Mercado de emisiones - IIT | Instituto de Investigacion Tecnológica · 2016-04-28 · de emisiones de forma seria se están jugando el derecho a que su compañía pueda ... temas

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA (ICAI)

INSTITUTO DE POSTGRADO Y FORMACIN CONTINUA

MSTER EN GESTIN TCNICO Y ECONMICA EN EL SECTOR ELCTRICO

TESIS DE MSTER

Gestin de riesgos en un mercado de emisiones

para el sector elctrico DIRECTORES: Jaime Romn beda Cristbal Lovera Gosalvez TUTOR: Julin Barqun Gil

AUTOR: Mario Jaime Martin Burgos

Madrid, septiembre de 2003

Gestin de riesgos en un mercado de emisiones para el sector elctrico

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Autorizada la entrega de la tesis de master del alumno/a: Mario J. Martin Burgos EL DIRECTOR EL DIRECTOR Jaime Romn beda Cristbal Lovera Gosalvez Fdo.: Fdo.: Fecha: / / Fecha: / / EL TUTOR Julin Barqun Gil Fdo.: Fecha: / / V B del Coordinador de Tesis Toms Gmez San Romn Fdo.: Fecha: / /

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UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA (ICAI)

INSTITUTO DE POSTGRADO Y FORMACIN CONTINUA

MSTER EN GESTIN TCNICO Y ECONMICA EN EL SECTOR ELCTRICO

TESIS DE MSTER

Gestin de riesgos en un mercado de emisiones

para el sector elctrico DIRECTORES: Jaime Romn beda Cristbal Lovera Gosalvez TUTOR: Julin Barqun Gil

AUTOR: Mario Jaime Martin Burgos

Madrid, septiembre de 2003

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Aunque, se trata de un tema que se encuentra en boca de todo el mundo, muy pocos son realmente conscientes del verdadero alcance que tiene y de sus repercusiones a medio y largo plazo. Y eso es lo que hace el tema tan especial, adems de sus posibles vinculaciones con estrategias macropolticas y macroeconmicas de carcter mundial, donde se abre un inmenso campo para las especulaciones ms ingeniosas. Mi experiencia personal es que mientras unos todava siguen pelendose por unas dcimas en las tarifas del precio de la electricidad, otros ya se preparan para lo peor, porque son conscientes que si no abordan el tema del Protocolo de Kyoto y el mercado de emisiones de forma seria se estn jugando el derecho a que su compaa pueda seguir existiendo. El problema del Protocolo de Kyoto es tan complejo como inabordable; no slo por las enormes incertidumbres, que se irn despejando poco a poco, sino tambin por sus complejas repercusiones que tiene en todos los aspectos: econmicos, sociales, tecnolgicos, polticos y, por supuesto, medioambientales. Espero que esta tesis le ayude al lector para comprender mejor un tema que es, sin duda alguna, uno de los temas ms fascinantes de los que se puede tener el placer de escribir y de elaborar una tesis. Y por eso, le dedico esta tesis al lector; porque si ests leyendo este prrafo, es porque te interesa el tema.

Mario J. Martin Burgos [email protected]

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mailto:[email protected]


Introduccin Existe un claro consenso internacional en elaborar acciones concretas para hacer frente al calentamiento global y el cambio climtico. El objetivo final es la estabilizacin de los gases de efecto invernadero que causan una peligrosa interferencia en el sistema climtico. Las amenazas son importantes y la especie humana nunca se haba enfrentado con un problema de semejante envergadura. Una vez que el Protocolo de Kyoto entre en vigor, el cual fue ratificado por la Unin Europea en representacin de todos sus Estados miembros en abril de 2002, se establecen obligaciones concretas para los pases industrializados, incluido los Estados Unidos de Norteamrica, para la reduccin global de algo ms del 5% de las emisiones de gases de efecto invernadero, respecto a las emisiones de 1990. La Unin Europea identifica el problema del cambio climtico dentro de sus prioridades y se establecer en Europa un rgimen de mercado de derechos de emisin, a empezar en enero de 2005; adems de reconocer un posible objetivo a largo plazo de reducir las emisiones de estos gases un 70%, tal y como se aconseja desde la comunidad cientfica internacional. El mercado de derechos de emisin ser compatible con los llamados mecanismos flexibles del Protocolo de Kyoto, que pretenden promover la reduccin de emisiones de una forma econmicamente eficiente. El mercado europeo enlazar con los esquemas de mercado de terceros pases, aquellos que aparecen en el anexo I del Protocolo de Kyoto y lo hayan ratificado, sentando las bases del futuro mercado internacional de emisiones, entre los que se pueden incorporar la Federacin Rusa y Ucrania muy pronto. Tambin se implementarn los llamados proyectos basados en implementacin conjunta y desarrollo limpio sostenible, que se establecieron en el Protocolo de Kyoto, siendo conscientes de que estimularn las inversiones de las compaas europeas en el extranjero, particularmente en China, pases del antiguo bloque sovitico y pases en vas de desarrollo, en los que existe un enorme potencial econmico. Aunque existen precedentes de esquemas de mercado para limitar las emisiones contaminantes, causantes de la lluvia cida, en los Estados Unidos y Canad, y tambin una pequea, pero importante experiencia de un mercado de emisiones en el Reino Unido; nunca nos hemos encontrado con un mercado de emisiones internacional de semejante envergadura, adems de ser un mecanismo, an, pobremente comprendido. Las compaas podran llegar a negociar ms de 45 mil millones de euros al ao, correspondientes a ms de 3 mil millones de toneladas de CO2, posiblemente, nos encontremos con un mercado comparable al del petrleo en escala. Cualquier motivo de preocupacin sobre el impacto que pueda tener sobre la economa global est plenamente justificado. Las emisiones de CO2 han crecido rpidamente en la mayora de los pases industrializados y no parece dar muestras de que se vayan a estabilizar. Por esto, es necesario un amplio espectro de medidas y un esfuerzo mucho ms ambicioso. La generacin elctrica supone ms de un 30% de las emisiones de CO2, mientras que el transporte supone, aproximadamente, un 25%. Las grandes plantas de combustin es un claro objetivo en el medio plazo porque resulta sencillo controlar sus emisiones y las medidas encaminadas a reducirlas se conocen bien. Si los Estados Unidos encabeza la construccin de nueva generacin nuclear, esto ayudara a reducir las emisiones en todo el mundo, pero antes hay que solucionar el problema de la proliferacin nuclear. Tambin se considera que la captura y secuestro de carbono podr ser viable en esta

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dcada y, actualmente, est siendo ampliamente debatido en numerosos pases, para salvar sus incertidumbres ambientales. Sin embargo, en el largo plazo, el objetivo final es el desarrollo de nuevas tecnologas energticas que sustituyan las basadas en los combustibles fsiles. Existe, tambin, un particular inters en que estas polticas ambientales contribuyan en la seguridad de abastecimiento, en el desarrollo sostenible y en reducir la fuerte dependencia de fuentes energticas importadas. Hay una serie de tecnologas que actualmente estn siendo incentivadas desde la legislacin europea, a pesar de no ser viables econmicamente por s solas, especialmente la energa elica, pero tambin otras como la biomasa, la energa solar trmica y la solar fotovoltaica. El secuestro de carbono podra ayudar a mitigar las emisiones de CO2 en las grandes plantas de combustin, as como el cambio de la fuente energtica, mientras que los esfuerzos para el transporte van dirigidos al hidrgeno como el vector energtico del futuro. Esto no es un paso ms para mitigar el problema del cambio climtico, es un proyecto de ingeniera global que conducir a un tremendo cambio en la forma en que entendemos la energa, cmo es producida y consumida.

