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Cambio Climático Global

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CICLO del CARBONO (Introducción)

• Proceso de remoción y captura de carbono a

escala global.

• Es un “ciclo biogeoquímico” que involucra

componentes en la cadena alimenticia, en la

atmósfera como dióxido de carbono (CO2),

en la hidrosfera, en la biosfera, y en la

litosfera.

• El ciclo tiene fuentes y sumideros, así como

procesos de intercambio.

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CICLO del CARBONO

Fuentes y sumideros:

• Las fuentes de carbono (principalmente CO2) en la atmósfera de la Tierra pueden ser tanto naturales como producidas por el hombre.

– Las fuentes naturales incluyen la descomposición de materia orgánica (ej. árboles), el CO2 que exhalan animales y personas, y la actividad volcánica.

– Fuentes humanas incluyen la quema de combustibles fósiles y madera.

• Los sumideros principales globales son la vegetación terrestre, el suelo y los océanos.

Procesos

• El mayor movimiento de carbono resulta de la fotosíntesis (tierra/mar) y de la respiración.

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Ciclo del Carbono

Atmosphere

Hydrosphere Lithosphere

CO2

Biosphere

Producers

Consumers

Decomposers Carbonates

in Solution Carbonate Rocks

Fossil Fuels

Photosynthesis Combustion

and/or

Respiration

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El efecto invernadero

• Proceso Natural!!

• Es un principio bien entendido: los gases de efecto

invernadero (GEI o GHG) atrapan el calor en la

atmósfera (Arhenius,1896)

• La temperatura promedio del planeta sería 33°C mas

fría sin el efecto invernadero

• GEI (ej., CO2) permiten atravesar las longitudes de

onda corta (UV) y la luz visible del sol pero absorben

parte del calor re-radiado desde la Tierra como

longitudes de onda larga (radiación infrarroja-IR).

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Source: OSTP

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FACTORES QUE AFECTAN EL CLIMA GLOBAL

Factores naturales como humanos determinan el clima de la Tierra:

a) Factores Naturales que afectan el clima A lo largo de la historia, el clima ha cambiado sobre la Tierra (ej., las

eras glaciares). Los cambios pueden ser globales, hemisféricos o regionales en escala.

El sol es el principal actor, su radiación calienta la Tierra (ecuador vs. polos). Esto establece los patrones de circulación de vientos y océanos que influencian el desarrollo de los sistemas climáticos

El entender los factores naturales nos ayuda a detectar la influencia humana sobre el clima:

• Cambios en la energía solar (ciclo solar)

• Cambios en la orbita de la Tierra

• La atmósfera terrestre

• El ciclo del agua, el agua (todas sus formas) es un moderador climático

• Masas terrestres y sus características, tales como bosques, desiertos y montañas (ej. el efecto Albedo: capacidad de reflejar la radiación solar)

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b) Factores humanos que afectan el clima

Fuente de CO2:

Quema de combustibles

fósiles

Reducción de sumideros de

CO2: Deforestación

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Cambio Climático

• UNFCCC: “un cambio del clima que es atribuido directa o indirectamente a actividades humanas que altera la composición de la atmósfera global y que se da en adición a la variabilidad natural del clima observada sobre periodos comparables de tiempo”

• “Cambio climático” y “calentamiento global” se usan indistintamente, pero el segundo término no sólo significa “mayor temperatura” sino sus efectos asociados: tormentas tropicales, incremento en el nivel del mar, cambios en zonas ecológicas, inundaciones, etc.

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Gases de Efecto Invernadero (GEI)

GEI (GHGs):

• CO2 (dióxido de carbono)

– Es el GEI mas importante

– factores responsables para su incremento • Quema de combustibles fósiles

• Cambios en el uso de la tierra

• CH4 (metano)

– respiración anaeróbica (ganado, pantanos)

– minería, proceso de extracción de petróleo/gas

• CFC’s (clorofluorocarbonos)

– Destruye simultáneamente el ozono estratosférico

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Gases de Efecto Invernadero

Pre-industrial concentration

(1860)

Tropospheric concentration

(Oct 2000)

Tropospheric concentration

(2010)

GWP (100 yr time

horizon)

Atmospheric lifetime (years)

carbon dioxide (CO2) (ppm)

288 368.4 390 1 50-200

methane (CH4) (ppb) 848 169-180 169-180 21 12

nitrous oxide (N2O) (ppb)

285 312 323 310 120

CFC-11 (trichlorofluoromethane) (CCl3F) (ppt)

zero 264 224 3,800 50

HCFC-22 (chlorodifluoromethane) (CHClF2) (ppt)

zero 110-126 110-126 1,500 12

sulphur hexafluoride (SF6) (ppt)

zero 3.6 3.6 23,900 3,200

trifluoromethyl sulphur pentafluoride (SF5CF3) (ppt)

zero 0.12 0.12 ~18,000 ~1,000

perfluoroethane (C2F6) (ppt)

zero 4 4 9,200 10,000

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Source: OSTP

13

Source: OSTP

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•Clara correlación entre el

CO2 atmosférico y la

temperatura sobre los

últimos 160,000 años

• El actual nivel de CO2 está

fuera de los patrones de

variabilidad natural

•Rango de cambio de CO2 es

también sin precedentes

Si es que no se hace nada

para reducir las emisiones

de GEI. . .

