Opciones tecnológicas para los objetivos de reducción de las emisiones de CO2 de Kyoto y competitividad europea

Introducción

Las cuestiones medioambientales han alcanzado progresivamente un papel predominante en la determinación de la política energética. Mientras en las décadas pasadas el objetivo principal se centraba en la seguridad del suministro, el colapso de los precios del petróleo experimentado en los años 80 y la diversificación de las energías primarias en las economías avanzadas han contribuido a mitigar tal problema. En los pasados 80, el sector energético empezó a concentrarse cada vez más en los efectos medioambientales negativos de la transformación y uso de la energía. La primera cuestión que implicaba plenamente a la industria fue el problema de la lluvia ácida, inducida por la combustión imperfecta y las impurezas de los combustibles. La tecnología fue, sin embargo, relativamente rápida en resolver el problema, a costes completamente asequibles. Por el contrario, la amenaza medioambiental a la que se enfrenta el sector energético desde los años 90, es decir, la cuestión del calentamiento mundial, es probablemente mucho más difícil de resolver.

El cambio climático mundial es el primer problema medioambiental al que tiene que enfrentarse la humanidad en un contexto realmente planetario. Lo que también es nuevo es que esto no se puede someter a enfoques "end of pipe"

El problema del cambio climático mundial debido a emisiones de CO2 procedentes de la combustión de combustibles fósiles representa ciertamente una ruptura clara con respecto a los pasados retos para las políticas medioambientales. En primer lugar, el cambio climático mundial es el primer problema medioambiental al que la humanidad tiene que enfrentarse en un contexto realmente planetario. Las medidas políticas nacionales (ya sean de tipo regulatorio/legislativo o basadas en mecanismos de mercado) fueron efectivas en el pasado para solucionar los problemas de contaminación local. Sin embargo, las características del cambio climático hacen necesario idear soluciones en colaboración que impliquen a todos los países del mundo, por medio de un proceso de negociación posiblemente complejo en el que entrarán en juego los intereses corporativos de muchos actores, y cuyo resultado está lejos de ser predecible. En segundo lugar, dada la naturaleza del problema, que no está asociado a los subproductos o impurezas de los procesos de producción, sino al uso masivo de una determinada clase de recursos naturales (combustibles fósiles que son el resultado de millones de años de fosilización de CO2), la tecnología no puede proporcionar soluciones "end-of-pipe". La solución ingenieril definitiva se basaría en un proceso completo de sustitución tecnológica, que debe tener lugar durante un período de transición, cuya duración determinará en gran medidad la magnitud de los costes totales. En tercer lugar, los tiempos implicados son tan largos y los procesos naturales involucrados se comprenden tan poco que incluso la cuantificación más aproximada de los daños ( así como de los costes de mitigación) resulta una tarea formidable. El planeta ha experimentado, ciertamente en el pasado, otros cambios climáticos, como lo evidencian la geología y la paleontología, pero nunca con la velocidad que parece alcanzar en el caso del efecto invernadero causado por el hombre, y por consiguiente los impactos y las opciones de mitigación posibles son absolutamente inciertos. Realmente, es la propia incertidumbre la que constituye el núcleo del problema y da un sentido de urgencia a la búsqueda de una solución.

Los sectores clave

Los beneficios de la mitigación del cambio climático van a diseminarse probablemente por la mayor parte de las regiones del globo, afectando positivamente en alguna medida a casi todos los sectores económicos. Los costes de la reducción de las emisiones de CO2 alcanzarán también a todos los actores, pero es probable que el primer choque se concentre en unos pocos agentes que experimentarán fuertes impactos negativos antes de ser capaces de transferirlos (parcialmente) a otros actores. A pesar de que esta situación es muy frecuente en la economía medioambiental, en este caso son actores y sectores los gobiernos nacionales (de los países avanzados y de los países en desarrollo), las multinacionales de la energía, las empresas fabricantes de bienes de equipo, y no hay autoridad supranacional alguna que dirija el proceso de construcción de un consenso. Bajo estas condiciones, el acuerdo sobre una política coordinada para alcanzar una estrategia de protección del clima equitativa y eficaz está plagado de bifurcaciones que no son óptimas, ni deseables.

La ímplantación de estrategias contra el calentamiento global colocará indudablemente una carga más grande sobre algunos actores que sobre otros. Alcanzar un consenso es complicado por la ausencia de un moderador supranacional

Tabla 1. Distribución sectorial de emisiones de CO2 relacionadas con la energía en la UE durante los años 1985-1996

Fuente: EUROSTAT base de datos Sirène.