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Modelando el mercado de emisiones Desde el punto de vista de los productores, el mercado de emisiones supondr un coste adicional asociado a las emisiones de CO2, que no se ve reflejado fcilmente en los costes de produccin. Un punto de vista es que al principio del ao la entidad reguladora otorga un lmite de emisiones a cada central en forma de derechos; para cumplir con ese lmite se deben cerrar lneas de produccin, reducir horas de funcionamiento o si se supera este lmite, deben comprarse los derechos que faltan. De la misma forma, los derechos sobrantes pueden venderse a otro que los necesite, obtenindose un beneficio. Si suponemos que estamos trabajando en un modelo de mercado marginalista, este coste adicional se incorpora directamente en los costes variables de explotacin, igual que si se tratase de un combustible ms, porque de forma anloga, se debern disponer de los suficientes derechos de CO2 para que la planta pueda seguir funcionando. De una forma u otra, los generadores ahora deben decidir si les interesa ms seguir produciendo o vender sus derechos. En cualquier caso, el mercado de emisiones har que el precio de la electricidad aumente de forma considerable y har que el mercado elctrico salga de su actual equilibrio. Cualquier anlisis esttico basado en equilibrios de mercado parece insuficiente, pues en el fondo, lo que se pretende con el mercado de emisiones es una transicin tecnolgica a unas nuevas fuentes energticas ms limpias y para que esto ocurra debe desencadenarse un nuevo ciclo inversor. La tesis est dividida en dos partes: una primera en la que se explica toda la base por la cual se va a revolucionar la forma en que entendemos la energa y una segunda, ms especfica orientada al mercado elctrico. El primer captulo creo que es obligado, ya que no podemos entender nada de lo que est ocurriendo si no comprendemos la base cientfica que existe detrs del cambio climtico. En el captulo segundo se explican los diferentes modelos de gestin ambiental, haciendo especial hincapi en el mercado de emisiones. El tercer captulo no es ms que una metodologa para medir las emisiones de CO2 de las centrales. En el cuarto captulo, posiblemente uno de los ms importantes, se explica en detalle la revolucin normativa ambiental que est por venir y que har que, especialmente, el carbn tenga cada vez ms dificultades para seguir existiendo. Finalmente, el quinto captulo es una mirada al futuro de la energa. En la segunda parte se empieza explicando el mercado elctrico espaol y las nuevas modalidades de contrataciones que pueden plantearse en el futuro incluyendo las correspondientes a un mercado a plazos; este captulo tambin es interesante porque se explican las diferentes tecnologas de generacin desde el punto de vista de sus emisiones y sus posiciones frente a un mercado a plazos. En los captulos siete y ocho se trata de innovar una forma con la que se podra modelar el coste econmico que supone las emisiones de CO2 para la generacin; mientras en el captulo siete se aborda el tema desde la perspectiva miope de alguien que explota la central da a da, en el captulo ocho se aborda el tema desde una perspectiva ms amplia. Finalmente los dos ltimos captulos estn destinados a describir una breve introduccin a la gestin de riesgos y la descripcin de un modelo desarrollado en Matlab, en el que se pretenda ver como podra afectar este coste nuevo, asociado a las emisiones de CO2, en un parque de generacin como el espaol; de donde se pueden extraen interesantes conclusiones.

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ABSTRACT There is an international consensus for a concrete action against global warming and climate change. The final objective is the stabilization of greenhouse gas concentrations in the atmosphere, which cause a dangerous interference with the climate system. Treats are great and the human kind has never faced a challenge like that. Once the Kyoto Protocol, which was ratified by the European Union in April 2002, enters into force, it establish a commitment for industrialized countries, including the United States of America, for a reduction by 5% of global greenhouse gas emissions, compared to 1990 levels. The European Union identifies climate change under a priority action and, going much further respect the United States of America, it will be established a greenhouse allowance-trading scheme starting by January 2005, recognizing a long-term commitment to reduce global greenhouse emissions by 70%. Just like is advised by the science community. The greenhouse gas allowance market scheme will be full functioning with so-called Kyoto flexible mechanisms, in order to promote reductions in a cost-effective way. The carbon market will link to third countries, those listed in Annex I who has already ratified the Kyoto Protocol, and it could, eventually, include Russia and Ukraine soon. Also, it establish project-based mechanisms Joint Implementation (JI) and Clean Development Mechanism (CDM) provided by the Kyoto Protocol, concerning that it will stimulate investment projects by EU companies outside the European Union, in particular in China, former Soviet Union and development countries, subject of a great economic potential. Although there are some precedents on trading schemes for SO2 emissions, which causes acid rain, in the USA and Canada, and also a little, but important, experience of a carbon market in UK, nevertheless, we never faced an international emission trading, and it is also poorly understood. Companies will eventually negotiate 45 billions of Euros each year, representing more than 3 billion tones of CO2, perhaps, it is comparable to the oil market at such large scale. Every concern regarding the impact that this market could cause to the global economy is justified. In industrialized countries the CO2 intensity has growing rapidly and shows no sign of decline. A wide range of measures and ambitious effort are needed. Electricity and heat generation count more than 30% of all greenhouse gas emissions while transport represent approximately 25%. Large combustion plants are focused in the mid-term because they are easy for monitoring and the efficiency of measures to reduce emissions are well known. If the United States heads a new production of nuclear power, it would help reduce carbon dioxide emissions around the world, though problems on nuclear proliferation should be saved before. Carbon capture and storage is also considered and, currently, it is the subject of a discussion in a number of countries, but the long term goal is to develop new technologies to replace fossil fuel based sources. Particular interest is placed on the security of supply, sustainable development and reducing the dependence of importing energy sources. Several technologies are actually boosted by the European Legislation that are rapidly growing, despite the lack of their economic viability, specially wind energy, but also, run river, biomass, solar thermal and solar photovoltaic. Sequestration could mitigate

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CO2 emissions for large power plants; meanwhile, transport efforts go for the development of hydrogen fuel based vehicles. This is not one step forward the climate change stabilization, this is a large scale engineering project around the world that drives a tremendous change in the way energy is produced and consumed.

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PRLOGO ..................................................................................................................... 19 CAPTULO 1. ................................................................................................................ 23 INTRODUCCIN AL CAMBIO CLIMTICO ........................................................... 23

Definicin de cambio climtico.............................................................................. 23 LA CIENCIA DEL CLIMA....................................................................................... 23

El balance energtico y el forzamiento radiativo ................................................... 23 La atmsfera ........................................................................................................... 24 Los ocanos ............................................................................................................ 25 La criosfera ............................................................................................................. 26 Causas naturales del cambio climtico................................................................... 27 Impacto climtico atribuido al hombre................................................................... 27 Retroalimentacin................................................................................................... 28 Indicadores y cambios observados en el sistema climtico.................................... 28

Cambios observados en la temperatura .............................................................. 28 Aumento del nivel del mar ................................................................................. 29 Aumento de la concentracin de gases de efecto invernadero ........................... 30 Aumento de fenmenos climticos extremos..................................................... 31

LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO........................................................... 32 Relacin entre la temperatura y el calentamiento del planeta ................................ 32

Dixido de carbono ............................................................................................ 33 Metano................................................................................................................ 33 xido nitroso ...................................................................................................... 33 Halocarbonos ...................................................................................................... 33 Hexafluoruro de azufre y perfluorocarbonos...................................................... 34 Ozono ................................................................................................................. 34

Los gases de efecto invernadero indirectos ............................................................ 34 Sumideros de CO2.................................................................................................. 34 Potenciales de calentamiento.................................................................................. 35

IMPACTOS ASOCIADOS AL CAMBIO CLIMTICO ......................................... 37 Sensibilidad. Adaptabilidad. Vulnerabilidad.......................................................... 37 Impactos del cambio climtico ............................................................................... 37

COMBATIR EL CAMBIO CLIMTICO................................................................. 39 Los objetivos de la lucha contra el cambio climtico............................................. 39 Rentabilidad de las medidas de mitigacin ............................................................ 39 Desarrollo sostenible .............................................................................................. 40

ESTRATEGIAS SECTORIALES.............................................................................. 42 Sector energtico .................................................................................................... 42 Sector industrial...................................................................................................... 42 Sector del transporte ............................................................................................... 42 Sector residencial.................................................................................................... 42 Sector agrario.......................................................................................................... 42 Sector forestal ......................................................................................................... 43 Eliminacin de desechos slidos y aguas residuales .............................................. 43

QUINES ESTUDIAN EL CAMBIO CLIMTICO? ............................................ 44 CAPTULO 2. EL MERCADO DEL CO2 .................................................................... 49

CONTEXTO INTERNACIONAL............................................................................. 49 El problema y sus causas ........................................................................................ 49

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Precedentes ............................................................................................................. 49 El marco internacional............................................................................................ 50 El Protocolo de Kyoto ............................................................................................ 50 Evolucin de las emisiones en el mundo................................................................ 51

Norte Amrica .................................................................................................... 52 Zona ex-sovitica................................................................................................ 52 La Unin Europea............................................................................................... 53 China y el Sudeste Asitico ................................................................................ 53 Amrica del Sur y Mxico.................................................................................. 54 Pacfico Oriental ................................................................................................. 54 Oriente Medio..................................................................................................... 54 frica .................................................................................................................. 55