• Concentraciones de CO2

serian más de 700 ppm para

el 2100 (en lugar de 280 ppm

el la era pre-industrial)

• Temperatura promedio

global se proyecta crecer

entre 2.5 -10.4°F (1-3°C)

Source: OSTP

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Cambio Climático

Consecuencias Amplificadoras

• Posibles mecanismos de realimentación que amplifican el efecto invernadero: – El calentamiento de la tierra reducirá la cobertura de nieve o

derretirá parte de la capa de hielo del Ártico. Esto reduce el albedo de la Tierra, incrementando la temperatura.

– El metano (CH4) atrapado en el permafrost (nieves perpetuas) de la Tierra seria liberado con el calor. CH4 contribuiría adicionalmente al calentamiento global.

– El calor acelera la descomposición de materia orgánica en los suelos, que liberaría CO2 adicional en la atmósfera.

– Mayor temperatura incrementa la cantidad de vapor de agua en el aire. El vapor de agua es también un GEI.

– Incremento de calor estimula la tasa de respiración en plantas y animales, lo que libera mas CO2.

– El calor incrementa el volumen de agua en los mares y océanos, incrementando la aparición de tormentas.

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Cambio Climático

Consecuencias Reductoras

Posibles mecanismos de realimentación que reducen el

efecto invernadero: – mayor evaporación resulta en mayor cobertura de nubes,

incrementando el albedo y por lo tanto reduciendo la

temperatura

– Mayor evaporación incrementa la precipitación polar de

nieve, lo que incrementa el albedo

– El incremento de concentraciones de CO2 en la atmósfera

estimula la fotosíntesis a nivel global, lo cual secuestra mas

carbono en la biosfera (asumiendo que no cambia el uso del

suelo)

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IPCC Third Assessment Report/2001

• “Un creciente grupo de observaciones da un cuadro

general de un mundo que se calienta y otros cambios

en el sistema climático”

• “Las emisiones de GEI y aerosoles debido a actividades

humanas continúan alterando la atmósfera en formas

que se prevén afectarán el clima”

Hechos:

• La Tierra se está calentando

• El calentamiento adicional traerá serias consecuencias

para la humanidad y el ambiente global.

• Incertidumbre! (relación causa-efecto)

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Salud Weather-related mortality Infectious diseases Air-quality respiratory illnesses

Agricultura Crop yields Irrigation demands

Recursos de Agua Changes in water supply Water quality Increased competition for water

Áreas Costeras Erosion of beaches Inundation of coastal lands Costs to protect coastal communities

Bosques Change in forest composition Shift geographic range of forests Forest health and productivity

Especies y Áreas Naturales Shift in ecological zones Loss of habitat and species

Cambios del Clima

Sea Level Rise

Temperature

Precipitation

Source: EPA

Impactos Potenciales del Cambio Climático

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Problemas de Gestión del Cambio Climático

• No existe un solo tomador decisiones

• Resultados desconocidos (Incertidumbre!)

• Demasiada cantidad de datos (información?)

• Probabilidades objetivas de resultados no

pueden ser establecidas

• Muchas partes para poder encontrar una

estrategia global óptima (norte-sur; privado-

publico; tecnologia-politica)

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Estrategias de Gestión

• Implementar estrategias secuencialmente

• Implementar un portafolio de mitigación,

adaptación y medidas de investigación

– Mitigación: reducción de emisiones (ej. MDLs)

– Adaptación: enfrentar la vulnerabilidad (ej. ciclo agua)

• Ajustar este portafolio en respuesta a

conocimientos nuevos

• Redistribuir los riesgos de pérdidas relacionadas

al calentamiento global

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Instrumentos de Política Ambiental

Instrumentos

Económicos

Control Indirecto Control Directo

• Tasas o cargos por emisión,

consumo, al usuario, o al

producto

• Permisos negociables de

emisiones

• Sistemas de deposito-

reembolso, rendimiento o

bonos de garantía

• Subvención, subsidios,

créditos, reducción de

impuestos para promover

practicas ambientalmente

sólidas

• Remoción de subsidios para

practicas nocivas al ambiente

• Alivio regulatorio para

certificación voluntaria (ej.

auto-regulación)

• programas de incentivos

gubernamentales

• Diseminación de información

• regulación, inspecciones,

multas, cárcel.

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Instrumentos Económicos

¿por qué usar instrumentos económicos?

