Reducción de emisiones en el subsector de transporte debido a las conversiones uso de Gasolina a Gas Natural Vehicular

Transcripción

1 Reducción de emisiones en el subsector de transporte debido a las conversiones uso de Gasolina a Gas Natural Vehicular 1. INTRODUCCION 1.1 Antecedentes La Autoridad Plurinacional de la Madre Tierra, en su calidad de autoridad competente para monitorear los Gases de Efecto Invernadero (GEI) (Ley 300, D.S. 1696) ha solicitado realizar las estimaciones de los GEI y las reducciones que se realizan producto de las conversiones del uso de gasolina a Gas Natural Vehicular (GNV). Dado que teóricamente las emisiones de la gasolina son mayores a la del GNV, por sus características de poder calórico dan una diferencia, en términos de emisión entre 10 y 60% Justificación. El conjunto de las emisiones nacionales de Gases de Efecto Invernadero (GEI) del sector transporte hasta el 2008 ha estado alrededor del 3% conforme al Inventario de Emisiones de GEI del 2006 y Estos resultados identifican al mencionado subsector como una de las fuentes clave de emisiones de GEI de nuestro Bolivia (ubicándose en el 5to puesto, aportando con un 3,79%), por lo que es prioritario realizar la construcción de los escenarios de emisiones reducidas por el cambio de matriz energética, así como identificar las mejores medidas de mitigación para prevenir sus posibles impactos. También, se denota que el rápido aumento en la demanda de carburantes a nivel nacional, el cual se prevé ocurrirá a consecuencia de un crecimiento económico más sostenido; este crecimiento está relacionado con el aumento del parque automotor (INE, 2016). Este incremento podría hacer crecer las importaciones de combustibles si no se aumenta la capacidad instalada de refinación. Como la mayoría de las opciones de mitigación en este sector consisten en el aumento de la eficiencia en el uso de combustibles fósiles, en la sustitución de los menos eficientes desde el punto de vista energético y/o económico o de plano en su sustitución por combustibles no fósiles, la implantación de estas opciones podría reducir la presión a la que será sometido el sistema nacional de refinación para cumplir con la demanda interna (Martinez, 2005). Consecuentemente, está claro que el crecimiento de la demanda de combustibles tendría su impacto en la calidad del aire local y regional. Las medidas de mitigación pueden ofrecer el beneficio adicional de aminorar este impacto (Martinez, 2005) Objetivo. Objetivo General Realizar la estimación de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) del subsector transporte y la mitigación de los mismos a través del cambio de matriz energética.

2 Objetivos específicos - Calcular las emisiones del sector transporte - Realizar la estimación de GEI bajo el escenario de uso de gasolina y GNV - Estimar los índices de correlación para estimar su validación. 5. MATERIALES Y METODOS. 5.1 Base de información. La estimación de las emisiones responde a la metodología para contabilizar emisiones establecida por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés). La Fig. 1 presenta un flujograma de la metodología utilizada para estimar el ahorro de energía, el cual se inicia por la estimación de emisiones por tipo de usuario y tipo de vehículos en el periodo , para luego evaluar las posibles opciones de mitigación de emisiones. Línea base de emisiones - Identificación de variables determinantes en las emisiones. - Consecución y validación de información histórica. - Estimación de emisiones para el periodo 2000 y 2015 Emisiones reducidas - Identificación del periodo de conversiones. - Estimación de las emisiones reducidas. - Comparación de emisiones. Análisis de costo efectividad y elaboración de curva de abatimiento - Estimación del costo incremental con la aplicación de cada medida y cálculo del cambio en emisiones. - Elaboración de la curva de abatimiento. - Estimación del escenario de mitigación. Figura 1. Proceso metodológico en la estimación de la reducción de emisiones por cambio de uso de gasolina a GNV. El número de vehículos se ha obtenido del INE (2016), los cuales están clasificados por tipo de usuario y tipo de vehículo. Se ha utilizado sólo los que corresponde a gasolina, ya que el 100% de las conversiones son de gasolina a GNV. Los valores de consumo de gasolina se han obtenido del Balance Energético (MHE, 2015)