Intensidad de emisiones de CO2 ............................................................................ 55 CONTEXTO EUROPEO ........................................................................................... 56

Descripcin bsica del mercado de emisiones de la Unin Europea ..................... 56 Acuerdo de reparto de carga................................................................................... 57 Principios de equidad y no-discriminacin dentro de la Unin Europea ............... 57

MODELOS DE GESTIN AMBIENTAL................................................................ 59 Estndares............................................................................................................... 59 Subsidios................................................................................................................. 59 Impuestos ecolgicos.............................................................................................. 59 Mercado de derechos de emisiones ........................................................................ 59 Impuestos energticos frente a comercio de emisiones.......................................... 60

EL MERCADO DE EMISIONES.............................................................................. 61 La asignacin inicial............................................................................................... 61

Subasta................................................................................................................ 61 Grandfathering.................................................................................................... 61 Benchmarking..................................................................................................... 61 Updating ............................................................................................................. 62 BAT+X ............................................................................................................... 62

Clculo de emisiones .............................................................................................. 62 Emisiones indirectas ............................................................................................... 63 Stranded cost .......................................................................................................... 63 Punto de aplicacin................................................................................................. 63

Down-stream................................................................................................... 63 Up-stream........................................................................................................ 64 Mid-stream...................................................................................................... 64

Reserva de derechos para las nuevas instalaciones ................................................ 64 Los otros sectores ................................................................................................... 65 Doble gravamen y doble contabilidad.................................................................... 65

CAPTULO 3. ................................................................................................................ 69 METODOLOGA PARA MEDIR LAS EMISIONES DE CO2 ................................... 69

Medida directa ............................................................................................................ 69 Estimaciones............................................................................................................... 69 Calculado.................................................................................................................... 69

Factores de emisin ................................................................................................ 70 Emisiones relativas ................................................................................................. 71 Los otros gases de efecto invernadero.................................................................... 71 El monxido de carbono CO .................................................................................. 71

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Ejemplo de central .............................................................................................. 72 Centrales de gas ...................................................................................................... 72 Centrales de biomasa .............................................................................................. 72

CAPTULO 4. MARCO REGULATORIO AMBIENTAL........................................... 75

Impacto de los nuevos condicionantes legislativos sobre la produccin trmica....... 75 Estrategia ambiental europea...................................................................................... 76

Documentos de carcter general............................................................................. 76 Mecanismos directos de control ............................................................................. 77 Eficiencia energtica............................................................................................... 77 Internalizacin de costes......................................................................................... 77 Fomento de energas renovables ............................................................................ 78 Acuerdo voluntarios ............................................................................................... 78

LEGISLACIN EUROPEA ...................................................................................... 80 Medio ambiente 2010: el futuro en nuestras manos ........................................... 80

Resolver el problema del cambio climtico ....................................................... 80 Decisin 1600/2002/CE.......................................................................................... 81 Directiva IPPC........................................................................................................ 81 El Protocolo Multicontaminante_Multiefecto (Protocolo de Gotemburg)............. 82 Directiva LCP......................................................................................................... 82 Techos Nacionales de Emisin............................................................................... 83 Directiva hija n 1 ................................................................................................... 83 Directiva hija n 3 ................................................................................................... 84 El Protocolo de Kyoto ............................................................................................ 84

Cambio climtico................................................................................................ 85 Entrada en vigor ................................................................................................. 85 Objetivos del Protocolo ...................................................................................... 85 Mecanismos flexibles ......................................................................................... 86 Sumideros ........................................................................................................... 86 Compromiso de la Unin Europea UE-15 con el Protocolo de Kyoto............... 86 Acuerdo de reparto de carga o burbuja europea ................................................ 86

Directiva 2003/87/CE por la que se establece un rgimen de mercado de emisiones dentro de la Unin Europea. ................................................................................... 87

Permisos y derechos ........................................................................................... 87 Cumplimiento ..................................................................................................... 87 Periodos que contempla esta Directiva............................................................... 87 Exclusin temporal de determinadas instalaciones ............................................ 87 Plan nacional de asignacin de derechos............................................................ 88 Asignacin de derechos ...................................................................................... 88 Acumulacin de los derechos ............................................................................. 88 Sanciones............................................................................................................ 88 Titularidad .......................................................................................................... 89 Administrador Central Europeo.......................................................................... 89 Sinergias con otras directivas ............................................................................. 89 Fuerza mayor ...................................................................................................... 89 Desarrollo futuro de la Directiva ........................................................................ 89 Actividades afectadas por el mercado de emisiones .......................................... 90 Gases de efecto invernadero contemplados en el Protocolo de Kyoto............... 90

Directiva 2001/77/CE............................................................................................. 91 Marco comunitario de imposicin de los productos energticos. .......................... 91

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Acuerdos voluntarios ACEA, JAMA y KAMA..................................................... 91 CAPTULO 5. MIRANDO EL FUTURO ..................................................................... 95

Impacto ambiental de la generacin elctrica......................................................... 95 Reservas mundiales de combustible fsil............................................................... 95 Internalizar los costes ambientales ......................................................................... 95

EL HIDRGENO COMO COMBUSTIBLE ............................................................ 97 Caractersticas fsicas del hidrgeno ...................................................................... 97 Formas de obtener hidrgeno ................................................................................. 97

Obtencin de hidrgeno por reformado del gas natural ..................................... 98 Obtencin de hidrgeno de la oxidacin parcial de hidrocarburos pesados....... 98 Obtencin de hidrgeno de la oxidacin parcial del carbn .............................. 98 Obtencin de hidrgeno a partir de biomasa ...................................................... 98 Obtencin de hidrgeno a partir de procesos bioqumicos................................. 99 Obtencin de hidrgeno de la electrolisis del agua ............................................ 99

Transporte y almacenamiento................................................................................. 99 Utilizacin del hidrgeno como fuente energtica ............................................... 100

CAPTURA Y SECUESTRO DEL CO2 .................................................................. 101 Industrias potenciales para capturar el CO2......................................................... 101 Captura del CO2 ................................................................................................... 101

Captura post-combustin.................................................................................. 102 Captura en precombustin................................................................................ 102 Separacin criognica....................................................................................... 102 Separacin por membranas............................................................................... 102 Absorcin ......................................................................................................... 102

Transporte del CO2 .............................................................................................. 103 Secuestro del CO2 ................................................................................................ 103

Secuestro en yacimientos de gas natural o petrleo ......................................... 103 Secuestro en vetas de carbn ............................................................................ 103 Secuestro en acuferos salinos profundos......................................................... 104

Secuestro del CO2 en los ocanos........................................................................ 104 Potencial de almacenamiento ................................................................................... 105

CAPTULO 6. .............................................................................................................. 109 INTRODUCCIN AL MERCADO ELCTRICO ..................................................... 109

Caractersticas de la electricidad .............................................................................. 109 Configuracin del mercado elctrico........................................................................ 110

Curva de oferta ..................................................................................................... 111 El Mercado Diario ................................................................................................ 113 El Mercado Intradiario.......................................................................................... 114 Restricciones tcnicas........................................................................................... 115 Garanta de potencia ............................................................................................. 115 Gestin de desvos ................................................................................................ 115

CONTRATOS DE ELECTRICIDAD...................................................................... 116 Contratos estandarizados ...................................................................................... 116

El mercado spot ................................................................................................ 116 El mercado de futuros....................................................................................... 116 Mercado de opciones ........................................................................................ 117

Contratos OTC...................................................................................................... 118 Precio fijo a cantidad fija (contratos forward).................................................. 118

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Contratos indexados ......................................................................................... 118 Contratos por diferencia ................................................................................... 118 Contrato a precio flotante ................................................................................. 118 Cap & floor....................................................................................................... 119 Opciones swing ................................................................................................ 119 Contratos de modularidad e interrumpibilidad................................................. 119 Derivados de la meteorologa ........................................................................... 119

LA DINMICA DE LOS CONTRATOS ............................................................... 120 Turbinas de gas..................................................................................................... 120

Turbina de gas aislada ...................................................................................... 120 Ciclo combinado (CCGT) ................................................................................ 120 Emisiones de las centrales de gas ..................................................................... 121

Plantas trmicas convencionales de carbn y fuel................................................ 121 Coste de arranque y parada............................................................................... 122 Emisiones de las centrales trmicas convencionales de carbn y fuel ............. 123 Las tecnologas limpias de combustin del carbn .......................................... 123

Centrales nucleares ............................................................................................... 124 Plantas hidrulicas ................................................................................................ 125 Plantas elicas, solares y de agua fluyente ........................................................... 126

