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CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS
DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Doctorado Transdisciplinario en Desarrollo Científico y Tecnológico
para la Sociedad
PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN
Presenta:
Angel Raúl Arenas Aquino
Codirectores:
Dra. Mina Kleiche-Dray
Institut de Recherche pour le Développement - Université Descartes Paris V - INED, & IFRIS,
París.
Dr. Yasuhiro Matsumoto Kuwahara
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica del Estado Sólido, CINVESTAV Zacatenco.
Asesores:
Dr. Rafael Baquero Parra
Departamento de Física, CINVESTAV Zacatenco.
Dra. Claudia González Brambila
Departamento Académico de Administración, ITAM.
Dra. Georgina Isunza Vizuet
Coordinación de la Maestría en Economía y Gestión Municipal, Centro de Investigaciones
Económicas, Administrativas y Sociales, IPN.
Dr. Arturo Morales Acevedo
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica del Estado Sólido, CINVESTAV Zacatenco.
Distrito Federal, México.
2
CONTENIDO
LISTA DE IMÁGENES ........................................................................................................................................... 3
LISTA DE TABLAS ................................................................................................................................................. 3
FÓRMULAS Y UNIDADES DE MEDIDA ......................................................................................................... 3
LISTA DE SIGLAS Y ABREVIATURAS .............................................................................................................. 3
TÍTULO PROPUESTO ........................................................................................................................................... 6
1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................. 6
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................................................................... 7
2.1 ANTECEDENTES ........................................................................................................................................ 7
2.2 ENUNCIADO DEL PROBLEMA ............................................................................................................ 11
2.3 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ..................................................................................................... 16
3. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................................................. 16
3.1 ESTADO DEL ARTE .................................................................................................................................. 22
4. HIPÓTESIS ........................................................................................................................................................ 25
5. OBJETIVOS ....................................................................................................................................................... 25
5.1 OBJETIVO GENERAL............................................................................................................................... 25
5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................................................................... 25
6. METODOLOGÍA.............................................................................................................................................. 26
6.1 ALCANCES ................................................................................................................................................. 29
7. CRONOGRAMA .............................................................................................................................................. 30
7.1 REVISTAS PROPUESTAS PARA PUBLICACIÓN DE ARTÍCULO ................................................. 30
8. REFERENCIAS .................................................................................................................................................. 31
9. BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA .......................................................................................................................... 36
3
LISTA DE IMÁGENES
Imagen 1 Matriz de acciones de mitigación en el mediano plazo, 2020-2050 (ENCC, 2013)
.................................................................................................................................................................................. 11
Imagen 2 Atlas de potencial solar en México (IIE, 2010) .................................................................... 17
Imagen 3 ZMVM, Grado de marginación urbana por AGEB (CONAPO, 2010) .......................... 19
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Metas de globales del Proyecto hasta 2004 (FIRCO, 2004) ................................................. 7
Tabla 2 Emisiones equivalentes de GEI por sector ZMVM en 2010 (SEDEMA, 2012) .............. 12
Tabla 3 Emisiones del sector habitacional por entidad federativa en 2010 (SEDEMA, 2012)
.................................................................................................................................................................................. 12
Tabla 4 Indicadores del índice de marginación urbana por AGEB (CONAPO, 2010) ............... 20
Tabla 5 Factores y método para determinar viabilidad e impactos de transición energética
.................................................................................................................................................................................. 28
FÓRMULAS Y UNIDADES DE MEDIDA
CO2 Bióxido de Carbono
CH4 Metano
N2O Óxido Nitroso
MW Megawatt
MWh Megawatt por hora
Km/l Kilometro por litro
USD Dólar estadounidense
tCO2e Toneladas de Bióxido de Carbono equivalente
PJ Petajoules (1015 Joules)
kWh/m2-día Kilowatt-hora/metro cuadrado por día
LISTA DE SIGLAS Y ABREVIATURAS
AGEB: Áreas Geoestadísticas Básicas
AMPER: Asociación Mexicana de Proveedores de Energías Renovables
4
ANES: Asociación Nacional de Energía Solar
ASA: Agenda de Sustentabilidad Ambiental
BIPV: Building Integrated Solar Photovoltaic Technology (Tecnología Solar Fotovoltaica
Integrada a Edificios)
CAM: Comisión Ambiental Metropolitana
CFE: Comisión Federal de Electricidad
CINVESTAV: Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico
Nacional
CONAPO: Consejo Nacional de Población
CONAVI: Comisión Nacional de Vivienda
CRE: Comisión Reguladora de Energía
DF: Distrito Federal
EDOMEX: Estado de México
EEC: Edificio Energía Neta Cero o Edificio Energía Cero
ENCC: Estrategia Nacional de Cambio Climático
ENE: Estrategia Nacional de Energía
ENGOV: Environmental Governance
ER: Energía renovable
FIDE: Fideicomiso para el ahorro de Energía Eléctrica
FIRCO: Fideicomiso de Riesgo Compartido
FV: Fotovoltaico
Gas LP: Gas licuado de petróleo
GDF: Gobierno del Distrito Federal
GEF: Fondo Global del Medio Ambiente
GEI: Gases Efecto Invernadero
GIZ: Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (Sociedad Alemana para
la Cooperación Internacional)
ICC: Iniciativa Ante el Cambio Climático
5
IIE: Instituto de Investigaciones Eléctricas
INE: Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (también INECC)
INEGI: Instituto Nacional de Estadística y Geografía
INFONAVIT: Instituto del Fondo Nacional de la Vivienda para los Trabajadores
LCC: Ley de Cambio Climático
NAFIN: Nacional Financiera
PACCM: Programa de Acción Climática de la Ciudad de México
PERA: Proyecto de Energía Renovable para la Agricultura
PND: Plan Nacional de Desarrollo
PNUD: Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo
PROSOLAR: Programa de Fomento de Sistemas Fotovoltaicos en México
REDD: Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation (Reducción de las
emisiones derivadas de la deforestación y la degradación forestal-Programa de las
Naciones Unidas)
SAGARPA: Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación
SEDEMA: Secretaria de Medio Ambiente del Distrito Federal
SEGOB: Secretaría de Gobernación
SEMARNAT: Secretaria de Medioambiente y Recursos Naturales
SENER: Secretaria de Energía
SHF: Sociedad Hipotecaria Federal
TSFV: tecnología solar fotovoltaica
UNAM: Universidad Nacional Autónoma de México
ZMVM: Zona Metropolitana del Valle de México
6
TÍTULO PROPUESTO
VIABILIDAD DE LA TRANSICIÓN ENERGÉTICA APOYADA EN LA TECNOLOGÍA SOLAR
FOTOVOLTAICA Y SU IMPACTO SOCIOAMBIENTAL EN LA POBLACIÓN MARGINADA
DEL VALLE DE MÉXICO.
