COSTOS MARGINALES DE CAPTURA DE CO2 EN COLOMBIA
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COSTOS MARGINALES DE CAPTURA DE CO 2 EN COLOMBIA ANGELA PATRICIA DUQUE VILLEGAS UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE ECONOMIA PROGRAMA DE MAESTRIA EN ECONOMIA DEL MEDIO AMBIENTE Y LOS RECURSOS NATURALES BOGOTA D.C. 2003
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COSTOS MARGINALES DE CAPTURA DE CO2 EN COLOMBIA
ANGELA PATRICIA DUQUE VILLEGAS
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE ECONOMIA
PROGRAMA DE MAESTRIA EN ECONOMIA DEL MEDIO AMBIENTE Y LOS RECURSOS NATURALES
BOGOTA D.C. 2003
COSTOS MARGINALES DE CAPTURA DE CO2 EN COLOMBIA
ANGELA PATRICIA DUQUE VILLEGAS
Artículo publicable presentado para optar el título de Magíster en Economía del Medio Ambiente y los Recursos Naturales
Asesora ANGELA INES CADENA MONROY
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Universidad de los Andes
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE ECONOMIA
PROGRAMA DE MAESTRIA EN ECONOMIA DEL MEDIO AMBIENTE Y LOS RECURSOS NATURALES
BOGOTA D.C. 2003
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION .................................................................................................................................4
1 CONVENCION MARCO DE CAMBIO CLIMATICO Y PROTOCOLO DE KIOTO....................6
1.1 MECANISMOS DE FLEXIBILIDAD ....................................................................................................7 1.2 COLOMBIA Y LA CONVENCION MARCO DE CAMBIO CLIMATICO .........................................8 1.3 SUMIDEROS DE CARBONO ..............................................................................................................9
2 MARCO TEORICO ...................................................................................................................11
2.1 LA CURVA DE COSTOS MARGINALES ........................................................................................11 2.2 EL PROBLEMA DE MINIMIZACIÓN DE COSTOS ........................................................................13 2.3 EXTERNALIDADES AMBIENTALES ..............................................................................................15 2.4 LOS PERMISOS DE EMISIÓN NEGOCIABLES Y EL MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO .............................................................................................................................................................19
3 BOSQUES Y CAPTURA DE CARBONO ................................................................................22
4 METODOLOGIA.......................................................................................................................27
4.1 MODELO PROPUESTO .....................................................................................................................28 4.1.1 FORMULACIÓN ALGEBRAICA DEL MODELO...........................................................................................29
5 SIMULACIONES Y RESULTADOS ..........................................................................................31
5.1 ESCENARIO 1..........................................................................................................................................32 5.2 ESCENARIO 2..........................................................................................................................................33 5.3 ESCENARIO 3..........................................................................................................................................33 5.4 ESCENARIO 5..........................................................................................................................................34 5.5 ESCENARIO 6..........................................................................................................................................34 5.6 ESCENARIO 7..........................................................................................................................................35 5.7 ESCENARIO 9..........................................................................................................................................35 5.8 ESCENARIO 10........................................................................................................................................36 5.9 ESCENARIO 11........................................................................................................................................37 5.10 COSTOS MARGINALES DE CAPTURA DE CO2 EN COLOMBIA...............................................................37
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...........................................................................42
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .................................................................................................47
2
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A. DATOS DE ENTRADA DEL MODELO 53
LISTA DE TABLAS
TABLA 1 COSTOS MARGINALES DE CAPTURA DE CO2 EN COLOMBIA 37
TABLA 2 ESPECIES, TIPO DE PROYECTO Y REGION ............................................................... 53
TABLA 3 AREAS DISPONIBLES PARA ESTABLECIMIENTO DE PROYECTOS FORESTALES... .......................................................................................................................................................... 55
TABLA 4 COSTOS DE OPORTUNIDAD POR REGION................................................................. 58
TABLA 5 RENDIMIENTO ESPECIES MADERABLES ................................................................... 58
TABLA 6 RENIDMIENTO PRODUCTOS AGRICOLAS.................................................................. 60
TABLA 7 DEMANDA DE MADERA ROLLIZA Y LEÑA.................................................................. 60
TABLA 8 DEMANDA PRODUCTOS AGRICOLAS......................................................................... 62
TABLA 9 CAPTURA DE CO2 POR PROYECTO............................................................................ 63
3
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. CURVA DE COSTOS MARGINALES DE PRODUCCION ............................................13
FIGURA 2. MINIMIZACION DE COSTOS PARA DOS INSUMOS...................................................15
FIGURA 3. ESTRUCTURA DEL MERCADO DE PERMISOS DE EMISION ...................................21
FIGURA 4. COSTOS MARGINALES DE CAPTURA DE CO2 EN COLOMBIA...............................38
4
INTRODUCCION
Las emisiones antropógenas de Gases Efecto Invernadero (GEI) amenazan el
sistema climático mundial con consecuencias potencialmente catastróficas. Si bien
es cierto que el clima de la tierra ha tenido variaciones naturales a lo largo del
tiempo, el aumento creciente de las concentraciones de GEI en la atmósfera, está
afectando esta variabilidad normal y produciendo un cambio irreversible del clima.
Como resultado de la creciente preocupación mundial por esta problemática, en
1988, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y la
Organización Meteorológica Mundial crearon el Panel Intergubernamental de
Cambio Climático. En el año de 1990, la Asamblea General de las Naciones
Unidas estableció el Comité intergubernamental de Negociación de una
Convención (en su resolución 45/212).
Entre el 5 y el 14 de Junio de 1992 se realizó en Río de Janeiro la Conferencia de
Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo (CNUMAD, Cumbre de la
Tierra) en la que se alcanzaron una serie de acuerdos plasmados luego en
documentos que, si bien no tienen fuerza jurídica, representan otro paso
importante hacia una conciencia ecológica en el orden mundial.
Entre estos acuerdos se destaca la Convención Marco de Cambio Climático, cuyo
objetivo principal es la reducción de las concentraciones de Gases Efecto
Invernadero en la atmósfera a un nivel que impida interferencias antropógenas
peligrosas en el sistema climático*.
Con el apoyo del gobierno de Suiza y del Banco Mundial, el gobierno colombiano
realizó el Estudio Estratégico Nacional para la Implementación del MDL en
Colombia, en el cual se evalúa el potencial del país frente al nuevo mercado,
identifica las restricciones que pueden limitar el desarrollo de dicho potencial y * Artículo 2, CMNUCC
5
desarrolla líneas estratégicas para superar estas restricciones y maximizar los
beneficios del MDL para el país.
Dando continuación a los esfuerzos para implementar el Mecanismo de Desarrollo
Limpio en Colombia y brindar herramientas que permitan aprovechar las
posibilidades que tiene el país, tanto en el sector energía e industria (reducción de
emisiones) como en el sector forestal (captura de emisiones), la presente
investigación hace parte del proyecto “Análisis de las implicaciones de acciones de
reducción y captura de emisiones de Gases de Efecto Invernadero para
Colombia”, financiado por COLCIENCIAS y ejecutado por el Centro de
Investigaciones en Potencia y Energía – CIPE de la Universidad de los Andes,
bajo la dirección de la Dra. Angela Inés Cadena.
Uno de los objetivos del proyecto es proponer una metodología para construir la
curva de costos marginales de captura de carbono a través de proyectos
forestales, vinculados con actividades relacionadas con uso de la tierra, definidos
como una estrategia viable en cuanto a opciones de mitigación de emisiones de
GEI en Colombia, brindando especial énfasis a aquellas actividades que tengan
relación con el sector energético. De esta manera se podría establecer la
competitividad con los esfuerzos de reducción.
En este contexto, el objetivo de la presente investigación es estimar la curva de
costos marginales de captura de CO2 a través de proyectos forestales en
Colombia, lo que servirá como punto de partida para definir políticas en todos los
niveles de decisión, en cuanto a las medidas a tomar para enfrentar el cambio
climático y sus consecuencias para el clima global, además de brindar una
herramienta de análisis útil para futuras negociaciones en lo concerniente a los
mecanismos de implementación conjunta y desarrollo limpio.
6
1 CONVENCION MARCO DE CAMBIO CLIMATICO Y PROTOCOLO DE
KIOTO
La Convención Marco de Cambio Climático (CMNUCC) constituye un marco de
referencia dentro del cual los gobiernos podrán colaborar para aplicar nuevas
políticas y programas, que tendrán amplias repercusiones en el desarrollo
económico y social de la humanidad.
Durante la Primera Conferencia de las Partes*, en Berlín, los países hicieron
énfasis en la insuficiencia de los compromisos establecidos, y decidieron
“completar” la Convención con un Protocolo que estableciera compromisos
cuantitativos de reducción de emisiones, con plazos definidos y jurídicamente
vinculantes. Después de dos años y medio de intensas negociaciones, fue
adoptado un compromiso adicional con fuerza legal llamado el “Protocolo de Kioto”
(PK), el 11 de diciembre de 1997.
Como objetivo central, la Convención aspira a estabilizar las concentraciones de
gases efecto invernadero en la atmósfera, como parte de un esfuerzo por evitar el
deterioro del sistema climático global inducido por el ser humano†.
La Convención obliga a las partes incluidas en el Anexo I‡(países industrializados),
a generar inventarios nacionales de las emisiones de gases con efecto
invernadero y de los “sumideros”, y les insta a trabajar hacia el cumplimiento de
metas voluntarias para la reducción de emisiones.
* La CMNUCC, establece una Conferencia de las Partes, quien “en su calidad de órgano supremo de la Convención examinará regularmente la aplicación de la Convención y de todo instrumento jurídico conexo que adopte la Conferencia de las Partes y, conforme a su mandato, tomará las decisiones necesarias para promover la aplicación eficaz de la Convención”. * Artículo 2 de la CMNUCC ‡ Anexo B en el Protocolo de Kioto
7
En su artículo 3°, el PK obliga a las partes incluidas en el Anexo I de la
Convención a reducir las emisiones de GEI*, entre los años 2008 y 2012, a un
nivel inferior en no menos de 5% global comparado con los niveles de 1990.
Además, las partes del Anexo I, deberán para el 2005, demostrar un avance
concreto en el cumplimiento de sus compromisos.
No se establecieron metas para los países en desarrollo, o países No-Anexo I.
Bajo el principio de responsabilidad compartida pero diferenciada, las medidas
adoptadas por los países en desarrollo serán de carácter voluntario y para su
selección e implementación se deberán consultar los objetivos y prioridades de
desarrollo nacional, tales como el crecimiento económico, la creación de empleo y
el alivio de la pobreza.
1.1 MECANISMOS DE FLEXIBILIDAD
Con el propósito de generar instrumentos para que los países alcancen sus metas
de reducción, el Protocolo prevé mecanismos de flexibilidad que se acordaron
para ayudar a los países incluidos en el Anexo I en el cumplimiento de sus
compromisos de reducción de emisiones a través de intercambios internacionales
de créditos de carbono. Estos mecanismos son: Comercio de emisiones,
Implementación Conjunta y Mecanismo de Desarrollo Limpio.
Entonces, los países del Anexo I tienen varias opciones para el cumplimiento de
sus compromisos en cuanto a la mitigación del cambio climático: reducir emisiones
directamente en sus sectores industriales, tomar alguna acción doméstica a través
de actividades del sector forestal o acogerse a alguno de los mecanismos de
flexibilidad, introducidos por el Protocolo de Kioto.
* El Protocolo de Kioto abarca seis gases de efecto invernadero, no cubiertos por el Protocolo de Montreal: el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N20), los hidrofluorocarbonados (HFCs), los perfluorocarbonados (PFCs) y el hexafluoruro de azufre (SF6). Para los tres últimos se determinó un año base de 1995, pues prácticamente no se producían en 1990, además, se trata de gases que se liberan en pequeñas cantidades, pero que no pueden ser absorbidos por los ecosistemas.