Comparacin entre las diferentes plantas de produccin elctrica........................... 127 CAPTULO 7. COBERTURA DE LA GENERACIN ............................................. 131

Dinmica de la cobertura...................................................................................... 131 Internalizar el coste del CO2 ................................................................................ 131 El problema del aprovisionamiento de combustible............................................. 132 Posible esquema operativo de cobertura de derechos de emisin ........................ 133

CAPTULO 8. .............................................................................................................. 137 LA LGICA DEL MERCADO DE EMISIONES ...................................................... 137

Teora clsica........................................................................................................ 137 Coste del mercado de emisiones para la generacin elctrica.............................. 137 El beneficio marginal del CO2 ............................................................................. 139 La curva del beneficio marginal ........................................................................... 140 Estrategias para reducir las emisiones .................................................................. 141 Obtener derechos en proyectos de desarrollo ....................................................... 142 La curva de oportunidad....................................................................................... 143 Efecto de la metodologa en la asignacin de los derechos: El problema del valor subyacente del derecho de CO2............................................................................ 145 Estrategia de corto plazo versus estrategia de largo plazo?................................ 146 El punto de vista del regulador ............................................................................. 147 Conclusiones......................................................................................................... 149

CAPTULO 9. .............................................................................................................. 153 INTRODUCCIN A LA GESTIN DE RIESGOS ................................................... 153

Riesgo versus incertidumbre ................................................................................ 154 Anlisis de riesgo ................................................................................................. 154 Visin tradicional ................................................................................................. 155 Riesgos asociados al mercado elctrico ............................................................... 155 El horizonte temporal ........................................................................................... 156

LA MEDIDA DEL RIESGO.................................................................................... 158

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La varianza ........................................................................................................... 158 Value at Risk (VaR).......................................................................................... 158

Varianza/covarianza ......................................................................................... 159 Aproximacin histrica .................................................................................... 159 Simulacin Monte Carlo................................................................................... 159

El CVaR................................................................................................................ 160 Modelo determinista versus estocstico ............................................................... 161 Alcance temporal.................................................................................................. 162 Modelado de la demanda...................................................................................... 162 Modelo hidrulico ................................................................................................ 164 El rgimen especial............................................................................................... 164

CAPTULO 10. ............................................................................................................ 167 EJEMPLO DE MODELO DE ANALISIS DE ESCENARIOS................................... 167

Esquema general................................................................................................... 167 DESCRIPCIN DEL MODELO ............................................................................. 170

Modelo de mercado .............................................................................................. 170 Lista de mrito ...................................................................................................... 170 Modelado de la oferta hidrulica .......................................................................... 170 Clculo del precio de la electricidad..................................................................... 171

DATOS DE ENTRADA .......................................................................................... 172 Datos de la demanda............................................................................................. 172 Datos caractersticos de los grupos trmicos........................................................ 173 Datos caractersticos de los grupos hidrulicos.................................................... 173 Variables de entrada ............................................................................................. 173 Variables de salida................................................................................................ 174

MODELO DE ANLISIS DE ESCENARIOS ....................................................... 176 Generando escenarios de precios.......................................................................... 176 Intervalos de confianza......................................................................................... 179 Nmero de iteraciones .......................................................................................... 180

RESULTADOS DEL MODELO ............................................................................. 181 Conclusiones del modelo...................................................................................... 183 Estudios futuros .................................................................................................... 183

ANEXO ........................................................................................................................ 185

i. Frmulas bsicas ............................................................................................... 187 ii. Frmulas financeras bsicas............................................................................. 187 iii. Frmulas estadsticas bsicas .......................................................................... 188 iv. La distribucin normal .................................................................................... 189 v. Anualizacin de la tasa de retorno y volatilidad............................................... 190

Base documental........................................................................................................... 191

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PRLOGO El cambio climtico es una caracterstica natural del planeta capaz de producir variaciones de magnitud considerables en todas las escalas temporales, labrando la historia del planeta. Aparentemente, a finales del Mioceno, el clima se hizo ms fro y seco; fue cuando se empezaron a formar los actuales casquetes polares. Mientras, muchas zonas de selva africana se fueron transformando en sabanas, restringiendo el hbitat de los homnidos, que se fueron adaptando a las nuevas condiciones hacindose ms especializados. Y, hace unos siete millones de aos, al menos uno, en el Valle del Rift, adopt una postura erecta al caminar. Posteriormente, en un fascinante salto evolutivo, surgi una inteligencia emergente, que culmin en el homo sapiens. Desde entonces, la humanidad ha vivido sucesivos cambios en el clima global de la Tierra. Hace 2.5 millones de aos se cerr el Istmo de Panam bloqueando la circulacin este-oeste de las corrientes ocenicas. La Corriente del Golfo, que va de sur a norte, creci en fuerza convirtindose en uno de los ms poderosos reguladores del clima en la Tierra. Fuertes nevadas se han traducido en sucesivas series de eras glaciares, al menos 20, y la humanidad a reaccionado a estos cambios climticos utilizando su ingenio, adaptndose y emigrando en busca de nuevos asentamientos. En los albores de la civilizacin, hace alrededor de 5.500 aos, a consecuencia de un importante descenso local de las precipitaciones, una tierra que era en origen verde y frtil se fue haciendo ms seca y estril transformndose en lo que hoy conocemos como Desierto del Sahara. Esto oblig a las comunidades humanas que vivan en tribus dispersas a una masiva emigracin y a concentrarse en la cuenca del Nilo. De esta forma, sin mucho temor a equivocarnos, surgi la primera gran civilizacin. Con el comienzo de la Era Industrial, a mediados del siglo XVIII en Inglaterra, se inici un periodo de profundos cambios sociales y econmicos con una intensa utilizacin de los combustibles de origen fsil como fuente primaria de energa. La quema masiva de estos combustibles, principalmente carbn, petrleo y gas, han liberado grandes cantidades de dixido de carbono a la atmsfera que haban sido absorbidas y almacenadas de forma natural en un proceso que dura millones de aos. Es difcil pronosticar las consecuencias de un cambio tan importante de la composicin de la atmsfera en un tiempo geolgicamente tan corto, dado que el clima es un sistema muy complejo. Los registros paleoclimticos han revelado que aumentos en la concentracin de estos gases, asociados a causas naturales, han estado relacionados a cambios dramticos en la temperatura media de la Tierra. Pero, el cambio climtico puede manifestarse tambin como un cambio en los patrones de determinados regmenes climticos, en alteraciones de los ecosistemas globales, en la expansin de enfermedades infecciosas tropicales o al aumento del nivel del mar. A medida que los cientficos se esfuerzan por mejorar el estado de comprensin del sistema climtico, una creciente preocupacin internacional, acompaado de una presin desde la opinin pblica, ha decidido hacer frente al problema expresndose en numerosos estudios cientficos y tratados internacionales que tuvieron su punto culminante en 1997 con el acuerdo adoptado por el Protocolo de Kyoto. El Protocolo de Kyoto se inscribe dentro del Convenio Marco de la ONU sobre el Cambio Climtico. Adoptado por consenso en la tercera sesin de la Conferencia de las Partes (COP3) el 11 de diciembre 1997 en la ciudad de Kyoto (Japn), es sin duda el ms complejo y ambicioso acuerdo ambiental firmado hasta la fecha.