Una ojeada rápida a la tabla 1 indica que el transporte por carretera y las centrales térmicas convencionales son los dos sectores que experimentan el crecimiento más rápido en Europa. Esta tendencia puede extrapolarse al resto de las zonas del mundo, aunque con reservas. Se espera que la demanda de electricidad aumente alrededor del 60% entre 1992 y 2010 en todo el mundo. La proyección básica prevé una tasa anual de crecimiento del 1,5% en el período 1992-2000, y del 3,4% para el período 2000-2010. Para las economías desarrolladas, estas tasas de crecimiento son más bajas: para el grupo europeo de las naciones de la OCDE, las cifras correspondientes son 0,5% y 1,8%. El sector del transporte es el segundo capítulo más grande en el presupuesto de emisión de CO2 a escala mundial. En lo que se refiere a demanda de energía por el sector del transporte, parece que las economías avanzadas están alcanzando una cierta saturación de la demanda. Por otra parte, el crecimiento en algunas economías emergentes, como China, el sur y sudeste de Asia y Latinoamérica excede del crecimiento del PIB.

Figura 1. Emisiones de CO2 en todo el mundo

Fuente: proyección básica POLES, IPTS/IEPE.

La cuestión del calentamiento mundial requiere, por consiguiente, una consideración más detallada de estos dos sectores, que conjuntamente son responsables de más del 50% de las emisiones de CO2 totales y cuyo peso agregado en el balance de CO2 mundial se espeta que aumente.

El transporte por carretera y la energía térmica convencional ya suponen el 50% de las emisiones totales de CO2 y son los dos sectores que experimentan el crecimiento más rápido, particularmente en las economías emergentes

Tecnologías

Una proyecciónde base, incluyendo hipótesis normales sobre mejoras tecnológicas y aumento de eficacia y ninguna política de reducción de las emisiones de CO2, tal y como la obtenida a partir de la herramienta de prospección de la energía mundial POLES, indica que las emisiones de CO2 en el mundo aumentarán de 6.000 MtC en 1992 a 8.200 MtC en el 2010. Más allá de esta fecha, se esperaría que el crecimiento se acelerase, alcanzando alrededor de 13.000 MtC en el 2030. Dos hechos deben observarse aquí: en primer lugar, la disminución de las emisiones de CO2 provocada por la crisis económica en la antigua URSS se supone que cesará en la próxima década. En segundo lugar, el aumento significativo de las emisiones de CO2 procedente de las economías de Asia, observable incluso durante los 90.

La explotación plena de las tecnologías disponibles hoy permitiría a la UE ir más allá de los objetivos de Kyoto. Sin embargo, la sustitución acelerada de la tecnología es probablemente demasiado costosa para el margen de tiempo disponible

La explotación de las tecnologías disponibles hoy en día permitiría a la UE ir incluso más allá de los objetivos de Kyoto. Estas tecnologías incluyen no sólo medidas de conversión de energía exenta de CO2 (o con menos cantidad), como las renovables (eólica, térmica solar, fotovoltaica), nuclear, tecnologías basadas en gas de elevada eficacia (ciclo combinado, pilas de combustible), sino también medidas para mejorar la eficacia en el aspecto de la demanda (acristalado doble, acumuladores de calor, cogeneración industrial, etc.). Sin embargo, la magnitud de las infraestructuras a reemplazar y de los costes que se presentan para la sustitución acelerada de la tecnología hacen que ésta sea una respuesta altamente improbable en el margen de tiempo disponible. En realidad, los costes de mitigación del cambio climático dependen en gran medida del plazo de tiempo adoptado para alcanzar un objetivo dado, ya que una actuación rápida hacia un esquema de diversificación tecnológica menos intensivo en CO2 reduce significativamente los costes totales. Sin embargo, deben tenerse en cuenta dos advertencias principales al analizar el papel de la tecnología en la protección del clima. Por una parte, las tecnologías de energía avanzadas (más limpias y más baratas) no garantizan per se emisiones de CO2 menores, ya que pueden implicar precios más bajos de la energía y por consiguiente provocar una expansión de la demanda, con resultados inciertos en términos de emisiones de CO2 totales. Debe establecerse un conjunto apropiado de medidas económicas complementarias para obtener plenos resultados de una política de sustitución acelerada de la tecnología. Por otra parte, la misma tecnología tiene diferente eficacia bajo diferentes circunstancias y en diferentes lugares.