1. INTRODUCCIÓN
Este trabajo plantea un estudio para comprobar la viabilidad de una transición
energética urbana basada en tecnología solar fotovoltaica como marco inicial pero
no como ámbito único. El caso de estudio son las poblaciones marginadas de la Zona
Metropolitana del Valle de México.
Existen diversas políticas gubernamentales centradas en la problemática
energética y las relacionadas con la marginación de la Zona Metropolitana del Valle
de México. Sin embargo las estrategias principales, tanto locales como federales, no
están interrelacionadas y no dan suficiente cobertura a la preocupación de la
transición energética.
Hay que señalar que resultaría infructuoso proponer la instalación de
dispositivos fotovoltaicos a los habitantes que no tengan acceso a la red eléctrica ya
que, a pesar de su condición, casi la totalidad de las familias marginadas (y no
marginadas) del Valle de México cuentan con el servicio. No obstante, la gran
mayoría de la energía eléctrica consumida en la metrópoli depende de fuentes no
renovables contaminantes, por lo que la autogeneración representa un cambio de
paradigma.
Así, la transición energética a través de la autogeneración guarda efectos en
múltiples dimensiones. Esto significa que aunque existan ventajas de la
incorporación de la tecnología fotovoltaica, igualmente existen impactos negativos.
Por ello, este trabajo también examinará dichos efectos en el sector social, ambiental,
y económico.
7
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1 ANTECEDENTES
En 1981 se creó el Fideicomiso de Riesgo Compartido (FIRCO)1, una entidad
paraestatal sectorizada en la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural,
Pesca y Alimentación (SAGARPA), que en uno de sus ejes busca impulsar la adopción
de sistemas de energía renovable (ER) en México mediante la implementación de
programas que tienen como objetivo la disminución de las barreras que impiden el
uso de estas tecnologías. El alcance estimado menciona la energía solar pero no
prioriza la tecnología solar fotovoltaica (TSFV) como actor de la transición energética
y sólo cubre el sector agropecuario dentro de la República Mexicana, dejando fuera
la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM), que es el estudio de caso que
atañe a este trabajo.
En marzo del 2000 el Banco Mundial, a través del Fondo Global del Medio
Ambiente (GEF por sus siglas en inglés), autorizó la donación por un monto de 8.9
millones de dólares al gobierno mexicano para financiar parcialmente el Proyecto de
Energía Renovable para la Agricultura (PERA) finalizado en 2004 (FIRCO, 2004).
La Tabla 1 ilustra como las metas tienen una perspectiva blanda en referencia a las
tecnologías solares fotovoltaicas y es por eso que la evaluación del proyecto es
relativamente buena.
Tabla 1 Metas de globales del Proyecto hasta 2004 (FIRCO, 2004)
Metas globales del proyecto Indicadores
Incremento en la atención e importancia de los
Sistemas de Energía Renovable entre los
600,000 productores no electrificados
Cambio en los niveles de atención.
Publicaciones, mensajes de radio y videos.
Talleres y Días de Demostración.
Ferias y Exposiciones.
1 Fideicomiso de Riesgo Compartido. Consulta en Enero de 2014, en: www.firco.gob.mx
8
Hasta 1,230 Sistemas de Energía Renovable
Demostrativos instalados y operados
correctamente
Hasta 1,050 Sistemas Fotovoltaicos de bombeo
de agua instalados.
Hasta 55 Sistemas Eólicos de bombeo de agua
instalados.
Hasta 24 Sistemas Fotovoltaicos de
enfriamiento de leche.
Los productores beneficiarios de un Sistema de
ER deberán contar con asistencia técnica.
Número de beneficiarios que han recibido
asistencia técnica.
2,500 técnicos, vendedores y extensionistas
capacitados en sistemas de Energía Renovable.
2,500 técnicos, vendedores y extensionistas
capacitados.
Reducción de la incertidumbre acerca del
mercado de Sistemas de Energía Renovable y
sus aplicaciones en el sector agrícola.
Diseminación de los resultados de los Estudios
de Mercado y Tecnológicos
Mejora en el entendimiento de los procesos de
financiamiento a proveedores de Sistemas de
ER.
Diseminación de las lecciones del programa
piloto de financiamiento, especificaciones y
certificación.
En la fase del FIRCO 2006-2012, se estimó que con el funcionamiento de los
equipos apoyados se obtendrá una reducción de emisiones de 27.1 miles de
toneladas anuales de CO2 a la atmósfera, generación de 333.0 MWh anuales de
energía eléctrica y desplazamiento del uso de 3.64 millones de litros de combustible
(equivalente diésel) por año de operación. Sin embargo, no se ha dado seguimiento
a los resultados y tampoco se espera más financiamiento de organismos
internacionales que puedan superar esas cifras. De hecho, el gobierno al administrar
y engrosar el presupuesto destinado para llevar a cabo tales planes no debe
depender de esas donaciones.