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El cambio climtico es un problema con caractersticas exclusivas. Es mundial, tiene consideraciones internacionales y su mitigacin debe abarcar desde polticas ambientales a complejas interacciones econmicas, polticas, sociales y tecnolgicas que pueden afectar a las tendencias socioeconmicas de los pases, como las relativas al desarrollo y sostenibilidad, as como en la distribucin de los recursos tecnolgicos, naturales y financieros. Se trata de un problema a muy largo plazo (quizs hasta varios siglos) con la adopcin de decisiones complejas de grandes repercusiones en condiciones de gran incertidumbre y riesgo, adems de la necesidad de un siempre complicado y correoso consenso en el mbito internacional. En 1988 la Organizacin Meteorolgica Mundial (OMM) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) crearon el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climtico (IPCC). Desde 1990 este grupo ha estado elaborando informes donde se evalan los aspectos cientficos, tcnicos, ambientales, econmicos y sociales del cambio climtico asistido por cientos de cientficos de todo el mundo. En el segundo informe de evaluacin (SIE) concluye lo siguiente: El balance de pruebas indica una influencia humana apreciable en el clima mundial. Actualmente hay nuevas pruebas fehacientes de que la mayor parte del calentamiento observado en los ltimos 50 aos se debe a las actividades humanas. Particularmente, los aumentos de temperatura ya han afectado a un conjunto de sistemas fsicos y biolgicos de muchas partes de mundo como aumentos recientes de sequas e inundaciones, la retirada de los glaciares o una reduccin general del rendimiento de las cosechas. Los estudios cientficos han evidenciado que los sistemas naturales y humanos son vulnerables al cambio climtico. Algunos quedarn irreversiblemente daados incluyendo los glaciares, arrecifes de coral, bosques boreales y tropicales, prdida de biodiversidad con la extincin de algunas especies, adems de impactos negativos en muchos recursos hdricos, agricultura, sistemas marinos, asentamientos humanos, energa e industria. Estos impactos a gran escala plantean riesgos que todava no se han cuantificado de forma fiable y podran tener serias consecuencias. Un buen diseo de las polticas puede evitar, o al menos, mitigar los riesgos asociados al cambio climtico, a la vez que producir grandes beneficios. Pueden paliar problemas de la salud asociadas a la contaminacin atmosfrica, proteger los bosques, las reservas de agua dulce, desarrollo tecnolgico y creacin de empleo, as como reducir los impuestos lo que contribuye a un objetivo mucho amplio de beneficio social. Desde entonces se ha iniciado un proceso a escala mundial para encauzar las polticas ambientales, pero desde la perspectiva de que todos los pueblos tienen derecho al desarrollo econmico y a un nivel de vida equivalente al alcanzado en los pases desarrollados. Se puede elegir entre un gran abanico de polticas y medidas de gestin ambiental, que incluyen entre otras, impuestos a las emisiones, subsidios, acuerdos voluntarios, normas o restricciones tecnolgicas, prohibiciones, inversiones directas de los gobiernos y el mercado de emisiones. El impacto de las diferentes medidas en la industria apunta que podra tener una incidencia muy importante en las estrategias empresariales y sobre la competencia, en ocasiones, de forma irreversible; lo que lleva a la necesidad de un profundo estudio sobre los posibles riesgos y oportunidades que las empresas deben afrontar a medida que los diferentes instrumentos de gestin ambiental se formalicen.

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CAPTULO 1.

INTRODUCCIN AL CAMBIO CLIMTICO Definicin de cambio climtico En la Convencin Marco sobre el Cambio Climtico (CMCC) de las Naciones Unidas, en su artculo 1, define el cambio climtico como un cambio del clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana, que altera la composicin de la atmsfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables. Hay pues una distincin entre las variaciones estadsticas atribuibles a causas naturales y las atribuibles a aquellas actividades humanas y en los usos de la tierra que cambian la composicin de la atmsfera. Este forzamiento externo resultante de las actividades del hombre se conoce como cambios antropgenos. LA CIENCIA DEL CLIMA El balance energtico y el forzamiento radiativo La radiacin proveniente del Sol es en parte absorbida por la superficie de la Tierra, calentndose, y aproximadamente la tercera parte es reflejada de nuevo al espacio. La interaccin de esta energa con la atmsfera terrestre, los ocanos y los continentes, es el factor ms importante que determina nuestro clima. La fraccin reflejada por la superficie, principalmente cuando incide en superficies nevadas y la cubierta nubosa, es conocida como el efecto albedo. El albedo de la Tierra cambia de alto a bajo principalmente con los cambios en la nubosidad, la cubierta vegetal y la extensin de las superficies nevadas. La energa de la radiacin solar que calienta la superficie es redistribuida de forma natural por las corrientes ocenicas y las circulaciones de la atmsfera, para finalmente ser irradiada al exterior en forma de radiacin infrarroja. Existe un equilibrio energtico que se establece cuando la energa saliente se equilibra con la energa recibida. Este fenmeno es el que determina un calentamiento de la atmsfera en sus capas bajas; gracias al cual es posible la vida en la Tierra. La atmsfera es en general bastante transparente a la radiacin de onda corta entrante proveniente del Sol, pero es bastante opaca a la radiacin infrarroja. Cualquier factor o factores que modifiquen las propiedades pticas de la atmsfera, as como la reflectividad de la superficie terrestre o cambios en la circulacin atmosfrica y de las corrientes ocenicas o alteraciones en la nubosidad, puede afectar a la eficiencia con que la Tierra irradia energa al espacio, provocando un calentamiento o enfriamiento de la atmsfera. Cualquier factor que altera el balance energtico se conoce tcnicamente como forzamiento radiativo del sistema climtico, medido en vatios por metro cuadrado [W/m2]. El forzamiento radiativo es un ndice mesurable sobre los impactos medios

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mundiales que tiene un agente para modificar el clima, ya sea por causas naturales o antropgenas. De esta forma un forzamiento radiativo positivo tiende a calentar la atmsfera y la superficie de la Tierra mientras que un forzamiento radiativo negativo tiende a enfriar.

El clima es consecuencia de la dinmica que vincula la relacin existente entre la atmsfera, los ocanos, las capas de hielos (criosfera), los organismos vivientes (biosfera) y los suelos (geosfera). Por tanto, para comprender el cambio climtico hay que comprender los factores que determinan el clima. La atmsfera La atmsfera se trata de la cubierta gaseosa que envuelve la Tierra y se trata de la pieza clave que determina el clima y por ello resulta primordial comprender su composicin y dinmica. El factor ms diferenciador de la atmsfera est relacionado con la altura dando lugar a diferentes capas heterogneas en su composicin, presin y temperatura. La troposfera es la que se encuentra ms directamente ligada con la superficie y la mayora de los procesos climticos ocurren en esta capa. Tiene un grosor que vara desde los 8 km en los polos a 16 km en el ecuador. Consta principalmente de Nitrgeno (78%) y Oxgeno (21%). El 1% restante consta principalmente de Argn y algo de Dixido de Carbono. El transporte de calor en esta capa se realiza principalmente a travs de las corrientes convectivas que recogen el calor de la superficie y ascienden a niveles ms altos donde se enfran [GCCIP, 1997]. La tropopausa marca el lmite superior de la atmsfera. Se trata de una zona en donde la temperatura permanece relativamente constante antes de volver a aumentar por encima de los 20 Km. Esta condicin trmica evita la conveccin del aire a las capas superiores y confina, de esta manera, el clima a la troposfera [GCCIP, 1997]. En la estratosfera la temperatura empieza a ascender hasta llegar a una altura donde se alcanzan los 0C entre los 48 Km y 50 Km, donde se produce otra inversin trmica. Contiene una pequea cantidad de ozono (O3) que apantalla el 99% de la radiacin UV

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entrante. Esta absorcin es la que hace que aumente la temperatura en la estratosfera hasta llegar a los 0C. En general, se trata de una capa muy estable y sin turbulencias. Finalmente en la mesosfera, la temperatura desciende hasta los 100 C a los 80 Km donde la temperatura vuelve a ascender continuamente en lo que se entiende por termosfera hasta alcanzar los 1000 C. Si bien la baja densidad de los gases a estas altitudes hacen que las medidas de temperatura no sean datos comparables a los de la superficie. Los ocanos Lo ms significativo de los ocanos es que debido a su enorme masa y gran capacidad de almacenamiento de calor, los ocanos tornan ms lento el cambio climtico, influyendo en la escala temporal [IPCC, 2001]. De este modo, el fenmeno del calentamiento se prolongara por siglos una vez superado un punto crtico. Por otra parte los ocanos son el principal sumidero de CO2, al ser un compuesto muy soluble en el agua o al ser absorbido por el plancton y, eventualmente, depositado en el fondo marino (aproximadamente solo un 1%). El ocano es el principal regulador de la concentracin de CO2 en la atmsfera, y por tanto, del clima de la Tierra. El ocano constituye la mayor reserva de carbono activo de la biosfera, aproximadamente, contiene 50 veces ms carbono que en la atmsfera, pero la velocidad con que se lleva este proceso depende de muchos factores que todava no se comprenden demasiado bien, como la difusin vertical o las corrientes ocenicas profundas y la biologa abisal.