El análisis de varios escenarios alternativos sobre la evolución de la tecnología energética desarrollados dentro del programa JOULE indica, por ejemplo, que un progreso acelerado para tecnologías de carbón limpias(1) (en términos de disminución de coste de capital y mayor eficacia de conversión de energía), provocaría sin duda emisiones de carbono mayores en la mayoría de los países de todo el mundo (con excepción de las economías emergentes de Asia).

Tomar la delantera en la protección del clima puede proporcionar alguna ventaja comparativa sobre los competidores en términos de adopción acelerada de modos de producción más limpios y más eficaces, con la condición de que el resto del mundo haga lo mismo

La Unión Europea se ha comprometido como campeón de la protección del clima en Kyoto y después de Kyoto. El mercado para las tecnologías energéticas (y, en particular, para las tecnologías de generación de electricidad) es realmente enorme. Se espera que la demanda de electricidad crezca a nivel mundial a un ritmo anual del 2,3% en los próximos 20 años. Esto es equivalente a construir una nueva central térmica de 250 MW cada 3 días durante este período, sin contar la sustitución de la capacidad energética existente. Tomar la delantera puede proporcionar alguna ventaja comparativa con respecto a los principales competidores comerciales (es decir, EE.UU. y Japón) en términos de adopción acelerada de modos de producción más limpios y más eficaces, siempre que el resto de las economías (primero las avanzadas, después todo el mundo) se impliquen también en esta vía de la protección del clima. Sin embargo, también es muy probable que la adopción de una política agresiva de reducción de las emisiones de CO2 sin que EE.UU. y Japón sigan el mismo camino a corto plazo (digamos dentro del plazo de tiempo de Kyoto), y la coordinación global a medio-largo plazo (2030 y después), puede representar costes significativos para la economía europea, el deterioro de su competitividad y, además, provocar escasa protección del clima.

Costes de reducción de la emisión de carbono

La estimación de los costes totales de la reducción de las emisiones de CO2 es, en general, difícil de obtener. Hay cierto número de hipótesis detrás de cada análisis, y hay advertencias que se deben tener en cuenta al considerar las cifras. Ciertamente, cuanto más largo es el horizonte de tiempo, menos fiables son las estimaciones. Además, incluso para un plazo de tiempo relativamente corto (el caso típico es el objetivo de Kyoto para el 2010), las modalidades de implantación de las medidas de reducción de las emisiones de CO2 implican diferencias significativas en las estimaciones. Alcanzar el objetivo de Kyoto mediante un esfuerzo que esté distribuido uniformemente en el tiempo parece ser definitivamente más barato que intentar alcanzar el mismo objetivo con un esfuerzo creciente a medida que se acerque el término del plazo, debido a la intensificación del esfuerzo económico que se requiere para superar la inercia de los sistemas económicos frente a un cambio estructural rápido. En el primer caso, el coste de Kyoto para la UE-15 parece razonablemente situado por debajo del 0,2% del PIB de la UE, mientras que en el segundo caso, los costes del cumplimiento del acuerdo pueden representar tanto como el 1%-1,5% del PIB en el 2010.

Alcanzar el objetivo de Kyoto mediante un esfuerzo que esté distribuido uniformemente en el tiempo parece ser definitivamente más barato que intentar alcanzar el mismo objetivo por la vía de un esfuerzo económico acelerado

Una manera estándar de medir los costes de reducción de las emisiones de CO2 es estimar el impuesto del carbono que, mantenido constante durante el período comprometido, induciría la deseada reducción de las emisiones de CO2 en el plazo de tiempo marcado como objetivo. Este impuesto de carbono equivalente mide implícitamente la flexibilidad de una economía dada para cambiar no sólo hacia un tipo de energía menos intensiva en CO2 sino también hacia un consumo absoluto de energía menor. Obsérvese que esto supone el compromiso inmediato de alcanzar el objetivo de protección del medio ambiente. Dentro de un análisis sectorial restringido a los mercados energéticos (incluso sobre una base multi-territorial) está claro que conseguir alguna reducción de las emisiones de CO2 implicará un coste neto (posiblemente reflejado en el "impuesto de carbono equivalente de referencia"). No se hace ninguna suposición adicional respecto al uso de los ingresos recaudados a través de este hipotético "impuesto del carbono". Las estimaciones obtenidas con el modelo energético mundial POLES parecen indicar que el coste del cumplimiento del protocolo de Kyoto sobre una base puramente nacional sería alrededor de 100-150$US/tC (precios de 1990) para la UE y EE.UU. ( posiblemente más altos para estos últimos), y por encima de 200 $US/tC para Japón. Estas diferencias se deben, sin duda, a los diferentes modelos de consumo, dotación de infraestructuras y tipo de energía primaria.

