Practica del proyecto de mitigación de CO2 de una constructora a través del uso de energías alternativas

1. PROYECTO DE MITIGACION DE CONSTRUCTORA
Autor: Carlos Rodríguez Cortez
Objetivo:
Hacer una propuesta de tecnología alternativa que cumpla con el umbral de emisiones de GEI
permitido y que recupere la inversión en un plazo no mayor a 2 años, elaborando para ello,
una propuesta de proyecto de mitigación que contemple alternativas de tecnología que reduzca
las emisiones anuales que se emiten si usaran la tecnología que tienen contemplada hasta ahora.
1.- Situación Actual de la Constructora:
Para describir la situación actual de la constructora, se elaboró su huella de carbono, de la
siguiente forma:
1.1.- Estimación de consumos anuales:
1.2.- estimación de emisiones de Gas natural:
1.3.- Conversión de emisiones calculadas de gas natural a Toneladas de CO2 equivalentes:
Uni
dad
Uni
dad
m3 m3
kWh kWh
Consumo al
mes
270
500
Tipo de
Emisión
Directa,
Alcance 1
Indirecta,
Alcance 2
# meses
12
12
Consumo al
año x casa
3240
6000
Combustible
Gas natural:
Energía
Eléctrica
Consumo x
10,000 casas
32,400,000
60,000,000
Emisiones de CO2:
E= m3 X 0.7697 kg X TJ X X =
año m3 Kg 1000 kg
Emisiones de CH4:
E= m3 X 0.7683 kg X TJ X X =
año m3 Kg 1000 kg
Emisiones de N2O:
E= m3 X 0.7683 kg X TJ X X =
año m3 Kg 1000 kg
ton CO2
32,400,000
32,400,000
TJ
1 ton 67153.80 ton CO2
año
0.000048 56100 kgCO2
0.000048 1 kgCh4 1 ton 1.19
TJ año
32,400,000 0.000048 0.1 kgN2O 1 ton 0.11949 ton CO2
TJ año
1 67153.80
Fórmula
tCO2-eq =
toneladas del
contaminante
X
potencial de
calentamiento
Contaminante
CO2
CH4
N2O
Emisiones Totales de Gas Natural 67218.92
1.19 28 33.46
0.11949 265 31.66
Toneladas del
Contaminante
Potencial de
Calentamiento
tCO2-eq
67153.80

2. 1.4.- estimación de las emisiones de Electricidad:
1.5.- Suma de las emisiones calculadas:
Como se puede observar, la huella de carbono de la constructora para la situación actual, supera
casi 4 veces el umbral permitido por la ley en cuanto a emisiones de GEI, que son del orden de
25,000 tonCO2-eq, por lo que es necesario establecer medidas efectivas de mitigación, las cuales
se pueden ver en el siguiente punto.
2.- Tecnologías alternativas a usar en la propuesta de mitigación:
2.1.- Sistema Fotovoltaico conectado a la red eléctrica:
Un sistema fotovoltaico conectado a la red consiste básicamente en un generador fotovoltaico
acoplado a un inversor que opera en paralelo con la red eléctrica convencional. El concepto de
inyección a la red tiene un amplio margen de aplicaciones, desde pequeños sistemas de pocos
kilowatt pico (kWp) de potencia instalada hasta centrales de varios megawatt pico (MWp). A
continuación se muestra un diagrama de los componentes principales de un sistema de conexión a
la red.
El generador fotovoltaico capta la radiación solar y la
transforma en energía eléctrica, que en lugar de ser
almacenada en baterías, como en los sistemas
aislados e híbridos, se puede utilizar directamente
en el consumo o entregarla a la red eléctrica de
distribución. Estas dos funciones las realiza un
inversor de corriente directa a corriente alterna,
especialmente diseñado para esa aplicación.
