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Opciones para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero del sector transporte

 

Dick Homero Cuatecontzi,* Jorge Gasca,* Uriel González* y Francisco Guzmán**

 

INTRODUCCIÓN

 

EL CONSUMO GLOBAL de energía y las emisiones mundiales asociadas de CO2 han registrado una tendencia ascendente desde 1971 (IPCC 2001). Los combustibles fósiles son la fuente dominante de energía, y su uso es responsable de la generación de más de dos tercios de las emisiones de gases de efecto. Las emisiones provenientes del sector transporte, y particularmente aquellas de los vehículos que se desplazan por carretera, aumentan considerablemente los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

En los países miembros de la Organización para la Cooperación Económica y el Desarrollo (OECD por sus siglas en inglés), el sector transporte conformado por los vehículos que se desplazan por carretera, los ferrocarriles, los barcos y los aviones , contribuye con aproximadamente 27% de las emisiones de CO2; el subsector del transporte por carretera aporta de 55 a 99% de las emisiones de gases de efecto invernadero del sector, dos tercios de los cuales son asignadas a los automóviles fundamentalmente en la forma de emisiones de CO2. En 1995, el sector aportó 22% de las emisiones globales de CO2. Estas emisiones han registrado un rápido crecimiento a una tasa aproximada de 2.5% anual, siendo en los países en desarrollo donde se observa el mayor aumento desde 1990 (7.3% anual en la región Asia – Pacífico), en contraste, en las economías en transición se registra una tasa de reducción anual del 5.0% en las emisiones (IPCC 2001).

 

SUSTENTABILIDAD DEL SECTOR TRANSPORTE

 

Ámbito mundial

En la mayoría de los países miembros de la Agencia Internacional de Energía (IEA por sus siglas en inglés), el transporte es el sector dominante en lo que se refiere al consumo de energéticos derivados del petróleo. En los últimos 30 años se ha registrado un incremento uniforme en su uso, de tal suerte que hoy en día representa casi dos tercios del consumo total de petrolíferos en esos países (IEA 2001).

Las emisiones de CO2 asignadas al transporte por carretera, durante el periodo comprendido entre 1990 y 1999, han registrado un incremento mayor comparadas con las producidas por cualquier otro sector, debido a que en todos los países hubo un incremento en las distancias recorridas por los vehículos motorizados particularmente por los automóviles y los vehículos ligeros de pasajeros. Por otra parte, a pesar de los beneficios alcanzados en los últimos 20 años sobre la eficiencia técnica de los vehículos de servicio ligero, las preferencias por modelos más potentes, más pesados y más gran- des, han anulado gran parte de los beneficios conseguidos en eficiencia, dando como resultado un cambio mínimo en la economía del combustible de la flota vehicular promedio. Debido a que se espera en el futuro un aumento mayor en las distancias recorridas por las distintas categorías de vehículos, uno de los retos más grandes en lo referente a la reducción del uso de energéticos derivados del petróleo y a sus emisiones asociadas de CO2, lo representa la clase de vehículos de servicio ligero.

La Agencia Internacional de Energía estima que en ausencia de nuevas iniciativas reguladoras, el consumo de combustibles y las emisiones asociadas de CO2, para los vehículos de servicio ligeros, se incrementarán en 30% para el año 2010, respecto al nivel que se tenía en 1990 en los países miembros de esta organización.

 

Ámbito nacional

 

a) Consumo de energía

En la gráfica 1 se muestra la evolución registrada del consumo de energéticos por los modos de transporte en la República Mexicana de 1965 a 2000 (SENER 2002).

 

GRÁFICA 1. DEMANDA DE ENERGÍA EN LOS DIFERENTES MODOS DE TRANSPORTE EN LA REPÚBLICA MEXICANA

 

Fuente: SENER 1997 y 2002.

 

La tendencia al alza del consumo total de combustibles es semejante a la tendencia exhibida por el modo de transporte por carretera. En 1998, el consumo total de combustibles en el sector ascendió a 1,527.26 PJ, que representa 39.95% del consumo total de energéticos en todo el país; en 1999, la demanda de combustibles por este sector se incrementó en 1.36%, alcanzando los 1,548.04 PJ, lo que equivale a 41.70% del consumo total de energéticos del país. Finalmente, en el año 2000, la demanda de combustibles por el sector del transporte alcanzó 1,614.23 PJ, equivalentes a 42.04% del consumo total de energéticos.