No hay que decir que la carga más pesada estará soportada por los sectores más intensivos en energía, como son la generación de electricidad y el transporte. Sin embargo, algunos de los sobre-precios pagados (principalmente por estos sectores relacionados con la energía) pueden ser reciclados por medio de la reforma de los impuestos que afectan a los sectores susceptibles de expansión como resultado de los esfuerzos de reducción del CO2 (estos sectores serían típicamente los que emplean más cantidad de mano de obra). Además, si algunas rentas generadas (de posibles ingresos por impuestos o de ventas de licencias de emisión) pudieran utilizarse para abordar otras distorsiones de la economía, el coste total en todo el sistema económico podría ser marcadamente más bajo (el llamado "doble dividendo" de las políticas de protección medioambiental). La tabla 1 muestra los resultados obtenidos por Capros y col. (1998) utilizando el modelo económico de energía multisectorial GEM-E3 comparando el efecto económico de un impuesto del CO2 progresivamente creciente diseñado para alcanzar el objetivo deseado en el 2010 (-20% de emisiones de CO2 sobre la base), para dos casos. En el primero, los recursos recaudados por medio del impuesto del CO2 no se reciclan, mientras que, en el segundo caso, se emplean para aliviar los impuestos laborales soportados por la fuerza laboral (induciendo por consiguiente mayor demanda de trabajo).

Los sectores más consumidores de energía como la generación de energía y el transporte son probablemente los que soportan la carga más pesada. No obstante, los ingresos generados por los impuestos o las licencias podrían utilizarse para abordar otras distorsiones de la economía

Tabla 2. Caso limitado a las emisiones: objetivo de Kyoto sin reciclado y con reciclado laboral (en comparación con la base) para la UE-14

Fuente: Capros y col (1998).

La reducción de las emisiones de CO2 se conseguirá más económicamente en el exterior, por medio de mecanismos de Implantación conjunta/desarrollo limpio, o por intercambio mundial de las emisiones de CO2 globales

Existe, sin embargo, la posibilidad de lograr la reducción de las emisiones de CO2 en el exterior, en las economías emergentes en las que las mismas reducciones costarían mucho menos, bien por vía de Implantación Conjunta/Mecanismos de Desarrollo Limpio o por vía de un sistema de comercio mundial de permisos de emisión de CO2. En ambos casos, el mecanismo crucial implica una transferencia acelerada de tecnología desde los países de la OCDE a las economías emergentes que experimentan un proceso de electrificación rápido. Suponiendo una burbuja de emisión de CO2 del Anexo 2, es decir, permitiendo esfuerzos de reducción de las emisiones de CO2 conjuntos completos y sin restricciones, en el grupo de países signatarios del Protocolo de Kyoto, los resultados de los ejercicios modelos indican que la reducción de las emisiones de CO2 (conjunta) podría ser alrededor de 60-70 $US/tC (precios de 1990). Extender la burbuja de emisión de CO2 al mundo entero situaría los costes de Kyoto totales por debajo de 20 $US/tC. Estos números, aún aproximados, dan sin embargo una idea de los beneficios potenciales de la colaboración internacional, basada solamente en los costes directos relacionados con la energía, y, por consiguiente sin tener en cuenta las ganancias potenciales que una política adecuada de reciclado de impuestos podría crear en otros sectores económicos. La posición oficial de la UE ha sido hasta ahora tratar el total de la reducción de las emisiones de CO2 a nivel interno, en contraste con la posición de EE.UU., que favorece el intercambio y la cooperación internacionales para conseguir reducciones de costes. Después de un intenso debate en la UE, se ha alcanzado recientemente un acuerdo de modo que al menos el 50% del esfuerzo de reducción de las emisiones de CO2 en Europa será realizado dentro de la Unión, dejando la puerta abierta a mecanismos flexibles para el restante 50%.

