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Los gases de efecto invernadero y sus emisiones en México

 

Luis Gerardo Ruiz Suárez y Xóchitl Cruz Núñez*

 

LAS EMISIONES DE GASES de efecto invernadero por actividades antropógenicas en México se han estimado en tres ocasiones: Primera y Segunda Comunicaciones de México ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (ver el capítulo Las comunicaciones nacionales ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, de A. Fernández y J. Martínez, en la sección V). Éstas comprenden prácticamente toda actividad humana. Por ejemplo, la producción de alimentos y otras mercancías, el transporte de éstas y de personas, la generación de energía para realizar esas actividades, la disposición de los desechos urbanos e industriales, etc.

La más reciente estimación de las emisiones es el Segundo Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero, 1994-1998 (INE, 2002). Este esfuerzo ha incluido a especialistas de diferentes dependencias, entre las que se encuentran: el Centro de Ciencias de la Atmósfera, el Instituto de Ingeniería y el Instituto de Ecología de la UNAM; el Instituto Mexicano del Petróleo y el Instituto de Investigaciones Eléctricas, coordinados todos por el Instituto Nacional de Ecología de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Este inventario incluye las emisiones de 1994, 1996 y 1998. De ellos, solamente el inventario de 1996 (cuadro 1) incluye las emisiones generadas por el cambio en el uso del suelo y la silvicultura. A fines del año 2000, cuando se desarrolló este trabajo, el Inventario Nacional Forestal 2000 no se había publicado aún, por lo que los datos de la tasa de deforestación actualizada no estaban disponibles. Para algunos sectores, como el de energía (combustión fija), se dispone de estimados anuales de 1990 a 1998.

 

Cuadro 1 Reporte Resumen para el inventario nacional de gases efecto invernadero (GC)

 

Categorías de fuentes de GEI	CO2	CH4	N2 O	NOX	CO	COVNM	SO2	HFCS
Emisiones y remociones totales nacionales	514048.055	7507.031	46.523	1123.467	8691.12	1070.758	1060.388	2.385
1Energía (combustión y fugitiva )	314730.258	2208.918	9.913	1057.494	6784.268	808.661	1051.289
A Combustión	314730.258	85.133	9.913	1057.494	6784.268	808.661	1051.289
1 Transporte	97193.079	28.072	7.667	609	5091.683	644.173	68.506
2 Industrias (ISIC)	62082.504	2.731	0.604	75.107	430.661	7.598	340.414
3 Industria de la energía	38976.038	1.052	0.1	54.403	10.045	3.098	62.093
4 Generación de electricidad	82868.256	0.966	0.511	258.528	15.916	5.452	538.181
5 Residencial	22361.465	52.219	0.992	46.51	1233.814	147.813	9.35
6 Comercial	5827.704	0.055	0.01	9.107	0.968	0.162	15.902
7 Agricultura	5421.211	0.038	0.028	4.838	1.181	0.365	16.842
B Emisiones fugitivas de combustible		2123.785
1 Combustibles sólidos
2 Petróleo y gas natural		2123.785
2 Procesos industriales	42015.581	4.606	3.255	7.466	70.448	262.097	9.099	2.385
A Productos minerales	16659.682				0.001	245.671	8.452
B Industria química	3806.203	4.606	3.255	7.144	20.828	16.341	0.409
C Producción metálica	21549.696			0.321	49.619	0.085	0.237
3 Solventes y usos de otros productos
4 Agricultura		2170.644	32.549	12.715	223.87
A Fermentación entérica		2,080.67
B Manejo DE abono		65.78	0.021
C Cultivo de arroz		13.354
D Suelos Agrícolas			32.197
E Quema de sabanas
F Quema in situ de residuos agrícolas		10.66	0.352	12.715	223.87
5 Cambio de uso de suelo y forestación	157302.216	184.29	0.806	45.793	1612.535
A incorporación de bosques	-30206.831
B Incorporación de tierras abandonas	-11784.385
C Emisiones directas por despalme	52139.573
D Emisiones retrasadas por despalme	57932.859
E Emisiones de suelo	89221
6 Residuos		2938.593
A Tiraderos y rellenos sanitarios		1677.605
B Plantas de tratamientos (urbanas)		1260.969
C incineración de residuos

 

LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO Y SUS EMISIONES EN MÉXICO

 

