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CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS

DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Doctorado Transdisciplinario en Desarrollo Científico y Tecnológico

para la Sociedad

PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN

Presenta:

Angel Raúl Arenas Aquino

Codirectores:

Dra. Mina Kleiche-Dray

Institut de Recherche pour le Développement - Université Descartes Paris V - INED, & IFRIS,

París.

Dr. Yasuhiro Matsumoto Kuwahara

Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica del Estado Sólido, CINVESTAV Zacatenco.

Asesores:

Dr. Rafael Baquero Parra

Departamento de Física, CINVESTAV Zacatenco.

Dra. Claudia González Brambila

Departamento Académico de Administración, ITAM.

Dra. Georgina Isunza Vizuet

Coordinación de la Maestría en Economía y Gestión Municipal, Centro de Investigaciones

Económicas, Administrativas y Sociales, IPN.

Dr. Arturo Morales Acevedo

Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica del Estado Sólido, CINVESTAV Zacatenco.

Distrito Federal, México.

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CONTENIDO

LISTA DE IMÁGENES ........................................................................................................................................... 3

LISTA DE TABLAS ................................................................................................................................................. 3

FÓRMULAS Y UNIDADES DE MEDIDA ......................................................................................................... 3

LISTA DE SIGLAS Y ABREVIATURAS .............................................................................................................. 3

TÍTULO PROPUESTO ........................................................................................................................................... 6

1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................. 6

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................................................................... 7

2.1 ANTECEDENTES ........................................................................................................................................ 7

2.2 ENUNCIADO DEL PROBLEMA ............................................................................................................ 11

2.3 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ..................................................................................................... 16

3. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................................................. 16

3.1 ESTADO DEL ARTE .................................................................................................................................. 22

4. HIPÓTESIS ........................................................................................................................................................ 25

5. OBJETIVOS ....................................................................................................................................................... 25

5.1 OBJETIVO GENERAL............................................................................................................................... 25

5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................................................................... 25

6. METODOLOGÍA.............................................................................................................................................. 26

6.1 ALCANCES ................................................................................................................................................. 29

7. CRONOGRAMA .............................................................................................................................................. 30

7.1 REVISTAS PROPUESTAS PARA PUBLICACIÓN DE ARTÍCULO ................................................. 30

8. REFERENCIAS .................................................................................................................................................. 31

9. BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA .......................................................................................................................... 36

3

LISTA DE IMÁGENES

Imagen 1 Matriz de acciones de mitigación en el mediano plazo, 2020-2050 (ENCC, 2013)

.................................................................................................................................................................................. 11

Imagen 2 Atlas de potencial solar en México (IIE, 2010) .................................................................... 17

Imagen 3 ZMVM, Grado de marginación urbana por AGEB (CONAPO, 2010) .......................... 19

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Metas de globales del Proyecto hasta 2004 (FIRCO, 2004) ................................................. 7

Tabla 2 Emisiones equivalentes de GEI por sector ZMVM en 2010 (SEDEMA, 2012) .............. 12

Tabla 3 Emisiones del sector habitacional por entidad federativa en 2010 (SEDEMA, 2012)

.................................................................................................................................................................................. 12

Tabla 4 Indicadores del índice de marginación urbana por AGEB (CONAPO, 2010) ............... 20

Tabla 5 Factores y método para determinar viabilidad e impactos de transición energética

.................................................................................................................................................................................. 28

FÓRMULAS Y UNIDADES DE MEDIDA

CO2 Bióxido de Carbono

CH4 Metano

N2O Óxido Nitroso

MW Megawatt

MWh Megawatt por hora

Km/l Kilometro por litro

USD Dólar estadounidense

tCO2e Toneladas de Bióxido de Carbono equivalente

PJ Petajoules (1015 Joules)

kWh/m2-día Kilowatt-hora/metro cuadrado por día

LISTA DE SIGLAS Y ABREVIATURAS

AGEB: Áreas Geoestadísticas Básicas

AMPER: Asociación Mexicana de Proveedores de Energías Renovables

4

ANES: Asociación Nacional de Energía Solar

ASA: Agenda de Sustentabilidad Ambiental

BIPV: Building Integrated Solar Photovoltaic Technology (Tecnología Solar Fotovoltaica

Integrada a Edificios)

CAM: Comisión Ambiental Metropolitana

CFE: Comisión Federal de Electricidad

CINVESTAV: Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico

Nacional

CONAPO: Consejo Nacional de Población

CONAVI: Comisión Nacional de Vivienda

CRE: Comisión Reguladora de Energía

DF: Distrito Federal

EDOMEX: Estado de México

EEC: Edificio Energía Neta Cero o Edificio Energía Cero

ENCC: Estrategia Nacional de Cambio Climático

ENE: Estrategia Nacional de Energía

ENGOV: Environmental Governance

ER: Energía renovable

FIDE: Fideicomiso para el ahorro de Energía Eléctrica

FIRCO: Fideicomiso de Riesgo Compartido

FV: Fotovoltaico

Gas LP: Gas licuado de petróleo

GDF: Gobierno del Distrito Federal

GEF: Fondo Global del Medio Ambiente

GEI: Gases Efecto Invernadero

GIZ: Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (Sociedad Alemana para

la Cooperación Internacional)

ICC: Iniciativa Ante el Cambio Climático

5

IIE: Instituto de Investigaciones Eléctricas

INE: Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (también INECC)

INEGI: Instituto Nacional de Estadística y Geografía

INFONAVIT: Instituto del Fondo Nacional de la Vivienda para los Trabajadores

LCC: Ley de Cambio Climático

NAFIN: Nacional Financiera

PACCM: Programa de Acción Climática de la Ciudad de México

PERA: Proyecto de Energía Renovable para la Agricultura

PND: Plan Nacional de Desarrollo

PNUD: Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo

PROSOLAR: Programa de Fomento de Sistemas Fotovoltaicos en México

REDD: Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation (Reducción de las

emisiones derivadas de la deforestación y la degradación forestal-Programa de las

Naciones Unidas)

SAGARPA: Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación

SEDEMA: Secretaria de Medio Ambiente del Distrito Federal

SEGOB: Secretaría de Gobernación

SEMARNAT: Secretaria de Medioambiente y Recursos Naturales

SENER: Secretaria de Energía

SHF: Sociedad Hipotecaria Federal

TSFV: tecnología solar fotovoltaica

UNAM: Universidad Nacional Autónoma de México

ZMVM: Zona Metropolitana del Valle de México

6

TÍTULO PROPUESTO

VIABILIDAD DE LA TRANSICIÓN ENERGÉTICA APOYADA EN LA TECNOLOGÍA SOLAR

FOTOVOLTAICA Y SU IMPACTO SOCIOAMBIENTAL EN LA POBLACIÓN MARGINADA

DEL VALLE DE MÉXICO.

