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Permisos transables frente… /Estudios de Economía. Vol. 28 - Nº 2, Diciembre 2001. Págs. 267-291 Raúl O’Ryan, Rodrigo Bravo 267
PERMISOS TRANSABLES FRENTE A LA INTRODUCCION
DE UN COMBUSTIBLE LIMPIO: ESTUDIO DE CASO PARA
PM-10 Y NOx EN SANTIAGO, CHILE
RAÚL O’R YAN
RODRIGO BRAVO
Abstract
Beginning in 1990 a compensation system for PM-10 emissions from point sources was implemented in Santiago, equivalent to a suboptimal emission permit system (EPS). The objective of the system was to reduce compliance costs and to prevent emissions from new sources, forcing them to compensate all emissions with existing sources. The system basically did not operate until 1997, year in which natural gas – a clean fuel– was introduced into Santiago. In this context, this paper examines the following questions: What is the impact of the introduction of natural gas in the applicability of tradeable permits for PM- and NO (^) x? Are they justified or are the efficiency gains so small that direct regulation is preferable? The efficiency gains associated to an optimal ambient permit system (APS) are quantified and compared to the simpler EPS. Finally control cost functions are developed for Santiago for fixed point sources and presented in detail.
Resumen
A partir de 1990 se introdujo en Santiago un sistema de compensación de emi- siones para controlar las emisiones de PM-10 de fuentes fijas, en principio equivalente a un sistema de permisos de emisión (EPS), instrumento económi- co subóptimo. Se buscaba con este sistema reducir los costos de cumplimiento e impedir el crecimiento de las emisiones de fuentes fijas al obligar a fuentes nuevas a compensar todas sus emisiones. El sistema básicamente no operó hasta 1997, año en que se introduce el gas natural en Santiago, combustible considerado limpio. En este contexto, este trabajo aborda las siguientes pre- guntas: ¿Qué impacto ha tenido la introducción del gas natural sobre la aplicabilidad de permisos transables para PM-10 y NO (^) x? ¿Se siguen justifi- cando o las ganancias en eficiencia disminuyen a tal nivel que se puede consi- derar el uso de instrumentos de regulación directa? También se cuantifican las ganancias en eficiencia asociadas a aplicar u sistema de permisos ambientales (APS) que, a diferencia de un EPS, es óptimo. Finalmente en este trabajo se presentan en detalle las funciones de costos de control para las diversas fuen- tes fijas de Santiago.
Clasificación JEL: Q2,Q25,Q28.
Key word: Natural Resource. Pollution in Air.
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I. I NTRODUCCIÓN
Numerosos estudios establecen la magnitud de los posibles beneficios que se obtienen a través de la utilización de instrumentos de mercado. El trabajo realizado por Plott (1983) y Hahn (1983) revela que la simulación teórica de este tipo de instrumentos conduce a incrementos sustanciales de los niveles de eficiencia con respecto a los instrumentos de regulación directa. El trabajo ba- sado en simulaciones que usan costos reales e información medioambiental arroja un resultado parecido. Investigaciones empíricas han sustentado la ver- sión teórica de los incentivos basados en el mercado. Se reporta que el ahorro de costos puede ser significativo frente a la alternativa de comando y control. Tietenberg (1988) revisa nueve estudios donde los incentivos basados en el mercado son calibrados para alcanzar el mismo nivel ambiental que los méto- dos de comando y control aplicados. En siete de estos estudios, la razón del costo de MBI sobre los costos de CAC es de 1:4 o menor. Por otra parte, en algunos casos la ventaja de los permisos no es sustancial. En dos de los estudios citados por Tietenberg la razón es de 1:14 o menor. Existen además resultados de diversas experiencias aplicadas que señalan que transar emisiones puede permitir significativos ahorros de costos para las empresas afectadas. Estos ahorros se han observado en el sistema de cuotas utilizado para controlar la lluvia ácida en Estados Unidos y NOx y SO (^) x en