1000 m

200 m

Zona batipelgica yabisopelgica

Carbono inorgnico

Carbono inorgnico

Carbono orgnico

Carbono orgnico

Carbono orgnico

Respiracin microbiana

Respiracin bentos

Zona mesopelgica Respiracin zooplancton

Respiracin microbiana

Difusin, mezcla Migracin Sedimentacin

Aguas superficiales CO2 disuelto Zooplancton

Transporte y respiracin de la materia orgnica hacia el fondo marino. Investigacin y Ciencia, junio, 2003 La zona mesopelgica constituye una barrera intermedia para el paso de la materia orgnica hacia las profundidades abisales. A profundidades superiores a 1000m el carbono permanece secuestrado durante cientos de aos, hasta que las corrientes ocenicas profundas lo hagan aflorar de nuevo a la superficie. La materia orgnica que

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se acarrea hacia el fondo proviene principalmente de agregados orgnicos acarreada en el aparato digestivo de los organismos que se alimentan durante la noche en las aguas superficiales y migran durante el da a las profundidades de hasta 1000 m y de restos vegetales y animales que se hunden (a veces conocido como nieve marina). Recientemente, el Panel Intergubernamental de Cambio Climtico llamaba la atencin de la comunidad cientfica por la escasez de datos sobre la distribucin y flujos de carbono en el ocano, necesarios para validar los modelos de prediccin climticos basados en el ciclo del carbono en la biosfera. Anlogamente a los vientos superficiales, los ocanos mueven enormes cantidades de calor desde el ecuador a los polos caracterizando la circulacin termohalina, (el gran cinturn de corrientes ocenicas). La circulacin termohalina est determinada por las diferencias de salinidad y temperaturas de las corrientes superficiales ocenicas cuando llegan a los polos. En el Atlntico Norte se caracteriza por una corriente clida superficial que fluye hacia el Norte y otra corriente profunda que fluye hacia el Sur. La sal contenida en las aguas marinas se mantiene disuelta al formarse el hielo en los polos; esto aumenta la salinidad de las aguas circundantes. Las aguas fras y salinas son particularmente densas y se hunden, cerrando el circuito y jugando un papel crucial en el clima.

El gran cinturn de corrientes ocenicas. La criosfera La criosfera consiste en las regiones cubiertas por nieve o hielo, sean tierra o mar. Incluye la Antrtida, el Ocano rtico, Groenlandia, el Norte de Canad, el Norte de Siberia y la mayor parte de las cimas ms altas de cadenas montaosas. La criosfera tiene un albedo muy alto (reflejan la mayor parte de la radiacin solar) adems de influir en el nivel de los mares. El hielo marino es importante porque refleja la radiacin solar incidente y protege al mar de la prdida de calor durante el invierno. La formacin de icebergs y la fusin de las barreras de hielo devuelve agua dulce a los ocanos, modificando la salinidad e interfiriendo en la corriente termohalina, debilitndola e incluso interrumpindola.

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Causas naturales del cambio climtico Hay pruebas irrefutables de importantes cambios en el clima a escala mundial en el pasado debido a causas naturales. El factor ms importante que controla el clima es el propio movimiento de la Tierra alrededor del Sol, provocando la estacionalidad anual del clima. Las ligeras variaciones que va sufriendo la rbita terrestre y del ngulo de inclinacin de los polos se conocen bien y han jugado un importante papel en el clima a lo largo de la historia de la Tierra, como los ciclos peridicos glaciares e interglaciares del Cuaternario. La energa radiada por el Sol vara ligeramente en un ciclo solar que tiene un periodo aproximado de unos 11 aos, en los que el Sol atraviesa un periodo de actividad magntica y un incremento de manchas solares, seguido por un intervalo de tiempo de tranquilidad o "mnimo solar". Segn las observaciones realizadas mediante satlites en los ltimos 24 aos, el aumento de la radiacin solar ha sido de un 0.1%, que no es suficiente como para causar cambios climticos notables, pero s podra ser importante si esta tasa se hubiese permanecido constante durante el pasado siglo. Estos datos han suscitado un creciente inters, ya que tendra implicaciones muy importantes en el calentamiento global observado en los ltimos cien aos. La actividad volcnica tambin puede repercutir sobre el clima. Desde hace tiempo, los cientficos se han interesado en el estudio de los cambios del clima causados durante las erupciones volcnicas. Algunos volcanes se caracterizan por sufrir peridicas erupciones explosivas que lanzan grandes cantidades de aerosoles (partculas o gotitas microscpicas en suspensin) y gases azufrosos a alturas de veinte y cuarenta kilmetros que bloquean la radiacin solar. Como consecuencia se altera el clima de la Tierra y se destruye la capa de ozono. El fenmeno suele ser bastante transitorio, ya que las partculas no suelen mantenerse en suspensin ms all de unos dos aos. Para reflexionar sobre la actividad volcnica como factor causante del calentamiento global diremos lo siguiente: despus de la erupcin del Krakatoa en Java, en 1883, la actividad volcnica disminuy considerablemente y la estratosfera se volvi ms limpia, permitiendo el paso de la radiacin solar, hasta que en 1960, con la erupcin del Pinatubo, retorn la actividad volcnica. Esto qued reflejado en que parte del incremento de la temperatura durante el periodo de calma de principios de siglo tiene su parte de explicacin en la actividad volcnica. Posteriormente, el clima sigui calentndose, sugiriendo un factor adicional atribuido al hombre. Impacto climtico atribuido al hombre Cualquier cambio inducido por el hombre sobre el sistema climtico se aadira a las fluctuaciones naturales, hasta donde se puedan explicar con los conocimientos actuales y salvando las incertidumbres existentes. Tambin se producen variaciones climticas naturales peridicas a corto plazo importantes, como el fenmeno de El Nio o la Oscilacin del Atlntico Norte que distorsionan y complican los modelos climticos. Vincular estadsticamente los impactos atribuidos a la actividad humana y diferenciarlo del ruido es la principal dificultad con la que se encuentran los cientficos que estudian el problema. En conjunto, se diferencian dos periodos principales de calentamiento en todo el siglo XX: entre 1910 y 1945 y desde 1975. La supervisin directa y constante de las concentraciones de dixido de carbono empez a mediados del siglo XX y se extendi

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posteriormente a otros gases. Los datos anteriores a ese ao hay que inferirlos con medidas indirectas. Se confirma que la temperatura media de la Tierra en el siglo pasado ha aumentado, si bien, la evolucin de la temperatura se puede explicar suficientemente bien tan slo considerando causas naturales durante la primera mitad del siglo XX, no as durante la segunda mitad; considerando que solo el papel del hombre puede explicar el aumento de la temperatura durante la segunda mitad del siglo pasado. Este forzamiento radiativo positivo puede haber sido inducido por alteraciones en la cubierta vegetal y en la utilizacin de los suelos, por las emisiones de aerosoles y, principalmente, por las emisiones de gases de efecto invernadero. Retroalimentacin El sistema climtico se encuentra en un equilibrio dinmico en el que intervienen numerosos factores que estn continuamente ajustndose a las perturbaciones. Ante perturbaciones pequeas el sistema climtico busca un nuevo punto de equilibrio prximo negative feedback, pero ante una perturbacin importante se puede iniciar una cascada de mecanismos que se propagan amplificando el efecto positive feedback. Esto ltimo se conoce como retroalimentacin. El vapor de agua es uno de los ms importantes efectos retroactivos, que amplifica el calentamiento proyectado. El vapor de agua es el ms importante gas que determina el sistema climtico y tambin constituye el ms importante gas de efecto invernadero por su abundancia (un 1% en volumen, como promedio) aunque tiene variaciones locales significativas. Al aumentar la temperatura, tambin aumenta la cantidad de vapor de agua presente en la atmsfera. Se considera que la retroaccin del vapor de agua tiene el efecto de aproximadamente duplicar el calentamiento proyectado (IPPC, 2001). Otros factores amplificadores incluyen un cambio de las masas forestales o la reduccin del efecto albedo de las nubes y el retroceso de las superficies nevadas y glaciares. Indicadores y cambios observados en el sistema climtico En el tercer informe de evaluacin del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climtico (IPCC) confirma cambios significativos en el sistema climtico, que evidencia la conclusin de que el clima est cambiando. Las respuestas a las razones por las que est cambiando resultan ms difciles, pero la acumulacin de pruebas respalda la conclusin de que la mayor parte del calentamiento observado en los ltimos 50 aos se debe a las actividades humanas (IPPC, 2001). En las pginas Web donde se presentan diferentes estudios sobre el cambio del clima, suelen estar llenas de grficas, sobre aumentos de temperatura, cambios pluviosidad, la disminucin del espesor de la capa de hielo rtica, etc. sin demasiadas explicaciones. Lo cierto es, que existe un consenso en la opinin cientfica de que los datos son suficientemente reveladores, por s solos, como para darse cuenta de que algo est cambiando en el clima de la Tierra. Las razones por las cuales est cambiando el clima y su posible evolucin futura es algo mucho ms complicado. Cambios observados en la temperatura La temperatura global terrestre se ha incrementado 0.6 C durante el pasado siglo XX, mientras que la dcada de los 90 ha sido la ms clida en el ltimo milenio y posiblemente, en los ltimos cien mil aos.