1. INTRODUCCIÓN

Este trabajo plantea un estudio para comprobar la viabilidad de una transición

energética urbana basada en tecnología solar fotovoltaica como marco inicial pero

no como ámbito único. El caso de estudio son las poblaciones marginadas de la Zona

Metropolitana del Valle de México.

Existen diversas políticas gubernamentales centradas en la problemática

energética y las relacionadas con la marginación de la Zona Metropolitana del Valle

de México. Sin embargo las estrategias principales, tanto locales como federales, no

están interrelacionadas y no dan suficiente cobertura a la preocupación de la

transición energética.

Hay que señalar que resultaría infructuoso proponer la instalación de

dispositivos fotovoltaicos a los habitantes que no tengan acceso a la red eléctrica ya

que, a pesar de su condición, casi la totalidad de las familias marginadas (y no

marginadas) del Valle de México cuentan con el servicio. No obstante, la gran

mayoría de la energía eléctrica consumida en la metrópoli depende de fuentes no

renovables contaminantes, por lo que la autogeneración representa un cambio de

paradigma.

Así, la transición energética a través de la autogeneración guarda efectos en

múltiples dimensiones. Esto significa que aunque existan ventajas de la

incorporación de la tecnología fotovoltaica, igualmente existen impactos negativos.

Por ello, este trabajo también examinará dichos efectos en el sector social, ambiental,

y económico.

7

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2.1 ANTECEDENTES

En 1981 se creó el Fideicomiso de Riesgo Compartido (FIRCO)1, una entidad

paraestatal sectorizada en la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural,

Pesca y Alimentación (SAGARPA), que en uno de sus ejes busca impulsar la adopción

de sistemas de energía renovable (ER) en México mediante la implementación de

programas que tienen como objetivo la disminución de las barreras que impiden el

uso de estas tecnologías. El alcance estimado menciona la energía solar pero no

prioriza la tecnología solar fotovoltaica (TSFV) como actor de la transición energética

y sólo cubre el sector agropecuario dentro de la República Mexicana, dejando fuera

la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM), que es el estudio de caso que

atañe a este trabajo.

En marzo del 2000 el Banco Mundial, a través del Fondo Global del Medio

Ambiente (GEF por sus siglas en inglés), autorizó la donación por un monto de 8.9

millones de dólares al gobierno mexicano para financiar parcialmente el Proyecto de

Energía Renovable para la Agricultura (PERA) finalizado en 2004 (FIRCO, 2004).

La Tabla 1 ilustra como las metas tienen una perspectiva blanda en referencia a las

tecnologías solares fotovoltaicas y es por eso que la evaluación del proyecto es

relativamente buena.

Tabla 1 Metas de globales del Proyecto hasta 2004 (FIRCO, 2004)

Metas globales del proyecto Indicadores

Incremento en la atención e importancia de los

Sistemas de Energía Renovable entre los

600,000 productores no electrificados

Cambio en los niveles de atención.

Publicaciones, mensajes de radio y videos.

Talleres y Días de Demostración.

Ferias y Exposiciones.

1 Fideicomiso de Riesgo Compartido. Consulta en Enero de 2014, en: www.firco.gob.mx

8

Hasta 1,230 Sistemas de Energía Renovable

Demostrativos instalados y operados

correctamente

Hasta 1,050 Sistemas Fotovoltaicos de bombeo

de agua instalados.

Hasta 55 Sistemas Eólicos de bombeo de agua

instalados.

Hasta 24 Sistemas Fotovoltaicos de

enfriamiento de leche.

Los productores beneficiarios de un Sistema de

ER deberán contar con asistencia técnica.

Número de beneficiarios que han recibido

asistencia técnica.

2,500 técnicos, vendedores y extensionistas

capacitados en sistemas de Energía Renovable.

2,500 técnicos, vendedores y extensionistas

capacitados.

Reducción de la incertidumbre acerca del

mercado de Sistemas de Energía Renovable y

sus aplicaciones en el sector agrícola.

Diseminación de los resultados de los Estudios

de Mercado y Tecnológicos

Mejora en el entendimiento de los procesos de

financiamiento a proveedores de Sistemas de

ER.

Diseminación de las lecciones del programa

piloto de financiamiento, especificaciones y

certificación.

En la fase del FIRCO 2006-2012, se estimó que con el funcionamiento de los

equipos apoyados se obtendrá una reducción de emisiones de 27.1 miles de

toneladas anuales de CO2 a la atmósfera, generación de 333.0 MWh anuales de

energía eléctrica y desplazamiento del uso de 3.64 millones de litros de combustible

(equivalente diésel) por año de operación. Sin embargo, no se ha dado seguimiento

a los resultados y tampoco se espera más financiamiento de organismos

internacionales que puedan superar esas cifras. De hecho, el gobierno al administrar

y engrosar el presupuesto destinado para llevar a cabo tales planes no debe

depender de esas donaciones.

Después del FIRCO, la segunda estrategia que pretende articular las

preocupaciones políticas y el sector económico y socioambiental de la TSFV en

México es el Programa de Fomento de Sistemas Fotovoltaicos en México

(PROSOLAR). La Secretaria de Energía (SENER) diseñó el PROSOLAR con el apoyo

técnico de la Sociedad Alemana para la Cooperación Internacional o Deutsche

Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) para identificar nichos

económicos significativos para el uso de sistemas fotovoltaicos (FV), principalmente

en el sector residencial (ANES, 2009). Una actividad clave realizada para el arranque,

la implementación y el funcionamiento del programa fue la creación de un Grupo de

9

Trabajo de Coordinación (GTCo) el cual está constituido por actores clave de los

sectores público y privado: SENER, Comisión Reguladora de Energía (CRE), Comisión

Federal de Electricidad (CFE), Fideicomiso para el ahorro de Energía Eléctrica (FIDE),

ProMéxico, Comisión Nacional de Vivienda (CONAVI), Instituto del Fondo Nacional

de la Vivienda para los Trabajadores (INFONAVIT), Nacional Financiera (NAFIN),

Sociedad Hipotecaria Federal (SHF), Programa de las Naciones Unidas para el

Desarrollo (PNUD), Asociación Nacional de Energía Solar (ANES), Asociación

Mexicana de Proveedores de Energías Renovables (AMPER) y GIZ.

Según los datos mostrados por PROSOLAR, en 2012 existía un potencial de

por lo menos 700 MW económicamente factibles para su explotación

(corresponderían a un potencial de ventas de alrededor de 5,200 millones de dólares

para la industria solar) frente a una capacidad instalada de 29 MW. No obstante,

estos resultados dependen en gran medida del momento en que los costos de los

sistemas FV en México hayan alcanzado el nivel que los haga competitivos

considerando las tarifas eléctricas y su estructura, así como de la existencia de

mecanismos adecuados con condiciones financieras que se acoplen a la tecnología

en materia.

Hoy, tanto el FIRCO como el PROSOLAR están englobados dentro de la

agenda política mexicana en dos aristas primarias: en el Plan Nacional de Desarrollo

(PND) y en la Estrategia Nacional de Cambio Climático (ENCC).

En el Plan Nacional de Desarrollo del presente gobierno federal, un principio

rector es la política de sustentabilidad energética que México ha adoptado a través

de incrementar la eficiencia energética y aprovechar las ER con una visión de largo

plazo (Presidencia de México, 2013). El PND incluye por primera vez a las ER en la

política mexicana siendo explícitamente incorporadas en seis de sus estrategias

correspondientes. Pero el Plan sólo alude a las ER como la promoción de prácticas

de uso eficiente de la energía y no explica cómo propone aprovecharlas. También

sugiere una línea de acción para dotar con servicios básicos, calidad en la vivienda e

infraestructura social comunitaria a las localidades ubicadas en las Zonas de Atención

Prioritaria con alta y muy alta marginación, para reducir el rezago de vivienda a través

10

del mejoramiento y ampliación; esta estrategia, empero, debería considerar la

transferencia hacia la TSFV, algo muy sustancial que no es estimado.

PROSOLAR indica que actualmente la Ley para el Aprovechamiento de las

Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética constituye el

marco legal específico. A diferencia del PND, en ella se reconoce el enorme potencial

de la energía solar (ES) en México, además de que establece una serie de estrategias,

líneas de acción generales y actividades específicas para el aprovechamiento de ésta

y otras fuentes de energía renovable.

Por otra parte, la Estrategia Nacional de Cambio Climático (SEMARNAT, 2013)

basada en la Estrategia Nacional de Energía (ENE) (SENER, 2013), plantea enfrentar

los efectos del cambio climático y transitar hacia una economía competitiva,

sustentable y de bajas emisiones de carbono. Ésta describe los ejes estratégicos y

líneas de acción a seguir con base en la información disponible del entorno presente

y futuro, para así orientar las políticas de los tres órdenes de gobierno, al mismo

tiempo que fomentar la corresponsabilidad con los diversos sectores de la sociedad.

Esto con el objetivo de atender las prioridades nacionales y alcanzar el horizonte

deseable para el país en el largo plazo.

Hay que resaltar que la Estrategia Nacional de Cambio Climático no da

prioridad a las tecnologías fotovoltaicas (Imagen 1) en el entorno federal ni en el de

la Zona Metropolitana del Valle de México cómo respuesta real de mitigación con

mayor beneficio económico y socioambiental, aunque si hace mención de los

posibles beneficios en la calidad de vida de la población marginada. Estas

tecnologías deberían ser el argumento más viable para promover la transición

energética y mitigar los problemas socioambientales en las diversas áreas

vulnerables del Valle de México.

11

Imagen 1 Matriz de acciones de mitigación en el mediano plazo, 2020-2050 (ENCC, 2013)

2.2 ENUNCIADO DEL PROBLEMA

Es evidente entonces que el sistema del gobierno federal para tratar la

Tecnología Solar Fotovoltaica resulta insuficiente para la ZMVM. Al contrario del PND

y la ENCC, el Gobierno del Distrito Federal (GDF) cuenta con un programa muy

específico que reúne características mejor encauzadas para la problemática de la

metrópoli analizada en este trabajo.

La Zona Metropolitana del Valle de México está delimitada por 16

delegaciones del Distrito Federal con 8 851 080 habitantes, 59 municipios del Estado

de México con 11 168 301 habitantes y 1 municipio del Estado de Hidalgo (Tizayuca)

con 97 461 habitantes (INEGI, 2012).

12

Según estimaciones de la Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales

(SEMARNAT), en 2010 México emitió 750 millones de toneladas de CO2 equivalente2

(SEMARNAT-INE, 2012). Las fuentes ubicadas dentro de la ZMVM generaron 54.7

millones de toneladas de CO2 equivalente (Tabla 2) y representan el 7.7% de las

emisiones nacionales de Gases Efecto Invernadero (GEI). En ese mismo año el sector

habitacional de la ZMVM demandó 71 petajoules de energía (SEDEMA, 2012). Se

manejan las cifras de 2010 pues son los números más recientes del Inventario de

Emisiones de la ZMVM.

Tabla 2 Emisiones equivalentes de GEI por sector ZMVM en 2010 (SEDEMA, 2012)

En 2010 el sector habitacional, que es el que concierne a este trabajo, emitió

4 557 141 toneladas de CO2 equivalente. En la Tabla 3 se aprecia que el Estado de

México (EDOMEX) emitió una cantidad ligeramente mayor en comparación con el

Distrito Federal.