8
Los mecanismos de flexibilidad propuestos buscan una reducción costo-efectiva
de las emisiones de GEI, tomando ventaja de las diferencias iniciales en los costos
marginales de reducción entre los diferentes países. En particular, el MDL permite
que los países en desarrollo contribuyan en la disminución de costos para
alcanzar los esfuerzos de reducción, obteniendo en contraprestación opciones de
modernización tecnológica con alternativas más limpias y eficientes, y
posiblemente una nueva fuente de ingresos. Es importante, entonces, evaluar
juiciosamente las implicaciones del desarrollo de este tipo de iniciativas.
1.2 COLOMBIA Y LA CONVENCION MARCO DE CAMBIO CLIMATICO
Colombia es parte de la Convención Marco de Naciones Unidas sobre el Cambio
Climático desde el 20 de junio de 1995. A la fecha el Protocolo de Kioto no ha
entrado en vigor, sin embargo Colombia presentó el instrumento de adhesión el 30
de noviembre de 2001. Así, el Estado Colombiano, como sujeto de Derecho
Internacional, se compromete a cumplir con las disposiciones acordadas y
contenidas en la Convención y el Protocolo.
Dando cumplimiento a los compromisos adquiridos en la Convención, IDEAM
(2001) publicó la Primera Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las
Naciones Unidas sobre el Cambio Climático en la cual presenta los resultados del
Inventario de GEI en Colombia, así como las opciones de mitigación en los
sectores energético, industrial, de transportes, agrícola, forestal y manejo de
desechos.
Otro punto importante es la vulnerabilidad de los países al cambio climático. La
evaluación de la vulnerabilidad de las coberturas vegetales y de los ecosistemas
de Colombia al cambiar el patrón del clima se desarrolló por el IDEAM con un
modelo* que permite analizar las distribuciones bioclimáticas actuales de los tipos
de vegetación y sus posibles distribuciones futuras, ante un posible cambio * SIG8, método de planteamiento de función directa del IPCC
9
climático proyectado, de la duplicación del dióxido de carbono (2xCO2) presente
en la atmósfera hacia el año 2100.
A través de esta metodología se calcularon los desplazamientos de las zonas de
vida de Holdridge con escenario cambio climático. Según los resultados obtenidos,
por desplazamientos de zonas de vida de Holdridge, con el nuevo patrón de clima
se podría ver afectado 23% del territorio nacional, en donde las zonas de vida
existentes en la actualidad pasarían a tener condiciones bioclimáticas
características de las regiones de vida inmediatamente menos húmedas y con
desplazamientos a alturas mayores sobre el nivel del mar*.
De acuerdo con IDEAM (2002) el 49,1% del territorio colombiano tendría un grado
de vulnerabilidad bajo al cambio climático en sus coberturas vegetales y un 44,8%
de las coberturas vegetales tendrían una vulnerabilidad media al cambio climático
proyectado, y un 6,1% de las coberturas vegetales presentarían grado alto de
vulnerabilidad a un posible cambio climático proyectado 2xCO2.
1.3 SUMIDEROS† DE CARBONO
Según el World Resources Institute (1998), la Convención Marco de Cambio
Climático incluye explícitamente, el papel de los bosques y el cambio de uso de la
tierra en el cumplimiento de los compromisos y declara que las partes promoverán
y cooperarán en el manejo sostenible, conservación y el “perfeccionamiento” de
los sumideros de gases de efecto invernadero, incluyendo los bosques y otros
ecosistemas terrestres, costeros y marinos.
En el Marco de la CMNUCC, se ofrece una nueva posibilidad para la valoración de
los bosques por su capacidad para retener el carbono de la atmósfera y
* Se debe tener en cuenta que la zonificación del territorio y de sus coberturas vegetales en grados de vulnerabilidad al cambio climático contempla exclusivamente variables climáticas. † Según el IPCC, sumidero se define como “todo proceo o mecanismo que hace desaparecer de la atmósfera un gas de efecto invernadero”
10
almacenarlo en la biomasa. La mayoría de los observadores sugieren que la
reducción de emisiones es menos costosa a través de las actividades forestales
que a través de la reducción de emisiones en la fuente, aunque menos evidente.
El IPCC publicó su primer informe de evaluación del cambio del clima en 1990. El
informe ratificó la base científica subyacente y aseguró que la combustión de los
combustibles fósiles y las actividades industriales son unos de los principales
contribuyentes a las emisiones de dióxido de carbono. Reconoció también las
contribuciones históricas, actuales y futuras, explícitamente de los bosques, al
cambio del clima, enfocándose en las emisiones a causa de la deforestación y la
captación potencial de la reforestación.
Para Colombia, BERRIO (1992) estimó que por cada tonelada de madera que crece,
los bosques usan cerca de 1,5 toneladas del dióxido de carbono, y devuelven a la
atmósfera una tonelada de oxígeno. A manera de ejemplo, un bosque de pino puede
crecer 12 toneladas por hectárea al año, consumiendo 18 toneladas de dióxido de
carbono y generando 12 toneladas de oxígeno.
En los Acuerdos de Marrakesh (CP7) se incluyó un proyecto de decisión
(…./CMP.1 Uso de la tierra, cambio de uso de la tierra y la silvicultura) que
además de enunciar los principios por los cuales deben regirse las actividades
LULUCF aprueba definiciones, modalidades, normas y directrices relativas a las
actividades de uso de la tierra, cambio de uso de la tierra y silvicultura en el marco
de los artículos 3, 6 y 12 del Protocolo de Kioto para el primer periodo de
compromiso.
Por otra parte, en la CP7 (misma decisión) se estableció que las actividades de los
proyectos de uso de la tierra, cambio de uso de la tierra y la silvicultura en el
ámbito del artículo 12 se limitan a la forestación y reforestación.
11
En futuros periodos de compromiso se decidirá el tratamiento de las actividades
de los proyectos de uso de la tierra, cambio de uso de la tierra y silvicultura en el
ámbito del artículo 12. Sin embargo, hasta tanto esto no sea revisado y adoptadas
unas nuevas definiciones en el noveno y décimo período de sesiones de la
Conferencia de las Partes del Protocolo de Kioto, los proyectos deberán cumplir
con las definiciones establecidas en el ANEXO de la decisión 11/CP.7 que incluye
definiciones, modalidades, normas y directrices relativas a las actividades de uso
de la tierra, cambio de uso de la tierra y silvicultura previstas en el PK.
2 MARCO TEORICO
2.1 LA CURVA DE COSTOS MARGINALES
GRÜTTER (2001) afirma que la oferta de créditos de carbono en el mercado
proviene de los países No Anexo I, donde existe potencial de reducción de
emisiones a menores costos que en los países Anexo I. Esta oferta se refleja en
las Curvas de Costos Marginales de Reducción de emisiones (Marginal Abatement
Costs Curves – MAC). La mayoría de las estimaciones para MAC dependen de
modelos Top-down y existen bastantes variaciones de las mismas según el
modelo utilizado.
El costo marginal se define en la teoría como el cambio en el costo total que
resulta de un pequeño incremento en el nivel de producción. Es decir, el costo
marginal mide la variación que experimentan los costos cuando se altera el nivel
de la producción. De acuerdo con la ecuación (2.1), dado un nivel cualquiera de
producción, podremos determinar cómo variarán los costos si se altera la
producción en la cantidad Q∆ .
( )C Q
CMgQ
∆≡
∆ (2.1)
12
Debido a que el costo total tiene un componente fijo y otro variable, y el
componente fijo es independiente de la tasa de cualquier cambio en el costo total
debido a un cambio en la producción, el costo marginal tiene su origen en un
cambio en el componente del costo variable. Entonces, el costo marginal puede
definirse como se presenta en (2.2) :
CT CVTCMgQ Q
∆ ∆≡ ≡∆ ∆
(2.2)
En general, se supone que Q∆ representa una unidad de producción, por lo que el
costo marginal representa la variación que experimentan los costos si el
empresario decide producir otra unidad discreta.
A su vez, un empresario define su nivel óptimo de producción cuando el costo de
la última unidad producida sea igual al ingreso que espera recibir por esa unidad al
venderla en el mercado. En este sentido, el empresario estará dispuesto a
aumentar la producción siempre que el costo de producir una unidad adicional sea
menor que el ingreso. El equilibrio se logra cuando el costo marginal es igual al
ingreso marginal.
La utilización del costo marginal en las decisiones de las empresas tiene
resultados importantes sobre la gestión de la empresa y efectos directos sobre la
eficiencia en el uso de los recursos.
En la teoría económica, la definición del concepto marginal es equivalente a la
definición matemática de pendiente, por lo tanto, el costo marginal es la pendiente
de la curva del costo total.
La pendiente de una función curvilínea es medida geométricamente mediante la
construcción de tangentes hacia diferentes puntos de la curva total y midiendo las
13
pendientes de estas tangentes. La figura 1 muestra el empleo de este método
para obtener la curva de costos marginales.
Figura 1 Curva de costos marginales de producción
AB C D
E
A'
B' C'D'
E'
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q
QCMgC($)
CVT($)
CVT
CMgC
(a)
(b)
Punto de Inflexión
Fuente: Call y Holahan, 1983 2.2 EL PROBLEMA DE MINIMIZACIÓN DE COSTOS
La minimización de costos es una condición necesaria para la maximización de
beneficios, pues los costos marginales así calculados representan el monto
mínimo de ingresos por unidad adicional producida, de acuerdo con este resultado
el empresario toma la decisión de incrementar su producción o no hacerlo. De esta
manera maximiza beneficios y optimiza el uso de los recursos.
El problema de minimización de costos puede representarse de la siguiente
manera:
14
( )
.0
. f z
Min w zzs a q
≥≥
(2.3)
Se trata de un problema de optimización pero con restricción, cuya solución
produce:
Si ( ) ( )( ), .z w z q f zλ λℑ ≡ + − (2.4) es el lagrangiano, z* es el óptimo, y la función de producción f(z) es diferenciable.
Entonces, para cada λ≥0 , la siguiente condición de primer orden se cumple para
todos los insumos.
( )
i con igualdad si z mayor que 0ii
f zW
zδ
λδ
∗∗≥ , (2.5)
en notación matricial:
( ) ( ) y w- f z . 0w f z zλ∗ ∗ ∗ ≥ ∇ ∇ = (2.6) Finalmente, si el conjunto de producción Y es convexo [i.e., si f(.) es cóncavo], la
condición (2.5) es suficiente para que z∗ sea la solución óptima del problema de
minimización de costos.
La solución al problema de minimización de costos se representa en la figura 2
para el caso de dos insumos.
15
Figura 2 Minimización de costos para dos insumos
{z:w°z=c(w,q)}z1
f(z)=q
∇ f(z(w,q))
w
z(w,q)
z2
{z:w°z=c>c(w,q)
pendiente = -w1/w2
Fuente: Mas-Collel, 1995 2.3 EXTERNALIDADES AMBIENTALES
La teoría de las externalidades brinda los principios económicos básicos para
analizar los problemas de la contaminación ambiental.
La contaminación se define, en economía, como una externalidad negativa o una
deseconomía externa. Una externalidad se presenta cuando la actividad de un
agente provoca una pérdida de bienestar a otro agente y, adicionalmente, la pérdida
de bienestar no está compensada. La segunda es condición necesaria para que
exista una externalidad, pues si la pérdida de bienestar se acompaña de una
compensación por parte del agente que causa la externalidad, el efecto se
internaliza.
