Nombre (s): I.Q.I Jorge Eduardo Hidalgo Guerra Sede Regional: IPN Zacatenco

1. Titulo: Estimación, prospectiva y Estrategias de mitigación de emisiones de GEI originadas por la quema de combustibles comerciales de uso domestico. Nombre (s): I.Q.I Jorge Eduardo Hidalgo Guerra Sede Regional: IPN Zacatenco Fecha: 22 Octubre 2014

2. Introducción • El cambio climático inducido por el incremento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmosfera, constituye junto con la degradación de los ecosistemas y la perdida de la biodiversidad, el problema ambiental mas trascendente de los últimos años y uno de los desafíos globales que enfrenta la humanidad.

3. Introducción • México en la actualidad cuenta con una población de más de 112 millones de habitantes que utilizan como fuente de combustible el uso del gas L.P., leña y gas natural en los hogares corresponde a la cocción de alimentos, calentamiento de agua y calefacción. La leña es el segundo combustible más importante, por su uso en muchos hogares de bajos ingresos en el país.

4. Objetivos • Estimación nacional de emisiones originadas en el consumo de combustibles comerciales de uso domestico: Gas LP, Gas Natural y Biomasa (Leña). • Modelación de emisiones (Prospectiva) en este sector (Combustión domestica) al 2026. • Identificar estrategias de mitigación como medida para reducir impactos que causan al ambiente.

5. Estimación indirecta de Gases de Efecto Invernadero y partículas de Carbono Negro, implementando metodologías de Inventarios de Emisión (EPA, IPCC, DGGCARETC).

6. Metodología.

8. Datos de Actividad. • Consumo de Gas LP Nacional. • Cada año, cerca de 2 Millones de ton de gas LP son utilizadas para la cocina y calefacción doméstica en la Ciudad de México. • La Región Centro y La Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) es el mayor mercado de gas LP a nivel mundial, con un consumo de 78,900 barriles al día.

9. El uso del gas LP para cocinar y en calentadores de agua en México es común en todas las regiones; de acuerdo con los datos del INEGI, aproximadamente el 70% de las casas habitación en este país usan gas para cocinar. • En la ciudad de Monterrey, Nuevo León, el gas natural es el principal combustible doméstico, mientras que en Chiapas y Oaxaca predominan la madera y el carbón.

10. México ocupó el segundo lugar en el mundo en el consumo per cápita de gas LP, al ubicarse aproximadamente en 65 kg por habitante

12. Consumo de Gas Natural Se espera que la demanda conjunta de gas natural de los sectores residencial y servicios crezca en promedio 4.2% anual durante el periodo prospectivo. La demanda alcanzará un volumen de 198.2 MMpcden 2026, lo que representará 18.2% de los hidrocarburos consumidos en estos sectores; gas LP y gas natural.

13. La evolución de la demanda de hidrocarburos en los sectores residencial y servicios está directamente relacionada con el crecimiento de la población. • El total de habitantes del país, que para 2011 se estimó en 113.2 millones, será de 123.5 millones en 2026. Con ello, el crecimiento de la población promediará 0.6% anual.

16. Consumo de Leña • Algunos estudios señalan que la biomasa destinada a la producción de carbón vegetal en México, representa 35% del consumo para el uso residencial; y que el uso de la leña se concentra principalmente en el centro- sur del país. • El 89% de la población rural en México (25 millones de personas) generan calor a partir de la leña, principalmente para la cocción de alimentos y como combustible en pequeñas industrias como ladrilleras, panaderías, tortillerías, entre otras, por lo que representa una opción viable para el desarrollo de la energía renovable.

17. Respecto del potencial de aprovechamiento de la leña, se considera al potencial energético de la biomasa como una de las principales fuentes de bioenergía, y señala que, del total de la producción técnica potencial, son los combustibles de madera los que tienen un mayor alcance, con un promedio de 1,800 PJ/año.

18. El Gobierno Federal, organizaciones sociales y agencias de desarrollo han llevado a cabo acciones que han tenido como consecuencia una disminución en el consumo de leña de 0.9% anual.

19. Para el cálculo del consumo de leña se emplearon los consumos por macro-región ecológica, así como la población urbana y rural a nivel municipal. Para la validación del dato estimado se dividió la población entre el consumo estimado por municipio y se observó que las áreas urbanas el consumo per cápita era menor que en los municipios rurales. Cabe señalar que el consumo de leña estimado se realizó para el INEM 2008, por lo que se tomaron dichas proporciones de consumo por municipio para la estimación de los consumos correspondientes a 2011.

21. Distribución Geográfica de las Regiones.

23. Factores de Emisión • El método de estimación basado en los factores de emisión es probablemente el mas utilizado, especialmente en el caso de Gases de Efecto Invernadero y partículas de fracción respirable. En si, el método es muy sencillo y se resume en la siguiente ecuación: • Donde E representa las emisiones estimadas, A es un dato de actividad, C un factor de corrección y F el factor de emisión. A continuación se discute el significado particular de los tres componentes en la ecuación anterior.

25. Estimación de emisiones de carbono negro (CN) a partir de las PM2.5 El carbono negro se encuentra formando parte de las PM2.5, característica que hace de estas un contaminante peligroso para la salud de las personas debido a su elevada toxicidad. Además el CN juega un importante papel en el proceso de cambio climático, ya que absorbe la radiación solar, contribuyendo al calentamiento global del planeta.

