Mitigación de cambio climático:Uso eficiente de la energía térmica y la electricidad en industrias, viviendas y comercios para reducción

de emisiones de gases y compuestos de efecto invernadero (GEI)

Dr. Adrián Fernández Bremauntz

M.C. Juan Carlos ArredondoIniciativa Climática de América Latina

04 de noviembre de 2013

Justificación y fundamentocon base en criterios PECITI

• México tiene metas de reducción de emisiones impuestas por la Ley General de Cambio Climático: – 30% de reducción respecto a la tendencia en emisiones al año 2020.

– 50% de reducción respecto a emisiones del año 2000 al año 2050

• Mitigación es uno de los ejes de la Estrategia Nacional de Cambio Climático: – “reducir la intensidad energética mediante esquemas de eficiencia y consumo

responsable”.

• El Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018 considera eficiencia energética y reducción de emisiones como una línea de acción: – promover el uso de sistemas y tecnologías avanzados, de alta eficiencia energética y de

baja o nula generación de contaminantes o compuestos de efecto invernadero” [estrategia 4.4.3 de la meta nacional de un “México Próspero”]

• “Estabilizar las concentraciones de GEI en la atmósfera” - Compromiso de México dentro de la Convención Marco de la ONU sobre el Cambio Climático.

Diagnóstico:¿Cómo contribuye México al problema global del cambio climático?

• México es el 13vo. emisor de GEI del mundo.

• México emitió casi 750 millones de toneladas de CO2

equivalente (tCO2e) en el 2010:

– El consumo eléctrico en residencias y comercios genera anualmente 34.5 millones de tCO2e (4.6% del total).• Existen cerca de 210 mil inmuebles del sector servicios (escuelas, hospitales,

restaurantes, hoteles, oficinas, tiendas) con un consumo anual de electricidad de 25,220 GWh equivalente al 11% de la generación total

• Existen 28 millones de viviendas que consumen el 26% de la electricidad nacional

– El consumo energético en industria y manufactura contribuye con 56.7 millones de tCO2e por año (7.6% del total)• instalaciones industriales consumen 74,500 GWh por año

Diagnóstico:¿Dónde está el origen de la iniciativa estratégica?

Fuente: CICC (2012). “México: Quinta Comunicación Nacional ante la CMNUCC”. SEMARNAT. México. P. 197

Dimensionamiento

• Cada año se incorporan poco más de 600 mil viviendas nuevas al inventario de 28 millones.

• En México los hogares gastan $34 mil millones de pesos trimestrales en electricidad y combustibles para el hogar.

• Consumo ineficiente de energía en edificaciones comerciales: – puede generar casi una tonelada de CO2e por metro cuadrado

– costo en consumo de energía de hasta $100 pesos por m2 por año.

• Se estima que el uso sustentable de la energía a través de una mejor eficiencia energética puede reducir en cerca de 64 millones de tCO2elas emisiones nacionales. Equivale a casi una cuarta parte de la meta de reducción señalada por la Ley General de Cambio Climático

Valor económico y potencial de mercado

Creación de valor económico• La iniciativa estratégica puede incidir en generar ahorros en

facturación de energía eléctrica de entre 5 y 30% de acuerdo al sector y tipo de usuario de la energía:

– Un ahorro promedio generalizado de 5% en facturación eléctrica en los hogares por un aumento en eficiencia energética puede significar una disminución en gasto equivalente a 1,700 millones de pesos trimestrales.

Potencial de ahorros en eficiencia energética• Se estima en un rango de entre 35 y 40 mil GWh al 2025, con el

mayor potencial ubicado en el consumo energético residencial. • Se estima una inversión necesaria de entre $21,424 y $25,709

millones de dólares en 15 años para lograr dichos ahorros.

Productos esperados

• Formación de capital humano a nivel de licenciaturas y posgrado sobre el tema de generación y uso eficiente de la energía térmica y electricidad.

• Patentes por diseños y desarrollo de sistemas, controles, métodos de fabricación, aplicaciones y materiales relacionados a la generación, transmisión, distribución, conducción y consumo de electricidad.

• Desarrollo de aplicaciones para uso eficiente de la energía en usuarios residenciales, comerciales e industriales.

• Metodologías e instrumentos para la medición bidireccional (“neteo”) de consumos energéticos, tipo de usuario, etc.

• Sistemas para el desarrollo de componentes de redes inteligentes en transmisión, distribución y consumo de energía.

• Sistemas de inspección de infraestructura eléctrica.• Mejoras en eficiencia energética en sistemas de calefacción,

ventilación y aire acondicionado, y sistemas de aire comprimido

Cartera de proyectos (muestra no exhaustiva)• Modelación y optimización en tiempo real del consumo energético por diferentes tipos de usuarios de la

energía.• Identificación, cuantificación y reducción de pérdidas de energía en manufactura de productos en

industrias de alto valor agregado• Sistemas de manufactura de materiales envolventes y aislantes para edificaciones.• Desarrollo de sistemas y técnicas para recuperación de energía en procesos de manufactura.• Identificación de necesidades energéticas e integración de medidas de eficiencia energética en edificios,

condominios y multifamiliares• Desarrollo y fabricación de materiales electro-crómicos para ventanas en aplicaciones diversas

(automotriz, edificación, etc.). • Desarrollo de materiales textiles para aprovechamiento de energía solar en hogares.• Diseño de sistemas de captura de energía para fachadas y techos de edificaciones y viviendas. • Prototipos y desarrollos a partir de nano-materiales como elementos aislantes• Consumo y eficiencia energética en nano-tecnología• Electrónica de potencia aplicada a sistemas de control, compensación de factor de potencia e

interconexión de sistemas eléctricos

Indicadores de impacto

• Intensidad energética: kWh o MJ consumidos en el años por peso del Producto Interno Bruto generado en el año.