Por otra parte, según PEARCE & TURNER (1995), los economistas caracterizan la
polución como un “mal público” que resulta de las descargas residuales asociadas
16
con la producción privada de bienes. El problema de las externalidades puede
representarse por las siguientes ecuaciones:
U = U (X, Q) (2.7)
X = X(L, E, Q) (2.8)
Q = Q(E) (2.9)
donde
UX > 0, UQ >0, XL >0, XQ > 0, y QE > 0 La utilidad de un agente representativo, en la ecuación (2.7) depende del vector de
bienes consumidos (X) y del nivel de producción (Q). La función de producción en
(2.8) considera como factores un vector de insumos convencionales (L), tales como
trabajo, capital y energía, la cantidad de descargas residuales (E) y el nivel de
polución Q. La polución resulta de las emisiones (E) en la producción de (X), como
se indica en (2.9).
De acuerdo con los mismos autores, la resolución eficiente al problema de las
externalidades ambientales, derivadas de las condiciones de primer orden de la
formulación anterior, exige a los agentes contaminantes asumir un costo en el
margen igual a los daños que producen, y a las víctimas seleccionar sus propias
actividades defensivas sin compensación por parte de los agentes contaminantes.
El principal enfoque utilizado para la obtención de la cantidad óptima de
contaminación es el de comparar el costo de la reducción de contaminación con
los beneficios de tal reducción, estos últimos son los costos externos evitados en
que se habría incurrido de otro modo, denominados con frecuencia como los
costos del daño. La comparación se establece, entonces, entre los costos del
control y los costos del daño.
17
El objetivo de la política económica es la maximización de los beneficios netos, y
esto equivale formalmente a una minimización de los costos totales. El punto óptimo
será el nivel de contaminación Q*, el punto donde tienen una magnitud absoluta igual
los costos marginales del control y los costos marginales del daño.
PEARCE & TURNER (1995) sostienen que se ha demostrado que los mercados no
lograrán este nivel óptimo de contaminación por sí solos, las soluciones de mercado
para las externalidades son posibles en algunos casos concretos, pero generalmente
será necesario algún tipo de regulación. Existe entonces la necesidad de disponer de
“instrumentos económicos” (impuestos, regulaciones, etc) aplicados por el Estado
para alcanzar el nivel de contaminación socialmente óptimo Q*.
PIGOU propuso, en 1920, un impuesto como el medio idóneo para lograr el
equilibrio entre el costo social y el privado. Esta solución, conocida como impuesto
Pigouviano, considera la contaminación como un costo externo e identifica el nivel
de estos costos que sea un óptimo de Pareto.
El impuesto Pigouviano óptimo es igual al Costo Marginal Externo (el daño
causado por una unidad marginal de contaminación) en el nivel óptimo de
contaminación. Es decir, se maximiza el beneficio social cuando se establece un
impuesto igual a los costos marginales de la contaminación al nivel de producción
óptimo. La empresa internalizará ahora los costos externos (la externalidad) en
forma de un impuesto que obviamente tratará como un costo privado.
Sin embargo, y a pesar de que esta solución parece soportar la eficiencia Paretiana,
la puesta en marcha de una medida como ésta, demanda numerosos supuestos, lo
que dificulta considerablemente su aplicación.
Otro instrumento de aplicación son las subvenciones a la reducción de la
contaminación. La idea de una subvención es pagar a aquellas empresas que
18
contaminen por debajo de un nivel previamente establecido. En el corto plazo, el
efecto de un subsidio es similar a un impuesto, el subsidio eleva la curva de costos
marginales de la empresa y, a medida que la empresa incrementa su producción,
pierde una subvención que podría obtener a través de la reducción de la
contaminación.
Como mecanismo alternativo a los esquemas vía precios, han surgido los
mecanismos de comando y control. En la práctica, la mayor parte de las políticas
ambientales se implantan mediante el establecimiento de estándares ambientales.
Estos pueden expresarse en términos de la calidad del ambiente o en términos de
la calidad del efluente arrojado al ambiente. La aplicación de estándares implica el
establecimiento de determinados niveles de concentración ambiental para cada
elemento contaminante.
El problema de la regulación a través de estándares, de acuerdo con MAS-COLLEL
& WHINSTON (1995), es que su resultado será económicamente eficiente
solamente en algunos casos, es decir, es poco probable que asegure el nivel óptimo
de externalidad. También conlleva la necesidad de contar con algún tipo de agencia
de control que supervise la actividad del contaminador y que tenga poder
sancionatorio. Si esto no se cumple, el contaminador no tiene incentivos para
permanecer dentro del estándar. Adicionalmente se constituye en un aumento en los
costos de transacción.
En la búsqueda de un mecanismo práctico y efectivo para el control de la
contaminación ambiental, BAUMOL & OATES (1988), planteando que los
impuestos son una forma de lograr un estándar con mínimo costo, proponen la
utilización de ciertos cargos para alcanzar estándares de calidad ambiental, unidos
a mecanismos fiscales y otros instrumentos que garanticen su obtención. Si bien
es cierto, que puede existir cierta arbitrariedad, sobre todo inicial, en la selección
19
de dichos estándares, estos pueden ser parte de un programa progresivo
diseñado para alcanzar un óptimo social al mínimo costo.
Según CADENA (2000), la validez de las propiedades de eficiencia de las medidas
de política para el control de la contaminación depende de la existencia de las
condiciones de equilibrio de competencia perfecta. Como se sabe, estas
condiciones se dan difícilmente en la práctica. Adicionalmente, existen aún
numerosas incertidumbres en la comprensión de los fenómenos ambientales, lo
que exige una gran flexibilidad en la identificación y adopción de medidas de
control.
2.4 LOS PERMISOS DE EMISIÓN NEGOCIABLES Y EL MECANISMO DE
DESARROLLO LIMPIO
Una de las bases de los mecanismos de flexibilidad del Protocolo de Kioto son los
permisos de emisión negociables, cuyo fundamento son las diferencias en las
funciones de costos de reducción. Estos son instrumentos alternativos que
establecen un determinado nivel de emisiones contaminantes (al igual que la
aplicación de estándares) y conceden permisos por esta cantidad. A su vez, éstos
se pueden negociar en un mercado de permisos.
La curva de Costos Marginales de Reducción es, de hecho, la curva de demanda de
permisos. Un esquema de permisos de emisión bien diseñado permite alcanzar los
estándares establecidos al mínimo costo social. Mas aún, en un mundo de
información perfecta, un sistema de permisos de emisión comercializables es
completamente equivalente a un sistema de tasas Pigouvianas.
El incentivo que dio origen a la idea de establecer mecanismos de carácter
internacional entre países industrializados y países en desarrollo, es la ventaja
relativa de éstos en los costos de reducción de emisiones. Los países del Anexo I
20
tienen la posibilidad de reducir sus emisiones de GEI a costos más bajos que los
que les representaría tomar medidas en la fuente de emisiones.
De acuerdo con Ministerio del Medio Ambiente (2002), las empresas que
desarrollen opciones de reducción a menor costo que el precio de los permisos
negociables en el mercado, podrían descontaminar más allá de su cuota asignada
y vender sus excedentes en permisos, y, generar utilidades por la diferencia entre
el costo interno de reducción y el precio de venta del permiso en el mercado.
Del mismo modo, las empresas con costos de reducción más altos que los precios
de los permisos negociables en el mercado, podrán comprar permisos para
complementar sus cuotas de reducción.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, los permisos negociables se traducen
en un mecanismo de flexibilidad, puesto que permiten que se emita más que el
promedio (o estándar) compensando los excedentes de sus emisiones mediante la
compra de permisos provenientes de mayores reducciones en otras fuentes con
opciones más costo-efectivas.
La interacción entre la oferta y la demanda de permisos negociables controlará la
cantidad total de los permisos y mediante esta dinámica se fijará el precio. Ante un
incremento en la demanda se presentará un alza en el precio y viceversa, como
en cualquier mercado de bienes y servicios.
Un análisis detallado sobre la evolución constante del precio de los permisos de
emisión negociables y las opciones de las empresas interesadas en producir y
vender Certificados de Reducción de Emisiones, fue expuesto en el Estudio de
Estrategia Nacional para la Implementación del MDL en Colombia, en este se
señala al respecto:
21
“Las empresas dedicadas a la venta de sus derechos... deben estar muy
pendientes del comportamiento de los precios de derechos en el mercado.....
Al haber desarrollado un plan de opciones y costos de descontaminación,
estas empresas tendrán la habilidad de implementar las opciones factibles
respecto a la evolución del precio de mercado en el tiempo. Cuando sube el
precio de los derechos, la empresa podrá ejecutar más opciones de reducción
para vender más derechos......En condiciones de precios bajos, sólo debe
ejecutar las soluciones más costo efectivas” (Ministerio del Medio Ambiente,
2002, p.25).
Figura 3. Estructura del mercado de permisos de emisión
Cantidad de Reducción por Opción
Cantidad de Reducción por Opción
Cantidad de Reducción por Opción
Cantidad de Derechos Transados Anualmente
P3P3
A
B
Cantidad de Derechos Transados Anualmente
Demanda
PREC
IO
Oferta
A
B
P1P1
Cantidad de Derechos Transados Anualmente
Demanda
P2
PREC
IO
Oferta
P1
A
B
DemandaPR
ECIO
C D E
C D E
C D E
Oferta
Fuente: Estudio de Estrategia Nacional para la Implementación del MDL en Colombia
22
3 BOSQUES Y CAPTURA DE CARBONO
Numerosos autores señalan la importancia de los bosques como sumideros de
carbono y plantean el incremento de áreas forestales como estrategia para reducir
la concentración de GEI en la atmósfera.
HOEN & SOLDBERG (1994) afirman que los bosques juegan un papel importante
en la moderación del flujo neto de algunos GEI entre la tierra y la atmósfera y
actúan como depósitos de almacenamiento de carbono en la biomasa y en el
suelo. Actúan como sumideros de carbono cuando aumentan en área o
productividad, lo que da como resultado una mayor absorción del dióxido de
carbono atmosférico (CO2).
Por otra parte, HOLDRIDGE (1990) opina que el servicio ambiental que brinda la
vegetación del bosque, de capturar CO2 de la atmósfera mediante la fotosíntesis y
fijar el carbono como biomasa orgánica, evita la acumulación excesiva de carbono
y conduce a reducir el efecto invernadero. En general, la estimación se basa en
procedimientos indirectos, y por muestreo en diferentes tipos de vegetación o por
la aplicación de fórmulas empíricas.
En su documento, "Economics of carbon sequestration in forestry: an overview",
SEDJO, SAMPSON, & WISNIEWSKI (1997), afirman que los proyectos forestales
son una de las más costo-efectivas opciones para incrementar el almacenamiento
de carbono, y muchos países están considerando implementar programas
forestales como un elemento en su plan de acción para el cambio climático. Entre
otros, analizan aspectos como la importancia de los modelos de crecimiento
desarrollados para las especies comúnmente plantadas en diferentes sitios y
aducen que la reducción depende de la utilización final de la plantación.
Un aporte importante es el realizado por SEDJO, SOHNGEN & JAGGER (1998),
en el cual hacen precisiones acerca de algunos conceptos básicos relacionados
23
con la definición de sumideros de carbono y sobre cómo diversos componentes de
los ecosistemas boscosos actúan como sumideros. Adicionalmente, aseguran que
cuando el bosque es convertido a algún otro uso, hay una pérdida de carbono en
el stock terrestre, siempre que, muchos otros usos de la tierra capturarán mucho
menos carbono que el bosque.
Una de las primeras estimaciones sobre los costos de captura de carbono a través
de los bosques fue realizada por SEDJO en 1989, el cual presenta cifras para
diferentes tipos de bosques: un bosque templado captura 6.24 toneladas de
carbono por hectárea / año. El autor estima que 465 millones de hectáreas de este
tipo de bosques pueden capturar 2,9 Pg de emisiones de carbono por año para
30-50 años. Asumiendo los costos de renta de la tierra iguales a cero, SEDJO
estima que la captura de carbono podría costar USD3,50/tonelada.