Para realizar una comparación de la contribución de cada sector de la economía al total de las emisiones del país, es necesario estandarizarlas con un indicador común. El concepto que permite hacer esto es el de “Potencial de Calentamiento Global (PCG)”. Se denomina gases de efecto invernadero a aquellos capaces de atrapar la radiación infrarroja que escapa de la superficie de la Tierra hacia el espacio y transferirla, en forma de calor, al resto de los gases que forman la atmósfera (ver los capítulos ¿Qué es el efecto invernadero?, de R. Garduño, y Los gases regulados por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, de D. H. Cuatecontzi y J. Gasca, esta sección). Esta capacidad depende de su estructura molecular y su tiempo de residencia en la atmósfera, antes de ser transformado en otro compuesto. Por ejemplo, el metano es oxidado a bióxido de carbono, y éste es absorbido por los océanos o las plantas. Entre más compleja es su estructura y más grande su tiempo de residencia en la atmósfera, mayor es su PCG. Los gases de efecto invernadero se dividen en gases de efecto directo e indirecto. Los de efecto indirecto son aquellos que tienen capacidad para influir en la concentración atmosférica de otros gases de efecto invernadero; por ejemplo, el ozono, el cual además de su carácter oxidante en la atmósfera baja, también puede atrapar radiación infrarroja y filtrar la radiación ultravioleta.

Los gases de efecto invernadero directo son el bióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y los halocarbonos. Entre los halocarbonos se encuentran los clorofluorocarbonos, como el freón (CCl2F2), que es uno de los gases controlados por el Protocolo de Montreal por sus efectos en la capa estratosférica de ozono; y los compuestos diseñados para sustituirlos (ver el capítulo Los gases regulados por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, de D. H. Cuatecontzi y J. Gasca, esta sección), los hidroclorofluorocarbonos como el HCFC-21. Los compuestos de efecto invernadero indirecto son los óxidos de nitrógeno (NOx), el monóxido de carbono (CO), el bióxido de azufre y los compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM). Estos últimos compuestos son precursores de ozono y se deben regular en las zonas urbanas para controlar la formación de ozono y partículas suspendidas.

Sólo a los gases de efecto invernadero directo se les puede asignar un PCG. La formación de ozono a partir de sus precursores no guarda una relación lineal y por ello no se puede asignar un factor de conversión. El PCG cambia dependiendo del escenario de tiempo que se desea comparar. El acuerdo internacional es usar un escenario a 100 años. El compuesto de referencia es el CO2, y el PCG establece a cuántos gramos de

 

CUADRO 2. POTENCIALES DE CALENTAMIENTO GLOBAL (EN UNA BASE MÁSICA) EN RELACIÓN CON EL BIÓXIDO DE CARBONO PARA ALGUNOS GASES CUYAS VIDAS MEDIAS HAN SIDO BIEN CARACTERIZADAS

 

Gas		Vida Media (años)	Potencial de calentamiento global horizonte temporal
			20 años	100 años	500años
Bióxido de carbono	CO2		1	1	1
Metano	CH4	12	62	23	7
Óxido nitroso	N2 O	114	275	296	156
CFC-12	CCL2 F2	100	10,200	10,600	5,200
HCFC-21	CHCL2 F2	2	700	210	65

Fuente: IPCC 2001.

 

CO2 equivale un gramo de otro compuesto (cuadro 2).

Una vez realizada la conversión de las emisiones de los diferentes gases de todos los sectores a emisiones equivalentes de CO2, utilizando los PCG (cuadro 2), es posible comparar la contribución relativa de cada gas y sector (figuras 1 y 2). Esta comparación es útil, pues al determinar la contribución por sector permite establecer grados de responsabilidad, y también es el primer paso para identificar opciones de reducción de emisiones. Otra aplicación de la comparación es identificar las fuentes en las que más esfuerzo se debe realizar para calcular correctamente las emisiones.

 

FIGURA 1. EMISIONES POR GASES EN EQUIVALENTES DE CO2

 

Fuente: INE 2002.

 

FIGURA 2. EMISIONES POR SECTOR EN EQUIVALENTES DE CO2

 

Fuente: INE 2002.

