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El nexo agua - energía - carbono

Fuente: Asociación Internacional del Agua (IWA) y la Agencia Alemana de Cooperación Técnica (GIZ)

Debido a sus características, el sector de agua y saneamiento tiene una relación directa con el cambio climático; en este artículo se presenta información sobre dicha relación, y cómo el sector puede tomar una postura de liderazgo para reducir la emisión de gases que agravan el efecto invernadero.

Se presenta también el Proyecto Empresas de Agua y Saneamiento para la Mitigación del Cambio Climático (WaCCliM), que se implementa en México a través de la Cooperación Alemana al Desarrollo (GIZ) y la Asociación Internacional del Agua (IWA), cuyo principal objetivo es apoyar a los Organismos Operadores de agua a adoptar medidas para mejorar la eficiencia y reducir las emisiones de gases de efecto de invernadero en sus procesos.

Finalmente se introduce la herramienta ECAM que se desarrolla en  dicho proyecto y que estará disponible para cualquier Organismo Operador de agua que desee evaluar la eficiencia y balance de carbón de sus procesos a lo largo del ciclo urbano del agua.

El nexo agua - energía - carbono

El incremento en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) está provocando un aumento en la temperatura de la tierra. Los efectos del calentamiento global incluyen la elevación del nivel del mar, y cambios en los patrones de precipitación pluvial, entre otros. Como consecuencia, la escasez de agua, inundaciones y erosión ocurren con más frecuencia e intensidad; estos impactos son una amenaza para la vida humana, viviendas, el suministro de agua potable, cosechas y sistemas productivos. Por ello, el sector hídrico debe adaptarse al cambio climático para asegurar una adecuada gestión del agua en el futuro.

Al mismo tiempo, el suministro de agua potable y el tratamiento de aguas residuales también contribuyen las emisiones de GEI. Las empresas de servicios de agua y saneamiento normalmente tienen altos consumos de energía (que representan entre 10 y 35% de sus costos operativos totales), con las pérdidas de agua aumentando el consumo energético necesario para proveer el servicio; mientras que las aguas residuales no tratadas son una fuente importante de emisiones directas de metano y óxido nitroso, incrementando aún más la huella de carbono del sector hídrico.

Hacer más eficientes los procesos y gestión del sector, mejorar la tecnología y reusar el agua tratada, recuperar energía, nutrientes y otros productos de las aguas residuales, son excelentes oportunidades para mejorar el balance de carbono de las empresas de servicios de agua y saneamiento, y de esa manera contribuir a la mitigación del cambio climático. Éstas medidas abren la posibilidad al sector de agua y saneamiento de ser líder en la batalla contra el cambio climático, algo que debe aprovecharse debido a que los impactos del cambio climático amenazan el sector del agua más que cualquier otro sector.

Las emisiones de GEI del sector del agua en México

En México la generación y descomposición del agua residual genera casi el 3% del total de las emisiones de GEI, mientras que el suministro y uso final de agua potable, incluyendo los procesos de calentamiento, se ha estimado que contribuyen hasta el 7% de las emisiones totales de GEI en México. Por lo que el sector de agua tiene un rol muy importante que jugar en la mitigación de emisiones de GEI.

El Proyecto WaCCliM

En nombre del Ministerio Federal de Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza, Obras Públicas y Seguridad Nuclear de Alemania (BMUB), la Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) y la International Water Association (IWA) están trabajando conjuntamente en el proyecto “Empresas de Servicios de Agua y Saneamiento para la Mitigación del Cambio Climático (WaCCliM)”, como parte de la Iniciativa Internacional para la Protección del Clima (ICI).

WaCCliM interactúa con la comunidad internacional de agua y clima, gobiernos nacionales, y asociaciones de empresas de servicios de agua y saneamiento en cuatro países: México, Perú, Tailandia y Jordania. La GIZ e IWA buscan mejorar el balance de carbono de las empresas de agua y saneamiento en estos cuatro países y otros más, asegurando también que estas empresas reduzcan sus costos operativos mientras mantienen, o mejoran, sus niveles de servicio. El proyecto concluye en enero 2019.

El proyecto WaCCliM busca demostrar cómo el sector de agua y saneamiento puede reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y contribuir a la mitigación del cambio climático.

A nivel local, WaCCliM apoya a Organismos Operadores piloto a identificar procesos y tecnologías apropiadas para reducir su consumo de energía y huella de carbono. Se busca que dichas mejoras operacionales generen beneficios derivados, como ahorros directos en los recibos de electricidad, ahorros en químicos, mantenimiento y disposición de lodos.