3 Público Particular del Ministerio de Hidrocarburos y Energía, los cuales son presentados en Kbep. Las estimaciones se hicieron aplicando regresión a las variables de número de vehículos totales con el consumo de gasolina total, por tipo de vehículo, como se ve la tabla 1, 2 y 3. Tabla 1. Relaciones para tipos de vehículos y su grado de correlación en vehículos particulares. No. Tipo de vehículo Relación R 2 α = 0,05 AUTOMÓVIL y = 0,0335x - 672,83 0,9197 ** CAMIÓN y = 1,0148x ,1 0,838 ** CAMIONETA y = 0,0696x - 40,312 0,9438 ** FURGÓN y = 0,5874x ,2 0,8224 ** JEEP y = 0,1972x ,2 0,8958 ** MICROBUS y = 2,9118x ,2 0,8929 ** MINIBUS y = 0,1079x ,1 0,9653 ** MOTO y = 0,0167x ,6 0,8349 ** OMNIBUS y = 9,5335x ,3 0,8937 ** QUADRA TRACK y = 1,5954x ,3 0,8126 ** TORPEDO y = 602,31x ,3 0,4744 NS TRACTO-CAMIÓN y = 194,72x ,2 0,7967 * VAGONETA y = 0,0143x ,7 0,9398 ** Tabla 2. Relaciones para tipos de vehículos y su grado de correlación en vehículos públicos. No. Tipo de vehículo Relación R 2 α = 0,05 AUTOMÓVIL y = 0,0002x2-6,1065x ,7418 * CAMIÓN y = -2,0407x ,8061 ** CAMIONETA y = 3E+10x (-2,076) 0,5582 * FURGÓN y = 36,204x ,4 0,7946 * JEEP 2E+06x (-1,294) 0,5341 * MICROBUS y = 0,1158x + 11,913 0,2244 NS MINIBUS y = -0,2137x ,6 0,0516 NS MOTO y = 5,3538x ,3 0,8089 ** OMNIBUS y = -10,197x ,3231 NS QUADRA TRACK y = 3338x ,3 0,8244 ** TORPEDO y = 3638x ,3 0,8145 ** TRACTO-CAMIÓN y = 426,18x ,5 0,6558 * VAGONETA y = 1,0813x ,5122 *

4 Oficial Tabla 3. Relaciones para tipos de vehículos y su grado de correlación en vehículos oficiales. No. Tipo de vehículo Relación R 2 α = 0,05 AUTOMÓVIL y = 0,0185x 2-8,023x ,5 0,9655 ** CAMIÓN y = 35,04x ,2 0,8075 ** CAMIONETA y = 52,979x (0,5789) 0,941 ** FURGÓN y = 45,164x ,5 0,838 ** JEEP y = 12,851x (0,8519) 0,9027 ** MICROBUS y = -0,7571x + 22,576 0,0331 NS MINIBUS y = 27,193x ,5 0,9323 ** MOTO y = 0,4913x ,4 0,9384 ** OMNIBUS y = 149,7x ,4 0,9193 ** QUADRA TRACK y = 14,877x ,6 0,866 ** TORPEDO y = 3238x ,3 0,8374 ** TRACTO-CAMIÓN y = 2601,1x + 882,4 0,801 ** VAGONETA y = 1,5947x ,7 0,9391 ** A partir de los resultados de la aplicación de las relaciones, se aplicó el respectivo factor de corrección en base a los valores de consumo inicial y consumo final calculado. Estos resultados se han convertido en barriles para luego calcular las emisiones aplicando la metodología del IPCC (1997), basado en el consumo energético, factor de emisión del carbono, contenido de carbono, fracción de carbono almacenado, fracción de carbono oxidado. Dado que las opciones de reducción de GEI están principalmente relacionadas con el tipo de combustible utilizado (en este caso gasolina), la eficiencia en el uso de este combustible en cada tipo de vehículo, el factor de emisión de GEI de este combustible y la intensidad en el uso de los diferentes tipos de transporte, se ha calculado por simple inspección el comportamiento de los mismos, para verificar la coherencia entre las siguientes características: Número de vehículos. Distribución de los vehículos por tipo. Distribución de los vehículos por tipo de combustible.