Tabla 3 Emisiones del sector habitacional por entidad federativa en 2010 (SEDEMA,

2012)

2 Se utilizaron los respectivos potenciales de calentamiento global: CO2=1, CH4=25 y N2O=298

13

Las cifras de las emisiones de GEI se relacionan con la transición energética

apoyada por la TSFV pues se requiere conocer el potencial de mitigación que tiene

la energía solar como solución ambiental.

Ante la mayor demanda energética y las emisiones de GEI de la ZMVM, es

urgente la necesidad de enfrentar la previsible convulsión urbana y avanzar en la

realización de propuestas que se traduzcan en acciones que posibiliten la transición

hacia la TSFV, impedir que la economía y la sociedad rebasen la capacidad de carga

del sistema y de que sea posible un espacio ecológico equitativo para sus habitantes.

De otra manera, se le estaría dando continuidad al modelo urbano depredador

(Hayward, 2005).

El Programa de Acción Climática de la Ciudad de México (PACCM) es un

conjunto articulado de políticas públicas que definen las acciones del Gobierno del

Distrito Federal y orientan la participación de la sociedad y las empresas; constituye

también un instrumento de planeación en el cual se integran las acciones

relacionadas con el cambio climático en la Ciudad de México (SEDEMA, 2008).

La conformación del PACCM tiene como punto de partida las políticas y

acciones planteadas en el Programa General de Desarrollo del Distrito Federal, en la

Agenda Ambiental de la Ciudad de México, en el Programa de Medio Ambiente y

representa uno de los compromisos establecidos en Plan Verde de la Ciudad de

México (instrumento de largo alcance presentado en 2007), en el que se definen las

estrategias y las acciones para encaminar a la Ciudad de México hacia la

sustentabilidad, a través de la colaboración multisectorial.

En la formulación del PACCM se integran acciones de diversas dependencias

del GDF y las opiniones de expertos de instituciones públicas y privadas, de

organizaciones no gubernamentales y, en general de la población, obtenidas a través

de las consultas organizadas ex profeso. Para el PACCM del periodo 2014-2020, la

Secretaria de Medio Ambiente del Distrito Federal (SEDEMA) realizó a finales de 2013

una consulta pública de las metas y acciones que se proponen para elaborar el

programa cumpliendo con lo que se indica en el Reglamento de la Ley de Mitigación

y Adaptación al Cambio Climático y Desarrollo Sustentable para el Distrito Federal

14

(aún no hay fecha de emisión de resultados). Debe destacarse que este programa

abarca toda la ZMVM a pesar de ser una iniciativa del GDF y en su desarrollo no

contó con la colaboración del gobierno del EDOMEX.

Por su parte, la fracción del gobierno del Estado de México cuenta con dos

ejes rectores en las políticas energéticas: La Iniciativa Ante el Cambio Climático (ICC-

EDOMEX) y la Ley de Cambio Climático (LCC-EDOMEX). La primera enumera acciones

de diferente índole para solucionar los problemas energéticos del estado, pero al

igual que las propuestas federales, no menciona la forma en que operarán y tampoco

considera a la energía solar como tecnología indispensable. La segunda se puede

resumir en su décimo artículo, fracción primera: "Realizar (…) estudios y proyectos

de investigación científica o tecnológica con instituciones académicas, de

investigación, públicas o privadas, nacionales o extranjeras en materia de cambio

climático, eficiencia energética y energías renovables" (Gobierno EDOMEX, 2013);

como en el primer caso, esto refleja un tratamiento bastante general concerniente

a la TSFV y las poblaciones marginadas de esta entidad.

Por último, existe un sistema coordinado en la ZMVM en el cual se

involucraron tanto el GDF como el Gobierno del EDOMEX: La Agenda de

Sustentabilidad Ambiental para la Zona Metropolitana del Valle de México (ASA-

ZMVM), en 2010. Esta surge como resultado de la de creación de la Comisión

Ambiental Metropolitana (CAM) como instrumento de planeación en los cuales se

establezcan las políticas de coordinación metropolitana enfocadas a la

sustentabilidad de la ZMVM. Resalta que la CAM incluye 29 municipios del estado

de Hidalgo, pero para fines de este trabajo se considerará la delimitación del Instituto

Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) anteriormente descrita.

Si bien la perspectiva de la TSFV en la ASA-ZMVM sigue siendo bastante

general en comparación con el PACCM (que hasta ahora es el programa mejor

formulado), contempla una evaluación a fondo que no aparece previamente en las

demás estrategias: realiza una comparación de políticas por plan o programa de

desarrollo de las entidades federativas que constituyen la ZMVM así como la

documentación de experiencias en grandes ciudades del mundo que pudieran servir

15

de base para desarrollar políticas y programas de sustentabilidad ambiental (Bogotá,

Tokio, Ámsterdam, Nueva York, Madrid, Sao Paulo y Londres).

Con esfuerzos ecosociales coordinados por parte de los gobiernos a favor de

la transición a las TSFV es posible la sustentabilidad urbana; esto significaría

revolución energética y nuevas tecnologías, todo ello en el proceso de construcción

y reconstrucción de las nuevas ciudades. Por eso, las transformaciones estructurales

que requiere la ZMVM se deben basar en un enfoque energético que no ignore otros

y que suponga el empoderamiento social en que se habilite a la gente para participar

activa y coordinadamente (Graizbord, 1999) en el marco comunitario local.

Un punto de convergencia de las políticas mencionadas para la ZMVM es que

no promueven un sistema estricto de control de calidad para la TSFV, tanto para su

adquisición dentro y fuera del país, como para su manufactura; siendo que existen

las herramientas para realizar esa tarea (Cortez et al., 2010). Además no se evalúan

los impactos medioambientales de los sistemas fotovoltaicos (Beloin-Saint-Pierre et

al, 2009), (Fthenakis et al., 2005), ni la huella de carbono (Reich et al., 2007); incluso

la ANES realiza el "Inventario de colectores solares térmicos y sistemas fotovoltaicos

instalados en México de 2011-2013 y su prospectiva a cinco años" que consiste en

un censo en los 32 estados del país a las empresas del sector solar a nivel nacional y

los primeros resultados se darán a conocer en el primer trimestre de 2014.

Entender las principales estrategias gubernamentales centradas en la

problemática energética y la vulnerabilidad de la ZMVM permite entonces delimitar

el problema al que se dedicará este trabajo: discernir si es viable una transición

energética dirigida previamente por las TSFV en esta metrópoli, considerando

multidimensionalmente los efectos sociales, ambientales y económicos en las

poblaciones marginadas. Estos efectos a su vez pueden causar alteraciones culturales

en los usos y costumbres.

16

2.3 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN

¿Tienen las políticas mexicanas una preocupación real por fomentar la

transición energética en la Zona Metropolitana del Valle de México?

¿Es la tecnología solar fotovoltaica uno de los soportes viables en la transición

energética?

¿La población urbana en condiciones de marginación percibirá beneficios de

la transición energética a través de TSFV?

¿La tecnología fotovoltaica favorece la mitigación de los impactos

socioambientales?

3. JUSTIFICACIÓN

México se encuentra en su totalidad territorial dentro del llamado "cinturón

solar" (Imagen 2) que es una de las zonas con mayor incidencia solar en el planeta,

con radiación superior a 5 kWh por metro cuadrado por día (Alemán-Nava et al.,

2014). Lamentablemente este potencial energético aún no se aprovecha, como ya se

mencionó en el enunciado del problema, dadas las actuales condiciones ambientales

y la crisis social latente es necesario que se recurra a fuentes alternas de energía y se

fomenten políticas que permitan su uso masivo. Dado que la ZMVM está

experimentando los efectos del calentamiento global que se superponen a los

efectos y procesos del deterioro ambiental asociados al crecimiento urbano y al

metabolismo negativo de la propia ciudad (Lazcano-Martínez, 2009), la urbe podría

reducir su huella e impacto ambiental al explotar esta ventaja natural.

17

Imagen 2 Atlas de potencial solar en México (IIE, 2010)

La tecnología fotovoltaica es competitiva económicamente para electrificar

zonas vulnerables (Cassedy, 2000). Dichas poblaciones generalmente no demandan

tanta potencia. Esta característica hace que la mayoría de las veces sea menos

costoso instalar dispositivos fotovoltaicos que extender los tendidos tradicionales de

la red eléctrica. Además crece la importancia económica de los sistemas fotovoltaicos

gracias a la constante disminución de sus precios3.

El uso de energía solar fotovoltaica reporta una serie de ventajas desde el

punto de vista energético y económico, por ejemplo: Los paneles FV se pueden

montar en los techos de las viviendas (si no los tiene los paneles pueden fungir como

uno) o en sus patios (si los tiene) y son capaces de generar toda la electricidad en

una vivienda, tiene una elevada calidad energética, es inagotable a escala humana,

no requieren sofisticar las medidas de seguridad, su balance energético es positivo

generalmente a partir del 3º al 5º año y aumenta el valor de la propiedad. Asimismo,

existen inconvenientes: para aumentar la capacidad se requieren mayores espacios

y es más costoso al necesitarse más módulos y no se puede almacenar de forma

3 PVinsights. Consulta en Noviembre de 2013, en: http://pvinsights.com

18

directa, siendo necesario realizar una transformación energética (Sánchez-Pacheco,

2009).

Considerando los escenarios energéticos y las tendencias locales, contar con

información de la marginación poblacional se vuelve indispensable para estimar

impactos sociales y ambientales.

La marginación es entendida como el conjunto de problemas y/o desventajas

sociales de una comunidad o localidad y hace referencia a grupos de personas y

familias; las desventajas ocasionadas por la marginación son acumulables,

configurando escenarios cada vez más desfavorables. Se concibe como un problema

estructural de la sociedad, en donde no están presentes ciertas oportunidades para

el desarrollo, ni las capacidades para adquirirlas y existen privaciones e

inaccesibilidad a bienes y servicios fundamentales para el bienestar. Si tales

oportunidades no se manifiestan directamente, las familias y comunidades que viven

en esta situación se encuentran expuestas a ciertos riesgos y vulnerabilidades que

les impiden alcanzar determinadas condiciones de vida. (CONAPO, 2012)

¿Qué tanta población del Valle de México se ve afectada? Las estimaciones

del Consejo Nacional de Población (CONAPO), en base al censo del 2010 del INEGI,

establecen que alrededor del 63% de las Áreas Geoestadísticas Básicas (AGEB) de la

ZMVM se encuentran en un grado de marginación de medio a muy alto (Imagen 1).

19

Imagen 3 ZMVM, Grado de marginación urbana por AGEB (CONAPO, 2010)

Una AGEB urbana es un conjunto de manzanas perfectamente delimitadas por

calles, avenidas o andadores, y el uso del suelo es habitacional, industrial, de servicios

o comercial. Las AGEB urbanas se encuentran en localidades de 2 500 habitantes o

más, o en una cabecera municipal, aun cuando no cuente con esta población;

agrupan de 25 a 50 manzanas. En las AGEB es posible relacionar la información

estadística con el espacio geográfico, y gracias a ellas se facilitan las actividades de

captación de información (INEGI, 2013).

Por la especificidad espacial de la AGEB urbana, el índice de marginación a

este nivel es una muestra de lo factible que es este estudio sobre los impactos

socioambientales de la TSFV basado en indicadores para el estudio de los procesos

económicos, sociales, culturales y geográficos, lo que coadyuva a aportar elementos

para el estudio del desarrollo ambiental, social, económico y político de lo local. El

índice de marginación está concebido con el interés particular de ser una medida

que dé cuenta de las carencias que padece la población (Tabla 4). Se construyen

20

indicadores de déficit capaces de describir la situación en que se encuentran las

personas que residen en las entidades y municipios que componen el territorio

nacional. A través de dichos indicadores se contribuye a una reflexión tópica sobre

las deficiencias que reflejan cada uno de éstos.

Tabla 4 Indicadores del índice de marginación urbana por AGEB (CONAPO, 2010)

Aunque las repercusiones tecnoambientales afectan a todos los sectores

socioeconómicos, los más afectados son y serán las poblaciones marginadas debido

a su alta dependencia de los recursos que los rodean y su limitada posibilidad de

adaptación tanto a las condiciones energéticas actuales como a las futuras, además

el costo es muy alto y presenta un problema económico grave para este grupo

poblacional (Juárez-Neri, 2003), por lo que requieren de ayuda externa y es un

motivo primordial para el desarrollo de este trabajo.

La intervención del Estado para combatir esta problemática es indispensable,

ya que es la instancia que debe regular el modo de producción, fomentar las

actividades económicas, procurar el bienestar de la población y de las localidades,

así como incorporar al desarrollo a los sectores de población o regiones que por sus

condiciones y carencias no participan de los beneficios de la dinámica económica ni

de su bienestar. "La sustentabilidad urbana sólo es posible mediante políticas

ambientales, esfuerzos coordinados de organizaciones no gubernamentales,

21

tecnologías innovadoras y una ciudadanía con una aguda capacidad de

recuperación…" (Ezcurra et al., 2006).

El desarrollo urbano y la transición energética basada en TSFV surgen así

como una posible alternativa de solución a la degradación socioambiental de las

ciudades. Se funda en la necesidad de mantener la continuidad en los flujos de

energía y de materiales, lo que contribuye a renovar los ciclos de la naturaleza, ahora

mediante las actividades económicas y sociales urbanas y rurales favorables a ello.

En dado caso de pronosticar un deterioro socioambiental, se deben señalar

cuáles serían las características de un modelo alternativo (que no puede limitarse a

la descentralización y racionalización de subsidios), con el cual se articularían las

políticas ambientales. En este sentido, se manifiesta que la gran ciudad está partida

en segmentos que se yuxtaponen y está intercalada por dinámicas opuestas, por

ejemplo, existen zonas de muy alto poder adquisitivo que en ocasiones se separan,

pero más bien acompañan a los multitudinarios sectores populares (Torres-Carral,

2011).

Es fundamental contar con la dirección adecuada para que este trabajo pueda

arrojar los resultados esperados:

Con el apoyo de la Dra. Mina Kleiche-Dray será posible analizar, estudiar e

identificar los grupos vulnerables y los actores de los distintos sectores. Así mismo,

se trabajará en los problemas sociales existentes para formular soluciones

adecuadas relacionadas con el uso de energía solar y su impacto. Gracias a su

experiencia en proyectos tales como Environmental Governance (ENGOV)4

Gobernanza ambiental en América Latina y el Caribe será posible aprender

metodologías de la construcción del saber político, social, cultural y ambiental.

El soporte del Dr. Yasuhiro Matsumoto Kuwahara ayudará a integrar las

tecnologías solares y a entender los sistemas más viables para esta propuesta. Sus

conocimientos y experiencia permitirán tener claridad en las metas establecidas

4 ENGOV. Consulta en Noviembre de 2013, en: www.engov.eu

22

para comprender el potencial solar y las diferentes vertientes que implica el uso

de estos dispositivos. Las Reuniones sobre energías renovables UNAM-

CINVESTAV5, coordinadas por el Dr. Matsumoto, reflejaron su trabajo para la

consolidación de grupos de investigación de energías renovables y los esfuerzos

para el desarrollo del sector de ER; esta clase de saberes reforzarán la estructura

de la técnica solar de esta propuesta de tesis.

3.1 ESTADO DEL ARTE

Al realizar un rastreo en las bases de datos de revistas indexadas -

principalmente: ACM, ACSESS, CLACSO, ELSEVIER, IEEE XPLORE, LATINDEX, MDPI,

REDALYC, SCIELO, SCIENCE DIRECT, SCOPUS, SPRINGER y WEB OF SCIENCE6-, se

encuentra que existen preocupaciones con el fin de mostrar la importancia de la

cuestión de la transición energética y el análisis de la opinión pública en los estudios

de conflictos ambientales y de las propias ciencias sociales. Aluden a la aceptación

de las tecnologías para la producción de energía a partir de distintas fuentes,

especialmente las alternativas a los fósiles, y cómo esto afecta el desarrollo de nuevas

tecnologías y escenarios de futuro en lo que se refiere a la energía y el medio

ambiente (Agustoni y Maretti, 2012).

Asimismo, se explora cómo lo social y lo tecnológico se entrelaza en los

esfuerzos contemporáneos para la transición energética; los sistemas de energía no

involucran sólo las máquinas y dispositivos, sino también a los seres humanos que

diseñan, hacen, desarrollan y gestionar las tecnologías, y a su vez, los sistemas de

energía incluyen redes financieras, fuerza de trabajo, instituciones para el comercio

de la energía, las carreteras, las comisiones de regulación, las normas de uso del

suelo, los barrios de la ciudad, y las empresas, así como normas y valores sociales

que aseguren su adecuado funcionamiento (Miller et al, 2013).

5 Relatoría de la Reunión UNAM-CINVESTAV 2010. Consulta en Noviembre de 2013, en:

http://xml.cie.unam.mx/xml/sgtv/AFM/Relatoria-cuarta-reunion-UNAM-CINVESTAV-CeldasSolares.pdF 6 Pueden revisarse la mayoría de las bases de datos en la BIBLIOTECA DIGITAL DEL CINVESTAV:

http://biblioteca.cinvestav.mx

23

La economía de México se basa en la producción de energía a partir de

combustibles fósiles y la transición hacia formas sostenibles de vida es aún incierto.

Se vuelve esencial voltear a los países desarrollados donde la transición hacia la

sostenibilidad se ha incrementado rápidamente. Mundo-Hernández et al, (2014)

ofrecen una visión general de las políticas de energía y el potencial de la energía

solar fotovoltaica en dos países: Alemania, líder mundial en la generación y

desarrollo de la tecnología fotovoltaica, y México, un país con gran potencial solar

fotovoltaico. Incluso describen las características, ventajas y desventajas de la

tecnología fotovoltaica, incluyendo los sistemas de Tecnología Solar Fotovoltaica

Integrada a Edificios (BIPV por sus siglas en inglés).