El generador fotovoltaico o campo de paneles se
puede integrar a techos o fachadas en las viviendas y edificios, o en estructuras especiales. Es
conveniente incluir, tras el inversor, un transformador para aislamiento, un interruptor
automático de desconexión para cuando la tensión de la red está fuera de márgenes (vigilante de
tensión) y el correspondiente contador, en serie con el habitual y en sentido inverso, para medir la
energía eléctrica inyectada en la red.
2.2.- Calentadores solares de agua para viviendas:
Un calentador solar es un aparato que utiliza la radiación del sol (energía solar) para calentar
alguna sustancia, como puede ser agua, aceite, salmuera, glicol o incluso aire. Su uso más común
Emisiones de CO2:
E= kWh X 1 MWh X =
año 1000 kWh
tonCO2
MWh
2754060,000,000 0.459
tCO2-eq
tCO2-eq
HUELLA DE CARBONO
94758.92 tCO2-eqTOTAL
67218.92
27540
Emisiones de Gas Natural
Emisiones de Electricidad

3. es para calentar agua para uso en piscinas o servicios sanitarios (duchas, lavado de ropa o trastes
etc.) tanto en ambientes domésticos como hoteles y otras industrias.
En muchos climas un calentador solar puede
disminuir el consumo energético utilizado para
calentar agua. Tal disminución puede llegar a ser de
hasta 50%-75 % o incluso 100 % si se sustituye
completamente, eliminando el consumo de gas o
electricidad. Aunque muchos países en vías de
desarrollo cuentan con climas muy propicios para el
uso de estos sistemas, su uso no está extendido
debido al costo inicial de la instalación. En varios
países desarrollados las normativas estatales obligan
a utilizar estos sistemas en viviendas de nueva
construcción.
Los calentadores tienen una elevada eficiencia para captar la energía solar. Dependiendo de la
tecnología y materiales implementados, pueden llegar a alcanzar eficiencias del 98 %.
2.3.- Estufas ecológicas
Las estufas ecológicas son aparatos que emiten calor, utilizados para elevar la temperatura de
ambientes que pueden ser muy fríos ya sea por su forma o ubicación o por el clima proveniente
del exterior y para la cocción de alimentos. Existen muchas opciones con las que podemos contar a
la hora de elegir una estufa para el hogar, pero la más conveniente de todas son las estufas
ecológicas, que aunque aún no se encuentran muy instaladas en el mercado por el simple hecho
de que cuentan con una tecnología nueva, y las estufas tradicionales que cuentan con mucha vida
útil aun no han podido ser totalmente reemplazadas por este tipo de estufas que son
convenientes en todos los sentidos.
Para empezar debemos aclarar el porqué estas
estufas son denominadas ecológicas, esto se da
principalmente porque las mismas no producen
daño al ambiente con el tipo de calefacción que
otorgan, a diferencia de las estufas comunes que
son a gas y que no solamente se debe tener en
cuenta que el gasto de gas puede ser muy caro en
muchos países, sino que también puede resultar
muy peligroso si se encuentran este tipo de
estufas en ambientes mal ventilados. En cambio,
las estufas ecológicas utilizan fuentes de energía
no solamente que contribuyen al cuidado del
medio ambiente, sino que también no son dañinas de ninguna forma para quienes la utilizan.
Existe mas de un tipo de estufa ecológica, pero todas se caracterizan que usan un tipo de
combustible renovable, como la biomasa, la energía solar de concentración, uso muy eficiente de
electricidad, etc.

4. 3. Cálculo de emisiones totales anuales en tCO2-eq de la tecnología propuesta:
3.1.- Reducciones anuales en el uso del gas natural por el uso de calentador solar de agua y
estufa ecológica:
Tomando como base la siguiente gráfica, se tiene que el consumo promedio de combustible en el
hogar, en este caso el gas natural, se usa en un 65% para el calentamiento de agua (duchas), y en
un 17.2% para la cocción de alimentos. Por lo anterior, se propone el uso de calentadores solares
para reemplazar el boiler convencional que usa gas natural por energía solar, y una estufa
ecológica para reemplazar la estufa convencional que usa gas natural.
Fuente: Estimaciones del conapo con base en el inegi, Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de los Hogares 2014
y Encuesta Nacional sobre el Uso del Tiempo 2014, aie (2015), sener (2011 y 2016) y cfe (2016).
Con lo anterior, y tomando como base los porcentajes antes mencionados, se tienen los siguientes
ahorros de gas natural, y las siguientes reducciones de emisiones:
3.2.- Reducciones anuales en el uso de electricidad por el uso de sistema FV conectado a la red
eléctrica:
Dimensionamiento del SFV en base a las horas solares pico promedio:
Reducción de emisiones de electricidad por el uso del SFV:
55120 tCO2-eqTotal de reducción de emisiones de gas natural:
Reducción de tCO2-eq por el
uso de tecnologías propuestas
Duchas
Cocción
43692
11427
tCO2-eq
tCO2-eq
% de uso promedio en
el hogar
Duchas
Cocción
65%
17%
67219 tCO2-eq
Emisiones totales en la
situación actual
kWp
% de
cobertura
100%
Potencia SFV al 72%
de cobertura
3 kWp
Consumo
mensual
500 kWh 16.7
Consumo
diario
kWh
Horas
solares
5 hsp
% de
eficiencia
80%
Potencia
Sistema FV
4.17
tCO2-eqTotal de reducción de emisiones de electricidad: 19829
72% 19829
Emisiones totales en la
situación actual
% cobertura del SFV
aplicado a la reducción
Reducción de tCO2-eq por el
uso del SFV conectado a red
27540 tCO2-eq tCO2-eq

5. Diferencia entre emisiones generadas en la situación actual y la reducción total de emisiones:
Como se puede observar, la diferencia entre las emisiones totales de la situación actual, menos la
reducción de emisiones al implementar las tecnologías alternativas dan 19,811 TCO2-eq, que está
por debajo de las 25,000 tCO2-eq permitidas.
4.- Costo total de la inversión para implementar las tecnologías alternativas propuestas:
4.1.- Apoyos para la adquisición de sistemas solares en México
La adquisición de paneles solares para casas habitación tienen algunos incentivos como lo es la
Deducción al 100% del costo del sistema de acuerdo con el Artículo 34 fracción XIII de la Ley del
ISR. En este mismo contexto, el FIDE, organismo gubernamental encargado de apoya las
inversiones para el ahorro de energía, otorga apoyos económicos a para comercios e industrias
con 14 y 10% a fondo perdido.
Este tipo de tecnología es aplicable a nivel micro y no es exclusiva para mayoristas del mercado
eléctrico. Por el contrario en nuestro país existen muchos negocios especializados en la venta de
los sistemas a nivel hogar que incluso hacen los trámites y gestiones ante la CFE para seguir
conectado a la red eléctrica, Incluso un reembolso anual en caso de que la generación de
energía sea superior al consumo.
Por todas estas características: fuente inagotable, tecnología limpia de cero emisiones, equipos
y empresas ampliamente disponibles y equipos escalables, nulos costos de mantenimiento,
posibilidad de subsidio gubernamental, posibilidad de reembolso por parte de la CFE por
generación sobrante, es que hacen de esta tecnología ideal para nuestro proyecto.
Al comentar con algunos especialistas sobre el proyecto, nos indicaron que por el
volumen de equipos a instalar los rangos de precios podrían oscilar entre los 28 y 40 mil pesos
aproximadamente. Con un ahorro de entre 80 y 100 % del consumo de energía.
Por lo anterior se tomará como base $28 mil 500 pesos por equipo instalado en cada casa con
un ahorro del 90% del consumo de energía.
En el consumo de gas, el calentamiento de agua para baño, lavado de trastes y cocina se lleva
entre el 70 y 80 % del consumo de gas.
Para los calentadores de agua, hay una variación de precios de 3 mil a 6 mil pesos, dependiendo
de la cantidad de agua a almacenar. También el precio por el alto volumen puede darnos
equipos adecuados a 3 mil pesos con un ahorro del 75% del ahorro de consumo de gas. Por lo
anterior, la tabla de inversiones se ve asì:
19829
74948Total Reducciones
Reducción de emisiones por
tecnología tCO2-eq
Gas natural 67219
27540Electricidad
94759Total Emisiones
calentadores solares
estufas ecológicas
SFV conectados a red
43692
11427
Emisiones totales en la
situación actual tCO2-eq
Diferencia Emisión -
Reducción tCO2
19811
Sistema Fotovoltaico
plano, 300 litros
Consumo diario 2.52 m3
capacidad 3 kWp
Características
Costo total de la inversión
Precio Total
30,000,000$
18,000,000$
285,000,000$
333,000,000$
Precio Unitario
3,000.00$
1,800.00$
28,500.00$
Cantidad
10,000
10,000
10,000
Calentador Solar de Agua
Tecnología Alternativa
Estufa Ecológica

6. 5.- Ahorros económicos asociado al consumo de energía eléctrica y de gas natural de la
tecnología alternativa propuesta:
Como se puede ver en la tabla anterior, el resultado de implementar esta tecnología para reducir
la huella de carbono de la constructora en este proyecto, nos da un ahorro de 163 millones 941
mil pesos que representa un 78% de ahorro, con respecto a la huella de carbono original, sin que
se implementara el proyecto.
6.- Cantidad de emisiones reducidas por la tecnología alternativa propuesta en tCO2-eq:
Nos debemos de remitir a la tabla final del punto 3.2, la cual se reproduce a continuación, en
donde se ven las emisiones reducidas por la adopción de paneles solares FV, calentadores solares
y estufas ecológicas:
Como se puede observar, la diferencia entre las emisiones totales de la situación actual, menos la
reducción de emisiones al implementar las tecnologías alternativas dan 19,811 TCO2-eq, que está
por debajo de las 25,000 tCO2-eq permitidas.
7.- ingreso recibido por la venta de las emisiones reducidas
Como puede observarse en la tabla, los ingresos esperados por la venta de Emisiones
Reducidas es de $107 millones 925 mil 573 pesos.
8.- tiempo de recuperación de la inversión, mismo que debe ser menor a 2 años
m3 82% m3
kWh 72% kWh
TarifasConsumos Anuales
Ahorros anuales:Costos anuales:
32,400,000
60,000,000
3.70$
1.50$
Costos Anuales
119,880,000$
90,000,000$
Ahorros
Anuales
98,781,120$
65,160,000$
163,941,120$
Combustible
Gas Natural
Electricidad
209,880,000$
26,697,600
43,440,000
Reducción con tecnologías
limpias
19829
74948Total Reducciones
Reducción de emisiones por
tecnología tCO2-eq
Gas natural 67219
27540Electricidad
94759Total Emisiones
calentadores solares
estufas ecológicas
SFV conectados a red
43692
11427
Emisiones totales en la
situación actual tCO2-eq
Diferencia Emisión -
Reducción tCO2
19811
Precio de
emisiones
1,440$
1,440$
Ingresos anuales por
venta de emisiones
79,372,101$
28,553,472$
107,925,573$
Reducción de
emisiones de:
Emisiones reducidas:
Gas natural
Electricidad
55,120
19,829
tCO2.eq
tCO2.eq
=
Inversión en energías
alternativas
Ahorros anuales de los
consumos de Gas y
Electricidad
Periodo simple de
recuperación de la
inversión 2.0
Años
Monto de la
Inversión
Ahorros en
energéticos
333,000,000$
163,941,120$
Periodo de retorno de la
inversión