Análisis regional sistémico para evaluar el impacto ambiental y las implicaciones en la política de cambio climático. El caso de estudio de Puebla, México

Abstract

A nivell mundial la generació d'energia és la principal causa antropogènica d'emissions de gasos d'efecte hivernacle (GEH), la qual en la seva majoria segueix depenent dels combustibles fòssils. Al 2018, el 30% de les emissions de CO2 a nivell mundial van ser causades per l'ús de carbó per a la generació d'electricitat (IEA, 2019). En el cas de Mèxic i els seus estats aquesta situació no és diferent, ja que la generació d'energia, principalment elèctrica, és la major causant de GEH. Sota aquest context resulta ineludible la quantificació i enteniment de la petjada de carboni causada pel consum elèctric tant a nivell nacional com regional (estats, municipis o ciutats). La importància de quantificar la petjada de carboni a nivell regional rau en la necessitat que els estats, municipis i ciutats han de sumar a la comptabilitat nacional d'emissions, per al compliment de les metes nacionals i compromisos internacionals adquirits per Mèxic a l'ratificar l'Acord de París (SEMARNAT, 2019). Mentre que la rellevància d'analitzar la composició d'aquesta petjada de carboni rau en comprendre l'origen de les emissions amb la finalitat de buscar accions de mitigació a la mida de cada regió i per a cada un dels seus sectors econòmics. No obstant això, no només la comptabilitat de la petjada de carboni és rellevant a l'hora de pretendre comprendre els impactes ambientals causats per les activitats econòmiques d'un país o regió, també és primordial quantificar i entendre el flux de materials i indicadors derivats d'aquesta quantificació, ja que els indicadors intensius i extensius de el flux de materials poden servir com una mesura de la pressió que l'economia exerceix en el medi ambient a l'explotar els recursos naturals i com una font potencial de contaminants a l'aire, aigua i sòl.

Aquesta tesi doctoral està estructurada al voltant de tres capítols medul·lars, 5, 6 i 7. En cada un d'aquests capítols es discuteix i presenten els resultats obtinguts de l'anàlisi quantitativa derivat de l'aplicació de tres metodologies; i) anàlisi econòmica de cicle de vida amb taules input-producte, ii) anàlisi de descomposició estructural amb taules input-producte i iii) comptabilitat i anàlisi de flux de materials, tots aquests aplicats a el cas d'estudi de l'estat de Pobla a Mèxic.

Tant el capítol 5 com el 6, es desenvolupen al voltant de l'anàlisi de la petjada de carboni causada pel consum d'electricitat dels vuitanta sectors industrials i comercials de l'econòmica mexicana, reportats en la matriu input-producte de la base de dades de Eora, per a l'any 2013. per al capítol 5, es va calcular el consum elèctric necessari per satisfer la demanda intermèdia i demanda final de l'economia mexicana, amb l'ús de l'factor d'emissions elèctric nacional es va calcular la petjada de carboni per a cada un els vuitanta sectors abans esmentats.

El capítol 6 es presenten els resultats de l'anàlisi de descomposició estructural. Aquesta anàlisi va tenir com a objectiu identificar el nivell d'influència que van tenir les fluctuacions en la demanda final i els canvis tecnològics en la variació de la producció final de cada un dels vuitanta sectors estudiats, tant a Mèxic com a Pobla, comparant l'any 2008 amb el 2013.

En el capítol 7 s'ofereix la prospectiva de el metabolisme comunitari, usant la metodologia de comptabilitat de fluxos de materials, amb la qual s'han obtingut indicadors intensius i extensius de l'ús de materials per part de l'economia mexicana i poblana durant el 2004 fins al 2017 . Aquests indicadors permeten determinar els perfils metabòlics de l'economia de Mèxic (país) i de Pobla (estat).

A nivel mundial la generación de energía es la principal causa antropogénica de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), la cual en su mayoría sigue dependiendo de los combustibles fósiles. En el 2018, el 30% de las emisiones de CO2 a nivel mundial fueron causadas por el uso de carbón para la generación de electricidad (IEA, 2019). En el caso de México y sus estados esta situación no es distinta, pues la generación de energía, principalmente eléctrica, es la mayor causante de GEI. Bajo este contexto resulta ineludible la cuantificación y entendimiento de la huella de carbono causada por el consumo eléctrico tanto a nivel nacional como regional (estados, municipios o ciudades). La importancia de cuantificar la huella de carbono a nivel regional radica en la necesidad de que los estados, municipios y ciudades deben sumar a la contabilidad nacional de emisiones, para el cumplimiento de las metas nacionales y compromisos internacionales adquiridos por México al ratificar el Acuerdo de París (SEMARNAT, 2019). Mientras que la relevancia de analizar la composición de dicha huella de carbono radica en comprender el origen de las emisiones con la finalidad de buscar acciones de mitigación a la medida de cada región y para cada uno de sus sectores económicos. Sin embargo, no sólo la contabilidad de la huella de carbono es relevante al momento de pretender comprender los impactos ambientales causados por las actividades económicas de un país o región, también es primordial cuantificar y entender el flujo de materiales e indicadores derivados de dicha cuantificación, pues los indicadores intensivos y extensivos del flujo de materiales pueden servir como una medida de la presión que la economía ejerce en el medio ambiente al explotar los recursos naturales y como una fuente potencial de contaminantes al aire, agua y suelo.