Una situación en la que los competidores de Europa consiguen una participación más grande de sus cuotas de reducción de las emisiones mediante implantación conjunta y desarrollo limpio, podría estar perjudicando la competitividad de las empresas europeas

Conclusión

De una manera u otra, como se ha indicado antes, alcanzar los objetivos de Kyoto implicará necesariamente costes de energía más altos, y esto puede perjudicar la posición de competitividad relativa de los bienes y servicios europeos grandes consumidores de energía y de transporte, a menos que se adopten medidas similares en EE.UU. y Japón¿ los principales competidores de la UE. Un comportamiento "free-rider" o un modo de actuación en el que se obtienen créditos de reducción de CO2 por vía (definitivamente más barata) de intercambio/cooperación internacional, mientras que los europeos obtienen sus cuotas de reducción de emisiones de CO2 por la vía (cara) de políticas y medidas nacionales, podría perjudicar enormemente a muchos sectores europeos grandes consumidores de energía. Este impacto negativo sería más grave si la implantación interna de la reducción de las emisiones de CO2 no se ejecutara convenientemente, frustrando las posibles ganancias de una política trans-sectorial de doble dividendo.

El protocolo de Kyoto, sin embargo, está lejos de garantizar la estabilización climática. Este último objetivo requerirá una política mundial coordinada sostenida durante un largo lapso de tiempo, dirigida a reducciones fuertes definitivas de las emisiones mundiales si se quiere estabilizar las concentraciones de gas de efecto invernadero. Los costes para conseguir esto serían definitivamente mucho más altos que los correspondientes al acuerdo de Kyoto (un primer paso hacia el objetivo final), y son ciertamente mucho más difíciles de evaluar. Dependen de nuevo del plazo de tiempo adoptado para conseguir el objetivo: un esfuerzo continuo de reducción de las emisiones de CO2, explotando plenamente las complementariedades entre diferentes países e implantando una cuidadosa planificación energética para países que experimentan una expansión rápida en la demanda de energía, produciría costes totales menores. Por otra parte, un retraso en la actuación puede inducir la adopción de modelos de electrificación de gran consumo de CO2 cuasi irreversibles en muchos casos, impidiendo por consiguiente la estabilización de las emisiones de CO2 dentro de un margen de tiempo razonable, y acelerando la dinámica del cambio climático.

Palabras clave

emisiones de CO2, tecnologías energéticas, negociaciones de protección medioambiental, transferencia de tecnología

Notas

1- Tales como IGCC, Ciclo Rankine Supercrítico o PFBC.

Referencias

Barker, T., The effect on competitiveness of coordinated versus unilateral fiscal policies reducing GHG emissions in the EU: an assessment of a 10% reduction by 2010 using the E3ME model. Energy Policy, Vol. 26 N0. 14,1998.

Capros, P., Georgakopoulos, T., Kotsomiti, S., and Filippoupolitis, A., Climate Technology Strategy within Competitive Energy Markets. Volume 4: The Macroeconomic Costs of Reducing Greenhouse Gas Emissions in the European Union. Informe final del JOULE Project JOS3-CT95-0008, 1998.

Criqui, P., Kouvaritakis, N., and Thonet, C., Technological Scenarios, Climate Change and Emission Trading: Simulations Using the POLES Model. EC-IEA Workshop on Energy Technology and Climate Change. Sevilla 28-30 Octubre 1998.

International Energy Agency, Energy Technologies for the 21st Century, OECD/IEA Servicio de Publicaciones 1997.

Soria, A., (editor) et al. Energy Technology Strategy 1995-2030: Opportunities Arising from the Threat of Climate Change. EUR Informe nº 18063 EN, 1998.

Contacto

Antonio Soria, IPTS

Tel.: +34 95 448 82 94, fax: +34 95 448 82 79, correo electrónico: antonio.soria@jrc.es

Sobre el autor

Antonio Soria es Ingeniero Industrial (Esp. Energética) y Licenciado en Ciencias Económicas. Obtuvo el grado de Doctor en Ingeniería Nuclear en la Universidad Politécnica de Madrid. Antes de entrar en el IPTS, trabajó en el centro de investigación CIEMAT del Ministerio de Industria de España, y después en el JRC en Ispra. Sus principales áreas de interés son las tecnologías energéticas, la gestión de recursos naturales y la economía de la energía, así como el impacto medioambiental de la transformación y uso de la energía.

The IPTS Report, is the refereed techno-economic journal of the IPTS, edited by D. Kyriakou, published monthly in English, French, German and Spanish.