26. Según un estudio presentado en el año 2010 al INE, llamado “Temas emergentes en cambio climático: metano y carbono negro, sus posibles cobeneficios y desarrollo de planes de investigación”, la estimación de emisiones de CN en México se realiza mediante dos métodos que a continuación se presentan. Factores de emisión y Razón CN/PM2.5

27. Esta especiación da a conocer la fracción o el porcentaje de CN presente en las PM2.5 para diversos tipos de fuentes emisoras, es decir, utiliza el método de correlación de CN/PM2.5, siguiendo la siguiente ecuación: • Emisión CN(t) = Emisión PM2.5 (t) * Fracción de CN en PM2.5

30. Estos factores se expresan normalmente como el peso del contaminante dividido por una unidad de peso, volumen, distancia, o la duración de la actividad de emisión de contaminante (por ejemplo, kilogramos de partículas emitidas por megagramo de carbón quemado).

31. Factores de Emisión utilizados en este sector (Combustión domestica) a EPA, 2000. b SEMARNAT, 2012a c INE-SEMARNAT, 2006. d INE, 2010 e INE, 2007 f SEMARNAT, 2012b. Los factores de emisión fueron calculados con base en la Tabla 1.5-1, del AP-42, tomando en cuenta la proporción de propano y butano g CARB, n. d.

32. Caracterización del Carbono Negro • En años recientes la comunidad científica se ha interesado en el carbono negro pues pasó de ser un contaminante del aire a un factor determinante en el calentamiento global. • Según el Intergovernmental Panel onClimateChange (IPCC), el carbono negro es un factor que contribuye al forzamiento radiativo positivo el cual causa el calentamiento global.

33. El carbono negro es responsable de 0.34 watts por metro cuadrado (W/m2) de forzamiento radiativo promedio a nivel mundial, de los cuales 0.22 W/m2 se deben al uso de combustibles fósiles y 0.12 W/m2 a la quema de biomasa y otras fuentes (IGSD, 2009).

34. De acuerdo con el Internacional CoucilonCleanTransportation (ICCT) el efecto de calentamiento puede incrementarse cuando el carbono negro se mezcla con otras partículas, como los sulfatos. • El IPCC sitúa al carbono negro como el tercer agente más importante de forzamiento radiativo positivo, después del CO2 y del CH4.

35. Algunos modelos consideran que el calentamiento global debido a este contaminante es de 0.3 a 0.4 °C, incluso menor, por lo que existe controversia a cerca de reducir el carbono negro como estrategia para mitigar el calentamiento global (Andreae y Gelencsér 2006).

39. El carbono negro se encuentra en todo el mundo , pero su presencia e impacto son particularmente fuerte en Asia. El carbono negro , una partícula vida corta, está en perpetuo movimiento en todo el mundo .Imagen: NationalOceanic and AtmosphericAdministration

40. .Imagen: NationalOceanic and AtmosphericAdministration

42. RESULTADOS

43. Se estima que a nivel nacional este sector emite aproximadamente 45 millones de toneladas de Dióxido de carbono (CO2), 39 mil toneladas de Metano (CH4) y 2,200 toneladas de Oxido Nitroso (N2O) en esta actividad.

44. Se estima que a nivel nacional las emisiones de partículas de fracción respirable originadas en la quema de combustibles comerciales de uso residencial que incluye al Gas Licuado de Petróleo, al Gas Natural y Leña las partículas de carbono negro con 16, 479.47 Mg anuales. Estimación para el INEM 2011, DGGCARETC -SEMARNAT

45. La región sur-suroeste aporta la mayor cantidad de partículas a la atmosfera debido a que se concentran los grupos de la población más vulnerables lo cual hace difícil la adquisición de GLP y Gas Natural y se sigue consumiendo en grandes proporciones Biomasa, Carbón, y Leña, empleando métodos tradicionales de calefacción. La Región Noroeste es la que menos emite partículas, después la región centro que comprende la zona metropolitana con mayor población como la Ciudad de México, seguida de la Región Centro Occidente que incluye a Guadalajara.

46. Estimación para el INEM 2011, DGGCARETC –SEMARNAT 2014

47. La Organización Mundial de la Salud, en un reciente artículo publicado el pasado mes de abril de 2014, reportó que en México las ciudades con mayor contaminación por partículas suspendidas son la Ciudad de Monterrey, seguida de Toluca, Ciudad de México, Irapuato, Salamanca y Puebla, por otra parte la ciudad de Guadalajara tiene los mejores niveles de calidad del aire entre las metrópolis analizadas. Este artículo de la OMS señala que la contaminación provoca cerca de 14,000 muertes anuales.

49. Es importante conocer de manera local en las ciudades metropolitanas, donde se concentran este tipo de partículas, ya que en conjunto con las fuentes móviles son las que inciden en mayor proporción en la mala calidad del aire. La distribución de partículas en la ZMVM se presenta de forma radial, actualmente se mejora la distribución de Gas Natural en el D.F, sin embargo los municipios que conforman la Zona Metropolitana carecen de este energético, e incluso en algunos sectores vulnerables se sigue utilizando medios tradicionales de quema de leña.