANETZE DE ZARAGOZA (OAX) TANICHE (OAX) TEOTITLAN DE FLORES MAGON (OAX) TOTONTEPEC VILLA DE MORELOS (OAX) TRINIDAD ZAACHILA (OAX) VILLA DE ETLA (OAX) YOGANA (OAX)

Puebla

AHUAZOTEPEC (PUE) AMIXTLAN (PUE) ATOYATEMPAN (PUE) ATZITZINTLA (PUE) CAMOCUAUTLA (PUE) CAXHUACAN (PUE) COATEPEC (PUE) CORONANGO (PUE) CUAPIAXTLA DE MADERO (PUE) CUAUTLANCINGO (PUE)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 189

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado

Municipio HERMENEGILDO GALEANA (PUE) HUEYAPAN (PUE) HUEYTLALPAN (PUE) HUITZILAN DE SERDAN (PUE) IGNACIO ALLENDE (PUE) IXTEPEC (PUE) JOPALA (PUE) JUAN C. BONILLA (PUE) MIXTLA (PUE) NAUPAN (PUE) NAUZONTLA (PUE) RAFAEL LARA GRAJALES (PUE) REYES DE JUAREZ, LOS (PUE) SAN ANDRES CHOLULA (PUE) SAN FELIPE TEOTLALCINGO (PUE) SAN FELIPE TEPATLAN (PUE) SAN GREGORIO ATZOMPA (PUE) SAN JOSE CHIAPA (PUE) SAN MARTIN TEXMELUCAN (PUE) SAN MIGUEL XOXTLA (PUE) SAN PEDRO CHOLULA (PUE) SAN SALVADOR EL VERDE (PUE) SAN SALVADOR HUIXCOLOTLA (PUE) SANTO TOMAS HUEYOTLIPAN (PUE) TEPANGO DE RODRIGUEZ (PUE) TEPATLAXCO DE HIDALGO (PUE) TLALTENANGO (PUE) TLAOLA (PUE) TLAPACOYA (PUE) TLAXCO (PUE) XOCHIAPULCO (PUE) XOCHITLAN DE VICENTE SUAREZ (PUE) YAONAHUAC (PUE) ZAPOTITLAN DE MENDEZ (PUE) ZARAGOZA (PUE) ZINACATEPEC (PUE) ZONGOZOTLA (PUE)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 190

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado Veracruz

Municipio ACATLAN (VER) ACULA (VER) AMATITLAN (VER) ANGEL R. CABADA (VER) ATZACAN (VER) BANDERILLA (VER) BOCA DEL RIO (VER) CAZONES DE HERRERA (VER) CHICONQUIACO (VER) CHINAMECA (VER) CHOCAMAN (VER) CHUMATLAN (VER) COACOATZINTLA (VER) COSAMALOAPAN (VER) COXQUIHUI (VER) FORTIN (VER) GUTIERREZ ZAMORA (VER) IGNACIO DE LA LLAVE (VER) IXMATLAHUACAN (VER) LANDERO Y COSS (VER) LERDO DE TEJADA (VER) MANLIO FABIO ALTAMIRANO (VER) MARIANO ESCOBEDO (VER) MECATLAN (VER) MIAHUATLAN (VER) NARANJAL (VER) OLUTA (VER) ORIZABA (VER) OTATITLAN (VER) OTEAPAN (VER) POZA RICA DE HIDALGO (VER) RAFAEL LUCIO (VER) RIO BLANCO (VER) SALTABARRANCA (VER) TECOLUTLA (VER) TENOCHTITLAN (VER) TIERRA BLANCA (VER)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 191

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado

Municipio TLACOLULAN (VER) TLACOTALPAN (VER) TLALIXCOYAN (VER) TLAPACOYAN (VER) TOMATLAN (VER) TONAYAN (VER) TRES VALLES (VER) XOXOCOTLA (VER) ZOZOCOLCO DE HIDALGO (VER)