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La mayora de los estudios han llegado a la conclusin que la velocidad y la magnitud del calentamiento de la Tierra son similares al calentamiento estimado debido nicamente a la concentracin de gases de efecto invernadero. La mxima concordancia se observa cuando se incluyen tanto los factores naturales como los antropgenos, pero no se excluye la posibilidad de que hayan contribuido otros forzamientos. En cualquier caso, siguen habiendo muchas discrepancias de la respuesta esperada del sistema climtico ante el aumento medio de las temperaturas en la escala temporal.

Fuente IPCC Aumento del nivel del mar El calentamiento de las masas ocenicas y la atmsfera ha contribuido al aumento del nivel del mar. Los principales factores que contribuyen al aumento del nivel de mar son la expansin trmica del agua de mar (por el aumento de temperatura de las propias masas ocenicas) y el retroceso de los glaciares terrestres (de forma especial Groenlandia y la Antrtida). En los diferentes escenarios se proyecta un aumento del nivel de mar de entre 0.09 y 0.88 m en el ao 2100; lo que corresponde a una tasa dos a cuatro veces superior a toda la variacin registrada durante todo el siglo XX.

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Fuente UNEP Aumento de la concentracin de gases de efecto invernadero La concentracin actual de CO2 no ha sido superada en los ltimos 420.000 aos y posiblemente tampoco en los ltimos 20 millones de aos, tal como indican las muestras paleoclimticas obtenidas en el aire atrapado en el hielo. Adems, la tasa de crecimiento de gases de efecto invernadero en el pasado siglo no tiene precedentes, por lo menos, en los ltimos 20.000 aos.

Fuente: IPCC El CO2 es el gas dominante que altera el clima global, seguido del metano y otros gases ms persistentes como el xido nitroso, los halocarbonos, los perfluorocarbonos y el hexafluoruro de azufre. El aumento de CO2 se debe principalmente a la quema de combustibles fsiles y a la deforestacin. Los aerosoles azufrosos provienen de las erupciones volcnicas y de actividades humanas; el mayor contenido de stos aerosoles determina un forzamiento radiativo negativo en los ltimos dos decenios.

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Aumento de fenmenos climticos extremos La interpretacin de un aumento de los fenmenos climticos extremos es an incierta, por lo que se deben tomar estos datos con precaucin, especialmente, respecto a proyecciones futuras. No obstante se testimonia un aumento en la frecuencia y la intensidad de ciclones tropicales, tifones e inundaciones. Estos datos, aunque tomados con cautela, ya se estn teniendo en cuenta por las compaas de seguros.

Fuente: IPCC. Como ejemplo, salvando las existentes incertidumbres en las proyecciones futuras a escala zonal y regional, en lo que respecta al rea mediterrnea, un aumento de la temperatura de las aguas del Mediterrneo de 2 a 4 C duplicara la intensidad y frecuencia de lluvias torrenciales en la zona del Levante espaol.

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LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO Los cambios producidos en el clima atribuidos a la actividad humana son debidos principalmente a la intensificacin del efecto invernadero al aumentar la concentracin de determinados gases que provocan un forzamiento radiativo positivo. Cerca del 60% de este forzamiento es atribuido al dixido de carbono (CO2), mientras que el metano (CH4) contribuye con cerca del 15% y el xido nitroso (N2O) un 5%, mientras que otros gases como el ozono troposfrico y los halocarbonos, entre otros, contribuyen con el 20% restante. Otros agentes como los aerosoles, cuyo origen proviene principalmente del SO2 de la combustin de biomasa y el carbn, se les atribuye un forzamiento radiativo negativo, aunque limitado al corto lapso de tiempo que permanecen en la atmsfera. Al analizar los gases atmosfricos, incluidos los gases de efecto invernadero, es importante identificar las fuentes, sumideros y el ciclo de vida de cada uno de ellos. Los gases de efecto invernadero tienen diferentes vidas medias de permanencia en la atmsfera que denota el periodo promedio desde que una molcula es emitida hasta que es captada en un sumidero o destruida por reacciones qumicas en la atmsfera o por la accin de la luz solar. Algunos tienen una permanencia extremadamente larga, como el perfluorometano (CF4) que contina presente en la atmsfera unos 50.000 aos, mientras que otros como el ozono (O3) tienen un tiempo de residencia muy breve, variando de das, semanas a meses. Como resultado, los gases ms resistentes se encuentran bien mezclados en la atmsfera mientras que los de menos permanencia se encuentran concentrados de forma heterognea y su contribucin al calentamiento global es mucho ms compleja. Relacin entre la temperatura y el calentamiento del planeta Los testigos de hielo extrados del hielo antrtico guardan el secreto de la interaccin entre el aumento de la cantidad de CO2 en la atmsfera y los cambios mundiales de temperatura sucedidos en el pasado.

Fuente: Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente.

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El CO2 se mide en el aire atrapado en las sucesivas capas de hielo verticales que se han ido formando a medida que la nieve se ha ido depositando a lo largo de milenios. La evolucin de la temperatura se puede inferir por su efecto en el hielo y porque afecta a la composicin isotrpica del argn que se encuentra en el aire atrapado en el hielo o en la forma en que la nieve ha cristalizado. A lo largo de 400.000 aos, la temperatura de la Tierra ha demostrado ser muy inestable, sufriendo grandes variaciones. La informacin recogida en el grfico revela que existe una fuerte correlacin entre la concentracin de CO2 y la temperatura. Tambin muestra que la temperatura puede variar bruscamente, de hasta 1 C en un siglo. Ms que una evolucin lineal, parece que el clima sigue un patrn de variaciones sbitas y dramticas cuando se produce una alteracin en el sistema. El nivel de sensibilidad del sistema climtico a la concentracin de CO2 que podra desatar una fluctuacin de la temperatura est an sin determinar. Dixido de carbono El dixido de carbono (CO2) es la fuente principal de emisiones de gases de efecto invernadero de origen humano. Se debe predominantemente a la quema de combustibles de origen fsil, aproximadamente en un 70% y a la deforestacin. Las emisiones producidas por combustibles son relativamente fciles de vigilar y medir, mientras que la capacidad de los bosques y otros sumideros para absorber y almacenar el CO2 es bastante complejo desde el punto de vista metodolgico. Segn los datos paleoatmosfricos del aire atrapado en las capas de hielo, la concentracin actual no tiene precedentes en varios cientos de miles de aos. Metano El metano (CH4) es la segunda fuente de emisiones de gases de efecto invernadero. Se trata de un gas que procede principalmente de fuentes naturales como la descomposicin de materia orgnica en condiciones anaerbicas. Las fuentes humanas ofrecen grandes incertidumbres o son difciles de evaluar como los cultivos de arroz, vertederos, ganadera de rumiantes y las actividades relacionadas con el gas natural. xido nitroso El xido nitroso (N2O) se trata de un gas que resulta principalmente de la utilizacin de abonos a base de nitrgeno, estando tambin asociado a la combustin de biomasa, actividades industriales y ganadera. Son an considerables las incertidumbres de las fuentes individuales y es difcil de hacer un seguimiento. Halocarbonos Los halocarbonos y los compuestos relacionados constituyen una extensa familia de gases entre los que se incluyen los cloroflurorcarbonos (CFC) que son a la vez gases de efecto invernadero y destructores de la capa de ozono y, por tanto, estn regulados por el Protocolo de Montreal. Tradicionalmente se han estado usando ampliamente en aerosoles y como refrigerantes. Algunos de los sustitutos de los CFC como los hidrocloro-fluorocarbonos (HCFC) y los hidrofluorocarbonos (HFC) que son inertes al ozono estratosfrico, sin embargo, son gases de efecto invernadero muy persistentes con efecto radiativo. Como las concentraciones y las emisiones actuales son muy escasas, su contribucin al forzamiento radiativo es relativamente modesta, pero sus efectos permanecen durante milenios condicionando el clima en el futuro.