• Eficiencia energética: % de reducción de consumo energético de un año con respecto al año anterior.

• Emisiones de GEI: toneladas de CO2 equivalente generadas por el uso de energía térmica y electricidad

Montos estimados para la cartera de proyectos

• Se estima en un monto de entre $700 y $1,200 millones de pesos para el período 2014-2018.

• El monto podría financiar alrededor de 60 a 80 proyectos de investigación con montos estimados en $3 a $4 millones de pesos anuales por proyecto.

• La inversión de la iniciativa apoyaría: – la adquisición de equipos, materiales, y reactivos;

– la adquisición de información, publicaciones y bases de datos;

– el traslado de investigadores y su participación en congresos, talleres, conferencias y seminarios;

– el pago de derechos y cuotas para publicaciones de resultados, y

– la manutención mensual para investigadores y estudiantes de posgrado, especialidades y licenciaturas que participen en los proyectos

• Este monto no considera la construcción de centros de investigación o infraestructura asociada para investigación

Metas

Cuantitativas 2016 2018

Ejecución de al menos 20 proyectos de investigación en uso eficiente de la energía X

Incremento de un 10% en el número de investigadores en proceso de formación a nivel de especialidad y posgrado en el tema de uso eficiente de la energía

X

Los inmuebles de la Administración Pública Federal han reducido su consumo energético en al menos un 1% anual desde 2014 hasta 2018

X

Un mínimo de 5% de mejora en eficiencia energética nacional X

Mejora en un 1% en la intensidad energética nacional al 2018 X

MetasCualitativas 2024

Generación de una o más patentes en el ramo general de eficiencia energética X

Empresas y usuarios residenciales de electricidad contribuyen a una menor demanda energética por la adopción de práctica de eficiencia energética

X

Sistemas y métodos derivados de la iniciativa contribuyen con elementos técnicos que facilitan que un 35% de la generación eléctrica sea a partir de fuentes de energía renovables

X

Red temática de investigación en eficiencia energética está integrada y en proceso de consolidación

X

Nuevos investigadores en eficiencia energética se integran al Sistema Nacional de Investigadores (SNI)

X

Cualitativas 2037

Productos de la iniciativa estratégica contribuyen a la reducción en 30% en el uso de energía por unidad de producto interno bruto generado en el país

X

La iniciativa estratégica detonó una inversión de al menos $1,500 millones de dólares anuales en la manufactura y adquisición de equipos, dispositivos, sistemas y medidas de eficiencia energética

X

Instituciones y liderazgo

Instituciones

• SENER, CONUEE, IIE, INECC, Redes temáticas de CONACYT, centros de investigación CONACYT, Fondo para la Transición Energética y el Aprovechamiento Sustentable de la Energía, agencias de cooperación al desarrollo con interés en energía y cambio climático (UK-FCO, GIZ, USAID, KEBMIN, AECID, afD, etc.) y agencias de financiamiento nacional e internacional (BID, FOMIN, IFC)

Liderazgo

• CONACYT – SENER – CONUEE – IIE

Campos de conocimiento y ramas industriales

Campos de conocimiento

• Ingenierías eléctrica y electrónica; ingeniería en energías renovables; ingeniería en mecatrónica; ingeniería civil; ingeniería en desarrollo sustentable; ingeniería mecánica; ingeniería de materiales; ingeniería en sistemas energéticos; arquitectura; sistemas digitales; semiconductores; ciencias químicas

Ramas industriales

• Generación, transmisión y distribución de energía eléctrica; edificación comercial y residencial; construcción de obras de ingeniería civil; trabajos especializados para la construcción; y servicios de arquitectura e ingeniería civil; manufactura de aparatos, accesorios y equipos eléctricos, electrónicos y de potencia; manufactura de materiales, dispositivos semiconductores, instrumentación y sistemas digitales.

Fuentes de financiamiento: concurrencia

• El Fondo para la Transición Energética y el Aprovechamiento Sustentable de la Energía (FTE) puede financiar programas o proyectos de sustitución de equipos donde existe un alto consumo energético.

• El Fondo de Sustentabilidad Energética (FSE) impulsa la investigación aplicada en materia de ciencia y tecnología y la adopción, innovación, asimilación y desarrollo tecnológico en eficiencia energética.

• La generación de nuevos productos, procesos o métodos puede recibir apoyo a través del programa de Estímulo a la Innovación, los Fondos de Innovación Tecnológica, el Fondo Sectorial de Innovación y apoyos a proyectos en cooperación internacional.

• Donativos e inversiones de agencias multilaterales, bilaterales públicas y privadas que ya están invirtiendo en estos temas (10 m dólares por año)