Opciones para Descontaminar Santiago:

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1 Opciones para Descontaminar Santiago: El Gas Natural en el Transporte Público Felipe Larraín B. Jorge Quiroz Santiago, Diciembre de 2000 Profesor de la Pontificia Universidad Católica de Chile y de la Universidad de Harvard. Socio Gerens Ltda. e Investigador Asociado al Centro de Economía Aplicada, Universidad de Chile.

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3 Este estudio fue realizado a solicitud de SOFOFA y contó con el financiamiento de MetroGas S.A. Por supuesto, las opiniones vertidas aquí son de exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan las de SOFOFA o MetroGas S.A. Se agradece la excelente colaboración de Alejandro Campos y los valiosos comentarios de Juan Claro, Eduardo Morandé, Gerardo Muñoz, Ian Nelson y Gonzalo Palacios de Metrogas S.A.; Andrés Concha y Jaime Dinamarca de SOFOFA; y Luis Cifuentes y Felipe Soto de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Opciones para Descontaminar Santiago El Gas Natural en el Transporte Público Contenidos 1. Introducción 1 2. Antecedentes La Situación de la Contaminación en la RM Santiago Comparado con Otras Ciudades El aporte del Gas Natural: Experiencias Documentadas Las Fuentes Fijas Experiencias en el Transporte Costos Privados y Sociales de Convertir los Buses desde Diesel a GNC Conversión a GNC Comparada con Otras Medidas: Un Modelo de Optimización Social de Recursos Medidas más Efectivas del PPDA Impacto de las Medidas más Efectivas en la Concentración de PM2, Modelo de Optimización de Recursos Formulación del Modelo de Optimización Resultados del Modelo Implementando el Cambio: Proposiciones de Política Resumen y Conclusiones Bibliografía 61 Anexo 1: Anexo 2: Anexo 3: Anexo 4: Anexo 5: Estimación del Precio de Venta del GNC. Cálculo del Costo Social y Privado de la Conversión de Buses a GNC. Código del Programa de Minimización. Efecto de la Conversión a GNC en la Recaudación Fiscal. Impacto en el Costo de Conversión a GNC de una Rebaja en un 25% del Impuesto Específico al Diesel

4 Resumen Ejecutivo Hace dos décadas que la contaminación del aire en Santiago alcanza niveles extremadamente elevados dentro de los más altos del mundo -- que ponen en serio riesgo la salud de sus habitantes. Las normas ambientales en algunos contaminantes criterio son superadas repetidas veces durante el invierno como en el caso del PM10 y el CO y también durante la primavera y el verano como en el caso del Ozono. Las consecuencias últimas de esta grave situación sobre los habitantes de la capital se comenzarán a hacer evidentes en los años venideros. A medida que la investigación científica sobre el tema continúa, se descubren nuevas y mayores conexiones entre estos contaminantes --y otros que recién comienzan a medirse-- y diversos problemas de salud, incluyendo enfermedades como el cáncer. Durante la década de los noventa, la reconversión a gas natural en numerosas industrias, por un lado, y la reconversión a automóviles catalíticos por otro, permitió que la contaminación del aire no creciera, a pesar de un sostenido crecimiento en el tamaño de la ciudad (en términos de habitantes, parque vehicular y actividad económica en general). A futuro, sin embargo, y reducido a niveles muy bajos el problema de la contaminación por fuentes fijas, queda pendiente el problema de las fuentes móviles en general y del transporte colectivo en particular, ya que como veremos más adelante el tráfico vehicular aparece como el responsable más relevante en los actuales niveles de contaminación en Santiago. Lamentablemente, son escasas las perspectivas de solución. En 1997 se aprobó el llamado Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica (PPDA) de la Región Metropolitana, el que fijó metas de reducción de la contaminación para los siguientes catorce años. El PPDA, si bien es rico y ambicioso en objetivos, resulta vago y general en los medios para lograrlos. El PPDA lista 104 medidas para lograr los objetivos pero no especifica prioridades ni resuelve adecuadamente las interrogantes de tipo institucional y administrativo. No es sorprendente, entonces, que en la actualidad se aprecie un claro desencanto con el PPDA; de hecho ya se comienza a hablar de la necesidad de un nuevo PPDA. i

5 En este sentido, observadores expertos han llamado la atención sobre la necesidad de focalizar los esfuerzos y concentrarse básicamente en el desafío de la contaminación originada en fuentes móviles y particularmente en el transporte público. Estimaciones diversas sugieren que sólo 15 de las 104 medidas del PPDA concentran más del 70% del total de la efectividad estimada de las estrategias del PPDA en cuanto a material particulado, más del 60% relativo a NOx y CO, más del 50% de COV y 100% de SOx. Es claro que lo que la autoridad debe buscar frente a esta situación es un conjunto de medidas efectivas, eficientes y fáciles de implementar. Efectivas, porque se debe estar seguro que su aplicación tendrá efectos importantes sobre el problema; eficientes porque los recursos económicos son escasos y todas las medidas conllevan un costo económico de cierta magnitud, y fáciles de implementar, porque las barreras y costos de transacción que impone nuestro marco institucional y nuestra organización industrial muchas veces hacen poco viables medidas que aparentemente serían recomendables (por ejemplo, porque los costos de fiscalización podrían ser prohibitivos). Este estudio sostiene la tesis de que entre las 15 medidas más efectivas existen 4 que resaltan por su eficacia, eficiencia y, rapidez y facilidad de implementación. Estas son: modificación de la composición del petróleo diesel, pavimentación de calles, lavado de calles y conversión de los buses desde diesel a gas natural comprimido (GNC). Y es precisamente esta última la que se destaca en términos de efectividad por las siguientes razones: Su eficacia está ampliamente respaldada tanto por la experiencia de Chile en el caso de las fuentes fijas como por la experiencia documentada de otros países del mundo. La conversión desde diesel a GNC en los buses tendría importantes efectos en cuatro de los cinco contaminantes criterio 1. De acuerdo a algunas opiniones un contaminante que también debiera ser considerado explícitamente es el PM2,5 (no incorporado en las metas 1 La eficacia de los buses GNC se verifica aún cuando en el estudio se utiliza como punto de comparación una flota de buses diesel compuesta en un 100% por buses que cumplen la norma EPA 94. La situación anterior representa un escenario mucho más favorable para los buses diesel que la realidad actual de la flota. Específicamente, se supone que la flota diesel EPA 94 emite del orden de 355 ton/año de PM10 mientras que el inventario de emisiones de 1997 señala que las emisiones de PM10 asociadas a buses superan las ton/año. ii