El transporte de carga y el de pasajeros por carretera fueron los consumidores mayoritarios de energéticos, alcanzando en 1999 la cifra de 1357.20 PJ, lo que representó 87.67% del consumo total del sector. Este modo de transporte incrementó su consumo de energéticos durante el 2000 en 4.31% respecto al del año anterior.

En 1999, el transporte aéreo se ubicó como el segundo gran consumidor en importancia con 115.33 PJ, equivalentes a 7.45%; le siguieron el transporte marítimo, ferroviario y el eléctrico con 3.23, 1.41 y 0.24%, respectivamente. Para el año 2000, los consumos de energéticos fueron: 115.94 PJ, 56.31PJ, 22.39 PJ y 3.86 PJ, en el mismo orden. En el cuadro 1 se muestra el consumo de los principales energéticos utilizados en los diferentes subsectores que integran al sector transporte mexicano para los años 1999 y 2000.

En 1998 por primera vez se registró el consumo de gas natural comprimido en el sector transporte, mientras que el consumo de gas licuado de petróleo registró un ascenso a más del doble comparado con el de 1998.

 

b) Emisiones de gases de efecto invernadero

El primer Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernade- ro para México, el cual fue desarrollado para el Instituto Nacional de Ecología durante 1995, con el auspicio del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP, por sus siglas en inglés) y del Programa de Apoyo a

 

CUADRO 1. PRINCIPALES ENERGÉTICOS UTILIZADOS EN EL SECTOR TRANSPORTE MEXICANO

 

CONSUMO DE ENERGÍA EN EL SECTOR TRANSPORTE EN 2000 (1999) (PJ)* SUBSECTOR
Subsector
Energético	Carretero	Aéreo	Marítimo	Ferroviario	Eléctrico	Total	% Por Energético
Gas licuado	45.24					45.24	2.8
	(-35.34)					-35.34	-2.28
Gasolina	997	0.83				997.83	61.28
	-956.15	-0.94				-957.09	-61.83
Queresono		115.1				115.1	7.13
		-114.39				-114.39	-7.39
Diesel	373.24		43.52	22.39		439.15	27.21
	(-365.36)		-41.57	-21.87		-428.8	-27.69
Combustóleo			12.79			12.79	0.79
			-8.42			-8.42	-0.54
Gas natural	0.21					0.21	0.01
	(-0.35)					-0.35	-0.02
Electricidad					3.86	3.86	0.24
					-3.65	-3.65	-0.24
Total	1,415.72	115.95	56.31	22.39	3.86	1,614.23	100
	-1,357.20	-115.34	-49.99	-21.87	-3.65	-1,548.04	100
% por sector	87.7	7.18	3.49	1.39	0.24	100
	-87.67	-7.45	-3.23	-1.41	-0.24	100

*Nota: los datos en paréntesis son los datos registrados en 1999. Fuente: SENER 1997 y 2002.

 

Estudios de País (CSSP, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos, mostró que en 1990 el sector transporte contribuyó con 99.576 Tg equivalentes de CO2; o sea, 35.40% del total de emisiones de gases de efecto invernadero del sector transporte. Con la metodología actualizada 1996 del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC 1997), a solicitud nuevamente del Instituto Nacional de Ecología, se actualizaron los valores de las emisiones para los años 1990, 1992, 1994, 1996 y 1998 (Gasca et al. 1998). En el cuadro 2 se muestran las emisiones de óxido nitroso (N2O), metano (CH4) y bióxido de carbono (CO2) en equivalentes de CO2 para esos años (ver el capítulo Los gases de efecto invernadero y sus emisiones en México, de L. G. Ruiz y X. Cruz, en la sección I).

Una característica que se presenta en cada año es la supremacía de las emisiones de CO2, aun cuando las emisiones de N2O tuvieron un incremento importante. El modo de transporte por carretera es el más importante en cuanto a las emisiones, dada su relevancia en el consumo de combustibles.

 

CUADRO 2. EQUIVALENTES DE CO2 DEL SECTOR TRANSPORTE MEXICANO (TG DE EQUIVALENTES DE CO2)

 

AÑO	CO2	CH4	N2O	TOTAL
1990	88.73	0.76	0.62	90.11
1992	95.39	0.71	1.24	97.34
1994	102.16	0.65	1.86	104.67
1996	98.61	0.59	2.17	101.37
1998	106.33	0.5	2.79	109.62

uente: Gasca y Cuatecontzi 2001.