ADAMS et al. (1993), estimaron los costos marginales de la captura de carbono
para Estados Unidos, mediante la conversión de tierras agrícolas a tierras con
plantaciones forestales. Calcularon un costo incremental por tonelada de carbono
capturada que varía entre USD27,13 para 36 millones de toneladas de CO2
(tomando aproximadamente 5 millones de hectáreas de tierras agrícolas, con
explotación maderera) y USD222,38 para 173,18 millones de toneladas de dióxido
de carbono capturado y 111 millones de hectáreas de tierras agrícolas, pero sin
explotar maderablemente el bosque.
Análogamente, DIXON et al. (1994) analizaron opciones agroforestales para Africa
y América del Sur. Realizaron sus análisis basados en el almacenamiento de
carbono en los árboles en pie para un año determinado, sin realizar
actualizaciones a las cantidades de carbono. Calcularon bajo el supuesto de que
el costo de la tierra era cero e incluyeron sólo los costos de establecimiento y
manejo de las plantaciones. Como resultado, estimaron el costo por tonelada de
24
carbono para América entre 4 y 41 dólares, en tanto que para Africa determinaron
una escala de 4 a 69 dólares.
Un estudio, realizado por STAVINS (1998), examina cómo las políticas acerca de
la captura de carbono, podrían afectar el mercado de tierras y encontró que entre
7 y 8 millones de toneladas de carbono pueden ser capturadas cada año por
menos de USD66 por tonelada.
MAULDIN & PLANTINGA (1998), desarrollan modelos econométricos de uso de la
tierra para estimar los costos de captura de carbono a través de los bosques,
empleando un modelo de simulación de captura de Carbono. Los autores se
basan en que la decisión sobre implementar estrategias de reducción de
emisiones a través de proyectos forestales debe estar basada en los costos de
reforestación comparados con otras opciones de mitigación. El objetivo del estudio
fue, estimar los costos de reforestación en tres Estados de los Estados Unidos
(Maine, Wisconsin y South Carolina), lo cual permite comparaciones regionales
de costos estimados.
Los resultados obtenidos para Maine muestran que los valores de captura de
carbono bajo el escenario de mínimo costo son de 56,83 toneladas por hectárea.
En términos de valor presente, el costo por tonelada de carbono capturado es de
USD29,54 aproximadamente. Para Wisconsin, los resultados son muy similares a
los de Maine (40.5 toneladas / hectárea valor presente y un costo de
USD35,69/ton). En cuanto a South Carolina, el promedio de carbono almacenado
es de 63,75 ton/hectárea y el valor presente de los costos es de USD23,95 por
tonelada de carbono capturada.
NEWELL & STAVINS, en 1999 desarrollaron una investigación sobre los factores
que afectan los costos de captura de carbono por los bosques. Analizaron la
sensibilidad de los costos de captura a cambios en factores críticos, incluyendo la
25
naturaleza del manejo y regímenes de deforestación, especies forestales y tasas
de descuento, todo esto basados en que la costo-efectividad potencial de
actividades de captura pueden ser un buen criterio de decisión en el sector
forestal.
Estos autores calculan los costos marginales de captura de carbono, tomando el
valor presente neto de los costos y dividiéndolo entre el valor presente neto de las
toneladas de carbono capturadas. Los resultados en cuanto a costos marginales
de captura, estimados para cuatro diferentes escenarios, con una tasa de
descuento del 5%. Para regeneración natural: con cosechas periódicas, dio un
costo marginal de USD34,33/ton y en bosque permanente, el costo resulta en
USD26,30 por tonelada. Para plantaciones de pino: cosechada periódicamente
(USD38,57/ton) y plantación permanente (USD26,61/ton).
Por otra parte, CASTRO (1999) calculó, para Costa Rica, el costo marginal por
tonelada de carbono para cada unidad de tierra utilizando las estimaciones de
carbono por año, el costo de oportunidad de la tierra y una tasa de descuento del
5% tanto para el capital como el carbono.
En sus análisis, CASTRO incluye el carbono en todo el ecosistema (árboles,
raíces, maleza, suelo y otros componentes) y toma en 0.5 el contenido de carbono
en la biomasa. Así demuestra que para 1 y 3 millones de toneladas, el costo
marginal es de 11 dólares; con cinco millones de toneladas la captura, por
tonelada, presenta un costo marginal de 12 dólares. En tanto que para 7, 8 y 9
millones de toneladas el costo es de 16, 26 y 50 dólares la tonelada
respectivamente. Los costos marginales pasan de 100 dólares la tonelada.
En Colombia, el Ministerio del Medio Ambiente desarrolló, con apoyo del gobierno
suizo y el Banco Mundial, el Estudio de Estrategia Nacional para Implementar el
Mecanismo de Desarrollo Limpio en Colombia con el fin de evaluar el potencial de
26
Colombia frente al mercado MDL en términos de los beneficios potenciales y su
competitividad.
Se analizaron las opciones de reducción de emisiones para cada sector y se
estimaron los costos por tonelada de GEI reducida, a la vez que se construyeron
curvas de costos de reducción de emisiones a nivel sectorial y nacional. En cuanto
al sector forestal, el estudio analizó 10 proyectos multipropósito, que incluyen
proyectos de conservación y restauración de bosques, manejo de sistemas
forestales, agroforestales y dendroenergéticos, conversión de tierras sometidas a
ganadería extensiva y ampliación de la cobertura forestal.
En la facultad de Ingeniería Forestal de la Universidad Nacional de Colombia -
Sede Medellín, LOPERA Y GUTIERREZ (2000) hicieron el estudio "Viabilidad
técnica y económica de la utilización de plantaciones de Pinus patula como
sumideros de CO2". Los investigadores determinaron la valoración económica de
la fijación de carbono, hallando la frontera de posibilidades de producción por
medio del VPN de la actividad maderera y del descuento del flujo de carbono, a
partir de la cual obtuvieron el costo de oportunidad de la fijación de carbono para
varias tasas de descuento, los escenarios contemplados se definieron con
variaciones en la edad e intensidad de entresaca y el turno.
Los resultados del estudio indican que los costos marginales de captura varían
entre USD4,6 y USD43,5 dependiendo de la tasa real de descuento y la cantidad
de Carbono capturado.
En otra investigación realizada por DIAZ Y MOLANO (2001), cuyo objetivo fue
cuantificar el CO2 capturado por plantaciones del género Eucalyptus en las
cuencas carboníferas del Cesar, altiplano cundiboyacense y Valle del Cauca –
Cauca y determinar el beneficio económico que representa la venta de toneladas
de CO2 capturado por las plantaciones del PRECA. Según los datos obtenidos, los
27
costos de capturar una tonelada de CO2 varían entre USD3,25 y USD4,3 la
tonelada de CO2 capturada.
4 METODOLOGIA
El impacto económico de las medidas de reducción de GEI ha sido analizado a
través de diversos modelos desarrollados para identificar opciones de mitigación y
estimar sus costos económicos y se clasifican en modelos top-down y bottom-up.
Bajo la denominación top-down se encuentran modelos económicos tales como
los macroeconómicos de corto y mediano plazo, especificados en términos de
parámetros como inversión y tasas de interés. Estos modelos ofrecen una
evaluación histórica de las relaciones entre las diferentes actividades económicas.
Los modelos bottom-up se basan en aproximaciones detalladas diseñadas para el
análisis de expansión y operación de oferta energética incluyendo opciones para
incrementar la eficiencia.
Entre el grupo de modelos bottom-up se encuentran a su vez diversos modelos
entre los cuales se destaca el modelaje tipo Markal (Market Allocation), que fue
desarrollado por la IEA/ETSAP (International Energy Agency/Energy Technology
Systems Analysis Program), desarrollado originalmente para el análisis de
sistemas de energía pero recientemente ha sido extendido a diversos estudios
tales como el manejo de residuos y la reducción de GEI en todo el mundo.
El Market Allocation – MARKAL - puede ser extendido para evaluar las
implicaciones y potencialidades de acciones de captura de carbono a través de
proyectos forestales en Colombia. Este tipo de trabajo sólo ha sido reportado en la
literatura por SWINEHART (1996), de la Universidad de Stanford, quien desarrolló
una propuesta para determinar una política óptima de reforestación mediante el
cálculo de soluciones óptimas de reforestación.
28
Para determinar los niveles óptimos de reforestación en Estados Unidos,
SWINEHART construyó un modelo que denominó “TREES”. Mediante la división
del país en cuatro regiones analizó los posibles proyectos a realizar como una
potencial estrategia nacional de mitigación. El modelo tiene en cuenta parámetros
como costos y beneficios de captura de carbono, entre otros, y las
recomendaciones de política definidas se basan en argumentos considerados bajo
el análisis de costo efectividad, al igual que muchos de los otros métodos
empleados en la valoración económica de captura de carbono.
4.1 MODELO PROPUESTO
Para efectos de la estimación de la curva de costos marginales, en el modelo a
desarrollar se incluyen proyectos de establecimiento de plantaciones forestales
puras (con especies como Pinus spp, Eucalyptus spp, Alnus jorullensis y Gmelina
arborea) y sistemas agroforestales y silvopastoriles.
Adicionalmente, se involucran proyectos dendroenergéticos. La biomasa forestal
o dendroenergía, constituye un combustible barato y genera beneficios de carácter
ambiental y social que constituyen las principales externalidades positivas de
proyectos de este tipo (reducción de emisiones y captura de carbono a la vez).
En la presente investigación se desarrolla un modelo de optimización tipo
MARKAL con datos sobre costos de establecimiento y manejo de plantaciones,
sistemas agroforestales y silvopastoriles y plantaciones dendroenergéticas con
General Algebraic Modelling System – GAMS – para estimar la curva de costos
marginales de captura de CO2 en Colombia.
29
4.1.1 Formulación algebraica del Modelo
Minimizar PVQXCOXC kk
T
kk
ijkji
iijkk
ijkji
∗∗+ ∑∑∑∑∑∑∑ - (4.1)
Sujeto a
AX ik
ijk j
≤∑∑ (4.2)
DTk ≥∑∑ ijk
jijk
iZX (4.3)
M ≥∑∑∑ XCC ijkk
ijkji
(4.4)
i: zona; j: tipo de proyecto; k: especie Ai Area potencial apta para reforestación por región Xijk Area a plantar Zij Rendimientos en ton / hectárea (madera, leña y otros productos agrícolas) Cijk Costo por unidad región, tipo de proyecto y especie (miles de $) COi Costo de oportunidad de la tierra por región Di Demanda nacional de madera por especie PVi Precio de venta de productos agrícolas en $/ton ($/litro para el látex) Qi Cantidad de producto M Fijación total de CO2 CCK Captura de CO2 por especie
El modelo de optimización representado está compuesto por la función objetivo y
tres restricciones.
La función objetivo, ecuación (4.1), representa el beneficio, descrito mediante la
función de costos, constituida por los costos de establecimiento y manejo
(especificado por región, tipo de proyecto y especie) y el costo de oportunidad de
la tierra, a la que se le resta el ingreso neto, representado en los productos a
extraer de cada proyecto multiplicado por el precio de venta de cada uno de los
productos.
30
Las restricciones del modelo están caracterizadas por el área disponible para
establecimiento de proyectos forestales por región, la demanda nacional por los
bienes a producir y la fijación total de CO2, de la siguiente manera:
En la ecuación (4.2) se expresa que el área plantada en todo el país debe ser
menor o igual que el área disponible para establecimiento de proyectos forestales.
La ecuación (4.3) indica la restricción en la demanda. La suma de los rendimientos
por producto para todos los proyectos, especificados por región, tipo de proyecto y
especie, debe ser mayor o igual que la demanda nacional por los bienes a obtener
en los proyectos.
En la ecuación (4.4) se definen los niveles de captura, éstos resultan de la
capacidad de captura de cada una de las especies multiplicada por el área
establecida por especie. La suma total de captura debe ser mayor o igual que la
fijación total de CO2 por todo el sistema.