• Internalizar los costos ambientales que son externos

• Conseguir dinero para protección ambiental (ej., cargos/multas) o cambiar comportamientos – el primero parece ser mas efectivo alrededor del mundo

• Los contaminadores tienen costos diferentes para prevenir o controlar la contaminación (depende de la mayor eficiencia económica)

• Promueve la innovación y mejora continua

• El mercado tiene información que los reguladores no tienen - regulaciones de mando & control casi siempre están atrás en su habilidad para reducir la contaminación (mayor inercia organizacional)

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Instrumentos Económicos

Tipos:

• Impuestos, cuotas o cargos sobre emisiones, consumo o actividad

– potencial impuesto al carbono (ej. Europa)

• Permisos negociables de emisiones (crear mercados)

– ej., Clean Air Act en USA, proyectos pilotos en Canadá

– Dificultades al establecer un mercado para un bien sin precio en el pasado

• Subvención, subsidios, créditos, reducción de impuestos

para promover practicas ambientalmente sólidas

• Remoción de subsidios para prácticas nocivas al ambiente

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EL PROTOCOLO DE KYOTO

• De la Cumbre de la Tierra (Río, 1992) donde emerge la FCCC, ratificada por 155 países.

• Es un acuerdo internacional que invita a las naciones desarrolladas (“Anexo 1”) a reducir sus emisiones de GEI (CO2, CH4, N2O y 3 gases fluorados: HFC, PFC, SF6) por debajo de los niveles de 1990 (periodo 2008-2012).

• Al menos 55 naciones (55% de las emisiones) debían ratifican Kyoto, para que entre en efecto, creándose una ley global que limite las emisiones de GEI de c/u de las naciones desarrolladas (promedio 5% debajo del nivel de1990)

• Protocolo entró en vigor en Febrero 2005 (Rusia)

• Hasta ahora 130 países han ratificado el acuerdo (61% de emisiones totales).

• U.S. (25% de emisiones) no firmó el protocolo

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KYOTO: PRINCIPIOS BASICOS

• Solución global a un problema global: reducir

fuentes y/o incrementar sumideros

• Invertir donde se obtengan los mejores

resultados

• No existe reducción obligatoria de emisiones

para países en desarrollo

• 3 mecanismos para cumplir las cuotas:

– Implementación conjunta (JI)

– Mecanismos de Desarrollo Limpio- MDL (CDM)

– Comercio de emisiones (emissions trading)

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Implementación Conjunta (JI) &

Mecanismos de Desarrollo Limpio-MDL (CDM)

• JI / CDM son parte del protocolo de Kyoto para reducir las emisiones de GEI.

• Un país “A” puede recibir crédito al asistir a un país “B” a reducir emisiones de GEI al proveer fondos, tecnología y experiencia.

• Entre dos países desarrollados = JI

• Entre un país desarrollado y uno en desarrollo = CDM

• JI / CDM son útiles porque:

• Cambio climático es un problema global – cualquier reducción, donde sea, es una ayuda

• Si la eficiencia energética es alta en un país, reducciones adicionales pueden ser caras – quizás entonces, sería más costo-efectivo proveer fondos, tecnología y experiencia a países en desarrollo

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Ventajas de los MDL

• $ para proyectos

• Tecnologías de punta

• Conocimiento, experiencia

• Infraestructura y capacidad (energía)

• Co-beneficios (económicos, sociales,

ambientales)

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Potenciales barreras de MDL

• Incertidumbre en la negociación (aspectos técnicos, legales, etc.)

• Potencial control de tierra en países en desarrollo por parte de países desarrollados o por compañías (MNE) involucradas en el secuestro de carbono (oposición ética y política)

• Falta de incentivos para naciones desarrolladas para encontrar formas innovativas de reducir sus propias emisiones de GEI.

• Reducción de emisiones de GEI a bajo precio: ¿Cuáles serán las oportunidades futuras para países en desarrollo de reducir sus propias emisiones?

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COMENTARIOS FINALES

• El problema del cambio climático debe ser visto como una oportunidad que nos puede llevar a entender y aplicar el concepto mismo de desarrollo sustentable en nuestra región (LAC)

• Soluciones político-tecnológicas son necesarias pero no suficientes para tratar problemas globales. Se requieren también cambios radicales en cada uno de nosotros: hábitos de consumo, modelos educacionales, buena comunicación.

• En todo caso, deberíamos enfocarnos en políticas de “no-regrets” – alcanzar objetivos que son útiles por si mismo (mejora del uso del suelo, eficiencia energética, reforestación, cambio de combustible) lo que a la vez reduciría las emisiones de GEI.

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TRABAJO EN GRUPO

1. Escoger un proyecto MDL (energía renovable, relleno sanitario, etc.) en el Ecuador

2. Revisar/explicar la metodología para determinar el factor de emisión e incluir el factor considerado.

3. Estimar la cantidad de recursos económicos que se pueden obtener si se aplicara un MDL al proyecto escogido