 

c) Impacto de la introducción de las mejoras tecnológicas durante el periodo 1990-2000

Debido a que la flota de vehículos particulares en México está integrada por una mezcla de automóviles de tecnología americana, japonesa y europea (Gasca y Cuatecontzi 2001), el rendimiento promedio de combustible se sitúa entre los valores reportados para esas tecnologías. Así, por ejemplo, para los vehículos particulares anteriores a 1990 el rendimiento experimental de combustible es de 9.1 km/l; este valor se encuentra entre el correspondiente a los vehículos sin control de emisiones de Estados Unidos (6.0km/l) y el de los vehículos sin control de emisiones europeos (10.6 km/l). Los vehículos que se introdujeron al país a partir de 1991 tienen en promedio un mejor rendimiento de combustible (10.1 km/l); es decir, una mejora de 10%; lo anterior se debe a que los vehículos nuevos cuentan con tecnologías como la inyección de combustible y el encendido electrónico.

Respecto a las emisiones de CO2, el impacto por el menor consumo de combustible se tradujo en una reducción de 2% (15,719 Gg) en el total de las emisiones del sector transporte para ese periodo, si se comparan los resultados con los correspondientes al escenario en donde el rendimiento de combustible se mantiene sin cambio alguno. El bajo impacto en las emisiones que tuvo la mejora en el rendimiento del combustible se explica porque la sustitución de vehículos viejos por nuevos en el parque vehicular es un proceso lento; sin embargo, el efecto en los contaminantes locales fue mayor. Se estimó que con la introducción de los convertidores catalíticos se alcanzó una reducción de 35% en las emisiones de monóxido de carbono (CO), 20% en hidrocarburos no metánicos y 8% óxidos de nitrógeno (NOx). Respecto a los gases de efecto invernadero diferentes del CO2, las reducciones fueron de 22% en las emisiones de metano, y para el caso del N2O se estimó un aumento de 18% debido a que los convertidores catalíticos aumentan las emisiones de este gas.

 

d) Indicadores para el sector transporte mexicano

En el periodo entre 1990 y 1996, las emisiones per cápita de CO2 en el sector transporte alcanzaron un valor máximo de 1.24 Mg (1 Mg =1 tonelada) en 1990, y un valor mínimo de 1.14 Mg en 1995 debido a la crisis económica; para 1996, el valor aumentó a 1.19 Mg. Al comparar las emisiones per cápita de los sectores de transporte mexicano, estadounidense y canadiense se encuentra que el primero emite 4.8 veces menos que el estadounidense y 3.4 veces menos que el canadiense (Schipper 1997).

Respecto al promedio de 26 países europeos, el transporte mexicano emite 1.5 veces menos bióxido de carbono per cápita (Samaras et al. 1994). En un análisis semejante, las emisiones de CO2 por unidad de Producto Interno Bruto (PIB) alcanzaron un valor promedio de 84 Mg por millón de pesos constantes de 1993, 2.4 veces menos que el estadounidense y 2 veces menos que el canadiense (Schipper 1997). Respecto al promedio de 26 países europeos, el mexicano emite 1.4 veces menos (Samaras et al. 1994).

 

e) Acciones para el control de la contaminación local en las principales zonas metropolitanas

El sector transporte aporta 21% del total de las emisiones de CO2 producidas en el país. En la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM), el sector transporte contribuyó con 40% de las emisiones de gases de efecto invernadero en 1998, seguido por la industria con 37%, y el sector residencial y comercial con el restante 23% (CAM 1998). La suma de las emisiones de CO2 generadas por el sector en las zonas metropolitanas de Guadalajara, Monterrey y del valle de México representa aproximadamente 34% de las emisiones nacionales del mismo sector. El transporte de pasajeros utilizado en la frontera norte contribuye con otro 8.7%.

Lo anterior orienta sobre la importancia de mitigar las emisiones de los gases de efecto invernadero en las zonas urbanas, y al mismo tiempo de generar estrategias para controlar los problemas de la contaminación local. A continuación se enlistan diferentes medidas para controlar los contaminantes locales provenientes del sector transporte en la ZMVM. Estas medidas requirieron la participación de la industria petrolera nacional, la industria automotriz y las autoridades ambientales de la ZMVM.

a) 1989. Se inició el Programa Hoy No Circula, el programa semestral de verificación vehicular e inicia la distribución de gasolina oxigenada en un 5% con Metil Ter-Butil Éter (MTBE).

b) 1991. Introducción de vehículos con convertidores catalíticos de 2 vías, e introducción de una gasolina sin plomo denominada Magna-Sin.