Adicionalmente, se emplearon dos ecuaciones auxiliares, una para producción y
otra para la captura.
La ecuación auxiliar de rendimiento indica que los rendimientos por especie, tipo
de proyecto y región son iguales la producción total (Ecuación (4.5)).
QT
k =∑∑ ZX ijk
jijk
i (4.5)
La ecuación (4.6) representa la ecuación auxiliar de captura, esta indica que la
suma de la capacidad de captura de cada especie por el área plantada es la
captura total.
totalCaptura =∑∑∑ XCC ijk
kijk
ji (4.6)
31
Estas dos ecuaciones auxiliares se emplearon con el fin de que el modelo
presentara resultados sobre cada una de estas variables en los resultados.
5 SIMULACIONES Y RESULTADOS
Para determinar la curva de costos marginales de captura en Colombia se
tomaron diversos escenarios con variaciones tanto en la función objetivo como en
las restricciones del modelo. Esto, en primer lugar para avalar la estabilidad del
modelo y, en segundo lugar, para determinar diferencias en los costos marginales
de captura para diferentes condiciones tanto de demanda de los productos
provenientes de los proyectos formulados en el modelo, como de capacidad de
venta de dichos productos.
En este contexto, se analizan en total doce escenarios. En todos los casos se
calculan los costos marginales con base en niveles de captura de 500 mil, 5
millones, 27 millones, 27.5 millones, 28 millones y 90 millones de toneladas de
CO2. Las variaciones, en el modelo, se establecen para los niveles de demanda y
la cantidad de producto que se puede ofrecer en el mercado.
Los primeros cuatro escenarios corresponden a la producción total (Q) en oferta y
la captura de toneladas de CO2 debe cumplir la igualdad en la restricción (M). En
estos escenarios la variación está representada en la demanda (Dk) y corresponde
a niveles mayores que el 10%, 40%, 70% y 100% de la demanda total nacional
para los Escenarios 1, 2 , 3 y 4, respectivamente.
Los escenarios 5, 6, 7 y 8 corresponden a la tercera parte de la producción (Q/3)
en oferta y, al igual que en los escenarios anteriores, la captura de toneladas de
CO2 debe cumplir la igualdad en la restricción (M). Varía la demanda (Dk), que
corresponde a niveles mayores que el 10%, 40%, 70% y 100% de la demanda
total nacional.
32
Los últimos cuatro escenarios presentan variaciones en los niveles de demanda, al
igual que los otros escenarios (mayores que el 10, 40, 70% y 100% de la
demanda). Del mismo modo que en los escenarios 5, 6, 7 y 8, la captura de
toneladas de CO2 debe cumplir la igualdad en la restricción (M). Sin embargo, la
restricción correspondiente a los niveles de captura no debe cumplirse en igualdad
sino que los niveles de captura pueden ser mayores que los niveles establecidos.
Los resultados para cada uno de los escenarios descritos se presentan a
continuación:
5.1 Escenario 1
En las condiciones dadas bajo este escenario, para los dos primeros niveles de
captura (500 mil y 5 millones) no se presentan costos marginales de captura de
CO2, sin embargo, para una captura de 27 millones de toneladas de CO2, el costo
marginal es de 1.25 dólares la tonelada; en tanto que para los niveles de captura
de 28, 28.5 y 90 millones de toneladas, los costos marginales corresponden a
3.35, 11.75 y 22.80 dólares* respectivamente.
En cuanto a las áreas establecidas para cumplir con las especificaciones del
modelo en este escenario, éstas corresponden a 968,979.665, 1,034,307.972,
1,034,890.537 y 5,289,941.502 para cada uno de los niveles de captura
respectivamente. Siendo, para la mayoría de los casos, cubierta la mayor parte del
área en la zona Atlántica, seguida de la zona Cauca. Es así como, para el nivel de
captura equivalente a 90 millones de toneladas de CO2, se emplean el área total
de Cauca y Atlántico y, por un estrecho margen, la casi totalidad del área de la
zona Llanos orientales.
* La tasa de cambio corresponde al promedio aritmético del total de días hábiles del año 2000. Es decir, 2087.42 pesos por 1 dólar. Cálculos del Banco de la República.
33
5.2 Escenario 2
Bajo este escenario, las condiciones para el primer nivel de captura no pueden ser
cumplidas y no se encuentra solución óptima. Para los siguientes niveles (5 y 27
millones de toneladas de captura) no existen costos marginales asociados,
mientras que para los tres niveles siguientes, los costos marginales de captura
corresponden a 1.25, 3.35, y 22.80 dólares la tonelada.
En cuanto a las áreas establecidas en los proyectos, éstas corresponden a
1,074,167.2, 1,089,866.1 y 5,795,417.3 para los niveles de 28, 28.5 y 90 millones
de toneladas, respectivamente. Cubriendo las áreas con idéntico comportamiento
al escenario anterior.
5.3 Escenario 3
En este escenario, como se expresó anteriormente, debe cumplirse al menos el
70% de la demanda total nacional. Sin embargo, las áreas cubiertas por
plantaciones forestales o dendroenergéticas y proyectos agroforestales o
silvopastoriles, aumentan sólo en algunos casos con respecto a los anteriores
escenarios.
En este sentido, las variaciones con respecto al escenario anterior, corresponden
a aumentos de 53,863.295 para 28 millones de toneladas, 77,196.388 en el caso
de 28.5 millones de toneladas y una disminución de 419,768.322 para 90 millones
de toneladas de captura.
Adicionalmente, los costos marginales de captura bajo las condiciones de este
escenario no varían en los niveles de 28 y 28.5 toneladas, con una cifra
equivalente a 1.25 dólares la tonelada, análogamente a los escenarios anteriores,
el costo marginal de captura para un nivel de 90 millones de toneladas de captura
equivale a 22.80 dólares la tonelada de CO2 capturada.
34
5.4 Escenario 5
Bajo las condiciones del modelo, en este escenario la función objetivo toma
valores equivalentes a 17,663,420.113 dólares para 500 mil toneladas,
45,814,909.118 dólares para 5 millones de toneladas, 185,178,149.266 dólares en
27 millones de toneladas, 197,064,973.104 dólares en el caso de 28 millones de
toneladas, 203,008,385.023 dólares en un nivel de 28.5 millones de toneladas y
1.631.181.671,908 dólares con 90 millones de toneladas de CO2 capturadas.
En cuanto a costos marginales de captura, estos son de 6.26 dólares la tonelada
para 500 mil y 5 millones de toneladas capturadas; 11.89 dólares la tonelada en
los niveles de captura de 27, 28 y 28.5 millones de toneladas, en tanto que para
90 millones de toneladas capturadas de CO2, el costo marginal toma un valor de
33.48 dólares la tonelada.
Las áreas totales establecidas bajo este escenario son 32,004.195 hectáreas para
capturar 500 mil Toneladas y de 5,289,941.502 para el nivel más alto de captura
(90 millones).
5.5 Escenario 6
Para el primer nivel de captura (500 mil toneladas) no se encuentra solución
óptima. En un nivel de captura de 5 y 27 millones de toneladas de CO2 el costo
marginal es de 6.26 dólares la tonelada; en tanto que para los niveles de captura
de 28 y 28.5, los costos marginales corresponden a 11.89 dólares la tonelada, así
como para 90 millones de toneladas el costo marginal por tonelada es de 33.48
dólares.
En cuanto a las áreas totales, éstas corresponden a 232,657, 999,467, 1,039,060
1,059,052 y 5,303,960 para 5, 27, 28, 28.5 y 90 millones de toneladas de captura
respectivamente. Igualmente, los valores tomados por la función objetivo en este
35
escenario varían entre 82,252,452 y 1,658,378,372 dólares para 5 y 90 millones
de toneladas de CO2, respectivamente.
5.6 Escenario 7
En el primero de los niveles de captura (500 mil toneladas) no hay solución
óptima. En los demás niveles de captura la función objetivo toma valores que van
desde 145,335,604.9 dólares hasta 1,713,837,241.2 y las áreas cubiertas por
proyectos forestales en el país corresponden a 312,294 hectáreas en el nivel de
captura de 5 millones de toneladas, 1,079,114 hectáreas con 27 millones de
toneladas de CO2 capturadas, 1,115,632 hectáreas para 28 millones de toneladas,
1,135,624.3 y 5,375,649 hectáreas para 28.5 y 90 millones de toneladas de
captura.
Los costos marginales de captura son de 6.26 en 5 y 27 millones de toneladas,
11.89 en 28 y 28.5 millones de toneladas y, por último, el costo marginal
corresponde a 33.48 para 90 millones de toneladas de CO2.
5.7 Escenario 9
En este escenario, debe cumplirse al menos el 10% de la demanda total nacional,
puede ofrecerse en el mercado sólo la tercera parte de la producción. El cambio
de aquí en adelante, además, consiste en que no debe cumplirse con igualdad la
captura con los niveles señalados en el modelo.
En el primero de estos cuatro últimos escenarios, caso en el que la demanda es
del 10%, se cumple la igualdad en la captura para todos los niveles de la misma.
Las áreas totales establecidas bajo este escenario son 32,004.195 hectáreas para
capturar 500 mil toneladas 188,854.133 hectáreas capturando 5 millones de
toneladas, 957,255.015 hectáreas para 27 millones de toneladas de CO2 de
captura, 997,239.021 hectáreas (28 millones de toneladas), 1,017,231.024
36
hectáreas (28.5 millones de toneladas) y de 5,289,941.502 hectáreas para el nivel
más alto de captura (90 millones).
Bajo las condiciones en este escenario, la función objetivo toma valores
equivalentes a 17,663,420.113 dólares para 500 mil toneladas, 45,814,909.118
dólares para 5 millones de toneladas, 185,178,149.266 dólares en 27 millones de
toneladas, 197,064,973.104 dólares en el caso de 28 millones de toneladas,
203,008,385.023 dólares en un nivel de 28.5 millones de toneladas y
1.631.181.671,908 dólares con 90 millones de toneladas de CO2 capturadas.
En cuanto a costos marginales de captura, estos son de 6.256 dólares la tonelada
para 500 mil y 5 millones de toneladas capturadas; 11.887 dólares la tonelada en
los niveles de captura de 27, 28 y 28.5 millones de toneladas, en tanto que para
90 millones de toneladas capturadas de CO2, el costo marginal toma un valor de
33.484 dólares la tonelada.
5.8 Escenario 10
Para el primer nivel de captura, correspondiente a 604,034.285 toneladas, no se
presentan costos marginales de captura. En un nivel de captura de 5 y 27 millones
de toneladas de CO2 el costo marginal es de 6.256 dólares la tonelada; en tanto
que para los niveles de captura de 28 y 28.5, los costos marginales corresponden
a 11.887 dólares la tonelada, así como para 90 millones de toneladas el costo
marginal por tonelada es de 33.484 dólares.
En cuanto a las áreas totales, éstas corresponden a 79,431.909, 232,657,
999,467, 1,039,060 1,059,052 y 5,303,960 para 604,034.825, así como para 5,
27, 28, 28.5 y 90 millones de toneladas de captura respectivamente. Igualmente,
los valores tomados por la función objetivo en este escenario varían entre
54,751,790 y 1,658,378,372 dólares para los extremos inferior y superior de las
toneladas de CO2 capturadas, respectivamente.
37
5.9 Escenario 11
En el penúltimo de los escenarios, en cuyo caso debe cumplirse con el 70% de la
demanda nacional, puede ofrecerse en el mercado sólo la tercera parte de la
producción y no debe cumplirse con igualdad la restricción de captura, los
resultados son idénticos en cuanto a los valores que toman los costos marginales.
Es decir que, en un nivel de captura de 5 y 27 millones de toneladas de CO2 el
costo marginal es de 6.26 dólares la tonelada; en tanto que para los niveles de
captura de 28 y 28.5, los costos marginales corresponden a 11.89 dólares la
tonelada, así como para 90 millones de toneladas el costo marginal por tonelada
es de 33.48 dólares.