 

En el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (PICC), al servicio de la Convención Marco de las Naciones Unidas Sobre el Cambio Climático, y con la contribución de especialistas de muchos países interesados, incluyendo mexicanos, se han elaborado metodologías y guías de buenas prácticas para la elaboración de los inventarios de emisiones (IPCC 1997, IPCC 2000) (ver el capítulo El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático, IPCC, de M. Ávalos, en la sección II). Los inventarios nacionales de emisiones de gases de efecto invernadero en México se realizan aplicando esas metodologías. Entre las recomendaciones que se proponen está la de estimar la contribución porcentual de cada fuente, dentro de cada sector, para cada gas al total nacional. Esta estimación debe realizarse en términos de emisiones equivalentes de CO2. Luego, aplicar un ordenamiento jerárquico de estas emisiones y acumularlas de mayor a menor hasta completar 95%. Esa información identifica las fuentes y los gases para los cuales cada país, principalmente los desarrollados, debe luchar por estimarlos mejor y poner esfuerzos y recursos para disminuir las emisiones. Esta comparación debe realizarse con un grado de detalle como el del propio inventario. En este caso se realiza hasta el segundo nivel de desagregación del inventario nacional.

Los resultados para México son interesantes y preocupantes (cuadro 3). El rubro Cambio del uso del suelo y silvicultura comprende tres de las quince fuentes clave de la metodología mencionada. El sector de Energía comprende seis, el de Procesos industriales comprende dos fuentes clave, el sector de Agricultura otras dos, y el de Residuos también.

 

CUADRO 3. ORDENAMIENTO JERÁRQUICO DE LAS EMISIONES DE CO2 EQUIVALENTE POR SECTOR

 

Nivel	Fuente clave	Porcentaje de total		Acumulado Porcentual
1	Cambio del uso del suelo otrasc. emisiones de suelo	CO2	12.3	12.3
2	Transporte b. Autotransporte	CO2	12.21	24.51
3	Energía otros a. Generación de electricidad	CO2	11.43	35.94
4	Industria (ISIC)	CO2	8.56	44.5
5	Cambio del uso del suelo otrasb. emisiones tardías por desmonte	CO2	7.99	52.49
6	Cambio del uso del suelo otrasa. emisiones directas por desmonte	CO2	7.19	59.68
7	Energía fugitiva 2 Petróleo y gas natural	CH4	6.15	65.83
8	Agricultura A Fermentación entérica	CH4	6.03	71.85
9	Industrias de la Energía	CO2	5.37	77.23
10	Desechos A Desechos sólidos en suelo	CH4	4.86	82.09
11	Deschos B Tratiemientos de aguas de desecho	CH4	3.65	85.74
12	Energía otros b. Residencial	CO2	3.08	88.82
13	Procesos industriales C Producción de metales	CO2	2.97	91.79
14	Procesos industriales C Producción de metales	CO2	2.3	94.09
15	Agricultura D Suelos agrícolas	N2 O	1.38	95.47

 

La contribución porcentual de las emisiones de diferentes rubros refleja la estructura económica de los países. Así, el análisis de las fuentes clave de países desarrollados contendrá un componente importante de las actividades industriales y del sector energético, mientras que los países en desarrollo, con actividades de deforestación y conversión de bosques a tierras de cultivo, presentarán emisiones de este rubro con mayor proporción. Debe señalarse que ningún país de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) presenta una estructura de emisiones como la nuestra. Desglosado al segundo nivel de agregación (cuadro 1), el inventario de emisiones de gases de efecto invernadero tiene como la primera fuente de importancia las emisiones de CO2 por transporte, incluyendo todos los modos de transporte. Le siguen las emisiones de CO2 por suelos (nivel 2 de importancia); las emisiones tardías por suelos de bosques convertidos a cultivos y pastizales (nivel 5) son aún más importantes que las emisiones directas debido a la conversión directa de bosques a otros usos (nivel 6). Si el sector transporte se desagrega al siguiente nivel (autotransporte, marítimo, aviación civil y ferrocarriles), el autotransporte representa algo más de 90% de esa fuente. En ese caso, las emisiones de CO2 superan al autotransporte, tal como se presenta en el cuadro 3. El objeto de este desglose adicional para esa fuente particular es destacar la importancia del autotransporte como el modo dominante de transporte. A su vez, también se destaca cómo la fuente de carbón por suelos compite con la anterior. Esto significa que muchos años después de haber destruido un bosque o selva, el material orgánico almacenado en el suelo en forma de raíces y restos de plantas continuará descomponiéndose a CO2 y contribuyendo al calentamiento global y al inventario nacional.