Se contribuye a la reflexión sobre los desafíos que enfrentan los programas

de vivienda en México en su afán de promover la sustentabilidad en tres

dimensiones: la fragilidad social y financiera de las familias para asimilar el uso de

ecotecnologías en sus viviendas e impulsar prácticas más sustentables en el proceso

de habitar; el rezago habitacional y las características del entorno urbano; así como

el incipiente esfuerzo de ecoinnovación para promover un sistema de normas e

incentivos orientados a los distintos actores que confluyen en la construcción de la

ciudad, bajo la perspectiva de modificar el diseño de la vivienda y las prácticas de

consumo de las familias (Isunza y Dávila, 2011).

Con el acelerado crecimiento de la ZMVM, se han planteado enormes retos

que en el presente se revelan como grandes desafíos metropolitanos que exigen

decisiones con un alto costo social y económico. Las ciudades especificadas como

ecosistemas urbanos están condicionadas a la interacción con el exterior, ya que

demandan insumos y generan desechos (Urias-Romero, 2012), por lo tanto,

reflexionar sobre el estudio del ambiente, de los conceptos teórico-metodológicos

en torno a las diversas características de una región, permite conocer su condición

sociourbana, sus recursos naturales, el tipo de desarrollo de una localidad y de una

zona urbana; el posible impacto ambiental en el bienestar social también así como

la participación de diversos actores en los temas ambientales (Moreno-Sánchez,

2005).

24

Se ha analizado el potencial de la energía solar anual en conjuntos de

edificaciones por cuadras con el fin de elaborar directrices para los planificadores

urbanos y arquitectos. Los resultados muestran que el diseño de los bloques de la

ciudad tiene un efecto significativo (hasta un 50%) en la producción de energía solar

total anual (Kanters et al., 2013); y se da a conocer un marco sostenible para el

intercambio de conocimientos sobre metodología desde el diseño solar hasta

Edificios Energía Neta Cero (EEC) (Aelenei y Gonçalves, 2013).

Resultados de análisis estadísticos, en relación con hogares que instalan

sistemas fotovoltaicos, sugieren que la instalación de TSFV residencial influye en el

comportamiento y preocupación medioambiental de las personas que la usan,

promoviendo el interés sobre normas relacionadas con el ahorro y uso eficiente de

energía (Hondo y Baba, 2010).

En el caso internacional de países en vías de desarrollo, China está pasando

desde principios de los años noventa por lo que puede calificarse como una

transición energética. Palazuelos y García (2008) identifican que la influencia

determinante sobre esos cambios energéticos está siendo ejercida por tres rasgos

de la actual fase de desarrollo: i) el fuerte crecimiento y la transformación de la

especialización industrial, ii) el impulso de los transportes y iii) las nuevas pautas

sociales derivadas del proceso de urbanización y de los hábitos de consumo. Si estos

factores propulsores de la transición energética persistieran en el tiempo, cabría

esperar la continuidad de las tendencias actuales de la transición energética,

incluyendo la creciente dependencia de mercados exteriores.

Sin embargo, hay escasos artículos y estudios de aplicación relacionados con

el impacto socioambiental de la transición energética en México y son insuficientes

los relacionadas con los efectos de la tecnología fotovoltaica dentro de las políticas

públicas en la ZMVM.

En algunos trabajos se presentan los resultados del monitoreo de un sistema

FV con conexión a la red, ubicado en el techo de un edificio dentro de la ZMVM,

donde se evalúa la reducción media diaria del consumo de la energía eléctrica y

huella la emisión de GEI (Santana-Rodríguez et al., 2013); otros tratan la renovada

25

preocupación pública por los niveles de segregación residencial socioeconómica y

sus implicaciones sociales en México en décadas recientes (Sánchez-Peña, 2012).

También presentan una revisión de mediciones de balance energético en la

Ciudad de México para tener un mejor entendimiento de las alteraciones climáticas

debidas a la urbanización (Tejeda-Martínez y Jáuregui-Ostos, 2004); discuten el

ordenamiento territorial como una valiosa herramienta para la planeación y gestión

del territorio, como medio para avanzar en la dirección de lograr un desarrollo

sostenible desde una perspectiva integral (Sánchez-Salazar, et al., p. 19); o indican la

inexistencia en México de una cadena de suministro articulada para el mercado de

la energía solar y se plantea que el gobierno fomente su desarrollo (López-Torres et

al., 2012); por lo que entonces éste trabajo resulta de gran relevancia y utilidad

debido a su naturaleza complementaria y original.

4. HIPÓTESIS

La transición energética en la Zona Metropolitana del Valle de México basada

preliminarmente en la tecnología solar fotovoltaica es viable y actúa como

mitigadora de los impactos socioambientales en la población marginada.

5. OBJETIVOS

5.1 OBJETIVO GENERAL

Determinar la viabilidad de la transición energética en la Zona Metropolitana

del Valle de México con la incorporación de la tecnología solar fotovoltaica como

actor preponderante y definir los impactos socioambientales de ésta sobre las

poblaciones marginadas.

5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Analizar la articulación entre las preocupaciones políticas, el sector social y el

sector ambiental al caracterizar las políticas y estrategias gubernamentales

26

orientadas a la transición energética de la Zona Metropolitana del Valle de

México.

2. Diagnosticar la viabilidad de una transición energética asentada inicialmente en

la energía solar fotovoltaica, justificada por indicadores tecnoambientales e

índices sociales.

3. Determinar los efectos sociales de la incorporación de la tecnología solar

fotovoltaica en las comunidades marginadas de la ZMVM, por medio de una

evaluación de Impacto Social (EIS).

4. Detallar la mitigación de la degradación ambiental de la tecnología solar

fotovoltaica y su alcance dentro de la ZMVM, por medio de una evaluación de

Impacto Ambiental (EIA).

5. Aportar a la interpretación del empoderamiento de las poblaciones vulnerables

implicado en la transición hacia la tecnología fotovoltaica.