Después del FIRCO, la segunda estrategia que pretende articular las
preocupaciones políticas y el sector económico y socioambiental de la TSFV en
México es el Programa de Fomento de Sistemas Fotovoltaicos en México
(PROSOLAR). La Secretaria de Energía (SENER) diseñó el PROSOLAR con el apoyo
técnico de la Sociedad Alemana para la Cooperación Internacional o Deutsche
Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) para identificar nichos
económicos significativos para el uso de sistemas fotovoltaicos (FV), principalmente
en el sector residencial (ANES, 2009). Una actividad clave realizada para el arranque,
la implementación y el funcionamiento del programa fue la creación de un Grupo de
9
Trabajo de Coordinación (GTCo) el cual está constituido por actores clave de los
sectores público y privado: SENER, Comisión Reguladora de Energía (CRE), Comisión
Federal de Electricidad (CFE), Fideicomiso para el ahorro de Energía Eléctrica (FIDE),
ProMéxico, Comisión Nacional de Vivienda (CONAVI), Instituto del Fondo Nacional
de la Vivienda para los Trabajadores (INFONAVIT), Nacional Financiera (NAFIN),
Sociedad Hipotecaria Federal (SHF), Programa de las Naciones Unidas para el
Desarrollo (PNUD), Asociación Nacional de Energía Solar (ANES), Asociación
Mexicana de Proveedores de Energías Renovables (AMPER) y GIZ.
Según los datos mostrados por PROSOLAR, en 2012 existía un potencial de
por lo menos 700 MW económicamente factibles para su explotación
(corresponderían a un potencial de ventas de alrededor de 5,200 millones de dólares
para la industria solar) frente a una capacidad instalada de 29 MW. No obstante,
estos resultados dependen en gran medida del momento en que los costos de los
sistemas FV en México hayan alcanzado el nivel que los haga competitivos
considerando las tarifas eléctricas y su estructura, así como de la existencia de
mecanismos adecuados con condiciones financieras que se acoplen a la tecnología
en materia.
Hoy, tanto el FIRCO como el PROSOLAR están englobados dentro de la
agenda política mexicana en dos aristas primarias: en el Plan Nacional de Desarrollo
(PND) y en la Estrategia Nacional de Cambio Climático (ENCC).
En el Plan Nacional de Desarrollo del presente gobierno federal, un principio
rector es la política de sustentabilidad energética que México ha adoptado a través
de incrementar la eficiencia energética y aprovechar las ER con una visión de largo
plazo (Presidencia de México, 2013). El PND incluye por primera vez a las ER en la
política mexicana siendo explícitamente incorporadas en seis de sus estrategias
correspondientes. Pero el Plan sólo alude a las ER como la promoción de prácticas
de uso eficiente de la energía y no explica cómo propone aprovecharlas. También
sugiere una línea de acción para dotar con servicios básicos, calidad en la vivienda e
infraestructura social comunitaria a las localidades ubicadas en las Zonas de Atención
Prioritaria con alta y muy alta marginación, para reducir el rezago de vivienda a través
10
del mejoramiento y ampliación; esta estrategia, empero, debería considerar la
transferencia hacia la TSFV, algo muy sustancial que no es estimado.
PROSOLAR indica que actualmente la Ley para el Aprovechamiento de las
Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética constituye el
marco legal específico. A diferencia del PND, en ella se reconoce el enorme potencial
de la energía solar (ES) en México, además de que establece una serie de estrategias,
líneas de acción generales y actividades específicas para el aprovechamiento de ésta
y otras fuentes de energía renovable.
Por otra parte, la Estrategia Nacional de Cambio Climático (SEMARNAT, 2013)
basada en la Estrategia Nacional de Energía (ENE) (SENER, 2013), plantea enfrentar
los efectos del cambio climático y transitar hacia una economía competitiva,
sustentable y de bajas emisiones de carbono. Ésta describe los ejes estratégicos y
líneas de acción a seguir con base en la información disponible del entorno presente
y futuro, para así orientar las políticas de los tres órdenes de gobierno, al mismo
tiempo que fomentar la corresponsabilidad con los diversos sectores de la sociedad.
Esto con el objetivo de atender las prioridades nacionales y alcanzar el horizonte
deseable para el país en el largo plazo.
Hay que resaltar que la Estrategia Nacional de Cambio Climático no da
prioridad a las tecnologías fotovoltaicas (Imagen 1) en el entorno federal ni en el de
la Zona Metropolitana del Valle de México cómo respuesta real de mitigación con
mayor beneficio económico y socioambiental, aunque si hace mención de los
posibles beneficios en la calidad de vida de la población marginada. Estas
tecnologías deberían ser el argumento más viable para promover la transición
energética y mitigar los problemas socioambientales en las diversas áreas
vulnerables del Valle de México.
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Imagen 1 Matriz de acciones de mitigación en el mediano plazo, 2020-2050 (ENCC, 2013)
2.2 ENUNCIADO DEL PROBLEMA
Es evidente entonces que el sistema del gobierno federal para tratar la
Tecnología Solar Fotovoltaica resulta insuficiente para la ZMVM. Al contrario del PND
y la ENCC, el Gobierno del Distrito Federal (GDF) cuenta con un programa muy
específico que reúne características mejor encauzadas para la problemática de la
metrópoli analizada en este trabajo.
La Zona Metropolitana del Valle de México está delimitada por 16
delegaciones del Distrito Federal con 8 851 080 habitantes, 59 municipios del Estado
de México con 11 168 301 habitantes y 1 municipio del Estado de Hidalgo (Tizayuca)
con 97 461 habitantes (INEGI, 2012).
12
Según estimaciones de la Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales
(SEMARNAT), en 2010 México emitió 750 millones de toneladas de CO2 equivalente2
(SEMARNAT-INE, 2012). Las fuentes ubicadas dentro de la ZMVM generaron 54.7
millones de toneladas de CO2 equivalente (Tabla 2) y representan el 7.7% de las
emisiones nacionales de Gases Efecto Invernadero (GEI). En ese mismo año el sector
habitacional de la ZMVM demandó 71 petajoules de energía (SEDEMA, 2012). Se
manejan las cifras de 2010 pues son los números más recientes del Inventario de
Emisiones de la ZMVM.
Tabla 2 Emisiones equivalentes de GEI por sector ZMVM en 2010 (SEDEMA, 2012)
En 2010 el sector habitacional, que es el que concierne a este trabajo, emitió
4 557 141 toneladas de CO2 equivalente. En la Tabla 3 se aprecia que el Estado de
México (EDOMEX) emitió una cantidad ligeramente mayor en comparación con el
Distrito Federal.
Tabla 3 Emisiones del sector habitacional por entidad federativa en 2010 (SEDEMA,
2012)
2 Se utilizaron los respectivos potenciales de calentamiento global: CO2=1, CH4=25 y N2O=298
13
Las cifras de las emisiones de GEI se relacionan con la transición energética
apoyada por la TSFV pues se requiere conocer el potencial de mitigación que tiene
la energía solar como solución ambiental.
Ante la mayor demanda energética y las emisiones de GEI de la ZMVM, es
urgente la necesidad de enfrentar la previsible convulsión urbana y avanzar en la
realización de propuestas que se traduzcan en acciones que posibiliten la transición
hacia la TSFV, impedir que la economía y la sociedad rebasen la capacidad de carga
del sistema y de que sea posible un espacio ecológico equitativo para sus habitantes.
De otra manera, se le estaría dando continuidad al modelo urbano depredador
(Hayward, 2005).
El Programa de Acción Climática de la Ciudad de México (PACCM) es un
conjunto articulado de políticas públicas que definen las acciones del Gobierno del
Distrito Federal y orientan la participación de la sociedad y las empresas; constituye
también un instrumento de planeación en el cual se integran las acciones
relacionadas con el cambio climático en la Ciudad de México (SEDEMA, 2008).
La conformación del PACCM tiene como punto de partida las políticas y
acciones planteadas en el Programa General de Desarrollo del Distrito Federal, en la
Agenda Ambiental de la Ciudad de México, en el Programa de Medio Ambiente y
representa uno de los compromisos establecidos en Plan Verde de la Ciudad de
México (instrumento de largo alcance presentado en 2007), en el que se definen las
estrategias y las acciones para encaminar a la Ciudad de México hacia la
sustentabilidad, a través de la colaboración multisectorial.
En la formulación del PACCM se integran acciones de diversas dependencias
del GDF y las opiniones de expertos de instituciones públicas y privadas, de
organizaciones no gubernamentales y, en general de la población, obtenidas a través
de las consultas organizadas ex profeso. Para el PACCM del periodo 2014-2020, la
Secretaria de Medio Ambiente del Distrito Federal (SEDEMA) realizó a finales de 2013
una consulta pública de las metas y acciones que se proponen para elaborar el
programa cumpliendo con lo que se indica en el Reglamento de la Ley de Mitigación
y Adaptación al Cambio Climático y Desarrollo Sustentable para el Distrito Federal
14
(aún no hay fecha de emisión de resultados). Debe destacarse que este programa
abarca toda la ZMVM a pesar de ser una iniciativa del GDF y en su desarrollo no
contó con la colaboración del gobierno del EDOMEX.
Por su parte, la fracción del gobierno del Estado de México cuenta con dos
ejes rectores en las políticas energéticas: La Iniciativa Ante el Cambio Climático (ICC-
EDOMEX) y la Ley de Cambio Climático (LCC-EDOMEX). La primera enumera acciones
de diferente índole para solucionar los problemas energéticos del estado, pero al
igual que las propuestas federales, no menciona la forma en que operarán y tampoco
considera a la energía solar como tecnología indispensable. La segunda se puede
resumir en su décimo artículo, fracción primera: "Realizar (…) estudios y proyectos
de investigación científica o tecnológica con instituciones académicas, de
investigación, públicas o privadas, nacionales o extranjeras en materia de cambio
climático, eficiencia energética y energías renovables" (Gobierno EDOMEX, 2013);
como en el primer caso, esto refleja un tratamiento bastante general concerniente
a la TSFV y las poblaciones marginadas de esta entidad.
Por último, existe un sistema coordinado en la ZMVM en el cual se
involucraron tanto el GDF como el Gobierno del EDOMEX: La Agenda de
Sustentabilidad Ambiental para la Zona Metropolitana del Valle de México (ASA-
ZMVM), en 2010. Esta surge como resultado de la de creación de la Comisión
Ambiental Metropolitana (CAM) como instrumento de planeación en los cuales se
establezcan las políticas de coordinación metropolitana enfocadas a la
sustentabilidad de la ZMVM. Resalta que la CAM incluye 29 municipios del estado
de Hidalgo, pero para fines de este trabajo se considerará la delimitación del Instituto
Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) anteriormente descrita.
Si bien la perspectiva de la TSFV en la ASA-ZMVM sigue siendo bastante
general en comparación con el PACCM (que hasta ahora es el programa mejor
formulado), contempla una evaluación a fondo que no aparece previamente en las
demás estrategias: realiza una comparación de políticas por plan o programa de
desarrollo de las entidades federativas que constituyen la ZMVM así como la
documentación de experiencias en grandes ciudades del mundo que pudieran servir
15
de base para desarrollar políticas y programas de sustentabilidad ambiental (Bogotá,
Tokio, Ámsterdam, Nueva York, Madrid, Sao Paulo y Londres).
Con esfuerzos ecosociales coordinados por parte de los gobiernos a favor de
la transición a las TSFV es posible la sustentabilidad urbana; esto significaría
revolución energética y nuevas tecnologías, todo ello en el proceso de construcción
y reconstrucción de las nuevas ciudades. Por eso, las transformaciones estructurales
que requiere la ZMVM se deben basar en un enfoque energético que no ignore otros
y que suponga el empoderamiento social en que se habilite a la gente para participar
activa y coordinadamente (Graizbord, 1999) en el marco comunitario local.
Un punto de convergencia de las políticas mencionadas para la ZMVM es que
no promueven un sistema estricto de control de calidad para la TSFV, tanto para su
adquisición dentro y fuera del país, como para su manufactura; siendo que existen
las herramientas para realizar esa tarea (Cortez et al., 2010). Además no se evalúan
los impactos medioambientales de los sistemas fotovoltaicos (Beloin-Saint-Pierre et
al, 2009), (Fthenakis et al., 2005), ni la huella de carbono (Reich et al., 2007); incluso
la ANES realiza el "Inventario de colectores solares térmicos y sistemas fotovoltaicos
instalados en México de 2011-2013 y su prospectiva a cinco años" que consiste en
un censo en los 32 estados del país a las empresas del sector solar a nivel nacional y
los primeros resultados se darán a conocer en el primer trimestre de 2014.
Entender las principales estrategias gubernamentales centradas en la
problemática energética y la vulnerabilidad de la ZMVM permite entonces delimitar
el problema al que se dedicará este trabajo: discernir si es viable una transición
energética dirigida previamente por las TSFV en esta metrópoli, considerando
multidimensionalmente los efectos sociales, ambientales y económicos en las
poblaciones marginadas. Estos efectos a su vez pueden causar alteraciones culturales
en los usos y costumbres.
16
2.3 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN
¿Tienen las políticas mexicanas una preocupación real por fomentar la
transición energética en la Zona Metropolitana del Valle de México?
¿Es la tecnología solar fotovoltaica uno de los soportes viables en la transición
energética?
¿La población urbana en condiciones de marginación percibirá beneficios de
la transición energética a través de TSFV?
¿La tecnología fotovoltaica favorece la mitigación de los impactos
socioambientales?
3. JUSTIFICACIÓN
México se encuentra en su totalidad territorial dentro del llamado "cinturón
solar" (Imagen 2) que es una de las zonas con mayor incidencia solar en el planeta,
con radiación superior a 5 kWh por metro cuadrado por día (Alemán-Nava et al.,
2014). Lamentablemente este potencial energético aún no se aprovecha, como ya se
mencionó en el enunciado del problema, dadas las actuales condiciones ambientales
y la crisis social latente es necesario que se recurra a fuentes alternas de energía y se
fomenten políticas que permitan su uso masivo. Dado que la ZMVM está
experimentando los efectos del calentamiento global que se superponen a los
efectos y procesos del deterioro ambiental asociados al crecimiento urbano y al
metabolismo negativo de la propia ciudad (Lazcano-Martínez, 2009), la urbe podría
reducir su huella e impacto ambiental al explotar esta ventaja natural.
17
Imagen 2 Atlas de potencial solar en México (IIE, 2010)
La tecnología fotovoltaica es competitiva económicamente para electrificar
zonas vulnerables (Cassedy, 2000). Dichas poblaciones generalmente no demandan
tanta potencia. Esta característica hace que la mayoría de las veces sea menos
costoso instalar dispositivos fotovoltaicos que extender los tendidos tradicionales de
la red eléctrica. Además crece la importancia económica de los sistemas fotovoltaicos
gracias a la constante disminución de sus precios3.
El uso de energía solar fotovoltaica reporta una serie de ventajas desde el
punto de vista energético y económico, por ejemplo: Los paneles FV se pueden
montar en los techos de las viviendas (si no los tiene los paneles pueden fungir como
uno) o en sus patios (si los tiene) y son capaces de generar toda la electricidad en
una vivienda, tiene una elevada calidad energética, es inagotable a escala humana,
no requieren sofisticar las medidas de seguridad, su balance energético es positivo
generalmente a partir del 3º al 5º año y aumenta el valor de la propiedad. Asimismo,
existen inconvenientes: para aumentar la capacidad se requieren mayores espacios
y es más costoso al necesitarse más módulos y no se puede almacenar de forma
3 PVinsights. Consulta en Noviembre de 2013, en: http://pvinsights.com
18
directa, siendo necesario realizar una transformación energética (Sánchez-Pacheco,
2009).
Considerando los escenarios energéticos y las tendencias locales, contar con
información de la marginación poblacional se vuelve indispensable para estimar
impactos sociales y ambientales.
La marginación es entendida como el conjunto de problemas y/o desventajas
sociales de una comunidad o localidad y hace referencia a grupos de personas y
familias; las desventajas ocasionadas por la marginación son acumulables,
configurando escenarios cada vez más desfavorables. Se concibe como un problema
estructural de la sociedad, en donde no están presentes ciertas oportunidades para
el desarrollo, ni las capacidades para adquirirlas y existen privaciones e
inaccesibilidad a bienes y servicios fundamentales para el bienestar. Si tales
oportunidades no se manifiestan directamente, las familias y comunidades que viven
en esta situación se encuentran expuestas a ciertos riesgos y vulnerabilidades que
les impiden alcanzar determinadas condiciones de vida. (CONAPO, 2012)
¿Qué tanta población del Valle de México se ve afectada? Las estimaciones
del Consejo Nacional de Población (CONAPO), en base al censo del 2010 del INEGI,
establecen que alrededor del 63% de las Áreas Geoestadísticas Básicas (AGEB) de la
ZMVM se encuentran en un grado de marginación de medio a muy alto (Imagen 1).
19
Imagen 3 ZMVM, Grado de marginación urbana por AGEB (CONAPO, 2010)
Una AGEB urbana es un conjunto de manzanas perfectamente delimitadas por
calles, avenidas o andadores, y el uso del suelo es habitacional, industrial, de servicios
o comercial. Las AGEB urbanas se encuentran en localidades de 2 500 habitantes o
más, o en una cabecera municipal, aun cuando no cuente con esta población;
agrupan de 25 a 50 manzanas. En las AGEB es posible relacionar la información
estadística con el espacio geográfico, y gracias a ellas se facilitan las actividades de
captación de información (INEGI, 2013).
Por la especificidad espacial de la AGEB urbana, el índice de marginación a
este nivel es una muestra de lo factible que es este estudio sobre los impactos
socioambientales de la TSFV basado en indicadores para el estudio de los procesos
económicos, sociales, culturales y geográficos, lo que coadyuva a aportar elementos
para el estudio del desarrollo ambiental, social, económico y político de lo local. El
índice de marginación está concebido con el interés particular de ser una medida
que dé cuenta de las carencias que padece la población (Tabla 4). Se construyen
20
indicadores de déficit capaces de describir la situación en que se encuentran las
personas que residen en las entidades y municipios que componen el territorio
nacional. A través de dichos indicadores se contribuye a una reflexión tópica sobre
las deficiencias que reflejan cada uno de éstos.
Tabla 4 Indicadores del índice de marginación urbana por AGEB (CONAPO, 2010)
Aunque las repercusiones tecnoambientales afectan a todos los sectores
socioeconómicos, los más afectados son y serán las poblaciones marginadas debido
a su alta dependencia de los recursos que los rodean y su limitada posibilidad de
adaptación tanto a las condiciones energéticas actuales como a las futuras, además
el costo es muy alto y presenta un problema económico grave para este grupo
poblacional (Juárez-Neri, 2003), por lo que requieren de ayuda externa y es un
motivo primordial para el desarrollo de este trabajo.
La intervención del Estado para combatir esta problemática es indispensable,
ya que es la instancia que debe regular el modo de producción, fomentar las
actividades económicas, procurar el bienestar de la población y de las localidades,
así como incorporar al desarrollo a los sectores de población o regiones que por sus
condiciones y carencias no participan de los beneficios de la dinámica económica ni
de su bienestar. "La sustentabilidad urbana sólo es posible mediante políticas
ambientales, esfuerzos coordinados de organizaciones no gubernamentales,
21
tecnologías innovadoras y una ciudadanía con una aguda capacidad de
recuperación…" (Ezcurra et al., 2006).
El desarrollo urbano y la transición energética basada en TSFV surgen así
como una posible alternativa de solución a la degradación socioambiental de las
ciudades. Se funda en la necesidad de mantener la continuidad en los flujos de
energía y de materiales, lo que contribuye a renovar los ciclos de la naturaleza, ahora
mediante las actividades económicas y sociales urbanas y rurales favorables a ello.
En dado caso de pronosticar un deterioro socioambiental, se deben señalar
cuáles serían las características de un modelo alternativo (que no puede limitarse a
la descentralización y racionalización de subsidios), con el cual se articularían las
políticas ambientales. En este sentido, se manifiesta que la gran ciudad está partida
en segmentos que se yuxtaponen y está intercalada por dinámicas opuestas, por
ejemplo, existen zonas de muy alto poder adquisitivo que en ocasiones se separan,
pero más bien acompañan a los multitudinarios sectores populares (Torres-Carral,
2011).
Es fundamental contar con la dirección adecuada para que este trabajo pueda
arrojar los resultados esperados:
Con el apoyo de la Dra. Mina Kleiche-Dray será posible analizar, estudiar e
identificar los grupos vulnerables y los actores de los distintos sectores. Así mismo,
se trabajará en los problemas sociales existentes para formular soluciones
adecuadas relacionadas con el uso de energía solar y su impacto. Gracias a su
experiencia en proyectos tales como Environmental Governance (ENGOV)4
Gobernanza ambiental en América Latina y el Caribe será posible aprender
metodologías de la construcción del saber político, social, cultural y ambiental.
El soporte del Dr. Yasuhiro Matsumoto Kuwahara ayudará a integrar las
tecnologías solares y a entender los sistemas más viables para esta propuesta. Sus
conocimientos y experiencia permitirán tener claridad en las metas establecidas
4 ENGOV. Consulta en Noviembre de 2013, en: www.engov.eu
22
para comprender el potencial solar y las diferentes vertientes que implica el uso
de estos dispositivos. Las Reuniones sobre energías renovables UNAM-
CINVESTAV5, coordinadas por el Dr. Matsumoto, reflejaron su trabajo para la
consolidación de grupos de investigación de energías renovables y los esfuerzos
para el desarrollo del sector de ER; esta clase de saberes reforzarán la estructura
de la técnica solar de esta propuesta de tesis.
3.1 ESTADO DEL ARTE
Al realizar un rastreo en las bases de datos de revistas indexadas -
principalmente: ACM, ACSESS, CLACSO, ELSEVIER, IEEE XPLORE, LATINDEX, MDPI,
REDALYC, SCIELO, SCIENCE DIRECT, SCOPUS, SPRINGER y WEB OF SCIENCE6-, se
encuentra que existen preocupaciones con el fin de mostrar la importancia de la
cuestión de la transición energética y el análisis de la opinión pública en los estudios
de conflictos ambientales y de las propias ciencias sociales. Aluden a la aceptación
de las tecnologías para la producción de energía a partir de distintas fuentes,
especialmente las alternativas a los fósiles, y cómo esto afecta el desarrollo de nuevas
tecnologías y escenarios de futuro en lo que se refiere a la energía y el medio
ambiente (Agustoni y Maretti, 2012).
Asimismo, se explora cómo lo social y lo tecnológico se entrelaza en los
esfuerzos contemporáneos para la transición energética; los sistemas de energía no
involucran sólo las máquinas y dispositivos, sino también a los seres humanos que
diseñan, hacen, desarrollan y gestionar las tecnologías, y a su vez, los sistemas de
energía incluyen redes financieras, fuerza de trabajo, instituciones para el comercio
de la energía, las carreteras, las comisiones de regulación, las normas de uso del
suelo, los barrios de la ciudad, y las empresas, así como normas y valores sociales
que aseguren su adecuado funcionamiento (Miller et al, 2013).
5 Relatoría de la Reunión UNAM-CINVESTAV 2010. Consulta en Noviembre de 2013, en:
http://xml.cie.unam.mx/xml/sgtv/AFM/Relatoria-cuarta-reunion-UNAM-CINVESTAV-CeldasSolares.pdF 6 Pueden revisarse la mayoría de las bases de datos en la BIBLIOTECA DIGITAL DEL CINVESTAV:
http://biblioteca.cinvestav.mx
23
La economía de México se basa en la producción de energía a partir de
combustibles fósiles y la transición hacia formas sostenibles de vida es aún incierto.
Se vuelve esencial voltear a los países desarrollados donde la transición hacia la
sostenibilidad se ha incrementado rápidamente. Mundo-Hernández et al, (2014)
ofrecen una visión general de las políticas de energía y el potencial de la energía
solar fotovoltaica en dos países: Alemania, líder mundial en la generación y
desarrollo de la tecnología fotovoltaica, y México, un país con gran potencial solar
fotovoltaico. Incluso describen las características, ventajas y desventajas de la
tecnología fotovoltaica, incluyendo los sistemas de Tecnología Solar Fotovoltaica
Integrada a Edificios (BIPV por sus siglas en inglés).
Se contribuye a la reflexión sobre los desafíos que enfrentan los programas
de vivienda en México en su afán de promover la sustentabilidad en tres
dimensiones: la fragilidad social y financiera de las familias para asimilar el uso de
ecotecnologías en sus viviendas e impulsar prácticas más sustentables en el proceso
de habitar; el rezago habitacional y las características del entorno urbano; así como
el incipiente esfuerzo de ecoinnovación para promover un sistema de normas e
incentivos orientados a los distintos actores que confluyen en la construcción de la
ciudad, bajo la perspectiva de modificar el diseño de la vivienda y las prácticas de
consumo de las familias (Isunza y Dávila, 2011).
Con el acelerado crecimiento de la ZMVM, se han planteado enormes retos
que en el presente se revelan como grandes desafíos metropolitanos que exigen
decisiones con un alto costo social y económico. Las ciudades especificadas como
ecosistemas urbanos están condicionadas a la interacción con el exterior, ya que
demandan insumos y generan desechos (Urias-Romero, 2012), por lo tanto,
reflexionar sobre el estudio del ambiente, de los conceptos teórico-metodológicos
en torno a las diversas características de una región, permite conocer su condición
sociourbana, sus recursos naturales, el tipo de desarrollo de una localidad y de una
zona urbana; el posible impacto ambiental en el bienestar social también así como
la participación de diversos actores en los temas ambientales (Moreno-Sánchez,
2005).
24
Se ha analizado el potencial de la energía solar anual en conjuntos de
edificaciones por cuadras con el fin de elaborar directrices para los planificadores
urbanos y arquitectos. Los resultados muestran que el diseño de los bloques de la
ciudad tiene un efecto significativo (hasta un 50%) en la producción de energía solar
total anual (Kanters et al., 2013); y se da a conocer un marco sostenible para el
intercambio de conocimientos sobre metodología desde el diseño solar hasta
Edificios Energía Neta Cero (EEC) (Aelenei y Gonçalves, 2013).
Resultados de análisis estadísticos, en relación con hogares que instalan
sistemas fotovoltaicos, sugieren que la instalación de TSFV residencial influye en el
comportamiento y preocupación medioambiental de las personas que la usan,
promoviendo el interés sobre normas relacionadas con el ahorro y uso eficiente de
energía (Hondo y Baba, 2010).
En el caso internacional de países en vías de desarrollo, China está pasando
desde principios de los años noventa por lo que puede calificarse como una
transición energética. Palazuelos y García (2008) identifican que la influencia
determinante sobre esos cambios energéticos está siendo ejercida por tres rasgos
de la actual fase de desarrollo: i) el fuerte crecimiento y la transformación de la
especialización industrial, ii) el impulso de los transportes y iii) las nuevas pautas
sociales derivadas del proceso de urbanización y de los hábitos de consumo. Si estos
factores propulsores de la transición energética persistieran en el tiempo, cabría
esperar la continuidad de las tendencias actuales de la transición energética,
incluyendo la creciente dependencia de mercados exteriores.
Sin embargo, hay escasos artículos y estudios de aplicación relacionados con
el impacto socioambiental de la transición energética en México y son insuficientes
los relacionadas con los efectos de la tecnología fotovoltaica dentro de las políticas
públicas en la ZMVM.
En algunos trabajos se presentan los resultados del monitoreo de un sistema
FV con conexión a la red, ubicado en el techo de un edificio dentro de la ZMVM,
donde se evalúa la reducción media diaria del consumo de la energía eléctrica y
huella la emisión de GEI (Santana-Rodríguez et al., 2013); otros tratan la renovada
25
preocupación pública por los niveles de segregación residencial socioeconómica y
sus implicaciones sociales en México en décadas recientes (Sánchez-Peña, 2012).
También presentan una revisión de mediciones de balance energético en la
Ciudad de México para tener un mejor entendimiento de las alteraciones climáticas
debidas a la urbanización (Tejeda-Martínez y Jáuregui-Ostos, 2004); discuten el
ordenamiento territorial como una valiosa herramienta para la planeación y gestión
del territorio, como medio para avanzar en la dirección de lograr un desarrollo
sostenible desde una perspectiva integral (Sánchez-Salazar, et al., p. 19); o indican la
inexistencia en México de una cadena de suministro articulada para el mercado de
la energía solar y se plantea que el gobierno fomente su desarrollo (López-Torres et
al., 2012); por lo que entonces éste trabajo resulta de gran relevancia y utilidad
debido a su naturaleza complementaria y original.
4. HIPÓTESIS
La transición energética en la Zona Metropolitana del Valle de México basada
preliminarmente en la tecnología solar fotovoltaica es viable y actúa como
mitigadora de los impactos socioambientales en la población marginada.
5. OBJETIVOS
5.1 OBJETIVO GENERAL
Determinar la viabilidad de la transición energética en la Zona Metropolitana
del Valle de México con la incorporación de la tecnología solar fotovoltaica como
actor preponderante y definir los impactos socioambientales de ésta sobre las
poblaciones marginadas.
5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Analizar la articulación entre las preocupaciones políticas, el sector social y el
sector ambiental al caracterizar las políticas y estrategias gubernamentales
26
orientadas a la transición energética de la Zona Metropolitana del Valle de
México.
2. Diagnosticar la viabilidad de una transición energética asentada inicialmente en
la energía solar fotovoltaica, justificada por indicadores tecnoambientales e
índices sociales.
3. Determinar los efectos sociales de la incorporación de la tecnología solar
fotovoltaica en las comunidades marginadas de la ZMVM, por medio de una
evaluación de Impacto Social (EIS).
4. Detallar la mitigación de la degradación ambiental de la tecnología solar
fotovoltaica y su alcance dentro de la ZMVM, por medio de una evaluación de
Impacto Ambiental (EIA).
5. Aportar a la interpretación del empoderamiento de las poblaciones vulnerables
implicado en la transición hacia la tecnología fotovoltaica.
6. METODOLOGÍA
El presente trabajo se concentrará en un estudio de caso que es la Zona
Metropolitana del Valle de México, para regiones de marginación media, alta y muy
alta. Se definirán los conceptos básicos que conforman el problema de estudio en
torno a ideas principales. Algunos de estos conceptos pueden depender del contexto
y la realidad en la que se desenvuelve la investigación. Las ideas principales son:
1. Transición energética.
2. Marginación.
3. Tecnología solar fotovoltaica.
4. Políticas gubernamentales.
5. Efectos multidimensionales en el sector social.
6. Impacto y mitigación ambiental.
27
Se hará una caracterización de los planes, políticas de adopción y programas
gubernamentales de energía renovable con un enfoque sobre la transición
energética y la energía solar con la finalidad de ubicar las estrategias vigentes. En
este análisis se identificarán las estrategias nacionales del gobierno federal y de los
gobiernos locales de la ZMVM para señalar sus objetivos, planteamientos y
resultados. Los criterios para elegir los planes serán:
1. Mencionar las energías renovables y/o la transición energética como un
punto principal de desarrollo.
2. Ubicar los objetivos dentro o para la Zona Metropolitana del Valle de México.
3. Sustentarse en un marco legislativo.
4. Tener vigencia en la agenda política (es diferente a la vigencia de los datos la
cual depende de distintos factores).
5. Considerar (aunque sea de manera muy general) la aplicación de la TSFV.
6. Dirigir algunas de sus metas a favor del desarrollo de la población marginada.
Será posible descartar algunos por su similitud entre ellos puesto que es
posible que otra estrategia tenga los mismos objetivos o porque requerirán ser
recompuestas casi en su totalidad, lo cual no es intención de este trabajo.
De acuerdo al análisis de los planes de los gobiernos, se propondrán las
pautas para una transición energética en la ZMVM. Con esto se valorará la viabilidad
de dicha transición para disminuir las barreras en el ámbito social, ambiental y
técnico que dejan fuera a la TSFV y que afectan a los habitantes en condiciones de
marginación.
Se formará un solo planteamiento de viabilidad de transición energética y no
una propuesta individual para cada una de las estrategias gubernamentales. La
discusión sobre la factibilidad se enfocará no solo en las consecuencias positivas de
la incorporación de tecnología fotovoltaica para la transición energética, sino
también en los efectos negativos que puedan afectar a los habitantes de las regiones
marginadas de la ZMVM.
28
Para determinar la factibilidad de la transición energética en la urbe asistida
por la TSFV se requiere construir un análisis que disponga de las variables del caso
de estudio. Se diagnosticará la viabilidad técnica y económica para así definir los
efectos ambientales y sociales. Las áreas de estudio estarán determinadas por:
Oferta: Los actores que distribuyen la energía eléctrica (CFE), las estrategias
de transición energética y los sistemas FV existentes.
Demanda: Consumo de energía eléctrica urbana en vivienda, la población
marginada de la ZMVM.
Entorno: Legislación, economía, cultura, infraestructura, medioambiente.
Medios disponibles: Datos solares, servicios generales de energía, valores
técnicos, índices de desarrollo social, AGEB, inversión gubernamental.
Tabla 5 Factores y método para determinar viabilidad e impactos de transición
energética
Factores Indicador Método
Transición a la TSFV
- Energía
- Tensión
- Corriente
- Potencia
- Eficiencia
- Capacidad de almacenamiento
- Recurso solar
- Balance de energía
- Estimación de energía
requerida
- Selección de tecnología
disponible
- Datos de potencial solar
Impacto social
- Beneficios sociales
- Beneficios económicos
- Comportamiento
medioambiental
- Vivienda
- Usos y costumbres
- Estudio de caso
- Análisis de datos sociales
y económicos
- Distribución de AGEB
- Índices de marginación
29
Impacto ambiental
- Emisiones de GEI
- Huella de carbono
- Uso eficiente de la energía
- Estudio de caso
-Recopilación de datos
- Análisis de ciclo de vida
- Cálculo de emisiones de
tCO2e
Impacto económico
- Costos
- Ahorro
- Inversión
- Precios
- Infraestructura
- Espacios
- Cálculos y comparación
de costos
- Estimación de ingresos
por proyectos productivos
- Cotizaciones
- Estimaciones de precios
De ser necesario se discutirá la opción de promover una red de
ecocomunidades con amplia participación social y en coordinación con el gobierno,
sin la cual las políticas públicas podrían mostrarse incapaces por sí solas para
coadyuvar a ensanchar el camino de la sustentabilidad y transición energética
urbana de la metrópoli.
En caso que se requiera, se compararán planes similares que existan en otros
países y se podría proponer un incorporación adecuada a la realidad mexicana. Para
ello, los estudios relacionados con ciudades de países en vías de desarrollo serán
información esencial al igual que los referentes a países desarrollados (Abbas et al.,
2013; Amer et al., 2011; Yuan et al, 2011).
6.1 ALCANCES
Este trabajo tiene, en primera instancia, un alcance descriptivo al ilustrar las
políticas mexicanas relacionadas con la energía solar y la mitigación ambiental al
igual que el trato que estas dan a la población marginada. Pero no sólo se esclarece
ese ámbito, ya que, al precisar la viabilidad de la transición energética en la metrópoli
se logrará establecer un punto de inflexión para los paradigmas de desarrollo
energético urbano.
30
Sin importar si la transición energética estimulada por la tecnología FV es
factible o no, el resultado revelará diversos efectos socioambientales que ayudarán
a diseñar estrategias metropolitanas. Los habitantes en condiciones de marginación
verán modificados los arquetipos económicos y culturales que rigen su conducta
dentro de la ZMVM.
7. CRONOGRAMA
7.1 REVISTAS PROPUESTAS PARA PUBLICACIÓN DE ARTÍCULO
Applied Energy
Economía, Sociedad y Territorio
Energy for Sustainable Development
Energy Policy
Energy Procedia
International Journal of Energy and Environment
International Review of Sociology
Political Studies
Realidad, Datos y Espacio: Revista Internacional de Estadística y Geografía
31
Renewable and Sustainable Energy Reviews
Revista electrónica de geografía y ciencias sociales
Revista Instituto de Vivienda del Distrito Federal
Technology in Society
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