la ciudad de Los Angeles. También han sido importantes para sistemas de créditos aplicados para controlar la eliminación del plomo en la gasolina en Estados Unidos. Otras aplicaciones no han logrado cumplir las expectativas que dieron origen a su puesta en marcha, particularmente en Dinamarca, Holanda y Ale- mania [Klaassen, G. y Andries Nentjes, 1997]. La experiencia de aplicación de estos instrumentos en países en desarrollo es escasa. Para Chile, O’Ryan (1996) evalúa el uso de instrumentos económi- cos para reducir la contaminación por fuentes puntuales en Santiago. El estudio presenta una evaluación de cuatro instrumentos, dos de ellos de comando y control (STD y PER 1 ) y dos de incentivo económico (APS y EPS) para el año
- Las principales conclusiones de este estudio confirman la costo-efecti- vidad de la aplicación de instrumentos de mercado en el caso de la contami- nación en Santiago, en oposición a los instrumentos de comando y control, en particular cuando se requieren reducciones de concentración atmosférica su- periores al 35%. Además concluye que en Santiago es necesario tomar en consideración el problema de distribución espacial de los contaminantes si se pretende controlar el problema de calidad de aire con la máxima eficiencia económica, ya que de lo contrario no se obtendrá la máxima reducción de costos para una meta de calidad específica. Por otro lado, se establece que la utilización de APS se jus- tifica cuando los niveles de reducción de concentraciones son superiores al 35%, es decir cuando hay una mayor exigencia en términos de calidad de aire, ya que el diferencial de costo entre APS y STD es bajo cuando la meta de calidad es menos exigente.
(^1) Corresponde a igual porcentaje de reducción de emisiones en cada una de las fuentes. En
el presente estudio no se evalúa este instrumento por ser inaplicable en las condiciones específicas de simulación.
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cambios de combustible. Se presentan las curvas de costo aplicables para cada categoría de fuente, en función de su tamaño. El capítulo IV, en base a las fun- ciones de costo, establece el costo para el total de 1.098 fuentes de alcanzar diversas metas de calidad ambiental en la ciudad. Para ello considera tres ins- trumentos diferentes, uno de comando y control y dos instrumentos económi- cos. El capítulo V presenta las principales conclusiones del estudio.
II. E L PROBLEMA DE CALIDAD DEL AIRE EN SANTIAGO DE CHILE
La ciudad de Santiago, Chile, así como muchas de las grandes ciudades de países en desarrollo, sufre graves problemas de contaminación atmosférica. Las normas de calidad del aire se sobrepasan en forma rutinaria. En el caso del material particulado respirable, la norma diaria de 150 μg/m^3 y para el ozono, la media aritmética horaria^3 de 160 μg/m 3. Para el caso del dióxido de nitrógeno, los valores medidos se encuentran entre un 80% y un 100% de la norma, que equivale a una media aritmética anual de 100 μg/m 3. La Figura II.1 presenta los valores máximos de contaminantes medidos en Santiago durante el año 1995, como porcentaje de la norma que representan. Ello motivó que las autoridades decretaran la ciudad Zona Saturada en ju- nio de 1996, para cuatro contaminantes atmosféricos: PTS, PM10, CO y O 3 y como Zona Latente para el NO 2. Al decretar una Zona como Saturada o Laten- te, la legislación establece la necesidad de elaborar planes de descontaminación o prevención (según sea el caso). En el particular, la ciudad de Santiago^4 requi- rió la elaboración de ambos, programa conocido como Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica de la Región Metropolitana, 1997 (PPDA).
(^3) Este valor no puede ser sobrepasado más de una vez por año. (^4) En estricto rigor, la declaración de Zona Saturada y Latente afecta a la Región Metropo- litana, cuya capital regional corresponde a la ciudad de Santiago.
FIGURA II.
PORCENTAJE DE NORMA, VALORES MAXIMOS PARA CADA CASO
Fuente: Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica de la Región Metropolitana, 1997.
0%
50%
100%
150%
200%
250%
300%
Contaminantes
PM10 O 2 NO 2 Porcentaje de la Norma
Permisos transables frente… / Raúl O’Ryan, Rodrigo Bravo 271
La contaminación presenta una distribución tanto espacial como temporal, pero los mayores problemas en el caso del material particulado y los NO (^) x se presentan en el centro de la ciudad y en el período de invierno, fundamental- mente debido al fenómeno de inversión térmica que dificulta la dispersión de los contaminantes, actuando como una “tapa” sobre la ciudad, que impide a los contaminantes alcanzar una altura que permita su salida de la cuenca. El ozono en cambio es un problema en los meses de mayor calor, concentrándose princi- palmente en la zona oriente y nororiente de la ciudad, alcanzando en Las Con- des niveles que son casi el doble a los del centro, lo anterior debido tanto a la alta concentración de automóviles que emiten COV’s y NOx^5 , como al régimen de viento predominante que favorece la acumulación de los gases en esta zona, sin perjuicio de lo cual también se observan superaciones de la norma en el centro de la ciudad. A partir de los resultados de un análisis químico^6 , a nivel agregado se puede concluir que en términos generales los agentes contribuyentes al PM10 son en un 50% las partículas de “tierra”, representadas por partículas levantadas en ca- minos principales, un 25% de partículas de combustión generadas por vehícu- los, cerca de un 10% de partículas generadas por la industria y un 15% de partículas posiblemente generadas por las fundiciones de cobre emplazadas fuera de Santiago u otras fuentes de “background”. Cabe señalar que el particulado se genera tanto por emisiones directas como en forma secundaria por reaccio- nes entre gases precursores: SO 2 , NO (^) x y amoníaco. Por lo tanto, para controlar el material particulado en Santiago, también es importante controlar los gases.
El marco legal para fuentes fijas
El marco legal que regula las emisiones de las fuentes fijas puntuales busca responder a un programa integral que pretende, en el caso de Santiago, reducir las emisiones de material particulado y otros contaminantes, con metas, plazos y procedimientos definidos. Actualmente se encuentra en vigencia un sistema de compensación, cuya concepción busca el cumplimiento de dos grandes objetivos:
i. Congelar el total de emisiones de material particulado originado por las fuentes fijas puntuales, tanto calderas como procesos; y ii. Flexibilizar el cumplimiento de las normas de emisión definidas por éste (tanto intermedias como final), para las fuentes existentes.
El procedimiento a seguir para materializar las compensaciones^7 fue dicta- do en 1995 a través de un decreto. Las definiciones vertidas en este decreto indican que sólo podrán participar del sistema de compensación las calderas
(^5) Precursores de ozono. (^6) Este apartado se basa en el Trabajo “Contaminación del Aire en Santiago: Estado Actual y Soluciones”, O’Ryan, Raúl y Larraguibel, Luis, Documento de Trabajo Nº 75, Serie Economía, Centro de Economía Aplicada, Departamento de Ingeniería Industrial, Facul- tad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile. Abril 2000. (^7) Forma de transacción de emisiones en que dos partes acuerdan el monto que una cederá a la otra, debiendo presentar esta decisión frente a la autoridad para la respectiva autori- zación. Esta puede rechazar la transacción, fundada en razones técnicas.
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calderas de calefacción son utilizadas para calentar agua que permite cale- faccionar dependencias del sector público, comercial y residencial. No forman parte de las fuentes del sector industrial y son de menor tamaño que las anterio- res. Finalmente las panaderías deben sus emisiones a los procesos desarrolla- dos en sus hornos de cocción de pan 11. En Santiago en el año 1998 existían registradas en el inventario de emisio- nes del Sesma 582 procesos industriales, 380 calderas industriales, 121 calde- ras de calefacción y 15 panaderías. La importancia relativa de las emisiones de PM-10 y NOx de cada categoría se observa en la figura siguiente, siendo los procesos y las calderas industriales los más importantes.
(^11) En el primer inventario resultaron ser fuentes importantes al utilizar leña y carbón. En la
actualidad la gran mayoría usa gas, por lo que su importancia relativa ha disminuido notablemente.
FIGURA II.
IMPORTANCIA RELATIVA DE CADA CATEGORIA DE FUENTE EN LAS EMISIONES DE PM-10 Y NOx , SANTIAGO, 1998
Emisiones de PM-10 Emisiones de NOx
III. C OSTOS DE REDUCCIÓN DE E MISIONES PARA F UENTES F IJAS EN S ANTIAGO
Para reducir las emisiones de contaminantes atmosféricos existen dos op- ciones conceptualmente distintas para fuentes fijas. Por un lado, el abatimiento de emisiones se puede lograr a partir de la utilización de equipos de control de efluentes, en que los contaminantes son capturados (o inactivados) desde el flujo de salida a la atmósfera. Esta alternativa se conoce como tecnologías de fin de tubo (“end of pipe”). Utilizando estos dispositivos, los contaminantes son capturados y posteriormente depositados para su eliminación. Estos equi- pos son típicamente utilizados para la captura de material particulado. La segunda alternativa para el control de las emisiones atmosféricas corres- ponde a la introducción en el proceso productivo de tecnologías no contami- nantes, vía cambio de combustibles, reemplazo de materias primas o modifica- ciones al proceso mismo. Esta opción se conoce como “producción limpia”. En el caso particular de este estudio, se utiliza como alternativa de producción limpia el cambio de combustible, considerando entre ellos al gas natural, com- bustible de especial interés en el desarrollo de este trabajo debido a su particu- lar estructura de costos y su cualidad de ser un combustible “limpio”.
40,0% 55,1%
4,7% 0,2%
Procesos industriales Calderas industrales Calderas de calefacción Panaderías
38,7%
55,7%
5,6% 0,0%
Procesos industriales Calderas industrales Calderas de calefacción Panaderías
274 Estudios de Economía, Vol. 28 - Nº 2
A continuación se presentan las opciones de control aplicables para cada tipo de fuente y sus eficiencias de reducción. Se ha hecho un esfuerzo por utili- zar las mejores fuentes de información disponibles y opinión experta. Como resultado, los valores que se presentan son un aporte para quienes buscan tener estimaciones de costos y de eficiencia de reducción aplicables a la realidad nacional.
(a) Tecnologías de control de fin de tubo
A continuación se detallan las tecnologías aplicables, costos y eficiencias de reducción tanto para PM-10 como para NO (^) x.
Costos y eficiencias de control para PM-
Basados en la literatura, y de acuerdo a la opinión de expertos 12 , las tecno- logías aplicables a las fuentes puntuales en Santiago corresponden a: Ciclones, Multiciclones, Precipitadores Electrostáticos, Lavadores Venturi y Filtros de Mangas. Utilizando metodología EPA y valores y costos de la realidad nacional, se obtuvieron relaciones funcionales que representan los costos anuales (totales) de la utilización de un determinado equipo de control, de acuerdo al caudal de efluente que debe ser tratado. El Cuadro III.1 muestra las funciones de costo anual para cada uno de los equipos de control aplicables a las fuentes fijas de Santiago. La función de costo total corresponde a la suma de los costos de inver- sión anualizados, los costos directos de operación y los costos indirectos de operación. Los costos totales son función del caudal de efluente Q (en m^3 N/hr) y de las horas de operación de la fuente (HRS).
(^12) Sr. Luis Larraguibel y Sr. Juan Carlos Bordones.
CUADRO III.
FUNCIONES DE COSTO PARA SANTIAGO
Opción Costo de Inversión Costos Directos Costos Indirectos de anualizado de Operación de Operación Control [$/año] [$/año/hora] [$/año]
Ciclones 62,34Q + 64.496 (0,113Q + 115,25)*HRS 503.
Multiciclones 106,46Q + 113.809 (0,113Q + 115,25)HRS 503.
Precipitador Electrostático 79.566Q 0,6261^ (42,9Q – 357.671)*HRS 4.336.
Lavador Venturi 116.407Q0,4037^ (110Q + 390.990)*HRS 6.214.
Filtro de Mangas 3.560Q 0,7449^ (23Q + 386.720)*HRS 6.912.
Fuente: Elaboración personal, ver Bravo (2000).
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Los costos de inversión dependen solamente de los kilos de vapor hora (KVP) generados por el tipo de combustible utilizado. Estos costos dependen del cau- dal del efluente, distinguiéndose entre quemadores grandes (caudal efluente superior o igual a los 2.500 m 3 N/hr) y quemadores pequeños (caudal efluente inferior a los 2.500 m^3 N/hr). El Cuadro III.3 presenta las funciones de costo de inversión para cambio de combustible tanto para quemadores grandes como para quemadores pequeños.
CUADRO III.
FUNCIONES DE COSTO DE INVERSION EN QUEMADORES, ANUALIZADAS ($ DE 1998)
Costo Costo Cambio Quemadores Grandes Quemadores Pequeños Combustible [M$/año] [M$/año]
Sólido a líquido TC=5.577log 10 (VP) – 14.200 TC = 1,30VP – 97,
Sólido a Gas TC=5.681log 10 (VP) – TC = 1,72VP – 115,
Líquido a Líquido TC=3.491log 10 (VP) – 19.701 TC = 0,32VP
Líquido a Gas TC=3.491log 10 (VP) – 8.588 TC = 0,35VP
Fuente: Aranda [1996], página 38.
La eficiencia de reducción de cambiar de combustible se determina directa- mente a partir de la diferencia en las emisiones generadas por cada tipo de combustible, las que se presentan en el Anexo 1.
(c) Gas natural^13
En el caso de los combustibles como carbón, petróleo-2 y otros, es posible asignar un valor único en $/kg o $/m^3 (precio unitario) para determinar los costos totales de utilización de un determinado combustible en una fuente. En el caso del gas natural, el precio unitario no corresponde a un valor único, ya que hay una fuerte incidencia del nivel de consumo en el precio, verificándose una relación de 1:3 entre el rango máximo y mínimo de consumo. Adicional- mente se considera un cargo fijo mensual que depende de la estación de medi- ción y regulación.
(^13) Todos los antecedentes se basan en el documento preliminar de un estudio desarrollado por el Sr. Luis Larraguibel (1998), “Costo-Efectividad del cambio a Gas Natural para Fuentes Puntuales”.
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Por ello fue necesario realizar un proceso de simulación que permitió obte- ner el costo unitario por cada mil kilos de vapor año que consume cada fuente. Este costo unitario incorpora el costo fijo y el rango de precio del combustible que afecta a la fuente de acuerdo a su nivel de consumo. Las Figuras III.1 y III. resumen los resultados de este proceso de simulación.
IV. M ODELO PARA COMPARAR INSTRUMENTOS REGULATORIOS
Para determinar las ventajas potenciales que se pueden obtener al utilizar instrumentos de incentivo económico para controlar las emisiones de PM10 o de NO (^) x es necesario examinar la eficiencia estática de estos instrumentos y compararla con los instrumentos de comando y control. La magnitud de esta ganancia depende de las características específicas del problema. Particular- mente, y como se menciona en O’Ryan (1993), factores como el número de fuentes involucradas en el estudio, el tamaño relativo de las fuentes, la exigen- cia de las metas de calidad del aire, los diferenciales de costo marginal de aba- timiento y los factores de transferencia entre las distintas zonas condicionan la eficiencia relativa entre los diversos instrumentos. Por esta razón, se desarrolló un modelo capaz de evaluar diferentes instru- mentos, de modo de comparar los resultados obtenidos para cada uno de ellos en las condiciones específicas del problema de contaminación de Santiago.
FIGURA III.
COSTO UNITARIO PARA CONSUMO MENOR QUE 50.000 MKVPY
Fuente: “Costo-Efectividad del cambio a Gas Natural para Fuentes Puntuales”, Luis Larraguibel.
MKVPY
$/KVP
Permisos transables frente… / Raúl O’Ryan, Rodrigo Bravo 279
f (e^1 ,...,eN) : modelación que relaciona los niveles de emisión de todas las fuen- tes con las concentraciones en cada uno de los K receptores; Q*^ : vector con las concentraciones deseadas en cada una de las K zo- nas.
Se subdividió la ciudad en 289 zonas, utilizando una grilla de 17x17 celdas cada una de 2 km 2. De esta forma K=289, y cada fuente pertenece a una zona específica (o celda). Para determinar la ubicación de las fuentes se recurrió a información de coordenadas UTM de cada una de ellas; se supuso la fuente ubicada en el centro de gravedad de la celda correspondiente.
Para resolver el problema anterior es necesario conocer:
(i) La ubicación de las fuentes, horas de operación diarias de cada una y cau- dal efluente. Estas se obtuvieron de la base de dato PROCEFF para 1998. En total se consideran N = 1.098 fuentes.