6. METODOLOGÍA

El presente trabajo se concentrará en un estudio de caso que es la Zona

Metropolitana del Valle de México, para regiones de marginación media, alta y muy

alta. Se definirán los conceptos básicos que conforman el problema de estudio en

torno a ideas principales. Algunos de estos conceptos pueden depender del contexto

y la realidad en la que se desenvuelve la investigación. Las ideas principales son:

1. Transición energética.

2. Marginación.

3. Tecnología solar fotovoltaica.

4. Políticas gubernamentales.

5. Efectos multidimensionales en el sector social.

6. Impacto y mitigación ambiental.

27

Se hará una caracterización de los planes, políticas de adopción y programas

gubernamentales de energía renovable con un enfoque sobre la transición

energética y la energía solar con la finalidad de ubicar las estrategias vigentes. En

este análisis se identificarán las estrategias nacionales del gobierno federal y de los

gobiernos locales de la ZMVM para señalar sus objetivos, planteamientos y

resultados. Los criterios para elegir los planes serán:

1. Mencionar las energías renovables y/o la transición energética como un

punto principal de desarrollo.

2. Ubicar los objetivos dentro o para la Zona Metropolitana del Valle de México.

3. Sustentarse en un marco legislativo.

4. Tener vigencia en la agenda política (es diferente a la vigencia de los datos la

cual depende de distintos factores).

5. Considerar (aunque sea de manera muy general) la aplicación de la TSFV.

6. Dirigir algunas de sus metas a favor del desarrollo de la población marginada.

Será posible descartar algunos por su similitud entre ellos puesto que es

posible que otra estrategia tenga los mismos objetivos o porque requerirán ser

recompuestas casi en su totalidad, lo cual no es intención de este trabajo.

De acuerdo al análisis de los planes de los gobiernos, se propondrán las

pautas para una transición energética en la ZMVM. Con esto se valorará la viabilidad

de dicha transición para disminuir las barreras en el ámbito social, ambiental y

técnico que dejan fuera a la TSFV y que afectan a los habitantes en condiciones de

marginación.

Se formará un solo planteamiento de viabilidad de transición energética y no

una propuesta individual para cada una de las estrategias gubernamentales. La

discusión sobre la factibilidad se enfocará no solo en las consecuencias positivas de

la incorporación de tecnología fotovoltaica para la transición energética, sino

también en los efectos negativos que puedan afectar a los habitantes de las regiones

marginadas de la ZMVM.

28

Para determinar la factibilidad de la transición energética en la urbe asistida

por la TSFV se requiere construir un análisis que disponga de las variables del caso

de estudio. Se diagnosticará la viabilidad técnica y económica para así definir los

efectos ambientales y sociales. Las áreas de estudio estarán determinadas por:

Oferta: Los actores que distribuyen la energía eléctrica (CFE), las estrategias

de transición energética y los sistemas FV existentes.

Demanda: Consumo de energía eléctrica urbana en vivienda, la población

marginada de la ZMVM.

Entorno: Legislación, economía, cultura, infraestructura, medioambiente.

Medios disponibles: Datos solares, servicios generales de energía, valores

técnicos, índices de desarrollo social, AGEB, inversión gubernamental.

Tabla 5 Factores y método para determinar viabilidad e impactos de transición

energética

Factores Indicador Método

Transición a la TSFV

- Energía

- Tensión

- Corriente

- Potencia

- Eficiencia

- Capacidad de almacenamiento

- Recurso solar

- Balance de energía

- Estimación de energía

requerida

- Selección de tecnología

disponible

- Datos de potencial solar

Impacto social

- Beneficios sociales

- Beneficios económicos

- Comportamiento

medioambiental

- Vivienda

- Usos y costumbres

- Estudio de caso

- Análisis de datos sociales

y económicos

- Distribución de AGEB

- Índices de marginación

29

Impacto ambiental

- Emisiones de GEI

- Huella de carbono

- Uso eficiente de la energía

- Estudio de caso

-Recopilación de datos

- Análisis de ciclo de vida

- Cálculo de emisiones de

tCO2e

Impacto económico

- Costos

- Ahorro

- Inversión

- Precios

- Infraestructura

- Espacios

- Cálculos y comparación

de costos

- Estimación de ingresos

por proyectos productivos

- Cotizaciones

- Estimaciones de precios

De ser necesario se discutirá la opción de promover una red de

ecocomunidades con amplia participación social y en coordinación con el gobierno,

sin la cual las políticas públicas podrían mostrarse incapaces por sí solas para

coadyuvar a ensanchar el camino de la sustentabilidad y transición energética

urbana de la metrópoli.

En caso que se requiera, se compararán planes similares que existan en otros

países y se podría proponer un incorporación adecuada a la realidad mexicana. Para

ello, los estudios relacionados con ciudades de países en vías de desarrollo serán

información esencial al igual que los referentes a países desarrollados (Abbas et al.,

2013; Amer et al., 2011; Yuan et al, 2011).

6.1 ALCANCES

Este trabajo tiene, en primera instancia, un alcance descriptivo al ilustrar las

políticas mexicanas relacionadas con la energía solar y la mitigación ambiental al

igual que el trato que estas dan a la población marginada. Pero no sólo se esclarece

ese ámbito, ya que, al precisar la viabilidad de la transición energética en la metrópoli

se logrará establecer un punto de inflexión para los paradigmas de desarrollo

energético urbano.

30

Sin importar si la transición energética estimulada por la tecnología FV es

factible o no, el resultado revelará diversos efectos socioambientales que ayudarán

a diseñar estrategias metropolitanas. Los habitantes en condiciones de marginación

verán modificados los arquetipos económicos y culturales que rigen su conducta

dentro de la ZMVM.

7. CRONOGRAMA

7.1 REVISTAS PROPUESTAS PARA PUBLICACIÓN DE ARTÍCULO

Applied Energy

Economía, Sociedad y Territorio

Energy for Sustainable Development

Energy Policy

Energy Procedia

International Journal of Energy and Environment

International Review of Sociology

Political Studies

Realidad, Datos y Espacio: Revista Internacional de Estadística y Geografía

31

Renewable and Sustainable Energy Reviews

Revista electrónica de geografía y ciencias sociales

Revista Instituto de Vivienda del Distrito Federal

Technology in Society

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