Estado de Mexico

ALMOLOYA DEL RIO (MEX) AMECAMECA (MEX) ATENCO (MEX) ATIZAPAN (MEX) AYAPANGO (MEX) CALIMAYA (MEX) CHAPULTEPEC (MEX) CHIAUTLA (MEX) CHICONCUAC (MEX) CHIMALHUACAN (MEX) COACALCO (MEX) COCOTITLAN (MEX) COYOTEPEC (MEX) CUAUTITLAN (MEX) CUAUTITLAN IZCALLI (MEX) ECATEPEC (MEX) JALATLACO (MEX) JALTENCO (MEX) JIQUIPILCO (MEX) JOQUICINGO (MEX) LERMA (MEX) MELCHOR OCAMPO (MEX) METEPEC (MEX) MEXICALCINGO (MEX) NEXTLALPAN (MEX) NEZAHUALCOYOTL (MEX) OTZOLOTEPEC (MEX) PAPALOTLA (MEX)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 192

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado

Municipio PAZ, LA (MEX) RAYON (MEX) SAN ANTONIO LA ISLA (MEX) SAN MATEO ATENCO (MEX) TECAMAC (MEX) TEMAMATLA (MEX) TEMOAYA (MEX) TENANGO DEL AIRE (MEX) TEXCALYACAC (MEX) TEZOYUCA (MEX) TIANGUISTENCO (MEX) TLALNEPANTLA (MEX) TULTEPEC (MEX) TULTITLAN (MEX) XONACATLAN (MEX) ZUMPANGO (MEX)

Tlaxcala

CUAPIAXTLA (TLA) IXTENCO (TLA) MAZATECOCHCO DE JOSE MARIA MORELOS (TLA) MU¥OZ DE DOMINGO ARENAS (TLA) NATIVITAS (TLA) PAPALOTLA DE XICOHTENCATL (TLA) TENANCINGO (TLA) TEPETITLA DE LARDIZABAL (TLA) TEPEYANCO (TLA) TETLATLAHUCA (TLA) TOCATLAN (TLA) TZOMPANTEPEC (TLA) XICOTZINGO (TLA) ZACATELCO (TLA) ZITLALTEPEC DE TRINIDAD SANCHEZ S. (TLA)

Distrito Federal

ALVARO OBREGON (D-F) AZCAPOTZALCO (D-F) BENITO JUAREZ (D-F) COYOACAN (D-F) CUAUHTEMOC (D-F) GUSTAVO A. MADERO (D-F)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 193

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado

Municipio IZTACALCO (D-F) IZTAPALAPA (D-F) MIGUEL HIDALGO (D-F) TLAHUAC (D-F) VENUSTIANO CARRANZA (D-F)

Chiapas

ACACOYAGUA (CHS) ACAPETAHUA (CHS) FRONTERA HIDALGO (CHS) GRANDEZA, LA (CHS) MAZATAN (CHS) MITONTIC (CHS) RAYON (CHS) REFORMA (CHS) SUCHIATE (CHS) TAPILULA (CHS)

Tabasco

CARDENAS (TAB) CENTLA (TAB) COMALCALCO (TAB) CUNDUACAN (TAB) JALPA DE MENDEZ (TAB) NACAJUCA (TAB) PARAISO (TAB)

Chihuahua

GUADALUPE (CHI) MANUEL BENAVIDES (CHI) PRAXEDIS G. GUERRERO (CHI) ROSARIO (CHI) SAN FRANCISCO DE BORJA (CHI)

Tamaulipas

MANTE,EL (TAM) RIO BRAVO (TAM) TAMPICO (TAM) VALLE HERMOSO (TAM)

Zacatecas

CA¥ITAS DE FELIPE PESCADOR (ZAC) CALERA (ZAC) JUAN ALDAMA (ZAC) MIGUEL AUZA (ZAC)

Hidalgo

ATITALAQUIA (HGO) TIZAYUCA (HGO)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 194

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Estado

Municipio TLAXCOAPAN (HGO)