En tanto que las cifras correspondientes a las áreas cubiertas por los proyectos
formulados en este estudio corresponden a 182,031.183 hectáreas para
1,262,975.852 toneladas capturadas de CO2, 312,294 hectáreas en el nivel de
captura de 5 millones de toneladas, 1,079,114 hectáreas con 27 millones de
toneladas de CO2 capturadas, 1,115,632 hectáreas para 28 millones de toneladas,
1,135,624.3 y 5,375,649 hectáreas para 28.5 y 90 millones de toneladas de
captura.
5.10 Costos marginales de captura de CO2 en Colombia
En la Tabla 1, se observan los valores que toma la curva de costos marginales en
cada uno de los escenarios.
Tabla 1. Costos marginales de captura de CO2 en Colombia (dólares / tonelada)
0.5 millones 5 millones 27 millones 28 millones28.5
millones 90 millones
Escenario 1 - - 1.25 3.35 11.75 22.80
Escenario 2 - - - 1.25 3.35 22.80
Escenario 3 - - - 1.25 1.25 22.80
38
0.5 millones 5 millones 27 millones 28 millones28.5
millones 90 millones
Escenario 4 No factible No factible No factible No factible No factible No factible
Escenario 5 6.26 6.26 11.89 11.89 11.89 33.48
Escenario 6 - 6.26 6.26 11.89 11.89 33.48
Escenario 7 - 6.26 6.26 11.89 11.89 33.48
Escenario 8 No factible No factible No factible No factible No factible No factible
Escenario 9 6.26 6.26 11.89 11.89 11.89 33.48
Escenario 10 - 6.26 6.26 11.89 11.89 33.48
Escenario 11 - 6.26 6.26 11.89 11.89 33.48
Escenario 12 No factible No factible No factible No factible No factible No factible
La figura 4 muestra las estimaciones del costo marginal por tonelada de CO2,
ordenadas en escala ascendente con base en las toneladas capturadas.
Figura 4. Costos marginales de captura de CO2 en Colombia
0,002,004,006,008,00
10,0012,0014,0016,0018,0020,0022,0024,0026,0028,0030,0032,0034,00
0,5
millo
nes
5m
illone
s
27m
illone
s
28m
illone
s
28,5
millo
nes
90m
illone
s
Captura (Toneladas)
Cos
to M
argi
nal (
U$)
Escenario 1 Escenario 2 Escenario 3 Escenario 5 Escenario 6
Escenario 7 Escenario 9 Escenario 10 Escenario 11
39
Para una captura de 500 mil toneladas de CO2, se presenta costo marginal en los
escenarios 4 y 7, cuyo valor corresponde a 6.256 dólares la tonelada. En cuanto a
5 millones de toneladas de CO2, el costo marginal es de 6.256 dólares para los
escenarios 4 al 9 (no hay costo marginal en los escenarios 1 al 3).
Para un valor de 27 millones de toneladas de CO2, el costo marginal corresponde
a 1.25 dólares en el escenario 1, éste toma un valor de 6.26 dólares en el caso de
los escenarios 6, 7, 10 y 11. En tanto que para los escenarios 5 y 9 el costo
marginal de capturar CO2 en Colombia equivale a 11.89 dólares la tonelada.
Si se capturan 28 millones de toneladas de CO2, los costos marginales por unidad
ascienden a 1.25 dólares en los escenarios 2 y 3; 3.35 para el escenario 1 y 11.89
dólares para todos los demás escenarios.
En 28.5 millones de toneladas, los valores corresponden a 11.75 dólares de costo
marginal para el escenario 1, 3.35 dólares en el escenario 2, 1.25 dólares para el
caso del escenario 3 y en todos los demás escenarios el costo marginal de
capturar CO2 corresponde a 11.89 dólares.
El caso extremo, en el que se capturan 90 millones de toneladas de CO2*, el costo
marginal es de 22.80 para los tres primeros escenarios y de 33.48 para los
escenarios 5, 6, 7, 9, 10 y 11.
En cuanto a las variaciones en tipo de proyecto y especie, se observan los
resultados siguientes:
En el escenario 1, zona Valle, no cambian las áreas plantadas en ninguno de los
niveles de captura y la mayor área plantada es en sistema silvopastoril con la
* Empleando en promedio 5,377,789.954 hectáreas de tierra, cifra que corresponde al 71.5% del área total disponible en las cinco zonas, establecidas en este estudio, para proyectos elegibles al MDL
40
especie Pinus patula, esta especie presenta los menores costos anuales de
establecimiento y manejo en la región. En la zona andina, el proyecto más
aplicado, en los niveles de captura de 500 mil hasta 28.5 millones de toneladas, es
el sistema agroforestal Cordia alliodora y Coffea arabiga, sistema que aunque
presenta mayores costos de establecimiento y mantenimiento, también produce
mayores ingresos y una captura similar a la plantación forestal con Alnus
acuminata.
Para la zona Cauca y el primer escenario, el Fraxinus chinensis es la especie con
mayor captura de CO2, cuyo valor corresponde a 25.01 toneladas/año,
consecuentemente, el modelo aplica en esta zona 89,379.9 hectáreas, área que
corresponde a la casi totalidad del área disponible en esa zona.
Al igual que en Cauca, en la zona Atlántica, se establecen la mayor parte de las
hectáreas disponibles con la especie que presenta mayores rendimientos en
captura de CO2, Gmelina arborea, con un área de 925,110 hectáreas para los
niveles de captura de 27, 28 y 28.5 millones de toneladas.
Pino caribe es, según el modelo de optimización, la mejor opción para la zona
Llanos orientales, con un área a plantar de 998,015 hectáreas para capturar 28.5
millones de toneladas en la región con el resto de hectáreas disponibles en
sistema agroforestal (aproximadamente 258,000 hectáreas), Cedrela odorata en
sistema silvopastoril (6,230 hectáreas) y Leucaena leucocephala con 1,371
hectáreas.
En el nivel de 28 millones de toneladas de captura, en el escenario 2, el mayor
valor en área plantada es la especie Gmelina arborea en sistema en plantación
dendroenergética en la zona Atlántica. Este sistema presenta los mayores
rendimientos en captura (28.69) comparada con los otros sistemas que pueden
41
aplicarse en la zona. Le sigue en importancia el sistema agroforestal de ka zona
Andina, Cordia alliodora y Coffea arabiga, que además de presentar aceptables
rendimientos en captura, presenta ingresos adicionales para el agricultor. El menor
porcentaje establecido en este escenario es la Acacia mangium con 3.337
hectáreas en total.
Bajo el escenario 5, un área de 925,110 hectáreas corresponde a Gmelina arborea
en plantación dendroenergética en la zona Atlántica, seguida de 12,327 con
Fraxinus chinensis en plantación dendroenergética en zona Cauca.
En el escenario 6, la mejor opción sigue siendo Gmelina arborea, con un área a
plantar de 920,040 hectáreas en zona Atlántica, seguida por 30,192.3 de sistema
agroforestal en zona Andina y por Pinus patula en Valle con 22,997.06 hectáreas.
Los costos marginales bajo las condiciones de este escenario corresponden a un
rango entre 6.26 y 33.48, idéntico comportamiento al escenario anterior y todos los
posteriores.
Los resultados para el escenario 7 tienen la misma tendencia al escenario 6 en
cuanto a especies y proyectos en importancia. En cuanto a promedio en captura
de CO2, éste varía entre 16.011 y 25.098 toneladas por hectárea.
Aunque Acacia mangium es la especie con mayor rendimiento en captura de CO2,
con 53.12 toneladas de CO2 al año, después de Leucaena leucocephala (90.66),
la demanda para la madera de esta especie es apenas de 240 toneladas/año,
razón por la cual no se aplica este tipo de proyecto en más de 6 hectáreas, aún
para todos los escenarios analizados.
Sucede lo mismo con Leucaena leucocephala que aunque es la especie con
mayores niveles de captura, la demanda es sólo de 160 toneladas anuales en el
42
país y se aplica con este tipo de proyecto un área correspondiente a 5.482
hectáreas a plantar en el mayor de los casos.
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En este estudio se desarrolló un modelo de optimización tipo MARKAL para
calcular los costos marginales de captura de CO2 en Colombia y se evaluaron
diferentes escenarios con variaciones en demanda y oferta. Se incluyeron, en el
modelo, proyectos forestales de cuatro tipos distintos, proyectos forestales,
dendroenergéticos, silvopastoriles y agroforestales.
Los resultados obtenidos indican que Colombia posee, efectivamente, ventajas en
cuanto a los menores costos de reducción de emisiones en actividades
enmarcadas en uso de la tierra, cambio de uso de la tierra y silvicultura*, en
relación con los países Anexo I. Este resultado concuerda con experiencias
anteriores de Implementación Conjunta que han demostrado que los países no
Anexo I ofrecen algunas de las oportunidades de más bajo costo.
Los costos marginales de captura calculados en esta investigación, los cuales
dependen del número de toneladas capturadas de CO2, se encuentran dentro de
los rangos de precios de captura en plantaciones de algunas partes del mundo.
En cuanto a las variaciones en los diversos escenarios para los promedios de
captura de CO2, se encontró que para 500 mil toneladas, se capturarían entre
6.938 y 15.623 toneladas en promedio por hectárea, en tanto que para 90 millones
de toneladas se capturan entre 15.530 y 17.013 toneladas promedio por hectárea.
Para los demás escenarios, el promedio de captura varía entre 16.011 y 28.206
toneladas de CO2 capturadas en promedio por hectárea. Estas variaciones
* LULUCF por sus siglas en inglés.
43
corresponden a los tipos de proyectos que establece el modelo en cada una de las
zonas para encontrar los valores óptimos de la función objetivo.
Aunque el escenario 3 presenta un comportamiento similar al escenario 2, en
cuanto a especies empleadas y áreas establecidas, los costos marginales de
captura presentan una tendencia diferente a todos los demás escenarios, bajo
este escenario debe cumplirse la igualdad en la restricción de captura, al igual que
en los dos escenarios anteriores, sin embargo, la demanda aumenta al 70% y la
producción permanece en el mismo nivel. Como consecuencia, no se encuentra
un óptimo para el nivel de emisiones de 500 mil toneladas y sólo a partir de 28
millones de toneladas se presenta costo marginal de captura, cuyo valor es de
1.25 dólares para 28 y 28.5 y de 22.80 dólares para 90 millones de toneladas.
En cuanto al escenario 5 (a partir del cual puede ofrecerse en el mercado sólo la
tercera parte de la producción) los costos marginales de captura presentan una
variación entre 6.26 y 33.48 dólares la tonelada, al igual que los promedio de
captura varían entre 15.62 y 28.2 toneladas / hectárea.
Los últimos tres escenarios (9,10y 11) en los cuales no debe cumplirse la igualdad
en la restricción en los niveles de captura, son idénticos a los tres escenarios
anteriores de la siguiente manera. Los resultados en el escenario 9 son iguales a
los resultados en el escenario 5. El escenario 10 genera los mismos resultados
que el escenario 6 y el escenario 11 corresponde también con los resultados del
escenario 7.
Esto se explica porque, en primer lugar, en términos de producción no hay
variación en las condiciones del modelo, los porcentajes de la demanda nacional
que debe cubrirse son iguales para cada uno de estos pares, es decir, 10% de la
demanda nacional para los escenarios 5 y 9; 70% de la demanda nacional para
los escenarios 6 y 10 y, 70% de la demanda nacional para los escenarios 7 y 11.
44
Adicionalmente, los niveles de captura se cumplen con igualdad para todos los
casos, excepto los escenarios 10 y 11 para el nivel de captura de 500 mil
toneladas, casos en los cuales, el modelo no encuentra un valor para el costo
marginal de captura.