6 del PPDA). Si bien no existe pleno consenso en este punto, si se considerase como parte integral de las metas, se advierte que la conversión a GNC del transporte público también tendría importantes efectos sobre éste. La eficiencia de la medida queda de manifiesto cuando se compara ésta con otras alternativas. Para estos efectos, este estudio formuló e implementó un modelo de optimización que permite seleccionar un subconjunto de medidas que permite lograr una fracción de las metas planteadas por el PPDA pero al mínimo costo social. Este aporte metodológico, hecho en el contexto del presente estudio, tiene la ventaja que permite ordenar, sobre una base técnica y objetiva, las medidas que deberían ser implementadas si realmente se desea lograr los objetivos del PPDA pero al mínimo costo social. Los inputs (parámetros exógenos) del modelo son, por un lado, los objetivos del PPDA y por otro, las estimaciones costo impacto de las diversas medidas (una matriz que asigna al costo de cada medida, su impacto sobre los cinco contaminantes criterio). El output del modelo es el subconjunto de medidas seleccionadas. Cuando se aplica este modelo a los datos disponibles del PPDA de 1997, se encuentra que la conversión de al menos buses de diesel a GNC forma parte del subconjunto óptimo de medidas que deberían ser implementadas. Este es un resultado bastante robusto a ejercicios de sensibilización. Asimismo, estimaciones complementarias indican que si el PM2,5 fuese incluido explícitamente como objetivo del PPDA la importancia de esta medida crecería aún más, requiriéndose probablemente la conversión a GNC del total de los buses de la Región Metropolitana. La facilidad de implementación de esta medida surge directamente del hecho de que el sector privado ya ha hecho la inversión en redes de distribución de Gas Natural, situación que permite una rápida aplicación de este cambio, con un costo absolutamente modesto para los usuarios. Nuestras estimaciones indican que la reconversión de buses a GNC puede hacerse sin impactar la rentabilidad del negocio de los transportistas, requiriéndose para la financiación de la reconversión un aumento máximo de sólo $11 en el boleto para la financiación del cambio. Alternativamente, el cambio podría financiarse con un impuesto a los combustibles de consumo en la Región Metropolitana del orden de un 2% o menos. iii

7 Ambas medidas tienen un bajísimo impacto en el IPC y la primera tendría un impacto también muy despreciable sobre los ingresos reales de los dos primeros deciles de ingreso de la población (del orden de 0,29%). En conclusión, si se desea seriamente lograr las metas de descontaminación atmosférica planteadas por el PPDA al mínimo costo para el país, la conversión a GNC del transporte colectivo debe formar parte del paquete de medidas a llevar adelante. La eficacia, eficiencia y facilidad de implementación de esta medida la convierten en una alternativa de primera prioridad para cualquier autoridad política con real interés por resolver el grave problema de contaminación atmosférica que aqueja a Santiago. iv

8 1. Introducción Santiago presenta graves problemas de contaminación del aire. Estos se remontan a los años sesenta pero se agudizaron y adquirieron notoriedad en la década de los ochenta. En la década de los noventa se comienza a constatar que de forma sistemática diversos contaminantes sobrepasan con creces las normas de calidad del aire. Por ejemplo, y sólo a modo de ilustración, en el caso del material particulado inferior a 10 micrones (respirable), la norma chilena fue sobrepasada durante 80 días en total durante el período Se estima que la contaminación del aire estaría produciendo serios daños en la salud, provocando muertes prematuras y enfermedades respiratorias de gravedad, afectando con mayor rigor a los grupos más vulnerables (ancianos, niños, personas de estratos de menores ingresos). En breve, hoy día, la contaminación en Santiago representa un serio riesgo de salud pública para todos sus habitantes. Esta situación ha motivado a las autoridades a tomar diversas medidas para restringir las emisiones producidas por los distintos tipos de fuentes (fijas, móviles y polvo resuspendido). En la práctica, los avances más sustantivos se han logrado en el ámbito de las fuentes fijas. En 1992 se implementaron normas (Decreto Nº4 de Salud) que obligaban a las fuentes fijas a reducir sus niveles de emisión. La reducción de emisiones asociadas a las fuentes fijas se ha cumplido satisfactoriamente debido entre otras cosas a la reconversión de procesos en las grandes empresas desde derivados del petróleo a Gas Natural. Esta reconversión de las fuentes fijas ha generado un notable impacto en la reducción de emisiones que evita tener que detener numerosos procesos industriales en los días de emergencia ambiental, como antes ocurría. Asimismo, en el ámbito de las fuentes móviles se han logrado avances, pero en mucho menor grado Dichos avances se circunscriben principalmente a la conversión de vehículos antiguos (anteriores a 1992) hacia vehículos que incorporan el uso de convertidores catalíticos. 2 Estas cifras corresponden al promedio de los días de excedencia registrados en las estaciones ubicadas en Providencia, Independencia, Parque O Higgins y Las Condes. Más detalles en CONAMA (2000), p.p. III-8. 1