Michoacan

APORO (MIC) BRISEÑAS (MIC)

Aguascalientes

COSIO (AGS)

Guanajuato

VILLAGRAN (GTO)

Jalisco

TLAQUEPAQUE (JAL)

Morelos

ZTEMOAC (MOR)

Nuevo León

SAN NICOLAS DE LOS GARZA (NLN)

San Luis Potosi

TANQUIAN DE ESCOBEDO (SLP)

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 195

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Anexo 5 Municipios con potencial de instalación de plantas de generación eléctrica con biomasa. En la tabla se presentan los municipios donde se localizaron los sitios aptos para la instalación y operación de plantas de generación eléctrica con biomasa. Se debe tener en cuenta que uno de los criterios para la ubicación es permitir fácil acceso de la biomasa, pero que la planta no puede estar dentro de la localidad, por esta razón se presentan los nombres de los municipios y no de las localidades. Se muestran también las coordenadas UTM de las ubicaciones aptas.

Municipio IMURIS (SON) NUEVO CASAS GRANDES (CHI) CUMPAS (SON) VILLA PESQUEIRA (SON) SAHUARIPA (SON) CAJEME (SON) BOCOYNA (CHI) ALAMOS (SON) BALLEZA (CHI) FUERTE, EL (SIN) HERRERAS, LOS (NLN) BADIRAGUATO (SIN) LINARES (NLN) PADILLA (TAM) DURANGO (DGO) ROSARIO (SIN) GONZALEZ (TAM) TULA (TAM) VALPARAISO (ZAC) TIZIMIN (YUC) OZULUAMA (VER) TABASCO (ZAC) RIOVERDE (SLP) CIUDAD VALLES (SLP) DZEMUL (YUC) BENITO JUAREZ (QTR) TEPIC (NAY) CELESTUN (YUC) YAHUALICA DE GONZALEZ GALLO (JAL)

INEGI 26035 8050 26023 26068 26052 26018 8009 26003 8007 25010 19027 25003 19033 28030 10005 25014 28012 28039 32049 31096 30121 32044 24024 24013 31026 23005 18017 31011 14118

Coordenadas UTM Coordenadas UTM POINT_X POINT_Y 1159030.14877 3389430.73567 1431283.63312 3333682.68089 1250781.32302 3286434.32953 1217280.89427 3191687.63553 1307282.04612 3141189.39757 1224530.98706 3039942.93037 1451033.88589 3032193.20078 1289531.81895 2952445.98340 1563535.32570 2878448.56540 1332532.36928 2846699.67321 2258294.21737 2814950.78103 1443033.78350 2772952.24649 2265544.31015 2706204.57552 2325295.07486 2621207.54132 1702787.10788 2600708.25660 1610785.93043 2496711.88536 2339545.25723 2485462.27789 2224043.77902 2484962.29533 1811538.49970 2439213.89164 3468059.70018 2384215.81069 2433796.46348 2380215.95025 1905789.70594 2378965.99387 2213793.64784 2374966.13344 2313044.91808 2358966.69171 3309307.66844 2356466.77894 3565310.94482 2353216.89233 1689786.94150 2351966.93595 3210556.40461 2301718.68926 1909039.74754 2277719.52667

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 196

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Municipio TEQUILA (JAL) FELIPE CARRILLO PUERTO (QTR) PETO (YUC) HOPELCHEN (CAM) TUXCUECA (JAL) PURUANDIRO (MIC) UNION DE TULA (JAL) FELIPE CARRILLO PUERTO (QTR) CHAMPOTON (CAM) JUAREZ (MIC) JILOTLAN DE LOS DOLORES (JAL) COQUIMATLAN (COL) OTHON P. BLANCO (QTR) CHURUMUCO (MIC) PALIZADA (CAM) IGUALA DE LA INDEPENDENCIA (GRO) TEHUITZINGO (PUE) COYUCA DE CATALAN (GRO) SAN LUCAS OJITLAN (OAX) CHOAPAS, LAS (VER) LAZARO CARDENAS (MIC) OCOSINGO (CHS) PETATLAN (GRO) SAN FERNANDO (CHS) ACAPULCO DE JUAREZ (GRO) SANTIAGO NILTEPEC (OAX) SOCOLTENANGO (CHS) SAN PEDRO TUTUTEPEC (OAX) TAPACHULA (CHS)

