1

Potencial y costos de mitigación en el

sector energético mexicano.

Jorge Raúl Gasca Ramírez, Moises Magdaleno Molina,

Luis Alberto Melgarejo Flores, Ma. Esther Palmerín Ruiz.

23 de junio de 2011

2

11

Modelo LEAP

Factores Emisión. IPCC

3

Población y PIB para el Escenario Base

Año Población PIB PIB per cápita

Millones Miles de Millones

Dólares 1995 PPP

Miles de

Dólares 1995 PPP

2008 106.2 999.3 9.4

2010 107.9 957.2 8.9

2020 115.3 1,350.2 11.7

2030 120.4 1,904.6 15.8

2040 122.4 2,630.1 21.5

2050 121.3 3,544.9 29.2

2060 119.2 4,582.3 38.5

2070 117.0 5,923.2 50.6

Fuente: Elaboración propia con datos de CONAPO, ONU y SHCP

Crecimiento PIB: 3.5% 2010-2030, 3.3% 2031-2040, 3% 2041-2070

4

Industrial

Comercial Siderurgia

Público Química

Transporte Azúcar

Autotransporte Petroquímica de PEMEX

Aéreo Cemento

Marítimo Minería

Ferroviario Celulosa y papel

Eléctrico Vidrio

Agropecuario Cerveza y malta

Industrial Fertilizantes

Residencial Automotriz

iluminación Aguas envasadas

Refrigeración Construcción

Aire Acondicionado Hule

Estufas Aluminio

Calentadores Tabaco

Otros enseres Otras ramas

Intensidad Energética por Combustible en la Demanda

5

Intensidad y Nivel de Actividad en el Sector

Residencial para el Año Base (2008) y el Año 2070

Intensidad

2008

Saturación

2008

Intensidad

2070

Saturación

2070

GJ/Casa con Enser % Casas con Enser GJ/Casa con Enser % Casas con Enser

Leña 68.4 14.0 68.4 3.3

Gas LP cocina 9.6 71.9 9.6 52.0

Gas LP calentador 11.2 37.6 11.2 32.4

Querosinas 4.5 0.7 4.5 0.0

Gas Natural cocina 8.0 13.4 8.0 44.4

Gas Natural calentador 9.3 7.0 9.3 27.7

Electricidad_Otros 1.2 96.8 3.1 99.5

Electricidad_Iluminacion 1.9 96.8 0.6 99.5

Electricidad_Refrigerador 2.2 82.8 1.3 99.0

Electricidad_Aire acondicionado 16.8 12.7 7.6 45.0

Fuente: Elaboración propia con datos de CONAPO, ENIGH (2008) y SIE (2008)

6

Intensidad Energética en el Sector Comercial

para el Periodo 2008-2070 (-0.9% anual).

Año Intensidad Energética

Gas LP Diesel Gas natural Electricidad

MJ/US Dólar

2008 0.512 0.036 0.072 0.399

2010 0.501 0.034 0.071 0.390

2020 0.446 0.031 0.063 0.348

2030 0.398 0.027 0.056 0.310

2040 0.354 0.024 0.050 0.276

2050 0.316 0.022 0.045 0.246

2060 0.281 0.019 0.040 0.219

2070 0.250 0.017 0.035 0.195

7

Producción de Acero

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Año

Mil

es d

e T

on

ela

das

Tasa de crecimiento promedio anual 4.9%

Fuente: INEGI y World Steel Association

8

Intensidad Energética Industria Siderurgica

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Año

GJ

/To

n a

ce

ro

Reducción de 0.91% promedio anual

9

Demanda de Energía Siderurgía

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

1960 1980 2000 2020 2040 2060

Año

PJ

Intensidad 2007

Reducción histórica

intensidad (0.91%)