A nivel nacional, el proyecto trabaja con contrapartes políticas y asociaciones nacionales de los países socios, con el fin de mejorar las condiciones marco para la implementación de las medidas de mitigación en el sector de agua y saneamiento.

A nivel internacional, WaCCliM desarrolla e incrementa el conocimiento en temas de agua y mitigación a través de conferencias, grupos expertos, guías técnicas y recursos en línea. Una implementación efectiva ayudará a abogar por mejores mecanismos de financiamiento e incentivos políticos para replicar las experiencias exitosas, tanto en los países socios, como fuera de ellos.

Sumado a los resultados alcanzados en los países socios, el proyecto facilitará un amplio desarrollo de medidas de mitigación del cambio climático en empresas de agua y saneamiento.

Herramienta para evaluar la reducción potencial en emisiones de GEI

Herramienta para evaluar la reducción potencial en emisiones de gases de efecto invernadero de empresas de servicio de agua y saneamiento.

El proyecto WaCCliM apoya a Organismos Operadores de agua y saneamiento a identificar procesos con mayores áreas de oportunidad para reducir su huella de carbono. Este requiere una cuantificación en emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que, además de identificar áreas potenciales, sirve como “línea base” para el posterior monitoreo de reducciones a lo largo del proyecto. Se cuantifican tanto las emisiones directas del metano y óxido nitroso en sistemas de aguas residuales, así como las indirectas provenientes del consumo eléctrico.

Para esto se ha desarrollado una herramienta que, utilizando información del mismo Organismo, ayuda a identificar áreas con mayor potencial de mejora dentro del ciclo urbano del agua.

Uso de la herramienta

Recolección de datos

Datos para las diferentes etapas operativas del Organismo son ingresados para obtener indicadores de rendimiento claves que se utilizan para identificar potencial de mejoras y ahorros, considerando también la evaluación el nivel de servicio. La herramienta es flexible para considerar el tipo y limitaciones del sistema a evaluar.

Evaluación de nivel de servicio y benchmarking

La evaluación del nivel de servicio es importante para una evaluación de rendimiento adecuado. El nivel de servicio (continuidad de servicio, presión, % de conexión a drenaje, etc.) son documentados como indicadores que establecen la relación entre nivel de servicio, rendimiento y reducción de emisiones de GEI.

Evaluación energética

La evaluación energética compara los gastos de energía de las diferentes etapas con valores de referencia (“benchmarks”) para evaluar si la posibilidad de ahorro energético es un incentivo económico para reducir las emisiones GEI.

Cuando una etapa tiene valores de consumo energético elevados en comparación con valores de referencia y dicho consumo representa un porcentaje significativo del consumo energético total, se busca profundizar en la evaluación de dicha etapa.

Evaluación de emisiones GEI

Los datos para contabilizar las emisiones de GEI son recogidos y evaluados al mismo tiempo que los datos de energía; tanto para le evaluación global, como para las instalaciones y procesos individuales. Los indicadores por emisiones directas e indirectas son combinados para cuantificar las emisiones totales de GEI.

Monitoreo

El monitoreo de los indicadores de gestión (IdG) permite medir los efectos de mejoras y verificar que las emisiones de GEI se están reduciendo. Los IdG  son calculados sobre una base anual, pero los datos necesarios pueden requerir una recolección y transmisión continua de datos.

¿Por qué usar ECAM?

Esta herramienta ha sido desarrollada para permitir que las empresas analicen el origen de sus emisiones de GEI y su peso relativo, e identifiquen las áreas con mayor potencial de mejora, particularmente en lo relativo al ahorro energético. La herramienta sirve también para estimar el impacto que tendría la adopción de determinadas medidas, así como monitorear los resultados tras su implementación.

Evaluación en pasos

La evaluación comienza con la recolección de diferentes tipos de datos por parte de la empresa: tipos de sistemas, desempeño, nivel de servicio y las limitaciones naturales. De la evaluación rápida hasta la evaluación detallada, el usuario se verá guiado a través de tres etapas, cada una de las cuales requiere un mayor nivel de detalle.

Paso 1. Evaluación rápida

Esta etapa ofrece una evaluación global del uso energético y de las emisiones de GEI de manera rápida por parte de la empresa. El análisis se realiza en sólo unos minutos y mediante el uso de valores promedio típicamente conocidos por los responsables de la empresa. La representación visual del peso de la electricidad, tanto en los costos operacionales como en las emisiones totales de GEI.

Paso 2. Evaluación detallada de las emisiones de GEI y desempeño energético

El objetivo es contabilizar las emisiones de GEI en cada etapa del ciclo urbano del agua, y al mismo tiempo se hace una evaluación individual del desempeño energético de cada instalación. Las instalaciones que tienen un mayor consumo energía y tienen un pobre desempeño se identifican para un diagnóstico posterior.