c) 1992. Se redujo el contenido de hidrocarburos reactivos en las gasolinas Nova y Magna-Sin.

d) 1993. El diesel desulfurado (0.5% de azufre) fue sustituido por el Diesel Sin (0.05% de azufre). Se inició la introducción de los convertidores catalíticos de tres vías para controlar las emisiones de NOx, HC y CO.

e) 1995. Reducción a 0.01 g/gal del contenido de plomo en la gasolina Nova. PEMEX-Refinación incorporó el sistema de recuperación de vapores en cuatro terminales de almacenamiento y distribución de gasolinas.

f) 1997. Concluyó la distribución de gasolina Nova y se inició la venta de gasolina Magna reformulada con un contenido menor de aromáticos y olefinas.

Las medidas a y b tuvieron un impacto en la mitigación de los gases de efecto invernadero. El uso de convertidores redujo considerablemente las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburos e incluso de metano, pero aumentó las emisiones de los óxidos de nitrógeno y del bióxido de carbono. En los primeros meses de la aplicación del programa Hoy no Circula se redujo el consumo de combustibles; posteriormente el efecto fue negativo al motivar la adquisición de un segundo vehículo por familia. Este programa actualmente ayuda para motivar la modernización del parque vehicular.

 

OPCIONES FUTURAS DE MITIGACIÓN EN EL SECTOR TRANSPORTE EN EL MUNDO

 

Existen diversas alternativas para la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector transporte, las cuales pueden agruparse en la forma siguiente:

 

Tecnología de los vehículos

El uso de vehículos eléctricos representa una opción viable para la disminución de gases de efecto invernadero; sin embargo, al considerar el ciclo de vida en su totalidad, los posibles beneficios relacionados con la reducción de las emisiones de CO2 dependen en gran medida de la forma como la energía eléctrica es generada.

Los vehículos híbridos de gasolina y electricidad se introdujeron comercialmente a finales de la década pasada y tienen rendimientos de combustible superiores en 50% respecto a los rendimientos de los vehículos convencionales de cuatro pasajeros de tamaño comparable.

Otra alternativa atractiva es la utilización de vehículos de diesel, los cuales por su bajo consumo de combustible asociado a su alta relación de compresión y eficiencia, emiten sustancialmente menos bióxido de carbono que los motores de gasolina con características similares. En Europa Occidental, el consumo de diesel en vehículos ligeros de pasajeros ha tenido un incremento sostenido durante los últimos años, llegando a representar 32.3% del mercado global europeo durante el año 2000. Francia, Alemania e Italia representan los mayores mercados en el ámbito mundial de vehículos de diesel.

Este comportamiento ha sido propiciado por un mejor rendimiento de ese combustible frente a la gasolina y a las mejoras progresivas que han tenido los motores de diesel, llegando a un nivel tal de perfeccionamiento que permiten potencias y niveles sonoros similares a los motores de gasolina, pero con consumos menores de combustible hasta en 35%.

Los vehículos con propulsión con base en celdas de combustible se están desarrollando rápidamente. Su introducción estaba programada para el año 2003. Las celdas de combustible pueden ser utilizadas en otros modos de transporte como el ferrocarril, y dadas las mejoras significativas tanto del rendimiento de combustible como en la tecnología, es muy probable que se utilice en la flota vehicular de la próxima generación.

 

Combustibles alternos

El bióxido de carbono y el vapor de agua representan más de 97% de los productos de combustión de la gasolina, el diesel, así como de los alternos como el gas natural comprimido y el gas licuado de petróleo en los vehículos. Si se comparan las altas concentraciones de vapor de agua que existen en la atmósfera, el vapor de agua producido por los procesos de combustión no parece tener un impacto significativo.

El uso de los combustibles alternos no siempre disminuye las emisiones de los gases de efecto invernadero a pesar de tener menores contenidos de carbón por unidad de energía; sin embargo, no necesariamente liberan a la atmósfera menos emisiones totales del “pozo a la rueda”, que incluyen las emisiones de la extracción del combustible alterno o como materia prima (de ser aplicable el caso), de la energía usada en su producción, distribución y almacenamiento, y de su uso en los vehículos. El análisis del ciclo completo del combustible, algunas veces llamado el ciclo de vida del combustible, toma en cuenta todas estas emisiones. Las emisiones del ciclo de vida de un combustible varían de país a país. Los vehículos eléctricos pueden tener emisiones totales cercanas a cero cuando son recargados con electricidad generada por centrales nucleares o fuentes renovables, pero pueden tener emisiones totales más elevadas que los vehículos a gasolina si son recargados con electricidad proveniente de carboeléctricas.