9 No obstante el progreso registrado con las fuentes fijas el problema de contaminación en Santiago está lejos de solucionarse. Con el fin de programar acciones de largo plazo, en 1997 se redactó el Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica (PPDA), el cual, a partir de un inventario de emisiones, fijó metas de reducción de emisiones en la Región Metropolitana a cumplirse en un plazo de 14 años. El PPDA apunta a la reducción de emisiones de contaminantes primarios, aquellos que son emitidos directamente a la atmósfera, y de contaminantes secundarios, aquellos que se forman a través de reacciones fotoquímicas o de condensación de vapores en la atmósfera. En estos últimos destaca por ejemplo el Ozono que se forma a partir de los Compuestos Orgánicos Volátiles (benceno, tolueno, acetona, etc.) y los óxidos de Nitrógeno, más la presencia de radiación solar. El PPDA si bien es rico en objetivos, tiende a ser más bien vago en las propuestas de solución, y en particular en la priorización de las mismas. Asimismo, se echa de menos que el plan integre de mejor manera un análisis económico, en el sentido de poder ordenar mejor las estrategias, velando por una adecuada asignación de recursos. Esta deficiencia del PPDA es lamentable toda vez que cualquier iniciativa choca con la realidad de que los recursos son escasos respecto de su uso, existiendo siempre múltiples alternativas excluyentes entre sí. Al respecto, debe señalarse que se ha realizado una auditoría al PPDA y se ha determinado que de las 104 medidas propuestas para reducir el nivel de emisiones sólo 15 de ellas explican más del 70% del total de la efectividad estimada de las estrategias del PPDA en cuanto a material particulado, más del 60% relativo a NOx y CO, más del 50% de COV y 100% de SOx. 3. Esta situación sugiere la existencia de espacio para racionalizar, perfeccionar, focalizar y en definitiva hacer más eficiente el PPDA, focalizando quizás la asignación de recursos en un conjunto muy reducido pero concreto de medidas. Al respecto, existe bastante consenso entre diversos autores en cuanto a la necesidad de focalizarse en medidas de alto impacto sobre las emisiones de fuentes móviles. En efecto, como se ha indicado, los resultados señalan que los esfuerzos de descontaminación en años 2

10 anteriores han sido bien focalizados en la fuentes que evidentemente generaban mayores niveles de emisiones, es decir, grandes industrias, hornos a carbón, emisiones negras de buses y autos antiguos. Por lo tanto, hoy en día se debe fijar la atención en las fuentes móviles, aquellas que según los expertos representan el sector más complejo y donde se presentan los menores avances. Según la opinión de Raúl O ryan 4, académico del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Chile, las mejoras en el sector de fuentes móviles se han debido principalmente al proceso de licitación de recorridos, la introducción de vehículos con convertidor catalítico y el retiro de buses antiguos. Sin embargo, de acuerdo a dicho autor, se requieren cambios estructurales en la urbe y cambios de hábitos permanentes en sus habitantes, con especial énfasis en la introducción de gas natural en el transporte público. No sólo O ryan destaca la conveniencia del uso de gas natural en el transporte público. También, el doctor Andrei Tchernitchin 5, Secretario de la Comisión del Medio Ambiente del Colegio Médico y Jefe del Departamento de Toxicología de la Universidad de Chile, señala que las condiciones del país harán pensar en una incorporación más decidida de dicho combustible pensando en las emisiones que generan los motores diesel. A estas opiniones se suma también; Juan Pablo Montero 6, académico del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad Católica de Chile, quien indica que el principal potencial del gas natural está en el transporte público, sin excluir que a futuro se puedan introducir otras alternativas tecnológicas que hoy no se ven rentables. En resumen, la Región Metropolitana se ve enfrentada a serios problemas de contaminación y, habiéndose ya tomado medidas que involucran principalmente a las fuentes fijas y a los vehículos antiguos, queda pendiente la tarea de reducir de modo más drástico y permanente las emisiones de fuentes móviles. Esta etapa, a juicio de los expertos señalados, pasa por la incorporación de un combustible más limpio que reemplace el uso del petróleo diesel. En este 3 CONAMA (2000) 4 El Mercurio S.A.P. (2000) 5 El Mercurio S.A.P. (2000) 6 El Mercurio S.A.P. (2000) 3

11 contexto, cobra particular relevancia el uso del Gas Natural Comprimido (GNC) como alternativa. Se necesita sin embargo, examinar la alternativa de GNC dentro de un análisis económico que compare esta opción con otras medidas del PPDA en un contexto de optimización de los recursos económicos involucrados. Esto, con el fin de compatibilizar el objetivo de reducir la contaminación con el objetivo más general de ahorrar al máximo los recursos del país. Ello requiere analizar en profundidad las medidas propuestas en el PPDA e introducir criterios optimizadores de asignación de recursos, a fin de examinar el rol que le cabe al uso del GNC en el transporte público dentro de una estrategia que busca cumplir las metas del PPDA al mínimo costo social. El presente informe tiene por objeto evaluar el aporte asociado a la incorporación del GNC al transporte público en comparación con las principales propuestas contenidas en el PPDA. Se argumenta aquí que la incorporación de GNC en el transporte público se encuentra dentro de las medidas más costo efectivas que podrían adoptarse para cumplir los objetivos del PPDA. Como consecuencia de éste análisis, se recomienda que el GNC en el transporte público debe constituirse en un componente fundamental de la estrategia de descontaminación y prevención si se desea un eficiente y eficaz progreso en la solución de este importante problema. El informe se organiza como sigue. La sección siguiente describe el problema de contaminación en la Región Metropolitana y compara éste con el de otras ciudades del mundo. Queda manifiesta aquí la gravedad del problema que enfrenta la ciudad. La tercera sección muestra el aporte del gas natural a la descontaminación, especialmente destacando lo ocurrido en fuentes fijas y las experiencias en fuentes móviles en otras regiones como Punta Arenas y Argentina. La documentación de estos casos da cuenta de la eficacia del GNC como instrumento para la reducción de la contaminación, esto es, su capacidad demostrada para impactar positivamente en los niveles de contaminación. La sección cuarta discute en detalle los costos privados y sociales de convertir un bus diesel a GNC. Luego en la quinta sección se desarrolla un modelo de optimización basado en el costo-efectividad de distintas medidas de descontaminación, incluida la transformación de buses a GNC. Este modelo tiene por objeto identificar aquellas medidas donde se debe priorizar la inversión de los recursos si se desea 4

12 lograr las metas del PPDA al mínimo costo para la sociedad. Surge de este análisis la importancia del GNC ya que como resultado del modelo se obtiene que la conversión de buses diesel a gas natural comprimido es una de las medidas más costo efectiva para atacar la contaminación, o sea, se respalda con ello la eficiencia del GNC como opción. La sección sexta desarrolla una serie de proposiciones de política que permitirían implementar el cambio del transporte colectivo al uso de GNC. Las alternativas analizadas tienen en común cuatro elementos: normas de emisión estrictas que obliguen al menos a cumplir estándares de emisión asociados al GNC; realización del cambio a través del tiempo (11 años); implementación de medidas que compensen a los empresarios del transporte colectivo por los mayores costos de inversión que significa el GNC, y equilibrio fiscal. Se muestra allí que las opciones tienen un impacto modesto sobre variables tales como la tarifa de buses y el IPC. Por último, la séptima sección y final resume las principales conclusiones y recomendaciones del estudio. 5

13 2. Antecedentes 2.1 La Situación de la Contaminación en la RM Como ya se ha señalado, los habitantes de la Región Metropolitana enfrentan un grave problema de contaminación del aire que respiran, el cual se refleja en que los indicadores más importantes de polución sobrepasan con frecuencia y ampliamente las normas nacionales e internacionales. Se constatan elevadas concentraciones de contaminantes que implican efectos perversos para la salud humana y que permanentemente superan las normas ambientales, especialmente en invierno. A modo de ejemplo, según el PPDA (1997) durante 1995 el número de días en que se presentaron violaciones a la norma, en la estación más desfavorable por contaminante, se estiman en: 160 días por año para las partículas totales en suspensión (PTS), 60 días por año (promedio 8 horas) para el PM10 y el CO, y en 150 días 7 por año para el O 3. Además, el material particulado en el aire está compuesto por partículas primarias emitidas directamente por las fuentes, y por partículas secundarias, formadas a partir de gases en la atmósfera. Estos gases precursores son el SO 2 (generado por las fuentes fijas entre otras), NOx (generado por buses y otros vehículos) y amoníaco (cuyas fuentes son, por ejemplo, desechos orgánicos y la agricultura). Por lo tanto, para controlar el crítico problema del material particulado en Santiago, es importante también controlar gases como el SO 2, NOx y amoníaco, además de las emisiones directas. El origen de los contaminantes que son emitidos directamente a la atmósfera (contaminantes primarios) son las fuentes móviles, las fuentes fijas y el polvo en resuspensión. Los contaminantes que no son emitidos directamente a la atmósfera (contaminantes secundarios), se producen a través de 7 Si bien la norma para el Ozono vigente a dicha fecha era de 160 ug/m3 expresada en media aritmética horaria el PPDA (1997) habla de días sobre norma. Además, el PPDA (1997) señala que se complementó las mediciones de la red MACAM con una campaña extraordinaria de medición de Ozono en tres lugares de la RM, a saber: La Dehesa, Huechuraba y Buin. Dicha campaña se realizó entre los meses de Diciembre de 1995 y Marzo de 1996 y su resultado fue que los niveles de Ozono registrados en La Dehesa superaban la norma en prácticamente durante todos los días del verano. 6

14 reacciones fotoquímicas de contaminantes primarios, como es el caso del Ozono, producido por reacciones fotoquímicas de los compuestos orgánicos volátiles y los óxidos de nitrógeno. Como forma de abordar los problemas medioambientales del país, dentro de los cuales la contaminación del aire en Santiago es uno de ellos, en marzo de 1994 se creó la Comisión Nacional del Medio Ambiente, CONAMA, mediante la publicación de la Ley de Bases del Medio Ambiente Ley Durante 1997 la CONAMA desarrolló el Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica de la Región Metropolitana (PPDA). Este plan se propuso como objetivo reducir, en un plazo de 14 años, las emisiones de contaminantes a los niveles que se muestran en el Cuadro 1. Cuadro 1 Metas de Reducción de Emisiones del PPDA Situación PM10 Ton/año CO Ton/año NOx Ton/año COVs Ton/año SO 2 Ton/año Emisiones Emisión meta Emisión meta Emisión meta Porcentaje de Reducción 1997: % 60% 50% 50% 50% Fuente: CONAMA Como se puede apreciar en el cuadro anterior, las metas del plan son ambiciosas e involucran disminuciones en el rango de 50% a 60% en los cinco contaminantes criterio. Para cumplir con su objetivo el PPDA planteó numerosas medidas referentes a las fuentes existentes, las fuentes nuevas, los episodios críticos y los programas de educación y participación. Para el caso de las fuentes existentes se plantearon 104 medidas que se agruparon según tipo de actividad y fuentes existentes, estrategias y líneas de acción. El Cuadro 2 muestra un resumen de las estrategias planteadas según área económica. 7

15 Cuadro 2 Estrategias del PPDA Sector Estrategias Reducir las Emisiones por vehículos Definir políticas específicas para la reducción de emisiones de las actividades relacionadas con el Transporte transporte de pasajeros y carga. Incorporar la variable ambiental en la planificación del transporte. Evitar nuevos viajes motorizados. Reducir las emisiones de las fuentes existentes de la actividad. Industria, Comercio y Construcción Establecer mecanismos de sustentabilidad del crecimiento industrial para emisiones atmosféricas. Optimizar el sistema de fiscalización de fuentes. Agricultura Controlar las emisiones provenientes de la construcción. Planificación del territorio en una zona latente y Polvo Resuspendido saturada 8. Manejo y reparación del recurso suelo. Fuente: PPDA (1997) El año 1999 CONAMA realizó una auditoría al PPDA y entre sus resultados se indicó que en el período las tasas reales de reducción de emisiones de PM10 y CO en Santiago habrían superado lo establecido en el PPDA para el mismo período, mientras que los niveles de Ozono parecen haberse mantenido constantes. Lo anterior, tendría su explicación en el escaso control a las emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs), asociadas a la distribución y venta de combustibles, y a las emisiones de NOx, asociadas a las emisiones automotrices. A nivel más conceptual sin embargo, las causas de la poca efectividad del plan estarían centradas en deficiencias importantes, tanto en su definición como en su gestión (O ryan, 2000). Así, por ejemplo, la responsabilidad de implementar las medidas está repartida en 29 instituciones del Estado (incluidos Ministerios y Servicios Públicos). 8 Según el PPDA (1997) los instrumentos de planificación territorial, al normar el uso del territorio y la localización de actividades, repercuten sobre la contaminación del aire ya que influyen sobre factores como: a) la distribución especial de actividades y la extensión del territorio, lo que determina el número y longitud de viaje; b) la ubicación y extensión de la cobertura vegetal, indispensable para la reducción de polvo en suspensión y otros contaminantes, c) el grado de agrupación y altura de los edificios, lo que incide en efectos locales de dispersión de contaminantes, d) la prevención de impactos locales producto del conjunto de emisiones de áreas exclusivas para la industria o áreas mixtas. 8

16 En particular, la auditoría realizada al PPDA durante 1999 arrojó los siguientes resultados: El PM constituye el problema más grave en Santiago, seguido por el Ozono que se forma a partir de reacciones fotoquímicas entre NOx y COVs. Aunque la situación de contaminación por material particulado ha mejorado considerablemente en el curso de los últimos diez años, las concentraciones siguen siendo demasiado altas. Los agentes contribuyentes por masa al PM10 y PM2.5 se muestran en Cuadro 3. Agente Contribuyente Cuadro 3 Agentes Contribuyentes al Material Particulado Partículas de tierra, levantadas, principalmente en caminos. Partículas de combustión generadas por vehículos. Partículas generadas por la industria. Partículas posiblemente generadas por fundiciones de Cobre u otras fuentes. PM10 % PM2.5 % Fuente: Auditoría PPDA, Nota: En opinión de algunos expertos, sería un error hablar de partículas de tierra provenientes de caminos. Desde luego, se trata de calles, pavimentadas y no pavimentadas; y, su importancia radica no en que emiten tierra, sino material particulado respirable. Es más, incluso emiten material particulado respirable de 2.5 micrones, como lo reconoce el propio cuadro en su tercera columna. Tal como lo indica el Cuadro 3, obtenido de CONAMA (2000), el tráfico vehicular aparece como responsable de la mayor contribución en términos de material particulado, aportando un 75% al PM10 y al PM2.5 a través de la suma de polvo resuspendido y de partículas de combustión. Además, según la Auditoría de 2000 al PPDA: En el caso de las partículas de combustión generadas por vehículos, los mayores responsables son los vehículos con motores diesel, principalmente buses y camiones. El PM10 está compuesto en un 25% por partículas secundarias y el PM2.5 por un 50% de las mismas partículas. Estas partículas secundarias se forman a partir de SO 2 (generado 9

17 principalmente por las fuentes fijas entre otros), NOx (generado principalmente por buses y otros vehículos) y amoníaco (generado por desechos orgánicos y la agricultura) 9. En síntesis, aún cuando el PPDA ha logrado evitar un aumento en las concentraciones de los contaminantes criterio, éstos todavía permanecen en niveles peligrosos para la salud humana, excediendo largamente y con frecuencia los estándares internacionales. Especialmente, se mantienen en niveles elevados aquellos contaminantes relacionados con el material particulado y los precursores de Ozono generados principalmente por el tráfico vehicular. La auditoría al PPDA confirma entonces la necesidad de abordar de modo decisivo y sustancial las emisiones provenientes de las fuentes móviles si se desea avanzar de verdad en el cumplimiento de las metas del PPDA. 2.2 Santiago Comparado con Otras Ciudades La contaminación no sólo es un problema en la ciudad de Santiago, sino que también existen ciudades que enfrentan dificultades similares o peores a las nuestras, como por ejemplo Brasil y México. El Cuadro 4 muestra niveles de contaminación de PTS, NO 2 y SO 2 reportados por el Banco Mundial para distintos países. Dicho cuadro muestra diferencias importantes entre países desarrollados y países en vías de desarrollo. Además, la situación comparativa de Santiago con otras ciudades de Latinoamérica es relativamente equivalente, pero si se corrige por número de habitantes Santiago está por debajo de Guayaquil, Caracas, Río de Janeiro y Quito en cuanto a concentración de SO 2 y por debajo de Córdoba y Caracas en cuanto a concentración de NO 2. 9 Sin embargo, se debe recordar que los niveles de dióxido de Nitrógeno y de dióxido de Azufre cumplen con la norma de calidad del aire vigente en Chile (PPDA (2000)). 10

18 Cuadro 4 Contaminación en Diferentes Ciudades Ciudad Habitantes PTS SO 2 NO 2 miles ug/m3 ug/m3 ug/m3 Argentina Córdoba Brasil Sao Paulo Río de Janeiro Chile Santiago Colombia Bogotá Ecuador Guayaquil Quito México Ciudad de México Venezuela Caracas Alemania Frankfurt Berlín Munich Canadá Toronto Montreal Vancouver Estados Unidos New York Los Angeles Chicago Francia París Reino Unido Londres Manchester Birmingham Italia Milán Japón Tokyo Osaka Yokohama Fuente: World Bank, Lo anterior es una forma absoluta de comparar la contaminación en distintas ciudades. Otra forma de hacerlo es de manera relativa a las concentraciones máximas propuestas por la OMS. Esto se presenta en el Cuadro 5 que clasifica a las ciudades según el grado de severidad que presentan ante el problema de la contaminación de diversos contaminantes, asignando: *** a aquellas que presentan problemas serios, ** a las que presentan problemas serios a moderados y, 11