Indicadores de desempeño, calidad del servicio y valores de referencia

Para obtener indicadores de desempeño que se puedan monitorear a lo largo del tiempo, los valores de las emisiones de GEI (kg CO2e) y el consumo energético (kWh) se dividen acordes a: la población residente y atendida, el volumen de consumo autorizado (volumen facturado) o la masa de materia orgánica removida del agua residual.

Los indicadores de desempeño están siempre asociados a indicadores de calidad del servicio, de manera que el monitoreo de las reducciones al mismo tiempo asegure que la calidad del servicio se mantiene o mejora. A nivel de las instalaciones, los indicadores de desempeño tales como la energía estándar de bombeo, o la energía valorizada en el agua residual, son comparados a un valor de referencia, permitiendo de esta forma que la empresa pueda identificar las áreas donde puede mejorar.

Una vez que se identifican las principales áreas de oportunidad dentro del área de operación del Organismo Operador, se recomienda un análisis específico de esas áreas.

Procedimiento de evaluación de resultados

Los pasos para evaluar las emisiones de GEI son:

• Valoración del rendimiento de sistema global (GEI y energía).
• Contabilización de emisión GEI por cada etapa.
• Evaluación de eficiencia por instalación o proceso individual a través de indicadores de gestión o valores de referencia.
• Campos de mejora potenciales son identificados.

En resumen, ¿qué es ECAM?…

• Una herramienta diseñada para evaluar y monitorear el desempeño de empresas interesadas en su eficiencia energética,
con la intención de reducir sus emisiones de GEI.
• Personalizable para adaptarse a los diferentes sistemas y el nivel de análisis deseado.
• Una herramienta desarrollada y validada por expertos internacionales (revisión por pares en proceso).
• Una herramienta en línea, con la posibilidad de ser usada en modo sin conexión para facilitar su uso.
• Expandible para incluir los aspectos de eficiencia en el uso del agua y el reúso de aguas residuales (próximo paso).
• Una herramienta que permite evaluar escenarios para estimar el impacto que pueden tener futuras medidas sobre las emisiones totales de GEI
de la empresa.

Es importante señalar que la calidad del análisis depende de la calidad de los datos, si no se cuenta con medición confiable se reduce la validez de los resultados. Otra limitación de la herramienta es que la variación día-hora punta de costos energéticos o la variación del factor de emisiones a lo largo del día (conversión a CO2e) no se considera.

Un enfoque global del ciclo urbano del agua

Se identifican potenciales mejoras en cada una de las diferentes etapas del ciclo urbano del agua, tomando en cuenta que todas las etapas están interrelacionadas y que un enfoque global es necesario antes de definir medidas específicas.

El uso de ECAM está preparando al sector de agua para poder reportar en el futuro las medidas mitigación del cambio climático. Los países participantes del WaCCliM, México, Perú, Tailandia y Jordania, tienen la oportunidad de aventajar al resto en cálculo de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en el sector del agua y saneamiento.

Conclusión

El impacto que los efectos del cambio climático pueden tener en el suministro de agua potable y tratamiento de aguas residuales hacen crítico que el sector tome una postura proactiva para impulsar medidas para reducir la intensidad de los efectos.

Este proceso también debe ayudar a difundir, entre los usuarios y población en general, las dificultades a las que ya se enfrentan los proveedores de estos servicios el país para la provisión y la gran necesidad que existe de cambiar la manera en que la sociedad se relaciona con el sector y con los proveedores de este vital servicio, como una responsabilidad compartida.

El proyecto WaCCliM busca apoyar a los Organismos Operadores en este proceso, tanto para mejorar el servicio prestado, apoyar la adopción de medidas para mitigar los efectos del cambio climático y generar conciencia en el sector y la población en general.

Entre las mayores oportunidades que existen en México para reducir las emisiones GEI en el sector de agua y saneamiento se encuentran: mejorar los procesos de tratamiento de agua residual, la cobertura de tratamiento aún es baja y existe un gran número de PTARs que no opera adecuadamente; así como mediante la mejora en la eficiencia energética de procesos de bombeo, y promoviendo un uso más eficiente del líquido entre los usuarios finales.

La herramienta ECAM puede ser un apoyo importante para los Organismos Operadores para evaluar las emisiones y eficiencia de sus procesos, identificar áreas de oportunidad, analizar diferentes escenarios y monitorear los avances logrados.

En caso de estar interesado en participar en el proyecto, favor de escribir al correo andres.rojo@giz.de, especificando las áreas de interés y los detalles del Organismo Operador.

 

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