Un moderado porcentaje de los combustibles alternos promete reducciones sustanciales en los gases de efecto invernadero con base en el ciclo completo del combustible, como es el caso de los alcoholes, el etanol y el metanol que son derivados de material celulósico por medio de procesos de producción avanzados de baja energía. Otros combustibles de baja emisión de gases de efecto invernadero son el biodisel y, potencialmente, el hidrógeno cuando se usa en vehículos altamente eficientes, que utilizan celdas de combustible y que se produce de fuentes renovables u otras materias primas con baja emisión de gases de efecto invernadero.

En el largo plazo, después del 2010 es probable que las emisiones de CO2 tiendan a declinar debido a las mejoras esperadas en la eficiencia de los vehículos. Para aquellos combustibles que tienen una alta participación en las emisiones corriente arriba, tales como el hidrógeno y los alcoholes derivados de la biomasa, las mejoras y cambios en procesamiento del combustible pueden jugar también un importante papel. Para la mayoría de los combustibles se estima un incremento en la eficiencia de 5 a 10% en la producción y distribución de los mismos, y un incremento de 50 a 55% en la eficiencia vehicular para todos los combustibles usados en motores de combustión de tres litros.

Con estas suposiciones gran parte de los combustibles, incluyendo la gasolina, emitirán la mitad o aun menos CO2 respecto al ciclo de vida de los vehículos actuales.

 

Cambio modal del transporte

Las medidas de este tipo tendrán un efecto importante en el mediano y largo plazos; basta señalar que para movilidad en vehículos particulares, Estados Unidos poseía una media de 0.769 vehículos por habitante en 1990, mientras que en Europa este indicador era de 0.278 y en Latinoamérica de 0.083. Resulta evidente que el desarrollo económico puede ocasionar un aumento importante en el uso de los vehículos particulares en América Latina, razón por la cual se deben mejorar de manera progresiva y constante los sistemas de transporte público masivo, principalmente el sistema ferroviario.

 

Estrategias para la sustentabilidad del sector transporte

La mayoría de las evaluaciones de las mejoras tecnológicas en la eficiencia muestran que debido al crecimiento en la demanda en el transporte, no es suficiente la mejora en la eficiencia para evitar el crecimiento en las emisiones de los gases de efecto invernadero. Los esfuerzos que se realizan en este sentido tienen efectos parciales en la reducción de emisiones, debido al incremento en las distancias recorridas causadas por la reducción en el costo del viaje por kilómetro. En las sociedades modernas se percibe al automóvil particular como un medio de libertad, movilidad y seguridad, así como un símbolo de la posición personal e identidad, además de ser uno de los productos más importantes de la economía global. Sin embargo, se ha encontrado mediante varios estudios, que la gente que vive en ciudades más compactas y más densamente pobladas, depende menos del automóvil siempre que los sistemas de transporte masivo estén ampliamente desarrollados.

Una integración de la planificación del uso de suelo, del desarrollo del transporte y del uso de incentivos, es la clave para el ahorro de energía en el subsector de transporte por carretera. Ésta es un área donde los efectos iniciales son importantes debido a que si los patrones de uso de suelo ya están establecidos, resulta muy difícil revertirlos, porque no es fácil motivar el desplazamiento de los asentamientos irregulares y dispersos hacia las áreas más compactas. Lo anterior representa una oportunidad, en particular para las economías en desarrollo, debido a que las inversiones en los sistemas de transporte masivo se recuperan en poco tiempo, por lo que los instrumentos de política económica son imprescindibles.

Los impuestos al combustible para el mejoramiento del transporte han resultado poco populares en algunos países, especialmente donde son vistos como medidas para elevar los ingresos del Estado. Los cargos por el uso de carreteras se han aceptado si se utilizan para cubrir los costos de la provisión de transporte. Varios estudios han explorado el potencial de mejorar la forma existente de recabar peajes en carretera, derechos de licencia y primas de seguro; los resultados mostraron reducciones potenciales en las emisiones de casi 10% para los países miembros de la OECD.

En México se necesita la introducción de otros modos de transporte más sustentables, como es el ferrocarril, para el manejo de grandes volúmenes de carga, particularmente en las zonas metropolitanas.

 

BIBLIOGRAFÍA

 

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Notas

* Investigadores del Instituto Mexicano del Petróleo.
** Director Ejecutivo de Investigación del Instituto Mexicano del Petróleo.