Las emisiones o sumideros (mecanismos que retiran gases de la atmósfera) de CO2 por suelos incluyen: 1) cambios en el carbón almacenado en el suelo y restos orgánicos en suelos minerales debido a cambios en el uso del suelo; 2) emisiones de CO2 a partir de suelos orgánicos convertidos a la agricultura o plantaciones silvícolas, y 3) emisiones de CO2 a partir de la aplicación de cal a suelos agrícolas. Las emisiones tardías de CO2 corresponden a la degradación paulatina de restos de biomasa aérea que no fueron quemados durante la conversión de bosques o matorrales a pastizales o cultivos. Este material se degrada paulatinamente en aproximadamente diez años. Las emisiones de CO2 por conversión directa de bosques o selvas corresponden a la quema en el sitio o como leña de parte de la biomasa aérea existente en el área siendo convertida a pastizales o cultivos.

El sector de energía presenta seis de las dieciséis fuentes más importantes. Primero están las emisiones del transporte y la generación de electricidad (niveles 2 y 3); le sigue la producción y consumo de energía por la industria (nivel 4); las emisiones fugitivas de gas natural ocupan el séptimo lugar; las de la industria energética, el décimo lugar, y el consumo doméstico, el décimo segundo lugar. Una revisión con mayor detalle del subsector transporte muestra que el autotransporte aporta 91.11% de las emisiones de CO2; otras formas más eficientes energéticamente, como son la navegación y el ferrocarril, aportan sólo 3.58% de las emisiones del subsector. Esta diferencia se explica no tanto por la eficiencia como por su reducida participación en el mercado del transporte.

El sector industrial comprende las emisiones de GEI como subproducto de algún proceso de transformación. Entre éstos, la producción de metales y minerales se reporta como fuente clave, en los lugares 13 y 14, respectivamente.

El sector de agricultura presenta como fuentes clave las emisiones de metano por fermentación entérica en el noveno nivel, y las emisiones de óxido nitroso por suelos agrícolas en último lugar.

En el sector de desechos, las emisiones de metano por disposición de desechos sólidos en rellenos sanitarios ocupa el décimo lugar entre las fuentes clave, y el manejo de aguas residuales ocupa el onceavo lugar. Este sector es de acelerado crecimiento en sus emisiones debido a la creciente aplicación de la normatividad ambiental sobre disposición de desechos sólidos urbanos y tratamiento de aguas residuales. El ritmo de crecimiento de las emisiones de este sector, y los todavía muy notables retrasos en el manejo de desechos sólidos y tratamiento de aguas residuales, hacen esperar una mayor participación en inventarios futuros. A su vez, también señala oportunidades de mitigación que podrían ser costo-eficientes.

La comparación entre sectores al interior del país es útil para determinar la importancia relativa de los sectores; otra comparación interesante podría ser con otros países, por ejemplo con socios comerciales, con países competidores o con países de desarrollo similar al nuestro (ver cuadro 4). El lector notará que la forma como se agrupan los sectores no es la misma que en los cuadros 1 y 3; esto se debe a la necesidad de agrupar las emisiones en forma tal que permita la comparación con los otros países (ver el capítulo Los principales países emisores, emisiones históricas, de J. L. Arvizu, en esta sección). En el cuadro 4 se observa que el subsector de transporte presenta la misma importancia relativa en México que en Argentina (SNRSD 1999), Tailandia (MTET 2000) y Corea (GROK 1998), y es significativamente más alta su participación en el promedio de la Unión Europea (CEC 2001). Además, las emisiones por procesos industriales tienen una muy parecida participación en la Unión Europea, Corea, México y Tailandia. Las emisiones del sector agrícola tienen un peso muy reducido en Indonesia (MERI 1994), parecido a México, y en el promedio de la Unión Europea, en subsectores diferentes, ya que en México casi toda su importancia radica en la fermentación entérica y para Tailandia y Argentina es notablemente mayor. Ningún país de la OCDE o del Anexo 1 de la CMNUCC presenta como fuente individual más importante las emisiones de CO2 por suelos, incluyendo los países con economías en transición. En el cuadro 4, sólo en Indonesia y Tailandia que el sector de Cambio del uso del suelo tiene una participación parecida a la nacional. México presenta la más alta participación de emisiones por el manejo de desechos; la Argentina tiene una participación similar, pero menor.