Los promedios de captura aplicados por el modelo son coherentes con las cifras
reportadas por diversos autores en el país. Pese a esto, es necesario que sean
estimadas las curvas de captura de CO2 para las especies potenciales para los
proyectos MDL en particular, pues los cálculos realizados por los investigadores,
incluido el presente estudio, son aproximaciones de las que hasta el momento se
dispone pero no brindan el comportamiento exacto de las especies en cuanto a
captura de CO2.
Las diferentes metodologías empleadas y las diferencias en cuanto a tipo de
bosque, manejos, variables incluidas en los análisis, entre otros aspectos, supone
que las comparaciones sean difíciles. A pesar de todas estas variaciones, se
hacen algunas comparaciones generales con los valores reportados por algunos
autores para proyectos en el sector forestal.
Comparando los resultados del presente estudio con los valores reportados por el
Estudio de Estrategia Nacional para la Implementación del MDL en Colombia, este
último presenta un rango de costo marginal que varía entre 1.8 y 11 dólares la
tonelada de CO2. Estos costos son más bajos que los encontrados en el presente
estudio, sin embargo, debe aclarase que en le año 2000, año en que fueron
formulados los diez proyectos del portafolio nacional con los que se determinaron
estas cifras, no era claro aún que no se tomaría en cuenta la conservación de
bosque natural como actividad elegible al Mecanismo de Desarrollo Limpio.
En los análisis de estos diez proyectos se incluye un elevado componente de
conservación. Los proyectos de conservación presentan un bajo costo
45
incremental promedio de captura, el cual es calculado al dividir el costo total del
proyecto por el número de toneladas de carbono fijadas, incluyendo no sólo las
unidades capturadas, sino que se tienen en cuenta las cantidades que dejan de
emitirse al conservar los bosques y prevenir emisiones. Por otra parte, estas
actividades son en alguna medida subsidiadas por el gobierno nacional, de tal
forma que muchos de estos proyectos se establecen en parques naturales, por lo
que, además, los costos no involucran el costo de oportunidad de la tierra.
Según los datos encontrados por LOPERA & GUTIERREZ, los costos de la
tonelada fijada de carbono varían entre 4,6 y 43,5 dólares, dependiendo de la tasa
real de descuento y la cantidad de Carbono capturado. Si se convierten los valores
estimados por LOPERA & GUTIERREZ a valores de captura de CO2, éstos dan
unos costos de 1.255 a 11.864, sin embargo, estos costos no corresponden a
costos marginales de captura sino a costos promedio de captura y son solamente
para la especie Pinus patula.
En la investigación realizada por MOLANO & DÍAZ, se obtuvieron modelos
estadísticos que permiten calcular la captura de CO2 a través de plantaciones de
Eucalyptus camaldulensis, Eucalyptus grandis y Eucalyptus globulus. Los valores
promedios de captura de CO2 por hectárea, a partir de cálculos de volumen del
fuste descortezado en pie fueron los siguientes: 5.79, 32.2, 21.7 y 24.67 ton
CO2/ha/año para las plantaciones del altiplano, Cauca, Cesar y Valle del Cauca
respectivamente. Cifras que no están lejos de los promedios de captura
encontrados mediante la optimización en el presente estudio, aunque
generalizando para hectárea y no por especie en particular.
Estos mismos autores, calcularon utilizando el promedio de captura anual de cada
plantación y empleando la relación entre el costo de establecimiento y manejo de
una hectárea de plantación y su potencial de captura total, el costo promedio de
captura en un rango que va de 3,25 a 4,3 dólares la tonelada de CO2 capturada. Al
46
igual que para el anterior caso, estos son costos promedio y no pueden
compararse con los costos marginales encontrados en el presente estudio.
En cuanto a los análisis realizados por CASTRO en Costa Rica, a pesar de que
este autor estima costos marginales, realiza los cálculos para captura de carbono
y no de CO2. Sin embargo, si se convierten sus valores a costos marginales de
captura de CO2, da como resultado lo siguiente: el primer valor reportado por
CASTRO corresponde a 3 dólares la tonelada, el siguiente a 3.273. En tanto que
los demás datos quedarían: 4.36, 7.09, 13.63 y 27.27 dólares la tonelada de CO2
capturada.
Estas cifras son, en todos los casos, menores a las estimaciones realizadas en el
presente estudio, no obstante, los cálculos de CASTRO se basan en proyectos en
áreas protegidas de Costa Rica, por tanto, aplican las observaciones hechas
arriba sobre los proyectos de conservación y las áreas de reserva y parques
naturales.
Es importante desarrollar modelos posteriores en los que se incluyan los costos de
transacción de los proyectos forestales en el Mecanismo de Desarrollo Limpio,
estos son por ahora elevados, sin embargo, la adecuada reglamentación de los
mecanismos de flexibilidad del Protocolo de Kioto y la consolidación de un
mercado internacional de créditos de carbono, hará que estos costos de
transacción se reduzcan en el futuro.
A pesar de los altos costos de transacción presentes y los riesgos en relación con
los países desarrollados, Colombia podría participar en el mercado de los créditos
de carbono con proyectos forestales que incluyan actividades elegibles al
Mecanismo de Desarrollo Limpio, por cuanto los costos marginales encontrados
son aún inferiores a los costos de reducción en los países Anexo I.
47
Igualmente, será necesario que se afine el modelo, incluyendo otras posibilidades
de proyectos para cada una de las regiones, de este modo, la optimización será
menos rígida y se presentarán mayores variaciones para cada uno de los
escenarios no sólo en cuanto a costos marginales de captura, sino también en
cuanto a áreas y tipos de proyectos a establecer. Por ejemplo, podría pensarse en
involucrar tres especies para cada uno de los tipos de proyecto por zona, esto
haría mucho más flexible el modelo y daría posibilidades interesantes de
optimización.
De igual manera, rangos diferentes en cuanto a los costos de oportunidad para
cada una de las zonas, brindaría nuevas posibilidades y variaciones atractivas
para los inversionistas en el sector forestal. Mientras el abanico de posibilidades
sea mayor, habrá mejores oportunidades para los proyectos forestales en el
Mecanismo de Desarrollo Limpio.
Por último, vale la pena mencionar que la principal dificultad para la realización del
presente estudio fue la adquisición de los datos necesarios para nutrir el modelo.
En ninguna de las entidades a las que se acudió se logró conseguir información
sobre costos de establecimiento y manejo de plantaciones, por tanto, la autora se
vio ante la necesidad de desarrollar los flujos financieros, empezando de ceros,
para cada uno de los proyectos incluidos en el modelo (24 en total) lo cual influyó
en gran medida en el tiempo de elaboración del estudio.
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53
Anexo A. Datos de entrada del modelo
I. Especies y tipo de proyecto para cada región
En la tabla 2 se señalan las regiones del país en que se establecen los proyectos,
los tipos de proyecto o tecnología y las especies a emplear en ellos.
Tabla 2. Especies, tipo de proyecto y región
Región Tipo de proyecto Especie Producción maderera Eucalyptus grandis Proyecto dendroenergético Cedrela odorata Sistema agroforestal Citrus sp. y Coffea arabiga
Valle
Sistema silvopastoril Pinus patula Producción maderera Alnus acuminata Proyecto dendroenergético Acacia mangium Sistema agroforestal Cordia alliodora y Coffea arabiga
Andina
Sistema silvopastoril Eucalyptus grandis Producción maderera Pinus oocarpa Proyecto dendroenergético Fraxinus chinensis Sistema agroforestal Pinus oocarpa y Solanum quitoense
Cauca
Sistema silvopastoril Eucalyptus tereticornis Producción maderera Pachira quinata Proyecto dendroenergético Gmelina arborea Sistema agroforestal Cordia alliodora y Teobroma cacao
Costa atlántica
Sistema silvopastoril Tectona grandis Producción maderera Pinus caribaea Proyecto dendroenergético Leucaena leucocephala Sistema agroforestal Hevea brasilensis y Musa paradisiaca
Llanos Orientales
Sistema silvopastoril Cedrela odorata
En cada una de las regiones se consideraron las especies con mayor potencial
para proyectos de reforestación de tipo comercial, de mayor importancia en áreas
de plantación y aquellas que mayor grado de información ordenada presentan. Se
han definido estas especies, debido a que son las que se han plantado a lo largo
del tiempo en el país y de las que se han desarrollado numerosos estudios en
54
aspectos técnicos tales como: requerimientos ambientales, reproducción, sistemas
de siembra y manejo silvicultural, entre otros. Adicionalmente, existe un mercado
configurado en el ámbito nacional para los productos de estas especies.
Por otra parte, para asegurar una óptima producción, la selección de especies
para el establecimiento de proyectos forestales debe basarse en los
requerimientos ambientales de las especies. Esto sólo se logra cuando se
conocen las exigencias de las especies y las características físicas de los sitios
donde éstas se desarrollan adecuadamente. Entonces, para determinar las
especies para cada zona, en esta investigación se tuvieron en cuenta los
requerimientos ambientales de cada una de las especies a emplear y las zonas
aptas para su buen desarrollo.
II. Areas potenciales para proyectos forestales
Las áreas potencialmente aptas para el establecimiento de plantaciones forestales
comerciales, es decir, zonas geográficas potenciales definidas a partir de un
descarte de zonas tanto por restricciones edáficas, climáticas, como de uso actual
del suelo fueron determinadas por la Corporación Nacional de Investigación y
fomento Forestal – CONIF – en el proyecto "Fortalecimiento Institucional para el
Ordenamiento Sostenible de Plantaciones Forestales en Colombia". Estas deben
ser tomadas en cuenta, puesto que solamente deben establecerse plantaciones
en este tipo de áreas si se desea que la productividad sea la óptima, además de
asegurar que no se generen conflictos con otros usos actuales del suelo.
Las áreas corresponden a la jurisdicción de las Corporaciones Autónomas
Regionales de cada uno de los departamentos incluidos en las zonas establecidas
para el estudio. Sin embargo, para algunos de los departamentos no se incluye
toda la región de la jurisdicción por diversas razones.
55
De este modo, la zona andina incluye los departamentos de Santander, Caldas,
Nariño, Norte de Santander, Tolima y Antioquia pero sólo se tiene en cuenta un
40% del área para establecimiento de plantaciones del departamento de Nariño,
puesto que el porcentaje restante corresponde a la región del pacífico. Igualmente,
para Antioquia sólo el 54% del territorio, área que corresponde a la jurisdicción del
CORANTIOQUIA.
Las zonas Valle y Cauca corresponden al 62% y 66% del área total del
departamento respectivamente, pues el resto del territorio de estos departamentos
se encuentra en la región pacífica.
La zona Costa Atlántica incluye en su totalidad los departamentos de Córdoba y
Magdalena, las jurisdicciones de CVS y CORPAMAG coinciden con la división
político administrativa de estos departamentos.
La zona Llanos orientales, área de jurisdicción de CORPORINOQUIA, abarca 58
municipios de los departamentos de Arauca, Casanare, Meta y Vichada; 10
municipios de Cundinamarca y 5 municipios de Boyacá, que en total constituyen
una extensión de 25’994.300 hectáreas, de las cuales el 22,908% son aptas para
establecimiento de plantaciones forestales.
En la Tabla 3 se presentan discriminadas las áreas disponibles por zona para
establecimiento de proyectos forestales.
Tabla 3. Areas disponibles para establecimiento de proyectos forestales.