5 La estimación del crecimiento del número de vehículos en nuestro país está hecha con base a la estadística del INE (2016). Se ha observado que esta relación es una curva de Gompertz, ya que el número de vehículos crece lentamente en condiciones de poco desarrollo, pero cuando el país en cuestión llega a un desarrollo medio la adquisición de vehículos particulares se acelera, hasta llegar a un valor de saturación en los países más desarrollados (Bauer et al., 2003). 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Año base. La última actualización disponible del Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero del sector energético en el que se inserta el subsector Transporte, es del año Con respecto a la demanda real de combustible (gasolina), los datos encontrados refieren al 2014 del Balance Energético Nacional (MHE, 2015). Los datos de la cantidad de vehículos registrados de acuerdo al INE están disponibles hasta el 2016 (INE, 2016). Con base en lo anterior se considera pertinente tomar como año base el 2000 para iniciar el análisis tanto del escenario base como de los escenarios de mitigación. Figura 2. Distribución considera los tipos de vehículos que se ruedan en el Estado Plurinacional de Bolivia.

6 6.2. Distribución de los vehículos por tipo. Esta distribución considera los tipos de vehículos que se ruedan en el Estado Plurinacional de Bolivia: Automóvil, Camión, Camioneta, Furgón, Jeep, Microbus, Minibus, Moto, Omnibus, Quadra Track, Torpedo, Tracto-camión, Vagoneta. Para el año base se tomó el número de vehículos registrados en circulación reportado por el INE (2016). Esta clasificación se ha dado tanto en vehículos particulares, públicos y oficiales (Fig. 2) Distribución de los vehículos por tipo de usuario. La Fig. 3 muestra el crecimiento vehicular que utiliza gasolina por tipo de usuario. En esta se denota usuarios particulares, públicos y oficiales. El crecimiento del número de vehículos particulares es evidente. Figura 3. Crecimiento del parque automotor por tipo de usuario en el Estado Plurinacional de Bolivia Distribución de los vehículos por tipo de combustible. Los combustibles utilizados en el sector auto-transporte son gasolina, diesel, gas natural, y otros que son alcohol, eléctricos, y no identificados. La distribución por tipo de combustible es específica para cada categoría de vehículo (Publico, particular, etc.). Esta distribución se tomó similar a la distribución por tipo de vehículo y combustible del Inventario de Emisiones del (MMAyA-VMA-PNCC, 2009) pero hubo necesidad de realizar una conciliación con el consumo de combustibles reportado en el Balance Energético del 2014 (MHE, 2015). Esta conciliación se hizo tomando en cuenta el recorrido diario por tipo de uso de vehículo y la eficiencia en el uso de combustible de cada tipo de vehículo (Fig. 4).

7 Figura 4. Crecimiento del parque automotor por uso de combustible en el Estado Plurinacional de Bolivia Recorrido diario por tipo de uso del vehículo. De acuerdo al uso y tamaño de cada categoría de vehículo y a la distribución del consumo de combustible se estimó para el año base un recorrido típico diario ajustando el consumo de combustible real, el número de vehículos por tamaño y tipo de combustible y el rendimiento de combustible. En la tabla 4 se muestra el recorrido diario por tipo de vehículo. Tabla 4. Características del parque automotor nacional en el 2015 Número de Vehículos Recorrido Rendimiento Tipo de vehículo Tipo de combustible Particular Público Oficial diario promedio de combustible (Km) (Km/l) Diésel ,79 AUTOMÓVIL Gas Natural ,36 Gasolina ,16 Diésel ,70 CAMIÓN Gas Natural ,71 Gasolina ,75 Diésel ,70 CAMIONETA Gas Natural ,71 Gasolina ,75 Diésel ,70 FURGÓN Gas Natural ,71 Gasolina ,75 JEEP Diésel ,70