 

Cuadro 4
Emisiones Nacionales de GEI: contribución porcentual ( Referencias a los inventarios Nacionales en el texto)

 

	Unión Europea 1994	Agentina 1994	Indonesia 1994	Corea 1990	Tailandia 1994	México 1996
1A Combustión 1. industrias energía	25.70%	12%	2%	15.10%	14.00%	5%
1A Combustión 2. industrias de manufactura y construcción	14.40%	6%	2%	34.50%	9.50%	9%
1A Combustión 3. Transporte	18.20%	13%	2%	16.90%	12.30%	14%
1A Combustión 4. Otros sectores	15.40%	9%	1%	15.10%	1.40%	16%
1A Combustión 5. Otros	0.30%	1%			1.50%
1B.Emisiones Fugitivas de combustible	2.10%	7%		2.00%	1.30%	6%
2 Procesos industriales	5.70%	2%	16%	6.90%	4.90%	6%
3 Solventes y uso de otros productos	0.20%
4. Agricultura A. Fermentación entérica	3.20%	22%	1%	1.20%	4.10%	6%
4. Agricultura B. Manejo de abono	1.60%	1%		0.30%	2.70%
4. Agricultura C. Cultivo de arroz	0.10%		2%	3.40%	13.60%
4. Agricultura D. Suelos agrícolas	4.30%	20%	1%	0.00%	3.40%	1%
4. Agricultura E. Quema de sabana
4. Agricultura F. Quema de in situ de residuos agrícolas
4. Agricultura G. Otros
5. Cambios de uso de suelo y forestación A. Cambios en bosques y otros almacenes de biomasa forestal		-1797%	8%		12.40%
5. Cambio de uso de suelo y forestación B. Conversión de bosques y pastizales	0.30%		13%		18.70%
5. Cambio de uso de suelo y forestación C. Abandono de tierras de labor		-3381%	3%
5. Cambio de uso de suelo y forestación D. Emisiones y remoción de CO2 de suelo	0.70%
5. Cambio de uso de suelo y forestación E. Otros	0.30%	0%	48%			28%
6. Residuos A. Tiraderos y rellenos sanitarios	2.70%	5%		1.60%	0.10%	5%
6. Residuos B. Tratamiento de aguas residuales	0.30%	1%			1%	4%
6. Residuos C. incineración de residuales	0.20%
6. Residuos D. Otros 0.1%	0.10%
Bunkers Internacionales	4.30%	1%	1%	2.80%

Los inventarios de los países en el cuadro pueden encontrarse también en: http:uncfcc.int/resource/natcom/nctabl.html

 

En esta comparación podemos ver cómo el análisis de las emisiones refleja parcialmente los problemas del desarrollo nacional, cómo compartimos problemas con países desarrollados y en desarrollo. La comparación al interior y con otros países nos permite ver qué sectores adquirirán mayor importancia, respecto a su crecimiento, en el futuro, dependiendo del éxito de nuestro desarrollo económico y social. Esta comparación nos presenta algunos de los retos al desarrollo sustentable del país.

 

BIBLIOGRAFÍA

 

CEC (Commission of the European Communities). 2001. Third communication from the European Community under the UN framework convention on climate change. Brussels.

GROK. 1998. National Communication of the Republic of Korea. Submission of the ROK Under the United Nations Framework Convention on Climate Change.

INE-SEMARNAP (Instituto Nacional de Ecología-Secretaría del Medio Ambiente, Re- cursos Naturales y Pesca). 1995. Preliminary National Inventory of Greenhouse Gas: Mexico. México.

——. 1997. Primera Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. México.

——. 2001. México 2a Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre e/ Cambio, Climático. México.

——. 1997. Updated National Inventory of Greenhouse Gas in Mexico. México.

——. 2002. Segundo Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero 1994-1998. México.

IPCC (intergovernmental Panel on Climate Change). 1997. Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. IPCC. Geneva.

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 2000. Good Practice Guidance an Ucertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories. IPCC. Geneva.

——. 2001. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Technical Summary. Cambridge: WMO-UNEP. Cambridge University Press. MERI (Ministery for the Environment Republic of Indonesia). 1994. The First National Communication on Climate Change Convention. Yakarta, Indonesia.

MTET (Ministry of Science, Technology and Environment of Thailand). 2000. Thailand’s Initial National Communication under the United Nations Framework Convention on Climate Change. Bangkok, Thailand.

SNRSD (Secretariat for Natural Resources and Sustainable Development). 1999. Revision of the First National Communication Argentine Republic. Buenos Aires, Argentina.

 

Notas

* Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM.