Propuesta de mitigacion de GEI - Mercados de Carbono

Mercados de carbono: una forma de mitigar el cambio climático
Tecnológico de Monterrey: MDCU18042X
Propuesta de Proyecto de Mitigación
Elaborado por: Ing. Lucero Viviana Rodríguez Ramos
País: Bogotá, Colombia
1. Situación:
Se realiza la proyección de una construcción de varias Colonias en el estado de Nuevo León-México,
conformadapor10.000 casas,que constande un área de 130 m2
, con 3 habitaciones,2baños,unacocina
con estufa-hornoincorporada,una zona de ropas, una sala y un comedor, y una zona de estudio, por lo
que para efectosde lapropuestaarealizarse tendráencuentala iluminación de 10focos convencionales
(60 W c/u),calentadorconvencionalde aguasanitariaagas natural y estufaconvencional agasnatural.A
continuación, se describen las características de consumo, tarifa por consumo y emisiones de GEI de la
tecnología convencional que se tiene contemplada en el proyecto:
Electricidad
Consumo Medio (kWh) por casa 500 kWh/mes
Tarifa (kWh) MXN $1,50 por kWh
Factor Emisión (tCO2-eq por kWh) 0.000459 tCO2-eq/kWh
Gas Natural
Consumo Medio (m3) por casa 270 m3/mes
Tarifa (m3) MXN $3,7 por m3
Factor Emisión (tCO2-eq por m3) 0.0025 tCO2-eq/m3
A partir de los datosrelacionadosanteriormentese realizael cálculodel consumoanual de electricidady
gas natural por casa:
Tipo Emisión Consumo mensual Consumo Anual por casa
Electricidad Alcance 2 (500 kWh/Mes)*(12 meses) 6.000 kWh/año
Gas Natural Alcance 1 (270 m3/Mes)*(12 meses) 3.240 m3/año
Los costos anuales generados por el consumo de los servicios de electricidad y gas natural por casa:
Tarifa Consumo mensual Tarifa anual Tarifa Total Anual por casa
Electricidad (500 kWh/Mes)*($1,50 kWh) ($750 Mes)*(12 meses) MXN $9.000 año
Gas Natural (270 m3/Mes)*($3,7 m3) ($999 Mes)*(12 meses) MXN $11.988 año
Se calcula las emisiones de GEI por casa con la ecuación universal descrita a continuación:
𝐸 = 𝐴 ∗ 𝐹𝐸
Donde:
E= Emisiones totales (tCO2-eq/año)
A= Tasa de Actividad (consumo anual, sea kWh o m3
/año)
FE= Factor de Emisión (tCO2-eq/kWh o m3
)

𝑬 𝑬𝒍𝒆𝒄𝒕𝒓𝒊𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 = 6.000
kWh
𝑎ñ𝑜
∗ 0,000459
tCO2
−eq
kWh
= 𝟐, 𝟕𝟓𝟒
𝐭𝐂𝐎 𝟐
−𝐞𝐪
𝐚ñ𝐨⁄
𝑬 𝑮𝒂𝒔 𝑵𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂𝒍 = 3.240
𝑚3
𝑎ñ𝑜
∗ 0,0025
tCO2
−eq
𝑚3
= 𝟖, 𝟏
𝐭𝐂𝐎 𝟐
−𝐞𝐪
𝐚ñ𝐨⁄
Como el proyecto contempla la construcción de 10.000 casas se calculan las emisiones totales del
proyecto:
Emisiones por Casa Emisiones totales Construcción
Electricidad (2,754 tCO2-eq/año)*(10.000 casas) 27.540 tCO2-eq/año
Gas Natural (8,1 tCO2-eq/año)*(10.000 casas) 81.000 tCO2-eq/año
TOTAL HUELLA CARBONO 108.540 tCO2-eq/año
Respectoa lanormatividadvigentelasemisionesporGEIdel proyectoestaríansobrepasandoel límite de
las 25.000 tCO2-eq/año,con2.540 tCO2-eq/añoparala electricidadycon 56.000 tCO2-eq/año,razónpor
la cual en el siguientepuntose detallanlasmejorastecnológicasimplementadasparareducirel consumo
de electricidad y gas natural, disminuyendo así la huella de carbono generada.
2. Tecnología Alternativa:
De acuerdoal planteamientoanterioresnecesarioresaltarque lagestióne implementaciónde Sistemas
de eficienciaenergéticaconstituye unprimerpasoparareducirlasemisionesde GasesEfectoInvernadero,
complementado con la implementación de energías limpias, las cuales provienen de Fuentes No
Convencionalesde EnergíasRenovables(FNCER),consideradasporserlimpiasyaquesunivelde emisiones
de GEI es tan insignificante que puede serdespreciable,ademásde que sufuente primariade energíaes
renovable, cíclica, se conserva, y es prácticamente inagotable (Hoyos, et al., 2017); dentro de las que se
destacanlaenergíasolar donde se podríaninstalarpanelesfotovoltaicosparaque el consumoenergético
sea Carbono Neutro, o Biodigestoresque constituyenunaforma de aprovecharla materiaorgánica para
producir Gas para la cocción de alimentos. Éstas podrían ser implementadas a largo plazo, ya que sus
inversionesgeneralmente sonmuyaltas yel retornode la inversióntomaríamásañosque losplanteados
por laempresaconstructora;sinembargoesprecisoresaltarque lazonadonde se realizaráel proyectoes
unade las másrepresentativasanivelnacional porlaincorporaciónde lasFNCER,razónporlacual unade
lasalternativaspropuestasseráde fácilimplementaciónapartirde laenergíasolarteniendoencuentalos
altos índices de radiación solar de la región. Es por ello que, para efectos de la presente propuesta, se
plantea un escenario de eficiencia energética con soluciones tecnológicas que reduzcan el consumo de
electricidad y gas natural a partir de la adquisición e instalación de dispositivos que disminuyan
considerablementesusemisionesde GEI.A continuación,se describiránlasmejorastecnológicasarealizar
en cada componente, basados en datos presentados por la Encuesta Nacional sobre Consumo de
Energéticos en Viviendas Particulares (ENCEVI)-2018 (INEGI, 2018) teniendo un acercamientoreal de las
horas de consumo de los diferentes aparatos o dispositivos que serán sujetos a mejoras eficientes para
reducir sus emisiones.
Electricidad:

Para disminuirlasemisionesde GEIocasionadasporel usode laelectricidadcontecnologíaconvencional,
se tomará en cuentala mejoratecnológicade unode loselementosque consumenenergíaeléctricapara
iluminarlacasa, en este caso serán 10 focos incandescentes Phillipsde 60W c/u por 1 casa, de loscuales
se calculaun usode 6 horas diariasdurante 30 días, para estimar180 horasmensuales,loque produce un
consumo de 129,6 kWh/mes equivalente a 1.296 kWh/año de los 6.000 kWh/año consumidos
actualmente. Razón por la cual, se realiza un cambio tecnológico de los focos convencionalesa focos de
tecnología LED, los cuales consumen tan solo 8W c/u pero iluminan como los focos de 60W, esto quiere
decirque implementaréstecambionosolamenteahorraráenun86,7% la energíausadapara iluminarlas
casas sino que a su vez la calidad de iluminación se mantendrá. En el punto 3 se detallarán los cálculos
comparativos de la tecnología actual y la propuesta.
Gas Natural
Para disminuir las emisiones de GEI ocasionadas por el uso de gas natural se tomarán en cuenta los dos
elementos instalados en la casa que emiten carbono a partir de su uso, la estufa a gas natural y el
calentador de agua sanitaria (CAS) a gas natural. En el primer elemento que corresponde a la estufa se
tomacomoreferenciaunaconvencionalde lamarca Mabe EM-7647 por 1 casa conunconsumo promedio
de 0,708 m3
/hora, de la cual se calcula un uso diario de 4 horas durante 30 días, para estimar 120 horas
mensuales,loque produceunconsumode 84,96m3
/mesequivalentea1.020 m3
/añode los3.240 m3
/año
consumidosactualmente.Porestarazónse realizauncambiotecnológicoenlaadquisiciónde unaestufa
KoblenzEK-502FGconmayoreficienciadelgas,lacual semidegeneralmenteporlos m3
degasconsumidos
para elevar la temperatura a 70°C, la cual presenta un cambio en el consumo de 0,348 m3
/hora, lo que
permitirá un ahorro aproximado del 51% del gas natural usado para la cocción de los alimentos. En el
punto siguiente se detallan a profundidad los cálculos comparativos de ésta mejora.
Por otra parte, respecto al segundo elemento que corresponde al calentador de agua sanitaria se toma
como referenciauno convencional de lamarcaBosch 80Litros 2 ServiciosConvencional por1casa con un
consumopromediode 2,467m3
/hora,de lacual se calculaunusodiariode 2,5 horasdurante 30 días,para
estimar75 horas mensuales,loque produce un consumode 185,04 m3
/mesequivalente a2.220 m3
/año
de los 3.240 m3
/año consumidos actualmente. Por esta razón se realiza un cambio tecnológico en la
adquisicióndeun calentadorde aguasolarmarcaERA 15 Tubosde capacidadde 150 Litros,loque permite
tener mayor capacidad que el calentador de gas convencional, además de estar incorporando una
tecnologíaCarbonoCerocon un 100% de ahorro de gas, reforzandolosproyectosde energíasrenovables
que se están llevando a cabo en la región de Nuevo León,al igual que Sonora y Chihuahua, privilegiados
por la Intensidad en la Radiación Solar, una de las mayores en el planeta, garantizando la alimentación
permanente de energía al sistema que calienta el agua almacenada para suministrarla cuando es
necesaria. En el siguiente punto se detallan a profundidad los cálculos comparativos de ésta mejora.
3. Emisiones de la Tecnología Alternativa:
A continuación, se detallan los cálculos del cambio tecnológico realizado y se compara con la tecnología
convencional actual:
Electricidad:

 Focosde Luz:En el siguientecuadrose resumelosdatosde laeficienciaenergéticacalculada
para la tecnología alternativa propuesta en losdispositivos de iluminaciónde las casas con
los focos de luz:
FOCOS DE LUZ Tecnología Convencional Tecnología Alternativa
Philips Incandescente 60 W Philips LED 8 W
Potencia 0,06 kW 0,008 kW
Horas 180 horas/mes 180 horas/mes
Consumo mensual por foco 10,8 kWh/mes 1,44 kWh/mes
Consumo anual 129,6 kWh/año 17,28 kWh/año
Cantidad Focos 10 unidades 10 unidades
Consumo anual por casa 1.296 kWh/año 172,8 kWh/año
Factor Emisión 0,000459 tCO2-eq/kWh 0,000459 tCO2-eq/kWh
Emisiones Totales Anuales
por Casa 0,5949 tCO2-eq/año 0,0793 tCO2-eq/año
Cantidad Casas 10.000 casas 10.000 casas
de la construcción 5.948,6 tCO2-eq/año 793,2 tCO2-eq/año
Gas Natural
 Estufa a Gas Natural: Enel siguientecuadrose resume losdatosde lasmejoraslogradascon
el cambio tecnológico de la estufa convencional a una más eficiente y moderna:
ESTUFA GAS NATURAL
Tecnología Convencional Tecnología Alternativa
Mabe EM-7647 Koblenz EK-502FG
Consumo hora 0,708 m3/hora 0,348 m3/hora
Consumo mensual 84,96 m3/mes 41,76 m3/mes
Consumo anual 1.020 m3/año 501,12 m3/año
Cantidad Estufas 1 unidad 1 unidad
Consumo anual por casa 1.020 m3/año 501,12 m3/año
Factor Emisión 0,0025 tCO2-eq/m3 0,0025 tCO2-eq/m3
por Casa
2,55 tCO2-eq/año 1,2528 tCO2-eq/año
de la construcción 25.500 tCO2-eq/año 12.258 tCO2-eq/año
 Calentador de Agua Sanitaria (CAS): En el siguiente cuadro se resume los datos de las
mejoras logradas con el cambio tecnológico del calentador de agua convencional a un
calentador de agua solar carbono cero:

CALENTADOR DE AGUA
SANITARIA
Bosch 80L ERA 150L
Consumo hora 2,467 m3/hora 0 m3/hora
Consumo mensual 185,04 m3/mes 0 m3/mes
Consumo anual 2.220 m3/año 0 m3/año
Cantidad Estufas 1 unidad 1 unidad
Consumo anual por casa 2.220 m3/año 0 m3/año
Factor Emisión 0,0025 tCO2-eq/m3 0 tCO2-eq/m3
por Casa
5,55 tCO2-eq/año 0 tCO2-eq/año
de la construcción
55.500 tCO2-eq/año 0 tCO2-eq/año
4. Costos de la Inversión de la Tecnología Alternativa:
En las siguientes tablas se enuncian los costos asociados a la tecnología convencional y la tecnología
alternativasegúnelcaso,valoressoportadosporportalescomoMercadolibreMéxico,HomeDepot yotros
portaleswebdonde se encuentrainformaciónrelacionadaalosartículos,la cual estáexpresadaenPesos
Mexicanos (MXN$):
Electricidad:
 Focos de Luz:
FOCOS DE LUZ
COSTO UNITARIO MXN$25 MXN$38
UNIDADES POR CASA 10 Focos = $250 10 Focos = $380
COSTO TOTAL CONSTRUCCIÓN $2.500.000 $3.800.000
Gas Natural
 Estufa a Gas Natural:
ESTUFA GAS NATURAL
COSTO UNITARIO MXN$5.350 MXN$8.600
UNIDADES POR CASA 1 Estufa = $5.350 1 Estufa = $8.600