Esta tesis doctoral está estructurada alrededor de tres capítulos medulares, 5, 6 y 7. En cada uno de estos capítulos se discute y presentan los resultados obtenidos del análisis cuantitativo derivado de la aplicación de tres metodologías; i) análisis económico de ciclo de vida con tablas insumo-producto, ii) análisis de descomposición estructural con tablas insumo-producto y iii) contabilidad y análisis de flujo de materiales, todos estos aplicados al caso de estudio del estado de Puebla en México.

Tanto el capítulo 5 como el 6, se desarrollan en torno al análisis de la huella de carbono causada por el consumo de electricidad de los ochenta sectores industriales y comerciales de la económica mexicana, reportados en la matriz insumo-producto de la base de datos de EORA, para el año 2013.

Para el capítulo 5, se calculó el consumo eléctrico necesario para satisfacer la demanda intermedia y demanda final de la economía mexicana, con el uso del factor de emisiones eléctrico nacional se calculó la huella de carbono para cada uno de los ochenta sectores antes mencionados.

El capítulo 6 presentan los resultados del análisis de descomposición estructural. Este análisis tuvo como objetivo identificar el nivel de influencia que tuvieron las fluctuaciones en la demanda final y los cambios tecnológicos en la variación de la producción final de cada uno de los ochenta sectores estudiados, tanto en México como en Puebla, comparando el año 2008 con el 2013.

En el capítulo 7 se ofrece la prospectiva del metabolismo comunitario, usando la metodología de contabilidad de flujos de materiales, con la cual se han obtenido indicadores intensivos y extensivos del uso de materiales por parte de la economía mexicana y poblana durante el 2004 hasta el 2017. Dichos indicadores permiten determinar los perfiles metabólicos de la economía de México (país) y de Puebla (estado).

Power generation is the main anthropogenic cause of greenhouse gas (GHG) emissions around the world, which mostly continues to depend on fossil fuels. In 2018 coal-fired electricity generation accounted for 30% of global CO2 emissions (IEA, 2019). This situation is not different in the case of Mexico and its states, since the generation of energy, mainly electric, is the primary cause of greenhouse gas emissions. In this context, it is inexorable to quantify and understand the carbon footprint caused by electric usage from both the national and regional levels (states, municipalities, or cities). The importance of quantifying the carbon footprint at a regional level lies in the need for states, municipalities, and cities to add up to the national emissions accounting to comply with the national goals and international commitments acquired by Mexico through the Paris Agreement. The relevance of analyzing the carbon footprint’s composition lies in understanding the origin of emissions to seek mitigating actions tailored for each region and each of its economic sectors. In response to these two needs, this thesis uses the economic life cycle analysis to quantify the electrical carbon footprint of eighty sectors of the regional economy of the state of Puebla, Mexico.

However, not only the accounting of the carbon footprint is relevant when trying to understand the environmental impacts caused by the economic activities of a country or region. It is also essential to quantify and understand the flow of materials and indicators derived from such quantification since intensive and extensive material flow indicators can serve both as a measure for the pressure exerted by the economy on the environment when exploiting natural resources, as well as a potential source of air, water, and soil contaminants.

This doctoral thesis is structured around three core chapters; 5, 6, and 7. In each of these chapters, the results obtained from the quantitative analysis derived from the application of three methodologies are discussed and presented: i) economic life cycle analysis with input-output tables, ii) structural decomposition analysis with input-output tables, and iii) material flow accounting and analysis; all of these applied to the case study of the state of Puebla in Mexico.

Chapters 5 and 6 are developed around the analysis of the carbon footprint caused by electricity usage in the eighty industrial and commercial sectors of the Mexican economy, reported in the input-output table extracted from the EORA database for the year 2013. For chapter 5, it was calculated the needed electric usage for satisfying the intermediate and final demand of the Mexican economy; the carbon footprint for each of the eighty sectors mentioned above was calculated, by using the national electric emission factor. Chapter 6 presents the results of the structural decomposition analysis. The purpose of this analysis was to identify the level of influence that fluctuations in final demand and technological changes had in the variation of final production in each of the eighty studied sectors, in Mexico and Puebla, comparing the years 2008 and 2013. Productive links were also estimated for each of the sectors.

Chapter 7 offers a prospect of community metabolism by using the material flow accounting methodology, through which intensive and extensive indicators of the use of materials by Mexico’s and Puebla’s economies have been obtained from 2004 to 2017. These indicators allow determining the metabolic profiles of Mexico’s (country) and Puebla’s (state) economies.