10

Siderurgica_1 A 2 a

Aluminio_1 A 2 b

PetroquimicaPEMEX_1 A 2 c

Química_1 A 2 c

Fertilizantes_1 A 2 c

Hule_1 A 2 c

Celulosa y Papel_ 1 A 2 d

Azucarera_1 A 2 e

Cerveza y Malta_1 A 2 e

Aguas Envasadas_1 A 2 e

Tabaco_1 A 2 e

Cementera_1 A 2 f

Vidrio_1 A 2 f

Automotriz_1 A 2 g

Minera_1 A 2 i

Construccion_1 A 2 k

Otras Industrias_1 A 2 m

Año

2008 2010 2020 2030 2040 2050

Mill

ione

s de

Gig

ajou

les

4,500

4,000

3,500

3,000

2,500

2,000

1,500

1,000

500

0

Demanda de Energía en el Sector Industrial

11

Gas natural

Gas licuado

Diesel

Coque de carbon

Combustoleo

Año

2008 2009 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Mill

ione

s de

Ton

elad

as d

e C

O2

eq

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Emisiones de GEI en el Sector Industrial por Tipo de Combustible

12

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

PIB/persona Miles USD1995 PPP

Vehículos/

Mil personas

Modelo de Crecimiento Vehicular

13

Kerosinas

Gasolinas

Gas natural

Gas licuado

Diesel

Combustoleo

Año

2008 2009 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Mill

ione

s de

Ton

elad

as d

e C

O2

eq

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

Emisiones de GEI en el Sector Transporte por Tipo de Combustible

14Año

2008 2009 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Mill

ione

s de

Ton

elad

as d

e C

O2

eq

750

700

650

600

550

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

Industrial_1 A 2

Transporte_1 A 3

Comercial_1 A 4 a

Residencial_1 A 4 b

Agropecuario_1 A 4 c

Emisiones de GEI de los Sectores de la

Demanda en el Caso Base.

15

Año

2008 2009 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Mile

s de

Meg

awat

s

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Nucleoelectrica

Geotermoelectrica

Hidroelectrica

Eoloelectrica

Carboelectrica

Termica convencional

Turbogas

Combustion interna

Dual

Ciclo combinado

Capacidad de Generación Eléctrica en el Caso Base.

16

Emisiones de GEI del Sector de la Transformación

Generacion de electricidad_1 A 1 a i

Refinerias y despuntadoras_1 A 1 b

Coquizadoras_1 A 1 c i

Plantas de gas y fraccionadoras_1 A 1 c ii

Prod Bagazo de caña_1 A 1 c ii

Produccion de condensados_1 A 1 c ii

Produccion gas Asoc_1 A 1 c ii

Produccion gas No Asoc_1 A 1 c ii

Produccion importacion carbon_1 B 1 a

Produccion crudo_ 1 B 2 a

No aprovechada gas asociado_1 B 2 b

No aprovechada no asociado_1 B 2 b

Año

2008 2010 2020 2030 2040 2050

Mill

ione

s de

Ton

elad

as d

e C

O2

eq

400

380

360

340

320

300

280

260

240

220

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

17

Gasolinas

Gas natural

Gas licuado

Gas asociado

Diesel

Coque de carbon

Combustoleo

Carbon

Año

2008 2009 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Mill

ione

s de

Ton

elad

as d

e C

O2

eq

1,050

1,000

950

900

850

800

750

700

650

600

550

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

Emisiones Totales por el Uso de Energía

18

Para el año de 2050 las emisiones del sector energía serán de 1, 182

millones de toneladas de CO2 eq lo que corresponde a 9.7 toneladas

por persona el doble del actual y similar a la de USA.

Por el lado de la demanda, las emisiones del sector transporte

alcanzarán 510 millones de toneladas de CO2 eq, el sector industrial

aportaría 200 millones de toneladas, en tanto que los sectores

comercial, residencial y público emitirán 55 millones de toneladas.