 Calentador de Agua Sanitaria (CAS):
CALENTADOR DE AGUA
SANITARIA
Bosch 80L ERA 150L
COSTO UNITARIO MXN$4.300 MXN$7.600
UNIDADES POR CASA 1 Calentador = $4.300 1 Calentador = $7.600
5. Ahorro económico por el consumo de la Tecnología Alternativa:
Se observanlosahorros económicosporcausa del cambioentrestecnologíascomparadoscon loscostos
de las tecnologías convencionales calculados por casa:
Electricidad:
 Ahorro por cambio en los Focos de Luz:
ELECTRICIDAD
CONSUMO MENSUAL 500 kWh/mes 392 kWh/mes
COSTO MENSUAL ($1,5 kWh) $750 $588
CONSUMO ANUAL 6.000 kWh/año 4.704 kWh/año
COSTO ANUAL $9.000 $7.056
AHORRO ANUAL TOTAL DE ELECTRICIDAD $1.944
Gas Natural
 Ahorro por el cambio de Estufa de Gas Natural:
ESTUFA GAS NATURAL
CONSUMO MENSUAL 84,96 m3/mes 41,76 m3/mes
COSTO MENSUAL ($3,7 m3) $314,3 $154,5
CONSUMO ANUAL 1.020 m3/año 501,12 m3/año
COSTO ANUAL $3.774 $1.854,2
AHORRO ANUAL TOTAL POR ESTUFA $1.919,8
 Ahorro por el cambio en el Calentador de Agua Sanitaria (CAS):
CALENTADOR DE AGUA
SANITARIA
Bosch 80L ERA 150L

CONSUMO MENSUAL 185,04 m3/mes 0 m3/mes
COSTO MENSUAL ($3,7 m3) $684,7 $0
CONSUMO ANUAL 2.220 m3/año 0 m3/año
COSTO ANUAL $8.214 $0
AHORRO ANUAL TOTAL POR CALENTADOR $8.214
Para calcularel ahorrototal porconceptode GasNatural esnecesariosumarlosdoscomponentes:Ahorro
Anual total por Estufa+ AhorroAnual total por Calentadorde AguaSanitariacorrespondiente a$1.919,8 +
$8.214 = $10.133,8 AHORRO ANUAL TOTAL DE GAS NATURAL
Finalmente, el cuadro resumen de los ahorros por servicio suministrado en las 10.000 casas de la
construcción se observa a continuación:
Servicio
Costo Consumo
Tecnología Convencional
Costo Consumo
Tecnología Alternativa
Ahorro Total Anual
Electricidad $90.000.000 $70.560.000 $19.440.000
Gas Natural $119.880.000 $18.542.000 $101.338.000
6. Reducción de Emisiones por la Tecnología Alternativa:
Electricidad:
 Ahorro por cambio en los Focos de Luz:
De acuerdo a las emisiones que se generaban en toda la construcción por el uso de bombillos
convencionales que correspondía a 5.948,6 tCO2-eq/año de las 27.540 tCO2-eq/año, ahora con el uso de
tecnología LED se ahorrará un 86,7% en la iluminación de las casas, por lo que las emisiones generadas
seránde 793,2 tCO2-eq/año.A continuación,se observalacantidadde emisionesreducidas,evidenciando
el cumplimiento de la norma con las emisiones por debajo de las 25.000 tCO2-eq/año:
FOCOS DE LUZ
Huella de Carbono Construcción 27.540 tCO2-eq/año 22.384,6 tCO2-eq/año
Total reducciones Emisiones 5.155,4 tCO2-eq/año
Gas Natural
 Reducciones por el cambio de Estufa de Gas Natural:
De acuerdo a las emisiones que se generaban en toda la construcción por el uso de una estufa
convencional e ineficiente se emitían25.488 tCO2-eq/añode las 81.000 tCO2-eq/año,ahoraconel usode
tecnología de Koblenz se ahorrará un 51% en la cocción de los alimentos, por lo que las emisiones
generadasseránde 12.258 tCO2-eq/año.A continuación,se observala cantidadde emisionesreducidas,
evidenciando el cumplimiento de la norma con las emisiones por debajo de las 25.000 tCO2-eq/año:

ESTUFA GAS NATURAL
Huella de Carbono Construcción 25.500 tCO2-eq/año 12.258 tCO2-eq/año
Total reducciones Emisiones 13.242 tCO2-eq/año
 Reducciones por el cambio en el Calentador de Agua Sanitaria (CAS):
De acuerdoa lasemisionesque se generabanentodalaconstrucciónporel usode uncalentadorde agua
sanitariaconvencional e ineficientese emitían55.500 tCO2-eq/añode las 81.000 tCO2-eq/año, ahoracon
el usode tecnologíade laimplementaciónde uncalentadorde aguasolarse ahorraráun100% para suplir
estanecesidad,porloque lasemisionesgeneradasseránde 0 tCO2-eq/año.A continuación,se observala
cantidadde emisionesreducidas,evidenciandoel cumplimientode lanormaconlasemisionespordebajo
de las 25.000 tCO2-eq/año:
CALENTADOR DE AGUA
SANITARIA
Bosch 80L ERA 150L
Huella de Carbono Construcción 55.500 tCO2-eq/año 0 tCO2-eq/año
Total reducciones Emisiones 55.500 tCO2-eq/año
Finalmente se hace un consolidado del total de las emisiones que se generarían por servicio doméstico
cumpliendo con la normatividad vigente y su reducción total:
Huella de Carbono
por Servicio
Tecnología Convencional Tecnología Alternativa Reducción Total
Electricidad 27.540 tCO2-eq/año 22.384,6 tCO2-eq/año 5.155,4 tCO2-eq/año
Gas Natural 81.000 tCO2-eq/año 12.258 tCO2-eq/año 68.742 tCO2-eq/año
TOTAL EMISIONES REDUCIDAS ANUALES EN LA CONSTRUCCIÓN 73.897,4 tCO2-eq/año
7. Venta de Emisiones reducidas:
Como se enunció en el punto anterior las emisiones reducidas por año en la construcción de las 10.000
casas esequivalente a73.897,4 tCO2-eq/año,porloque se registraunagananciarepresentativaal vender
lasemisionesporMXN $1.440, ya que la gananciaes de $106.412.256, evidenciandolasgrandesventajas
que tiene implementar tecnologías eficientes y de fuentes no convencionales de energías renovables.
8. Tiempo de recuperación de la Inversión:
Electricidad:
El costo anual de la energía eléctrica asumida con la tecnología convencional presenta un valor de
$90.000.000 en las colonias conformadas por las 10.000 casas; sin embargo, al realizar la mejora

tecnológicael ahorroen el pago de éste servicioesde $19.440.000 (VerPunto5). El costo de invertiren
la tecnologíaalternativaesde $3.800.000, por loque el tiempode recuperaciónde lainversiónporparte
de laempresaesde 0,2años;demostrandoque tansoloel ahorroenergéticoesunimportantefactorpara
realizar inversiones altas que tendrán un retorno rápido.
Gas Natural
El costo anual del Gas natural asumidacon latecnologíaconvencional presentaun valor de $119.880.000
enlas coloniasconformadasporlas 10.000 casas; sinembargo,al realizarlamejoratecnológicael ahorro
en el pago de éste servicio es de $101.338.000 (Ver Punto 5). El costo de invertir en la tecnología
alternativaesde $162.000.000 (86.000.000 de laestufa +76.000.000 del calentadorde aguasanitaria) por
loque el tiempode recuperaciónde lainversiónporparte de laempresaesde 1,6años;demostrandoque
a pesar de que sea mucho más alto el tiempo de recuperación de la inversión respecto al servicio de
electricidad,aúnconstituyeunimportante factorpararealizarinversionesquetendránretornoenmenos
de 2 años.
CONSIDERACIONESFINALES
El usode tecnologíaseficientesenergéticamenterepresenta unimportante componenteenlaelaboración
de un proyecto de desarrollo, en este caso de infraestructura y bienestar social, demostrando sus altos
beneficioseconómicosyambientales,porloqueespertinenteladifusión anivelempresarialycorporativo
de losMecanismosde DesarrolloLimpio que permitanlareducciónde emisionesde carbono,cumpliendo
con lasmetas propuestasporlasnacionesdel planetaymitigandolosimpactosdel calentamientoglobal.
De igual forma,esnecesario que se fomentenproyectos carbonocero,esdecirque tantosuconstrucción
como funcionamiento puedan ser realizados con fuentes no convencionales de energías renovables,
impulsando a todos los actores involucrados a ser partícipes de la construcción de una sociedad más
consciente y sostenible.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Hoyos, S.,Franco, C.J., & Dyner,I. (2017). Integraciónde fuentesnoconvencionalesde energíarenovable
al mercado eléctrico y su impacto sobre el precio. Ingeniería y ciencia, 13(26), 115-146.
InstitutoNacional de Estadística,Geografíae Informática-INEGI.(2018).Primeraencuestanacional sobre
consumode energéticos en viviendas particulares (ENCEVI). Comunicado de prensa núm. 541/18. 28 p.

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