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Hexafluoruro de azufre y perfluorocarbonos Los perfluorocarbonos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6) tienen procedencias naturales, pero la principal fuente es de origen humano (superando a las emisiones naturales en factor de mil a uno.) El perfluorometano CF4, con una vida de permanencia en la atmsfera de 50.000 aos, es un gas caracterstico durante el proceso de produccin de aluminio, mientras que el hexafluoruro de azufre (SF6) se utiliza como aislante elctrico y agente conductor del calor y congelante. Son compuestos con una vida media en la atmsfera extremadamente larga, de unos cuantos miles de aos, y de gran potencial radiativo (se considera que el SF6 equivale a 22.200 de CO2) Por tanto, aunque las emisiones de estos compuestos son relativamente bajas tienen una gran capacidad de influir en el clima en un futuro muy lejano. Ozono El ozono (O3) se encuentra presente en la estratosfera, formando la capa de ozono que filtra la radiacin ultravioleta. Tambin se encuentra en la troposfera, siendo un compuesto muy contaminante por su gran capacidad de oxidacin, muy corrosivo e irritante, incidiendo negativamente en la salud humana, por lo que suele estar estrechamente vigilado. Las concentraciones del ozono troposfrico responden rpidamente a los cambios de emisiones contaminantes, presentando una estacionalidad; la poca tpica de mximos en el hemisferio norte es en primavera-verano cuando aumenta la radiacin solar y el trfico rodado de las ciudades. En general, el ozono no se emite directamente, sino que se trata de un agente secundario formado por reacciones qumicas de otros contaminantes como xidos de nitrgeno y compuestos orgnicos expuestos a la luz solar intensa. Sin embargo, el ozono se convierte en el tercer gas de efecto invernadero en importancia despus del CO2 y el CH4. En cuanto al ozono estratosfrico, la disminucin de la capa de ozono, aunque de forma heterognea a lo largo del globo, a contribuido a un forzamiento negativo. En cierta medida, la alta concentracin de CO2 en el hemisferio norte se ha visto compensada con la tambin mayor concentracin de CFC, con el consiguiente agotamiento de la capa de ozono en este hemisferio. A medida que la capa de ozono se recupere por efecto del Protocolo de Montreal, se proyecta un forzamiento positivo en los prximos decenios. Los gases de efecto invernadero indirectos Existen varios gases, el monxido de carbono (CO), los compuestos reactivos de nitrgeno NO y NO2 (que se suele denotar como NOx), y los compuestos orgnicos voltiles (COV o VOC segn la terminologa inglesa) que aunque no actan directamente como gases de efecto invernadero, si contribuyen en la abundancia de ozono o aumentan los periodos de vida de otros gases de efecto invernadero como el metano. Aunque es muy difcil de cuantificar su contribucin, al ser agentes muy contaminantes sus emisiones suelen estar estrictamente reguladas. Sumideros de CO2 El CO2 tiene un ciclo de vida relativamente corto (unos 120 aos en promedio). Puede ser eventualmente retenido en el carbn vegetal, en la madera y el humus, al ser absorbido por las especies vegetales en su funcin principal de fotosntesis. Este proceso se ve beneficiado por el aumento de la concentracin de CO2 en la atmsfera,

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(fenmeno conocido como fertilizacin por CO2) y un mayor suministro de nitrgeno proveniente de las actividades humanas. El CO2 tiene un ciclo natural rpido entre la atmsfera, los ocanos y la superficie terrestre. En cambio, para que desaparezca la perturbacin causada en la concentracin del CO2 se requiere mucho ms tiempo. Medidas destinadas a un cambio en los usos de la tierra, por ejemplo, con planes de reforestacin, se permitira una reduccin de la concentracin actual de CO2, aunque no est garantizado que sea por periodos muy prolongados. Se trata de medidas transitorias que permiten ganar tiempo hasta desarrollar las tecnologas que solucionen el problema. Los ocanos son los grandes sumideros de CO2, al ser muy soluble (por la naturaleza qumica de los carbonatos). Pero el ritmo de absorcin es muy limitado y todava muy mal comprendido. Potenciales de calentamiento Compuesto qumico PCT

(1996) PCT (2001)

Periodo de vida (aos)

Dixido de carbono (CO2) 1 1 120 Metano (CH4) 21** 23 12* xido Nitroso (N2O) 310 296 114* Hidrofluorocarbonos HFC-23 11.700 12.000 260 HFC-125 2.800 3.400 29 HFC-134a 1.300 1.100 13,8 HFC-143a 3.800 4.300 52 HFC-152a 140 120 1,4 HFC-227ea 2.900 3.500 33 HFC-236fa 6.300 9.400 10 HFC-43-10mee 1.300 1.500 15 Compuestos fluorados Perfluorometano (CF4) 6.500 5.700 50.000 C2F6 9.200 11.900 10.000 C4F10 7.000 8.600 2.600 C6F14 7.400 9.000 3.200 Hexafluoruro de azufre (SF6)

23.900 22.200 3.200

* Los valores de vida para el metano y el xido nitroso son valores de ajuste en los que se incluyen sus efectos directos e indirectos ** El potencial del metano incluye sus efectos directos y sus efectos indirectos en la creacin de vapor de agua estratosfrico Fuente IPCC informes segundo (1996) y tercero (2001) Dependiendo del potencial radiativo de los gases de efecto invernadero y su tiempo de permanencia en la atmsfera se mide su potencial de calentamiento de la tierra (PCT)i, medido con relacin a su equivalencia al CO2 en peso. Estos valores de potencial de calentamiento global se modifican, segn avanza el conocimiento cientfico que se tiene

i Global Warming Potential (GWP)

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de la posible evolucin en la atmsfera de los diferentes gases y a medida que se comprenden mejor, tanto sus alteraciones directas como indirectas. Sin embargo, slo los valores de 1996 estn en vigor para el primer periodo de compromiso del Protocolo de Kyoto y en los inventarios nacionales se mantienen las equivalencias originales de 1996. Estos valores de potencial de calentamiento pretenden ser una referencia simple, que se emplean cuando nos referimos a las toneladas de carbono equivalentes de cada uno de los gases de efecto invernadero. Se calculan segn su potencial a lo largo de un periodo de tiempo, por ejemplo 100 aos, pero la utilizacin de un horizonte temporal u otro, o si se deben incluir los efectos indirectos, puede depender de futuras decisiones polticas o del conocimiento cientfico con el fin de reflejar correctamente el potencial real de cada uno de los gases. Muchos PCT presentan mas incertidumbres que otros, incluido el propio gas de referencia el CO2, debido principalmente a las dificultades para calcular sus periodos de vida en la atmsfera.

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IMPACTOS ASOCIADOS AL CAMBIO CLIMTICO La adaptacin permite mitigar los posibles daos causados por el cambio climtico y extraer posibles beneficios, pero ser caro y no impedira todos los daos. La experiencia demuestra que existen lmites en la capacidad de adaptarse. Aquellos con menos recursos tienen menos capacidad para adaptarse y sern ms vulnerables. Una adaptacin errnea basado en criterios miopes de corto plazo, que no tengan en cuenta los riesgos asociados al cambio climtico, llevara a una mayor exposicin a los daos y a prdidas sustanciales. Sensibilidad. Adaptabilidad. Vulnerabilidad La sensibilidad es el grado con el que un sistema responde ante un cambio en sentido perjudicial o beneficioso ante perturbaciones provocadas por el clima. El efecto puede ser directo como el aumento de la temperatura media o un indirectos como un desplazamiento de las masas forestales a latitudes superiores en respuesta al aumento de la temperatura. La adaptabilidad es la habilidad de un sistema para ajustarse al cambio, moderar los daos o extraer beneficios del cambio. Es importante la rapidez y la magnitud con que se produce el cambio, la presin ejercida sobre los recursos naturales y saber aprovecharse de las posibles oportunidades. La vulnerabilidad es la incapacidad de un sistema de enfrentarse al cambio y sufrir sus consecuencias ms negativas. Este no solo depende de su sensibilidad, sino tambin de la capacidad para adaptarse. As los pases con economas ms dbiles dispondran de menores recursos para adaptarse y por tanto son susceptibles de ser ms vulnerables al cambio climtico. Impactos del cambio climtico Se espera que el cambio climtico tendr consecuencias durante el siglo XXI y ms all en una gran variedad de efectos tales como sobre los ecosistemas, as como sobre los recursos naturales y las economas de los pases. Aunque se han conseguido buenos modelos que simulan la evolucin del clima a escala planetaria, an existe una gran incertidumbre sobre los impactos a escala zonal y regional, pero los verdaderos efectos son muy difciles de valorar, porque un sector fcilmente puede verse afectado indirectamente por las repercusiones directas sobre otro. La temperatura media de la Tierra

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