Por el lado de la oferta, las emisiones por generación de electricidad

serán de 305 millones de toneladas de CO2eq y el sector petrolero

aportará 275 millones de toneladas en el año 2050

19

Por combustible, el uso final de gasolinas aportará 357.8 millones de

toneladas de CO2eq, el gas natural contribuirá con 308.4 millones de

toneladas, el diesel contribuirá con 165.3 millones de toneladas, el

carbón sumará 142.2 millones de toneladas en tanto que el

combustóleo aportaría 63.9 millones de toneladas de CO2eq.

Por tipo de gas de efecto invernadero, se estima que para el año 2050

el CO2 será el que contribuya en mayor medida con 1, 092 millones de

toneladas de CO2eq, poco más del el 92% de las emisiones de GEI

por el uso de combustibles fósiles. Por su parte, el metano aportará

57.6 millones de toneladas de CO2eq, casi el 5% de las emisiones de

GEI por el uso de combustibles fósiles y el óxido nitroso contribuirá con

32.8 millones de toneladas de CO2eq, poco menos del 3% de las

emisiones de GEI por el uso de combustibles fósiles.

Por tipo de gas de efecto invernadero, se estima que para el año 2050 el CO2 será el que contribuya en mayor medida con 1, 092 millonesPor tipo de gas de efecto invernadero, se estima que para el año 2050 el CO2 será el que contribuya en mayor medida con 1, 092 millones

20

Se consideraron dos escenarios alternos de crecimiento

económico de acuerdo al estudio Economía del Cambio Climático

en México. Uno con crecimiento anual del PIB de 4.9% llamado

PIB Alto y otro con crecimiento anual del PIB de 2.9% llamado

PIB Bajo.

La intensidad energética del sector industrial se mantuvo igual a

la intensidad del escenario base, sin embargo la producción

aumentó de manera proporcional al PIB de cada escenario

En el sector residencial, la demanda se modificó por la

intensidad con la que se utilizan estos equipos en función del

aumento supuesto del PIB para cada escenario.

Las capacidades de las plantas de generación se modificaron en el

caso del escenario de PIB alto para evitar la importación de

electricidad,

21

Emisiones Nacionales de GEI del Sector de Energía.

PIB Bajo

PIB Alto

Base de Referencia

Año

2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Mill

ione

s de

Ton

elad

as d

e C

O2

eq

1,300

1,250

1,200

1,150

1,100

1,050

1,000

950

900

850

800

750

700

650

600

550

500

22300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

800,000

900,000

1,000,000

1,100,000

1,200,000

2000 2010 2020 2030 2040 2050

Gg

CO

2eq

Año

Escenario Base EnergíaCO2eq

INEGEI

Balance Nacional Energía

Estudio IMP 2007

Erikson et. al. (2009)

Alarco (2006)

Agencia Información Energía (2009)

MEDEC (2009)

HÖHNE et.al. (2008)

CMM-McKinsey (2008)

Estudio IMP (2009)

PECC(2009)

Agencia Información Energía (2010)

INE_McKinsey

23

Recursos No Renovables en el Mundo

Recurso Producción /Uso

actual

Reservas Res/U Recursos

Base

Rec/U

Exa Joules/Año Exa Joules

Años

Exa Joules

Años

Carbón 120.00 24,821 207 177,396 1,478

Crudo y LGN

convencionales160.00 6,684 42 10,216 64

Crudo y LGN no

convencionales

3.00 5,110 1,703 20,350 6,783

Gas Natural

convencional 100.00 6,444 64 13,896 139

Gas Natural no

convencional 4.80 9,420 1,963 33,240 6,925

Total Fósiles 387.70 52,479 135 254,508 656

Uranio 22.77 1,800 79 7,400 325

Total 410.57 54,279 132 261,908 638

Fuente: Elaboración propia con datos de UNDP (2001) y WEC (2007)

24

Recurso Producción Uso actual Reservas Reserva/

Pro

Reserva/

Uso

Recurso

Base

Base/Pro Base/Uso

ExaJoules/

Año

ExaJoules/

Año Exa Joules

Años Años

Exa Joules

Años Años

Carbón

0.346 0.492 35.467 103 72 108.730 314 221

Crudo y LGN

convencional

7.858 3.364 77.334 10 23 233.467 30 69

Gas Natural

convencional

1.411 1.818 14.832 11 8 30.312 21 17

Uranio

0 0.038 0.708 NA 19 6.423 NA 169

Total

9.615 5.712 128.341 13 22 378.932 39 66

Fuente: Elaboración propia con datos de BGR (2001) y WEC (2007)