19 * a aquellas que presentan baja contaminación. Como se aprecia en dicho cuadro, Santiago presenta problemas serios en cuanto a concentración de Partículas Totales en Suspensión y Ozono, además de problemas serios a moderados en relación al CO y el NO 2. Cuadro 5 Problemas de Contaminación en Distintas Ciudades Relativos a Pautas Dictadas por la OMS Ciudad SO 2 PTS Pb CO NO 2 O 3 Bangkok Buenos Aires Jakarta Londres Los Angeles Ciudad de México New York Santiago Sao Paulo Tokyo * - * * * *** * * * * *** ** *** * ** *** * *** ** * Fuente: ARIC, 1996, en O ryan y Larraguibel Nota: ** * ** * * ** * * * - * - ** ** ** ** ** ** ** * * - * * ** *** * ** ** * *** Problema serio, estándares de la OMS excedidos en más de doble ** Problema serio moderado, exceso inferior a dos veces. * Baja Contaminación. Estándares OMS se exceden ocasionalmente. No hay información suficiente. * - ** * *** *** ** *** *** *** En resumen, el resultado de comparar la situación de contaminación de Santiago con otras ciudades del mundo, indica que existen importantes problemas en cuanto a material particulado, Ozono, CO y NO 2, a niveles comparables con los que exhiben ciudades como Sao Paulo y Ciudad de México. En consecuencia, si bien la situación de Santiago no es única en el mundo, sí podemos decir que se ubica cerca de las peores a nivel mundial. 12

20 3. El Aporte del Gas Natural: Experiencias Documentadas 3.1 Las Fuentes Fijas El Decreto Nº4 de 1992 estableció los límites máximos de emisión permitidos en fuentes fijas, dejando libertad a sus propietarios para seleccionar la tecnología que les permitiera cumplir con dichos límites. A contar de dicha fecha las fuentes fijas comenzaron una importante reducción de sus emisiones. Desde que en 1997 llegó el Gas Natural a la RM, en sólo 15 meses 250 empresas convirtieron sus instalaciones para su utilización. A la fecha, alrededor de 350 empresas han convertido sus procesos a Gas Natural provocando un impacto tal en las emisiones de fuentes fijas que en la actualidad han permitido cumplir e incluso superar las metas del PPDA en lo referido a la emisión de dichas fuentes. Diversos estudios han confirmado la reducción de emisiones asociadas al uso de Gas Natural como combustible en la fuentes fijas. El Cuadro 6 muestra las reducciones promedio medidas por el Laboratorio de Emisiones Gaseosas perteneciente a DICTUC S.A. 10, en 72 fuentes fijas puntuales comparando las emisiones de NOx y CO con combustibles usados antes de la llegada del Gas Natural, con aquéllas obtenidas en los mismos equipos convertidos a GN. 10 Detalles en Metrogas-Dictuc S.A (1998) 13

21 Cuadro 6 Emisiones de NOx y CO en Fuentes Fijas Tipo de Fuente Combustible Número Emisiones de NOx de Fuentes Ppm % de reducción con GN Calderas Hornos y Otros Hornos de Alta Temperatura Emisiones de CO Ppm % de reducción con GN Gas Natural Gas Licuado P. Diesel PC PC Carbón Promedio de Reducción Gas Natural Gas Licuado Kerosene P. Diesel PC Leña Promedio de Reducción Gas Natural P. Diesel Kerosene Promedio de Reducción Reducción Total Promedio Fuente: Metrogas-Dictuc S.A., Nota: % de reducción de las emisiones con gas natural (CO, NO)=100*ppm(otro combustible)-ppm(gas natural) ppm(otro combustible) El Gráfico 1, que se basa en información del SESMA, muestra la reducción de emisiones de material particulado antes y después de la implementación del Gas Natural. Los resultados de ambos análisis son categóricos. En efecto, del Cuadro 6 se concluye que la conversión de equipos industriales a gas natural reduce las emisiones de NOx en general a valores del orden de 50 a 80 ppm, las que equivalen entre el 25% y el 95% de la emisión obtenida con el combustible original que reemplaza. Por su parte, las concentración promedio de CO es del orden de 15 a 75 ppm, equivalente a entre un 10 y un 90% de la emisión inicial. Por otro lado, como se aprecia en el Gráfico 1, la emisión de material particulado relacionado con fuentes fijas cayó desde 22,5 ton/día en 1990 hasta 3,7 ton/día en Se estima que a la llegada del gas natural, en el año 1997, las fuentes fijas emitían del orden de 7 ton/día. Por lo tanto la reducción de emisiones asociada a la conversión a gas natural por parte de las empresas ha 14

22 permitido hasta 1999 una reducción del orden de 50% en las emisiones totales absolutas de las fuentes fijas. Esto constituye entonces una significativa experiencia de reconversión donde las claras reglas establecidas por el Decreto Nº4 de 1992 y la disponibilidad de gas natural para las fuentes fijas permitieron lograr de modo rápido, eficiente y eficaz una notable reducción de la contaminación. Gráfico 1 Reducción de Emisiones de Material Particulado por Cambio a Gas Natural en Fuentes Fijas , Número de Fuentes Fijas , Emisiones Material Particulado [ton/día] ,2 3, Nº Fuentes Emisiones Fuente: SESMA Nota: Si bien en 1990 el número de fuentes era superior a las que se muestran en el gráfico, el registro de 22,5 ton/día corresponde a dicho número de fuentes las cuales estaban inscritas en esa fecha. 15

23 3.2 Experiencias en el Transporte La reducción en la emisión de las fuentes fijas como resultado de la conversión al gas natural, ha puesto en evidencia el rezago existente en las fuentes móviles: la participación relativa del transporte en las emisiones ha aumentado fuertemente, a pesar de la introducción de los automóviles catalíticos. Lo anterior implica un desafío importante para la autoridad, la cual maneja distintas alternativas para reducir las emisiones asociadas al transporte, a saber: Conversión del parque automotriz a vehículos con tecnología más limpia. Desarrollo de combustibles más limpios. Mejorar la utilización del transporte a través de infraestructura adecuada (e.g. vías segregadas) o de una logística apropiada. Pensando en la alternativa de vehículos menos contaminantes, la conversión a GNC tiene las siguientes ventajas: Su eficacia está probada por otras experiencias (como aparece más adelante) Permite diversificar la matriz energética del país y por lo tanto reduce la dependencia respecto del precio internacional del petróleo (Chile importa el 95% del petróleo que consume). Se reduce el ruido asociado a los motores diesel. Históricamente el precio del gas natural ha sido menos volátil que el precio del petróleo. Es así como utilizando precios CIF de importación de petróleo y de gas natural reportados por el Banco Central de Chile, para el período agosto de 1997 y mayo de 2000, se encuentra que el coeficiente de volatilidad es 0,32 para el petróleo y de 0,13 para el gas natural. A estas ventajas se suma el hecho que el desarrollo tecnológico a nivel mundial está apuntando al uso de Hidrógeno como combustible del futuro ( fuel cells ), el cual se puede obtener 16