8 Tabla 4. Características del parque automotor nacional en el 2015 Tipo de vehículo MICROBUS MINIBUS MOTO OMNIBUS QUADRA TRACK TORPEDO TRACTO- CAMIÓN VAGONETA Número de Vehículos Recorrido Rendimiento Tipo de combustible Particular Público Oficial diario promedio (Km) de combustible (Km/l) Gas Natural ,71 Gasolina ,75 Diésel ,36 Gas Natural ,53 Gasolina ,97 Diésel ,70 Gas Natural ,71 Gasolina ,75 Diésel ,36 Gas Natural ,36 Gasolina ,80 Diésel ,36 Gas Natural ,53 Gasolina ,97 Diésel ,70 Gas Natural ,71 Gasolina ,75 Diésel ,70 Gas Natural ,71 Gasolina ,75 Diésel ,36 Gas Natural ,53 Gasolina ,97 Diésel ,79 Gas Natural ,36 Gasolina ,16 Fuente: Elaborado en base a INE (2016) Rendimiento en el consumo de combustible. Las categorías de vehículos identificados tienen una eficiencia de uso del combustible, de acuerdo a la distribución por tipo de tecnología que utilizan. Esta eficiencia se representa como el rendimiento de combustible (kilómetros por litro). El rendimiento en el año base es el promedio de acuerdo a la distribución de la antigüedad del parque automotor de cada categoría. El rendimiento obtenido está en base a la Agencia Internacional de Energía (Fulton, 2004). La tabla 4 muestra los rendimientos estimados para el parque automotor expresados por litros equivalentes de gasolina. 6.6 Escenario de análisis. El escenario de parque automotor inicial se construyó en base a información del INE (2016). Este escenario tomo en cuenta los vehículos por tipo de uso de combustible utilizados en el parque automotor, incluyendo los que no emiten GEI (Fig. 4).

9 Así mismo, se construyó el crecimiento automotor por tipo de usuarios, para observar la diferencia de crecimiento en los mismo (Fig. 3). Esta característica es importante, ya que las conversiones a Gas Natural Vehicular (GNV) se han dado principalmente desde gasolina sean públicos o particulares. La demanda de combustible se estimó en base al crecimiento automotor de los vehículos que utilizan gasolina, y la cantidad de combustible consumido reportado en el MHE (2015). La validación de este resultado se muestra en la Fig. 5, el mismo muestra una alta correlación entre el consumo de gasolina y No de vehículos existentes en el parque automotor. Figura 5. Relación del consumo de gasolina con el parque automotor que utiliza gasolina en el Estado Plurinacional de Bolivia Factores de emisión de gases con efecto invernadero. Los factores emisión utilizados se muestran en la tabla 2 y fueron obtenidos de la tabla 1.2 del Manual de Trabajo de la Guía Revisada en 1996 para los Inventarios Nacionales de Gases con Efecto Invernadero del IPCC (1997). Dado que más del 95% de las emisiones de gases con efecto invernadero corresponden al dióxido de carbono y se ha estimado que los demás gases no tengan un efecto apreciable en las próximas décadas se utilizaron los factores de la tabla 5. Tabla 5. Factor de emisión de dióxido de carbono por combustible Combustible Poder Calorífico Neto (kcal/kg) Factor de conversión (TJ/Unidad) Factor de emisión (tc/tj) Factor de emisión (tco 2/TJ) GASOLINA NATURAL ,65 0, ,22 66,790 GASOLINA ,65 0, ,22 66,790 DIESEL ,40 0, ,50 71,502 GAS NATURAL SECO ,40 1, ,85 50,779

10 Fuente: Elaborado en base a MMAyA-VMA-PNCC (2009) Emisiones de gases con efecto invernadero en el escenario base. La Fig. 6, 7 y 8, muestra las emisiones obtenidas a partir de la aplicación de los factores de emisión de la tabla 5 y el número de vehículos. Figura 6. Emisiones de CO2 en los diferentes tipos de transporte de 2000 al 2015 en el parque automotor particular que utiliza gasolina en el Estado Plurinacional de Bolivia. Figura 7. Emisiones de CO2 en los diferentes tipos de transporte de 2000 al 2015 en el parque automotor público que utiliza gasolina en el Estado Plurinacional de Bolivia.