Recursos No Renovables en México

25

Recurso Uso Actual Recursos Base Potencial Teórico

Hidráulico 25.800 62 147

Biomasa 46.000 250 2,900

Solar 0.230 1,650 3,900,000

Eólico 0.950 600 6,000

Geotérmico 2.000 5,000 140,000,000

Oceánico N.E. 7 7,400

Total 74.980 7,569 143,916,447

Fuente: Elaboración propia con datos de UNDP (2001) e IPCC (2007)

Recursos Renovables Mundiales 2005

(Exa Joules/año)

26

Recursos Renovables en México

Recurso Uso actual Potencial Económico Recursos Base Potencial Teórico

Hidráulico

0.33226

0.479

0.556 1.653

Biomasa

0.43121

>0.440

3.00 4.55

Solar

0.00359

0.119

36.705 12,924.00

Eólico

0.00006

0.158

0.793 79.28

Geotérmico

0.03390

0.080

327.00 539,942.00

Total

0.80102 >1.276 368.054 552,951.483

Fuente: Elaboración propia con datos de Masera (2007), UAM (2005),

SENER (2006), WEC(2007), PROCALSOL(2007), POISE(2007).

ExaJoules/año

27

ESCENARIO

REDUCCIONES ACUMULADAS

2002-2030

(Tera gramos Ceq.)

TRANSPORTE EFICIENTE

(Estudio 2006)

142.4

TRANSPORTE EFICIENTE 127.9

DIESELIZACIÓN 73.7

DIESELIZACIÓN

(Estudio 2006)59.3

CONAE

AHORROS

ENERGÍA

(Estudio 2006)

69.8

CONAE

AHORROS

ENERGÍA

70.3

ILUMINACIÓN EFICIENTE 8.6

Comparación de Escenarios

28

ESCENARIO

PENETRACIÓN

RENOVABLES

2030 (%)

REDUCCIONES

ACUMULADAS

2002-2030

(Tera gramos Ceq.)

Costo de Reducción

U.S. D. 2002 /Tonelada C Eq.

VISIÓN 2030 BP

(Estudio 2006)

29.5 269.6 116.6

VISIÓN 2030 BP 30.5* 288.8 75.6

MEDIDAS MÚLTIPLES

(Estudio 2006)

- 520.4 -

MEDIDAS MÚLTIPLES 515.4

Comparación de Escenarios

29

Contribución de las diferentes opciones

Opciones de mitigación del sector energético

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

2024

2026

2028

2030

Año

M to

n C

O2

eq

Visión 2030 (capacidad 12.8 % nuclear, 30.5 % renovables, 11.4 % gasificación c/captura)

Norma de rendimiento, híbridos y diesel en transporte

Reducción quema gas

Reducción de intensidad energética (industria y refinación)

Cogeneracion, eficiencia de transmisión y generación centralizada Cantarell

Ahorro de energia CONAE e iluminación eficiente

Remanente

30

0

50

100

150

200

250

300

350

400

PECC (Según Erikson,2009)

CMM (2008) MEDEC (2009) IMP(2007) INE-McKinsey(2010)

Potencial de mitigación en 2030Mton CO2 eq

Industria

Edificios

Petróleo

Transporte

Eléctrico

Potencial de Mitigación

31

Grupo Trabajo Costo Promedio Potencial al 2030

USD/ton CO2 Mt CO2e

CMM_McKinsey 25.7 139.7

MEDEC 6.7 91.4

INE_McKinsey 44 105

IMP 20.6 84.1

QUADRI* 41.8 42.4

*al 2020

Costos de Mitigación Sector Eléctrico