24 utilizando Metano, compuesto que conforma en un 91% el gas natural. Esto significa que el desarrollo de estaciones de abastecimiento de GNC permitirá al país estar en excelente posición para realizar un futuro salto ( upgrade ) hacia el uso de nuevos combustibles, acordes con los nuevos desarrollos previstos a nivel mundial 11 ; es decir, el gas natural no sólo es para ahora una mejor opción; sino también lo es para el futuro. Sin embargo todos estos beneficios se han visto postergados debido a que la autoridad no ha dado señales claras por cual de las alternativas optar. Mientras tanto, en la RM el problema del Ozono permanece tal cual estaba cuatro años atrás, ha aumentado el número de vehículos diesel utilizados en flotas comerciales y continúan sobrepasándose de modo sistemático las normas internacionalmente aceptadas de calidad del aire. En breve, los usuarios del diesel no están incorporando plenamente las externalidades negativas que generan al resto de la sociedad. Para lograr la conversión del transporte de pasajeros a GNC no sólo se debe considerar la conversión de buses sino que también se debe contemplar la implementación de las estaciones de abastecimiento para dichos vehículos. Para lograr el desarrollo de estas plantas de abastecimiento es fundamental la formación de una masa crítica de automóviles y buses convertidos a GNC. Además, se deben reconocer las barreras de entrada que enfrenta un combustible nuevo, debido a que los costos hundidos asociados a los distribuidores de combustibles líquidos ya están amortizados, y por lo tanto la autoridad debe empujar al mercado para que se pueda realizar este salto cuantitativo en pro de la descontaminación de la RM a través de un transporte público más limpio. Con el fin de documentar lo que significa el GNC en el transporte, se presenta la experiencia vivida por las empresas COPEC e YPF con relación a la distribución de GNC para transporte Más detalles en The Economist, p.p. 79, Abril Estas experiencias fueron presentadas en el marco del Seminario Transporte Público, Gas Natural y Medio Ambiente. Los desafíos del 2000, Mayo de

25 Experiencia de COPEC en la XII región Actualmente Copec posee 3 estaciones de servicio que venden GNC. De ellas 2 están en Punta Arenas y 1 en la RM. Este número es muy reducido si se compara, por ejemplo, con Argentina e Italia que cuentan con 813 y 230 estaciones respectivamente para flotas de 450 mil y 290 mil vehículos convertidos. Básicamente una estación de servicio está compuesta por los compresores, los motores, cabinas acústicas, racks de almacenamiento del GN y dispensadores electrónicos. El cuadro 7 muestra las principales características de una de las estaciones de servicio de COPEC en Punta Arenas y de la estación de servicio ubicada en Santiago. Cuadro 7 Características de las Estaciones de Servicio COPEC Punta Arenas Santiago Compresores Motores Cabina Acústica Almacenamiento Dispensadores 3 de m3/hr 3 con 255 KW 1 40 cilindros a 250 bar 4 de 11 kg/min 1 de 600 m3/hr 1 con 90 KW 1 de 70 db a 1 metro 40 cilindros 2 de 11 kg/min Fuente: Exposición de Carlos Lonza en Seminario Transporte Público, Gas Natural y Medio ambiente. Los desafíos del 2000 Respecto del tiempo de llenado de vehículos livianos y buses éste dependerá marginalmente de la presión de la red y en gran parte de los equipos de compresión que se utilicen en la estación de servicio. Dichos equipos de compresión son los que determinan la inversión necesaria y el gasto de operación de la estación de servicio. El cuadro 8 muestra el tiempo de llenado aproximado para vehículos livianos y buses, y una evaluación cualitativa en relación a la inversión y gasto de operación. 18

26 Cuadro 8 Tiempo de Llenado de Buses y Vehículos Livianos Tipo de Vehiculo Tiempo de Llenado M3 por Boca Inversión y Operación Liviano Bus Bus Bus Normal Alto Normal Medio-Bajo Fuente: Exposición de Carlos Lonza en Seminario Transporte Público, Gas Natural y Medio Ambiente. Los desafíos del 2000 Por su parte el Cuadro 9 muestra la configuración de distintas Estaciones de Servicio (ES), la inversión asociada y el precio de venta, estimado para Santiago, del GNC. Cuadro 9 Inversión en Estaciones de Servicio y Precio del GNC en Función de la Demanda Configuración ES Ventas Mm3/mes Nº de Buses Inversión UF Precio GNC $/m3 Tiempo de Llenado 2C, 2D 1C, 2D 3C, 2D 3C, 2D Fuente: Exposición Señor Carlos Lonza en Seminario Transporte Público, Gas Natural y Medio Ambiente. Los desafíos del 2000 Nota:Se supone un llenado promedio diario de 120 m3 por bus (26 días por mes) y un tiempo de operación de la ES de 12 horas diarias. La configuración de la estación de servicio está determinada por el número de compresores( C ) y de dispensadores ( D ). La estructura del precio estimado para el GNC en el cuadro anterior es la que se muestra en el Cuadro 10. Cuadro 10 Estructura de Precio del GNC Item Monto $/m3 68,00 37,25 10,00 115,25 20,75 136,00 Abastecimiento Gas Compresión Comercialización Sub Total IVA Precio Consumidor Fuente: Exposición Señor Carlos Lonza en Seminario Transporte Público, Gas Natural y Medio Ambiente. Los desafíos del