11 Figura 8. Emisiones de CO2 en los diferentes tipos de transporte de 2000 al 2015 en el parque automotor Oficial que utiliza gasolina en el Estado Plurinacional de Bolivia. Se observa que las emisiones del parque automotor particular se han incrementado hasta en un 129%, y dentro de las mismas, los automóviles particulares han disminuido en sus emisiones en un 18%. Por otro lado, se puede observar que las emisiones de vehículos particulares aproximan un 82,64%, las emisiones de los vehículos públicos son 15,84% y los vehículos oficiales emiten un 1,52% sobre el 100% de emisiones del sector transporte, provenientes de la combustión de gasolina Reducciones de emisiones por conversión a GNV. La Fig. 9 muestra las emisiones de CO2 desde el año 2000 hasta el 2015 provenientes de la combustión de gasolina (línea naranja) y la combustión de la misma mostrando la conversión a GNV (línea azul). Figura 9. Emisiones de CO2 de 2000 hasta 2015 provenientes de la combustión de gasolina mostrando la conversión a GNV en el Estado Plurinacional de Bolivia.

12 Esta reducción, sin embargo, puede variar por el tipo de tecnología y el tipo de camino utilizado para rodar. Por ejemplo, los vehículos a gasolina son más eficientes en el uso de energía que los vehículos a gas. Según Greene y Duleep (2004) algunos vehículos pueden mejorar hasta en un tercio el rendimiento del consumo de combustible de los camiones ligeros, tanto de carga como de pasajeros; otros estudios asignan a este tipo de vehículos hasta un 50% mayor rendimiento (NCEP, 2004). Las reducciones se han observado en cuanto se han reportado las conversiones a GNV, información que se cuenta desde Todos los vehículos que se han convertido a GNV han contribuido a una reducción de las emisiones en el sector transporte. Figura 10. Emisiones de CO2 de 2000 hasta 2015 provenientes de la combustión de gasolina mostrando la conversión a GNV en el Estado Plurinacional de Bolivia (SIN= Sin conversión a GNV; CON= Con conversiones a GNV). Sin embargo, las mayores reducciones se han dado en los vehículos con mayores conversiones. Los mayores emisores, las vagonetas, han contribuido con reducciones mayores Tabla 6. Reducciones de GEI en vehículos convertidos de gasolina a GNV (%) Tipo de vehículo Vagoneta 46,39 46,75 45,05 42,67 41,69 46,17 Minibús 16,40 15,27 15,46 15,70 15,42 17,57 Automóvil 20,84 22,01 22,70 24,55 25,43 16,33 Camioneta 7,06 7,17 7,42 7,55 7,89 9,21 Jeep 3,02 2,97 2,91 2,83 2,82 3,16 Otros 6,29 5,83 6,47 6,70 6,74 7,56

