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Boletín de Dinámica de Sistemas

Cálculo del CO2 en la atmósfera: pronósticos y límites

Basado en un modelo de simulación con Vensim

La columna vertebral del modelo son, como es de esperar, las emisiones y la absorción que ejerce el planeta como regulador de la composición atmosférica.
El ámbito de trabajo, que opera del 2000 al 2200, está situado dentro de la geografía española. Con una población en el año 2000 igual a unos 40 millones de habitantes, cada español recibe de media 13.600 € de renta (1999), y emite unos 310 Toneladas anuales de CO2 a la atmósfera (1999). El consumo de Kw en ese año ascendió a 185.000 millones.

EL CO2 EN LA ATMÓSFERA: PRONÓSTICOS Y LÍMITES

1. EMISIONES DE CO2

Están basadas en la que se deja llamar Identidad de Kaya, la cual nos informa que son el producto del PIB, la Intensidad de Energía y el Vector Energético
CO2 (Tm.)= PIB (€) x Intensidad de Energía (Kw/€) x Vector de Producción (Tm./Kw)

1.1. Intensidad de Energía o IE: cantidad de energía demandada por cada unidad de PIB.

Conociendo la producción total de energía, el PIB per. cápita anual y la población puede calcularse de manera fácil. Asímismo, se le ha añadido una tasa de crecimiento considerada igual a la tasa de crecimiento del PIB per. cápita (0.006). La IE, además, depende de la eficiencia en que se consume energía. Ésta aumenta pero con el tiempo (hacia el 2130) la eficiencia iría mejorando hasta que se estancara para mantenerse constante.

1.2. Vector de producción o VP: distribución porcentual de las diferentes fuentes de energía.

Diferenciaremos entre Energías No Emisoras de CO2 (ENEC), que suponen el 36,7 % y las Energías Emisoras de CO2 (EEC), dentro de las cuales distinguiremos el carbón (que supone el 3,3 % pero emite por unidad más CO2 que las demás EEC), el fuel (50%) y el gas (con un 10% es la EEC más limpia).

La tabla siguiente muestra paso por paso la significación y la construcción del parámetro final de VPE. En primer lugar despejamos el uso porcentual relativo de cada fuente de EEC para así convertir el porcentaje de energía total al porcentaje de la que correspondería a la energía consumida por los EEC. Sin embargo, y como hemos dicho, cada fuente de energía emite CO2 de distinta forma por lo que debemos factorizar esos porcentajes y resolver de esta manera el peso relativo aportado en la emisión de CO2 por cada EEC. Se escogió un factor igual a 3 (el carbón emite tres veces más CO2 que el fuel, etc.).

El VPE efectiva final se ha obtenido estableciendo un rango del 1 al 100 teniendo en cuenta que el valor máximo sería en nuestro caso 300. Al final se necesita un factor corrector para que concuerde el valor de emisión real conocido en el año de inicio (igual a 310 toneladas).

El modelo prevé la posibilidad de reducir el % de las EEC, lo que llevaría a una disminución de las emisiones de CO2.

EL CO2 EN LA ATMÓSFERA: PRONÓSTICOS Y LÍMITES

1.3. PIB y POBLACIÓN: ¿estancamiento?

Nuestro PIB crece a un 0,6% anual. Sin embargo, el PIB es muy dependiente de la dinámica de la población. Ésta, por su parte, presenta una tasa de crecimiento que inicialmente es igual 1,5% aunque lo relevante está en que el ouput poblacional es un 60% del input, teniendo una población creciente. Este crecimiento se ve frenado por 3 motivos claros: el mayor control migratorio (disminución de inmigración), un envejecimiento progresivo (mayor mortalidad) y la existencia de un techo ecosocial que limita la población española a como máximo un número (se ha escogido arbitrariamente igual a 60 millones). A esto se le debe añadir un vector negativo que hace referencia a posibles olas de emigración en caso de crisis económicas (éste último punto se explicará en el siguiente apartado).

2. ABSORCIÓN DE CO2

2.1. Estabilidad ecosistémica:

Para conocer el devenir de un sistema lo primero que viene a la mente de uno es si será estable. Para lo que a nosotros nos atiende, debemos definir qué tipo de estabilidad presenta el ciclo del carbono cuando éste se acumula en la atmósfera. Como es sabido, hay muchas teorías acerca de las consecuencias que puede acarrear un importante incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera, y todas, o al menos las más acreditativas, apuntan a un incremento (leve o fuerte) de la temperatura de la tierra. Sin embargo poco se habla de cómo es este cambio. Algunos autores opinan que el aumento de la temperatura irá en gradual ascenso mientras que otros opinan que a partir de una concentración crítica, y aquí introduzco este término, ya no hay marcha atrás: el sistema pasa de un estado de (pseudo)equilibrio a otro.
Esta última postura, la existencia de un valor crítico, es la postura que adopta el modelo presentado. Supondremos, por tanto, que la concentración de CO2 de la atmósfera presenta un punto crítico en el cual la tanto la dinámica como el proceso de absorción por parte de la tierra cambian de manera irreversible. Así, inicialmente la concentración de CO2 atmosférica podría tender a EQ1 (=400), pero si emitiesen concentraciones que superasen PC (EQ1·2=800) la concentración pasaría a dirigirse a EQ2 (=PC·2=1600).

2.2. Inestabilidad política y/o social e incertidumbre

El modelo acepta la voces que escenifican un futuro lleno de retos.. El aumento incontrolable de la temperatura del planeta, el efecto de éste en la agricultura y en el aumento del nivel del mar, el cada vez más próximo remake de la crisis del 73, el ascenso de los movimientos fundamentalistas,… todo ello hace presagiar un futuro sino catastrófico al menos lleno de incertidumbre y/o inestabilidad.

Por ello, hemos considerado aquí un vector clave bautizado como "inestabilidad política", que a pesar de los pesares, la consideraremos dependiente de la concentración de CO2 atmosférica. Este vector de inestabilidad lo hemos disfrazado de forma que puede coger, dos posibles valores: 1 o -1. De esta forma podemos invertir ciertos procesos, como, por ejemplo, el crecimiento del PIB, o como hemos dicho antes, generar olas de emigración, o de muerte, etc…

3. SOLUCION FACTIBLE: considerando que y a partir del 2005 el porcentaje de ENEC aumente hasta alcanzar un 50 %, manteniendo las demás variables como las descritas:

EL CO2 EN LA ATMÓSFERA: PRONÓSTICOS Y LÍMITES

Mikel Ander Aguirre
mikel_ambientals@hotmail.com

(*) Si lo desea puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor del texto


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