27 En base a lo anterior se puede estimar el ahorro asociado al consumo de combustible de los vehículos que utilizan GNC versus los que utilizan gasolina. Según cifras del Seremi de Transporte, en Punta Arenas existen aproximadamente taxis convertidos a GNC. Bajo los siguientes supuestos: recorrido de 30 mil km.. por año, consumo de combustible de 8 km./litro de gasolina o m3 de GNC y un diferencial de precios privados entre gasolina 93 octanos y GNC de $ , se obtiene un ahorro privado anual por automóvil del orden de $ 874 mil, es decir, el ahorro privado total anual es del orden de $ 874 millones para el total de autos convertidos. Utilizando como referencias los mismos precios privados del GNC y de la gasolina 93 se pueden estimar en forma gruesa los precios sociales y a partir de ellos calcular el ahorro social de la conversión a GNC 14 en el caso de Punta Arenas. En efecto, a precios sociales el diferencial de precio entre GNC y gasolina 93 es de $ 66 por litro, luego el ahorro social asciende a $ 248 mil por año y por automóvil, lo que implica un ahorro social total anual de $ 248 millones. Por lo tanto, la experiencia vivida en la XII región permite plantear las siguientes conclusiones: La utilización de GNC en transporte de pasajeros ha resultado segura y confiable. En términos privados, se genera un ahorro por concepto de gasto en combustible lo cual implica una mayor rentabilidad para el dueño del taxi. El precio del GNC ha sido más estable que el de la gasolina, lo que ha significado que durante los últimos 3 años existan mínimas variaciones en las tarifas de taxis que operan en la zona. 13 Se empleó un precio de $ 323 por litro para la gasolina 93 octanos y de $ 90 por m3 para el GNC. El precio de $ 90 por m3 es inferior al estimado de $136 para la RM debido a condiciones de origen del gas natural que se utiliza. Exposición de Carlos Lonza en Seminario Transporte Público, Gas Natural y Medio Ambiente. Los desafíos del 2000, Santiago, Los precios sociales no incluyen impuestos ni subsidios. En el caso del GNC se estima un precio social de $ 76 por m3 (utilizando una estructura de precio similar a la del cuadro 11 pero con precio final de $ 90 por m3) y en el caso de la gasolina 93 un precio social de $ 142 por litro. Para obtener dichos precios sociales se utiliza como base el precio privado de cada combustible: en el caso del GNC se le descuenta el IVA ($ 14 por m3) y en el caso de la gasolina se le descuenta el impuesto específico ($ 141 por litro), el IVA ($ 28 por litro) y el arancel ($ 12 por litro). 20

28 Cabe señalar sin embargo que el caso de los taxis en Punta Arenas es especial, en el sentido que la conversión a GNC resultaba privadamente rentable. Esto no es así en el caso de los buses de la RM, principal grupo objetivo de la conversión a GNC, debido a los mayores costos que asociados a la inversión en un bus a GNC versus uno a diesel. Experiencia de YPF en Argentina En 1984 se implementó el Plan Nacional de Conversión de Vehículos. Ya en 1986 existían nueve estaciones de servicios y automóviles convertidos. Actualmente existen 813 estaciones de servicio y alrededor de 450 mil vehículos convertidos. En el caso argentino, en un comienzo el número de vehículos convertidos sobrepasaba la capacidad instalada de las estaciones de servicio. Sin embargo, en el mediano plazo dicha tendencia se revirtió y se produjo una sobreoferta de GNC, estando ahora la oferta y la demanda en situación de equilibrio. Se estima que anualmente se incorporan del orden de 80 estaciones de servicios y se convierten del orden de vehículos y, en general, el punto de equilibrio se alcanza para una relación de 500 vehículos por estación de servicio. Respecto de precios relativos entre el GNC, la gasolina y el petróleo diesel, el Cuadro 11 muestra que en Argentina la razón precio gasolina precio GNC es mayor que en Chile, lo que ha facilitado las tasas de conversión de automóviles experimentadas en ese país. Cuadro 11 Precios Relativos desde el Punto de Vista Privado Combustible Chile Argentina Gasolina 95 / GNC Petróleo Diesel / GNC 2,27 1,41 3,52 1,37 Fuente: Exposición Sr. Jaime Vasquez en Seminario Transporte Público, Gas Natural y Medio Ambiente. Los desafíos del Se utilizan un precio de $ 140 por m3 para el GNC en el caso chileno y de $ 159 por m3 para el caso argentino. 21

29 4. Costos Privados y Sociales de Convertir los Buses desde Diesel a GNC. Las experiencias discutidas en la sección anterior ponen de relieve la eficacia del gas natural para atacar los problemas de contaminación del aire. Al momento de analizar el GNC como energético del transporte público, sin embargo, se debe tener plena certeza de los costos privados y sociales asociados a esta conversión. Los costos sociales son relevantes para luego comparar desde un punto de vista costo-efectividad al GNC con otras opciones (Sección 5). Por su parte, los costos privados por su parte son los relevantes a la hora de diseñar fórmulas concretas para incentivar el cambio en los empresarios del transporte (sección 6). Concretamente, los costos sociales se refieren al costo que le significa al país realizar la conversión del transporte público desde diesel a GNC, independientemente de quien paga ese costo. Por lo tanto, en dicho análisis no deben incorporarse los impuestos ni los subsidios que afectan los precios de los combustibles ya que ellos son meras transferencias del gobierno a los privados o viceversa. En el caso del costo privado, se deben incluir todos los impuestos y los subsidios existentes, ya que este costo debe reflejar los precios que efectivamente enfrentan los agentes económicos, aquellos que en definitiva toman las decisiones en una economía de mercado. El costo social es lo relevante a la hora de priorizar la alternativa de GNC versus otros esquemas para reducción de la contaminación. En tanto que los costos privados son los relevantes a la hora de determinar los incentivos que enfrentan los privados para implementar el cambio. La estimación del costo social de transformar la flota de buses diesel a buses con tecnología GNC se debe realizar considerando tanto el diferencial de costo de inversión como el de operación. El costo de inversión comprende el mayor costo que significa un bus GNC nuevo versus un bus diesel nuevo, ambos con estándar EPA 94. El costo de operación comprende las diferencias de costo de funcionamiento (lubricantes, combustible, neumáticos, y mantención) 22