INEGI 14094 23002 31058 4006 14107 16071 14110 23002 4004 16046 14049 6004 23004 16029 4007 12035 21157 12022 20232 30061 16052 7059 12048 7079 12001 20066 7083 20334 7089

Coordenadas UTM Coordenadas UTM POINT_X POINT_Y 1805538.42291 2256970.25067 3491560.00094 2240970.80894 3379808.57073 2235720.99212 3252556.94214 2181222.89373 1872289.27720 2179972.93734 2054041.60330 2177723.01585 1764287.89497 2163973.49561 3445559.41222 2137724.41152 3185306.08145 2100975.69380 2164043.01112 2085226.24335 1923039.92671 2082726.33058 1805288.41971 2069226.80161 3372808.48114 2018978.55493 2049791.54891 2013228.75556 3078804.71842 1977230.01166 2256044.18857 1975980.05528 2396795.98994 1973730.13379 2141042.71676 1972230.18612 2586548.41843 1945981.10203 2836551.61802 1945981.10203 1978790.64022 1937231.40734 3139055.48952 1876233.53574 2094542.12163 1872233.67531 2939552.93625 1835734.94886 2230543.86221 1833235.03609 2789551.01649 1795236.36198 3029304.08490 1759987.59191 2490047.18339 1721238.94397 3039304.21289 1628992.16275

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 197

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Anexo 6Supuestos para el análisis económico del Sector Residencial Estufas eficientes de leña

Valor

Unidades

Fuente

Tipo de Cambio

12.1

Pesos/ dólar

Inversión en entrenamiento y promoción

$31.98

US$

Proyecto Patsari

Costo de inversión en la estufa

$79.43

US$

Proyecto Patsari

Inversión total

$111.41

US$

Proyecto Patsari

Costos anuales de monitoreo y adopción

$2.23

US$

Proyecto Patsari

costos anuales de control y administración

$15.05

Costos anuales de mantenimiento

$13.17

Proyecto Patsari US$/año

Proyecto Patsari

Vida útil de la estufa

10

años

Proyecto Patsari

Consumo de leña fogón tradicional

4.2

tMS leña/año/fogón

Berrueta et al 2008

Costo de la leña

$24.69

US$/t MS

Garcia-Frapolli et al., 2010

Precio sombra por hora

$1.81

US$/hora

Tiempo ahorrado por día por el uso de estufa eficiente

0.25

horas/día

Garcia-Frapolli et al., 2010

Tiempo ahorrado por año por el uso de estufa eficiente

91.25

horas/año

Garcia-Frapolli et al., 2010

Beneficios por el ahorro de tiempo

$165.15

US$/año

Garcia-Frapolli et al., 2010

factor conversión dólares 2005-2007

0.9406

Tasa de descuento

10%

   

 

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 198

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Anexo7Supuestos para el análisis económico de Carbón vegetal

Años

Fuente Johnson et al., 2009

Costos de leña

24.69

USD/tMS leña

Johnson et al., 2009

Costo de leña horno eficiente (incluye el manejo forestal para obtener leña sustentable)

48.40

USD /tMS

Johnson et al., 2009

leña/CV hornos eficientes

30%

Johnson et al., 2009

leña/CV hornos tradicional

18%

Johnson et al., 2009

Costos de mano de obra

12.00

US$/día

Johnson et al., 2009

Inversión

1980

US$/horno

Johnson et al., 2009

O&M primer año por horno (costo de supervisión y entrenamiento)

146

US$/horno

Johnson et al., 2009

Días de labor por t CV en horno mejorado

2.22

Días/t CV

Johnson et al., 2009

Días de labor por t CV en horno tradicional

6.00

Días/t CV

Johnson et al., 2009

Carbón Vegetal

Valor

Unidades 5

Vida útil

Precio del carbón vegetal (dato 2012)

192.30

US/ton

Johnson et al., 2009

Precio del carbón vegetal (MEDEC)

155.47

US$/ton

Johnson et al., 2009

equivalencia peso/dólar

12.1

pesos/dólar

Johnson et al., 2009

jornal

12.39

dólares

Johnson et al., 2009

factor conversión dólares 2005-2007

0.9406

Johnson et al., 2009

10%

Johnson et al., 2009

Tasa de descuento

Supuestos

Costo USD

Vida útil años

H tradicional

H mejorado

0.18

0.3

Johnson et al., 2009

6

2.22

Johnson et al., 2009

Inversión por horno ($)

n.a.

1862.388

Johnson et al., 2009

Operación y mantenimiento del primer año por horno

n.a.

137.3276

Johnson et al., 2009

Coeficiente carbón vegetal/ leña (t carbón vegetal/tms) Días de mano de obra por tonelada de producción

Fuente

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 199

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  (costos de capacitación y supervisión) ($) Vida útil

n.a.

5

Johnson et al., 2009

Emisiones de CO2 (t CO2 e/t carbón vegetal) Emisiones de otros gases (CH4 y N2O) (t CO2 e/t carbón vegetal) Porcentaje de no renovabilidad Preparación de programa de manejo forestal (un módulo, 500 ha)

2403

1382

Johnson et al., 2009

1106

1108

Johnson et al., 2009

80

0

Johnson et al., 2009 9259

10

Johnson et al., 2009

   

 

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 200

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Anexo8Supuestos para el análisis económico de Ladrilleras Tecnología tradicional

Valor

Unidades

12.1

Pesos/dólar

Producción Anual Horno

250000

ladrillos

SEDECO Michoacán

Vida Útil Horno Campaña

1.0-2.0

años

datos de campo Morelia 2012

Vida Útil Horno Fijo

2.0-5.0

años

datos de campo Morelia 2012

Costo leña

12.34

USD/tonelada

datos de campo Morelia 2012

Costo aserrín

19.7

USD/tonelada

datos de campo Morelia 2012

Piezas Elaboradas por Día

600-1000

p/persona depende de habilidad

datos de campo Morelia 2012

Días de Labor por 1000

Cambio $1 USD

Fuente

0.75-1.2

jornada 8a 12 hrs

datos de campo Morelia 2012

Precio Ladrillo In Situ

0.18

USDpieza

datos de campo Morelia 2012

Costo Mano de Obra acomodador

38.58

USD10,000 pzas

datos de campo Morelia 2012

Costo Mano de Obra acomodador

0.003858

USD/pza

Costo Mano de Obra quemador

54.1

USD10,000 pzas

Costo Mano de Obra quemador

0.00541

USD/pza

11.6

USD10,000 pzas

545

USD

Costo Pipa 10,000 lts Inversión Inicial Horno Inversión

0.00218

datos de campo Morelia 2012 datos de campo Morelia 2012 datos de campo Morelia 2012 USD/pza*año

Mantenimiento

8

USD10,000 pzas

Mantenimiento

0.0008

USD/pza

Costo moldeado

0.03

valor estándar

datos de campo Morelia 2012

Días de Labor Producción

2.75

obtención de piezas

datos de campo Morelia 2012

Días de Secado Necesario

16-18

deshumidificación

datos de campo Morelia 2012

Días de Acomodo

1-1.5

preparado de horno

datos de campo Morelia 2012

2.0-3.0

cocción y desmontaje

datos de campo Morelia 2012

Días de Cocción

datos de campo Morelia 2012

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 201

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Días Totales en Producción

21-25

datos de campo Morelia 2012

Agua

0.0000928

USD/pza

Moldeador

0.08264463

USD/pza

Tecnología eficiente

Valor

Unidades

Cambio $1 USD

12.1

Pesos/dólares

250000

piezas

   