13 La tabla 6 muestra que las mayores reducciones en las emisiones de GEI por el cambio del tipo de combustible se visualizaron en las vagonetas, seguidas de los automóviles y los minibuses, entre los 3 primeros que suman más del 60% de las reducciones desde el 2010 hasta el Las reducciones totales por la conversión a GNV representan ,9 t CO2 en el año 2010; ,8 t CO2 en el 2011; ,7 t CO2 en el 2012; ,2 t CO2 en el 2013; ,8 t CO2 en el 2014, y ,6 t CO2 en el 2015, totalizando hasta este año una reducción de ,0 t CO2. El total de emisiones reducidas para el total de vehículos en el 2010 son de 1.873,4 t CO2 (6,3% de reducción respecto del total de emisiones del sector transporte vehicular); en el 2011, 6.575,3 t CO2 (5,8% de reducción); en el 2012, ,7 t CO2 (6,5% de reducción); en el 2013, ,8 t CO2 (6,7% de reducción); en el 2014, ,4 t CO2 (6,7% de reducción) y en el 2015, 7.921,9 t CO2 (6,3% de reducción sobre el total de emisiones del subsector transporte terrestre vehicular). Las reducciones de las vagonetas representan, del 2010 al 2015, ,7 t CO2 para vehículos particulares (95,5%), ,9 t CO2 para vehículos públicos (3,6%), y 3.781,9 t CO2 para vehículos oficiales (0,9%). Por otro lado, los automóviles en este mismo período redujeron ,9 t CO2 en vehículos particulares (91,9%), ,6 t CO2 para vehículos públicos (7,9%), y 539,4 t CO2 para vehículos oficiales (0,2%). Así mismo, los vehículos minibuses en este período redujeron ,3 t CO2 en vehículos particulares (91,2%), ,1 t CO2 en vehículos públicos (8,5%), y 538,1 t CO2 en vehículos oficiales (0,4%). 9. Conclusiones. Las reducciones de las emisiones de GEI en el subsector transporte terrestre representan un 6,6% en promedio anual. Del total de las reducciones del subsector transporte vehicular terrestre, las contribuciones a estas reducciones se han dado mayormente por los vehículos particulares, con más del 90%, desde el 2010 hasta el Las vagonetas de usuarios particulares han contribuido mayormente a las reducciones de emisiones, y tiene una correlación directa con el número de este tipo de vehículos convertidos de uso de gasolina a uso de GNV. Las contribuciones a las reducciones de GEI representaron para vagonetas en un 45%, los automóviles contribuyeron a las reducciones con 22%, los minibuses con 16%, y el resto de vehículos convertidos con 18%. Las reducciones de emisiones están relacionadas también con las mejoras en el rendimiento de la tecnología en el uso de combustible, por lo que se necesitan políticas gubernamentales

14 para incentivar la introducción de estas mejoras tecnológicas y evitar las distorsiones que estas pueden introducir en el mercado. A pesar de las pequeñas reducciones, se podrían proponer otras alternativas como los sistemas híbridos, celdas de combustible, combustibles de fuentes renovable, entre otros, sobre todo para sistemas de autobuses confinados. Por lo que se concluye que los tomadores de decisiones tienen varias rutas de mejora en la eficiencia energética y en la reducción de emisiones con un amplio intervalo de costos, pero la implantación de las mejores combinaciones de sistemas de propulsión y combustibles para el transporte requiere de una organización moderna del mismo. Por otro lado, se hace necesaria tomar en cuenta que los sistemas de transporte/combustibles sustentables deben tener la participación de los sectores energéticos, comunicación y transporte, sean estos privados o de uso públicos. 10. Referencias Bauer, M.; Mar, E. and Elizalde, A. (2003) Transportation and energy demand in Mexico: the personal income shock, Energy Policy 21 (2003) Fulton, L. (2004) Hoja de cálculo del modelo de transporte IEA/SPM. International Energy Agency/World Business Council for Sustainable Development. Geneva. Paris. IPCC (Interguvernamental Panel on Climate Change) (1997) Greenhouse Gas Inventory Reference Manual. Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Volume 3. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) and the International Energy Agency (IEA). United Kingdom. INE (Instituto Nacional de Estadística) (2016). Estadísticas del Parque Automotor, INE. 288 p. Martinez, J. (2005) Escenarios de emisiones y medidas de mitigación de gases de efecto invernadero en sectores clave (Transporte y Desechos). Instituto Nacional de Ecología, Instituto Mexicano del Petróleo. México. 51 p. MHE (Ministerio de Hidrocarburos y Energía) (2015) Balance Energético Nacional. Ministerio de Hidrocarburos y Energía. 190 p. MMAyA (Ministerio de Medio Ambiente y Agua)-VMA (Viceministerio De Medio Ambiente, Biodiversidad, Cambios Climáticos, y de Gestión Y Desarrollo Forestal)-PNCC (Programa Nacional de Cambios Climático) (2009) Inventario de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero de Bolivia Impacto Digital S.A. 208 p.

15 NCEP (National Commission on Energy Policy) (2004) Ending the energy stalemate. A bipartisan strategy to meet America s energy challenge. National Commission on Energy Policy. Washington. December.