Zona Corporación Jurisdicción
Departamento o municipios
Area Potencial
Total Area potencial por Zona
Andina CAS Santander 335.758 2.784.410
Corpocaldas Caldas 1.005.419
56
Zona Corporación Jurisdicción
Departamento o municipios
Area Potencial
Total Area potencial por Zona
Corponariño Nariño 405.292
Corponor Norte de Santander
133.453
Cortolima Tolima 450.959
Corantioquia Antioquia 453.528
Cauca CRC Cauca 89.929 89.929
V. Del Cauca CVC V. Del Cauca 81.362 81.362
Costa Atlántica CVS Córdoba 583.552 925.857
Corpamag Magdalena 342.305
Llanos Orientales
Corporinoquia Arauca 33.240 3.636.881
Casanare 103.860
Meta 198.544
Vichada 6.974
Cundinamarca 2.526.024
Boyacá 768.239
III. Costos de establecimiento y manejo de plantaciones
Los costos de establecimiento y manejo de plantaciones fueron calculados con los
rendimientos en jornales para cada una de las especies y regiones y con un
salario básico mensual de $12.090, suma establecida para el año 2000, año base
de los análisis. Igualmente, se incluyeron todas las actividades requeridas para un
adecuado manejo de la plantación tanto en el primer año de inversión como en los
posteriores en que se realizan podas de formación, raleos, refertilizaciones, costos
de aprovechamiento, mantenimiento de cortafuegos y caminos entre otras
actividades.
57
Los costos promedio por año de establecimiento y manejo de plantaciones varían
entre los $169.506 y $354.185 para plantaciones forestales y entre $144.019 y
$971.811 para proyectos dendroenergéticos. En cuanto a sistemas silvopastoriles,
el rango se mueve entre $147.590 y $212.695 por año. Los costos de
establecimiento, manejo y aprovechamiento por año para los proyectos
agroforestales van desde $705.576 hasta $3.478.644 (a precios constantes del
año 2000).
IV. Costos de oportunidad
El costo de oportunidad de un proyecto de inversión es el ingreso que obtendría el
inversionista en una alternativa mejor, se puede considerar que cualquier proyecto
de inversión compite con una alternativa mejor para no subestimar los costos del
proyecto.
Los costos de oportunidad de los proyectos del sector forestal aplicables al
Mecanismo de Desarrollo Limpio que se incluyen en esta investigación están
determinados por el avalúo catastral de tierras del sector rural discriminado por
rangos de superficie para cada departamento. Esta información se obtuvo en
Catastro Departamental de Antioquia para los datos de este departamento y en el
Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC – para el resto del país.
El avalúo catastral por departamento está discriminado por estas entidades de la
siguiente manera: rangos de superficie, número de predios, superficie en
hectáreas y avalúo en pesos. Para la presente investigación se hicieron cálculos
del avalúo catastral por hectárea para cada departamento. El avalúo catastral para
todo el país varía entre $70,83 y $2.526.024,11 con un promedio nacional de
$337.355,51 por hectárea. Para efectos de la presente investigación se determinó
un costo de oportunidad promedio por región, como se observa en la siguiente
tabla.
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Tabla 4. Costo de Oportunidad por región
Región Departamentos Costo de Oportunidad
Andina Santander, Caldas, Nariño, Norte de
Santander, Tolima y Antioquia
464.068,00
Atlántica Córdoba y Magdalena 462.928,00
Cauca Cauca 450.631,00
Llanos orientales Arauca, Casanare, Meta, Vichada,
Cundinamarca y Boyacá
606.147,00
Valle Valle del Cauca 1.586.017,72
V. Rendimientos especies maderables
Para las especies maderables se estableció el rendimiento en madera o leña
mediante la función de Incremento Medio Anual*, se encontraron en la literatura
los IMA para cada una de las especies a emplear en los proyectos forestales. Se
aplicó un promedio, a pesar de que los rendimientos cambian según diversos
factores como el índice de sitio y los factores edáficos y climáticos, pues este es el
dato registrado en toda la literatura forestal en el país.
Estos rendimientos, indicados en la Tabla 5, se emplearán para el cálculo de la
captura de CO2 para cada uno de los tipos de proyecto.
Tabla 5. Rendimientos especies maderables
Especie Producto IMA (m3/ha/año)
Acacia mangium Leña 27
Alnus jorullensis Madera rolliza 14
Cedrela odorata Leña 15
* El Incremento Medio Anual (IMA) corresponde al rendimiento en biomasa del fuste y se expresa en metros cúbicos por hectárea/año.
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Tabla 5. Rendimientos especies maderables
Especie Producto IMA (m3/ha/año)
Cordia alliodora Madera rolliza 20
Eucalyptus grandis Madera rolliza 25
Eucalyptus tereticornis Madera rolliza 25
Fraxinus chinensis Leña 28
Gmelina arborea Leña 22
Leucaena leucocephala Leña 30
Pachira quinata Madera rolliza 18
Pinus caribaea Madera rolliza 18
Pinus oocarpa Madera rolliza 16
Pinus patula Madera rolliza 20
Tectona grandis Madera rolliza 20
VI. Rendimientos productos agrícolas
Para este tipo de productos, que están presentes en los sistemas agroforestales y
silvopastoriles se hizo barrido en los datos suministrados por las instituciones que
trabajan el sector agrícola en el país, es así como se visitaron entidades como
Ministerio de Agricultura, Departamento Administrativo Nacional de Estadística y
Corporación Colombia Internacional. Todos los rendimientos, a excepción del
látex del Caucho (Hevea brasilensis) que se da en litros por hectárea, están en
toneladas por hectárea. También se incluye el precio por tonelada para cada
producto. Estos datos servirán como base para calcular el ingreso por estos
productos por hectárea para el inversionista, los cuales se deducirán de la función
objetivo en el análisis de costos marginales de captura de carbono.
Los rendimientos de los productos agrícolas involucrados en el modelo se
presentan en la Tabla 6, a continuación.
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Tabla 6. Rendimientos productos agrícolas
Productos Agrícolas Producto Rendimiento(Ton/ha)
Cítricos (Citrus sp.) Frutos 7,2Caucho (Hevea brasilensis) Látex* 5,63Plátano (Musa paradisiaca) Frutos 10,13Lulo (Solanum quitoense) Frutos 10,74Cacao (Teobroma cacao) Grano seco 476Café (Coffea arabiga) Pergamino seco 0,7* Litros / hectárea
VII. Demanda de madera rolliza y leña
Una de las restricciones que debe cumplir el modelo propuesto es la demanda de
madera y leña a nivel nacional. Estos datos se obtuvieron mediante el análisis de
la información contenida en fuentes como el Sistema de Información Estadístico
Forestal – SIEF – que maneja el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios
Ambientales – IDEAM. Este sistema brinda información sobre movilización de
productos maderables provenientes del bosque plantado, movilización y
distribución de la movilización de productos maderables provenientes del bosque
natural, plantaciones forestales realizadas, entre otros importantes. También se
analizaron estadísticas contenidas en la página web de la FAO, específicamente,
en FAOSTAT.
Tabla 7. Demanda de madera rolliza y leña
Tipo de proyecto Especie Producto Demanda
Plantaciones Alnus acuminata madera rolliza 2.178,00
Forestales Eucalyptus grandis madera rolliza 102.904,00
Pachira quinata madera rolliza 58.598,46
Pinus caribaea madera rolliza 35.064,20
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Tipo de proyecto Especie Producto Demanda
Pinus oocarpa madera rolliza 27.057,25
Plantaciones Acacia mangium Leña 240,34
Dendroenergéticas Cedrela odorata Leña 362,58
Fraxinus chinensis Leña 452,32
Gmelina arborea Leña 160,37
Leucaena leucocephala Leña 678,54
Sistemas Pinus patula madera rolliza 179.952,42
Silvopastoriles Eucalyptus grandis madera rolliza 102.904,00
Cedrela odorata madera rolliza 190,00
Tectona grandis madera rolliza 4.065,00
Eucalyptus tereticornis madera rolliza 22.940,10
Sistemas Pinus oocarpa madera rolliza 27.057,25
Agroforestales Cordia alliodora madera rolliza 104,00
VIII. Demanda productos agrícolas
Al igual que la restricción en demanda de madera rolliza y leña, el modelo debe
cumplir con la restricción de la demanda de productos agrícolas. Estos datos se
obtuvieron mediante el análisis de la información contenida en fuentes como el
Anuario Estadístico del Ministerio de Agricultura y la Encuesta Nacional del
Departamento Administrativo de Estadística Nacional -DANE, que brinda
información sobre producción y consumo de productos agrícolas a nivel nacional.
En la tabla 8 se presentan las demandas, para el año 2000, de los productos
agrícolas producidos en los sistemas agroforestales incluidos en el modelo.
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Tabla 8. Demanda productos agrícolas
Productos Agrícolas Producto Demanda(Ton/año)
Cítricos (Citrus sp.) Frutos 203,544Caucho (Hevea brasilensis) Látex* 31.236,81Plátano (Musa paradisiaca) Frutos 9.457.36Lulo (Solanum quitoense) Frutos 960,87Cacao (Teobroma cacao) Grano seco 33.981,21Café (Coffea arabiga) Pergamino seco 376.446
IX. Captura de CO2
Como se expresó en el marco teórico, existen diversos métodos para estimar la
cantidad de CO2 fijado por la vegetación, con el uso generalizado de un método
simple para evaluar este proceso, en el cual los datos de rendimiento promedio en
biomasa se multiplican por un factor que involucra el contenido de C en la biomasa
seca y la relación entre el peso de la molécula de CO2 (44) y el peso atómico del
carbono (12).
Algunos autores señalan que el CC de la madera de las coníferas arbóreas está
entre un 50 y 53%, mientras que en las especies de hoja ancha varía entre 47 y
50%, y suele asumirse un promedio del 50% indistintamente para todas las
especies.
En la presente investigación se calcula el CO2 fijado tomando como base el IMA
(incremento medio anual) que corresponde al rendimiento en biomasa total del
fuste promedio anual, multiplicado por el contenido de carbono en la biomasa
seca, y por un factor de conversión F que corresponde a la relación entre el peso
de la molécula de CO2 y el peso del átomo de carbono, así:
CCO2 = B * (F)
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Donde : CCO2 = Captura de CO2
B = IMA (m3/ha/año)
F = (CC)* (44/12)
CC = contenido de carbono en la biomasa y,
(CO2/C) = (44/12) = factor de conversión de carbono a CO2
De este modo se calcularon las capturas de CO2 de cada una de las especies,
consignadas en la tabla 9, a continuación.
Tabla 9. Captura de CO2 por proyecto
Especie CCO2
Ton/ha/añoDensidad
de Plantación
Eucalyptus grandis 21,73 1100
Cedrela odorata 13,31 1100
Cítrus sp. y Coffea arabiga 4,44 208/5286*
Pinus patula 5,72 400
Alnus acuminata 7,83 1100
Acacia mangium 53,11 2750
Cordia alliodora y Coffea arabiga 7,85 400/5093*
Eucalyptus grandis 7,90 400
Pinus oocarpa 20,13 1100
Fraxinus chinensis 25,00 1100
Pinus oocarpa y Solanum quitoense 13,31 638/639*
Eucalyptus tereticornis 12,81 400
Pachira quinata 13,01 1100
Gmelina arborea 28,69 1600
Cordia alliodora y Teobroma cacao 5,88 300/1000*
Tectona grandis 7,32 400
Pinus caribaea 15,44 1100
*El primer número corresponde a la densidad de plantación de la especie arborea y el segundo a la densidad del cultivo agrícola
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Especie CCO2
Ton/ha/añoDensidad
de Plantación
Leucaena leucocephala 90,65 3333
Hevea brasilensis y Musa paradisíaca 10,71 400/543*
Cedrela odorata 4,841 400
Se observan en la tabla, las densidades de siembra que generalmente se emplean
en proyectos forestales, en la segunda columna. Sin embargo, de acuerdo con
cada tipo de proyecto, varían las densidades utilizadas, las tenidas en cuenta para
los cálculos en la presente investigación se presentan en la tercera columna. La
densidad de siembra incide directamente en el valor del Incremento Medio Anual,
y por lo tanto, influye en la cantidad de toneladas de CO2 capturadas por hectárea
para cada una de las especies.