Producción Anual Horno

Fuente basado en horno tradicional

Vida Útil Horno

12.00

ROBERT O. MARQUEZ

Días construcción y secado

7.0-15

ROBERT O. MARQUEZ

Piezas Elaboradas por Día

600-1000

p/persona depende de habilidad

datos de campo Morelia 2012

Días de Labor por ton/ladrillo

0.75-1.2

jornada 8a 12 hrs

datos de campo Morelia 2012

Precio Ladrillo In Situ

0.088

USD pieza

datos de campo Morelia 2012

Moldeador

0.08

USD/pza

Precio Ladrillo Mercado

0.19

USD pieza

datos de campo Morelia 2012

Costo Mano de Obra llenado

0.003858

USD/pza

datos de campo Morelia 2012

Costo Mano de Obra quemador

0.00541

USD/pza

datos de campo Morelia 2012

Costo Pipa 10,000 lts

0.0000928

USD/pza

datos de campo Morelia 2012

Inversión Inicial Horno

4506

USD

ROBERT O. MARQUEZ

0.0005

USD/pza

datos de campo Morelia 2012

Días de Labor Producción

2.75

obtención de piezas

datos de campo Morelia 2012

Días de Secado Necesario

3.0-5

deshumidificación

ROBERT O. MARQUEZ

Días de Acomodo

1-1.5

preparado de horno

ROBERT O. MARQUEZ

Días de Cocción

1.0-2

cocción y desmontaje

ROBERT O. MARQUEZ

Inversión Mantenimiento

0.018024

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 202

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Días Totales en Producción

8.0-12

Agua

0.0000928

ROBERT O. MARQUEZ USD/pz

   

 

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 203

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

 

Anexo 9Supuestos para el análisis económico de Electricidad Electricidad

Valor

Unidades

20

MW

Consumo propio

0.04

%

Capacidad Neta despachable

19.2

MW

Factor de planta

0.75

Operación

8760

hrs/año

Generación

131,400

MWhe/año

Capacidad

Eficiencia

Van den et al. 1996.

0.25

Consumo combustible

525,600

MWht

Producción específica

1.25

MWhe/tMS

105,120

tMS/año

2

tMS/ha*año

52,560

ha/planta

Poder calorífico leña

18

GJ/tMS

Poder calorífico leña

5.00

MWht/tMS

Radio abastecimiento teórico

18

km

Radio máximo Práctico

45

km

Radio medio

35

km

Calor residual

452,016,000

Mcal/año

Inversión

45

MUSD

Operación y mantenimiento

2

MUSD/año

Precio de la leña en planta

53

USD/tMS

Vida útil

30

años

Consumo anual Productividad leñera Área manejada

Pesos por USD

Fuente

Enrique Riegelhaupt comunicación personal

12.1 ____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 204

Grupo Interdisciplinario de Tecnología

gira

Rural Apropiada A. C.

  Datos plantas combustóleo Eficiencia Factor de planta Inversión O&M Fijos O&M Variables

0.3639

COPAR

0.65

Viejo (0.65)

COPAR

1440581

USD/MW

COPAR

44771

USD/MW

0.33

USD/MWh

41.9

MJ/kg

Generación por MW Emisiones GEI por MW Poder calorífico combustóleo (LHV) Datos plantas Ciclo combinado Eficiencia

0.51

COPAR

Factor de planta

0.8

COPAR

Generación por MW Emisiones GEI por MW Inversión

663.6

USD/kW

COPAR

Operación y mantenimiento

0.0067

USD/kWh

Freris &Infield, 2008

Vida útil

30

años

Precio de la electricidad

107

USD/MWh

0.03675

USD/kWh

Precio combustible

   

____________________________________________________________________________________________ Escenarios de mitigación de gases efecto invernadero, carbono negro y otros forzadores climáticos de vida corta, mediante el uso de biocombustibles sólidos 205