(ii) Las emisiones horarias de cada fuente. Para PM-10 se obtienen de la base de datos de PROCEFF. Para NOx, se estiman a partir de los antecedentes del punto anterior y factores de emisión específicos a cada tipo de fuente.
(iii) La función de costos de abatimiento para cada tecnología de control que permite determinar C(ei^ ). Estas fueron discutidas en la sección III, consi- derando un total de 10 opciones de control para el PM-10 y 6 para el NOx. El análisis de las alternativas tomó en consideración las características específicas de cada fuente y la existencia de algún equipo de control insta- lado.
(iv) La relación entre emisiones y concentraciones. Estas se obtienen utilizan- do factores de transferencia, que relacionan las emisiones de una fuente con el aumento de la concentración del contaminante en las celdas de su entorno. Los factores considerados se presentan en el Anexo 2.
Instrumentos de regulación considerados
Se considera la evaluación de tres instrumentos, dos económicos y uno de regulación directa: EPS, APS y STD. El EPS corresponde a un sistema de per- misos de emisión. Se trata de un instrumento de incentivo económico, en el cual se fija como meta un nivel agregado de emisiones, y las fuentes reciben permisos de emisión que son transables. Se transa una unidad de emisión en cualquier zona con una unidad de emisión en cualquier otra zona. El APS corresponde a un sistema de permisos ambientales. Presenta un fun- cionamiento similar al EPS, pero, a diferencia de éste, el APS busca asegurar una meta de calidad ambiental. Si bien permite el intercambio de permisos entre las fuentes, estos intercambios están condicionados al efecto de las emi- siones sobre las concentraciones de la zona específica en que se encuentra la fuente que pretende comprar los permisos. Es el instrumento de mínimo costo. El STD corresponde a un estándar de concentración en el efluente que es un instrumento de comando y control. Bajo STD se establece un límite a las con- centraciones del contaminante en el caudal efluente.
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Implementación de cada instrumento
Para los tres instrumentos considerados existe una base común del modelo implementado, modificando solamente la restricción principal de acuerdo a las características del instrumento evaluado. Por esta razón, se presenta primero la formulación general del modelo y luego se describe la restricción asociada a cada instrumento. El modelo general implementado corresponde a:
Min CTi t Xi t i t
, ,
( )
= =
1
10 6
1
1089
Sujeto a:
(i) X (^) i t i t
,
( ) ... =
∑ =^ ∀ =
1
10 6 1 1 1098
(ii) Restricciones específicas a cada instrumento
donde:
CT (^) i, t : costo anual de aplicación de la tecnología t a la fuente i. Xi, t : variable de decisión que determina el tipo de tecnología que se apli- ca a la fuente tipo i. Toma el valor 1 si la tecnología t se aplica a la fuente i, y cero si no.
El límite superior de la sumatoria sobre i corresponde al número total de fuentes, mientras que el límite superior para la sumatoria sobre t corresponde al número de alternativas de control de emisiones para cada uno de los contami- nantes, 10 en el caso del PM10 y 6 el caso del NO (^) x. La simulación se realiza utilizando un modelo de programación lineal, con variable binaria, el cual se formula utilizando el software GAMS y se resuelve con el solver CPLEX. Al modelo planteado falta incorporar la restricción específica para cada tipo de instrumento de control de emisiones. La restricción específica para cada restricción es:
i. Sistema de permisos de emisión (EPS):
E OPi i EFFi t X (^) i t E i t
( ) 1 1
10 6
1
1098 − ≤ = =
donde:
E (^) i : emisiones totales de la fuente i en kilos/hora. OP (^) i : horas de operación de la fuente i. EFF (^) i, t : eficiencia de reducción de emisiones de la tecnología t aplicada a la fuente i. E : meta total de emisiones.
282 Estudios de Economía, Vol. 28 - Nº 2
Costos para PM-
En la Figura V.1 se observan las curvas de costos totales de abatimiento de PM10 para los tres instrumentos analizados. Desde la perspectiva del regulador queda claramente establecido que el instrumento más costo-efectivo corres- ponde a APS, seguido en gran parte del rango de reducción porcentual por EPS y en tercer lugar se encuentra STD. Es interesante destacar que en los tramos inferiores de reducción los costos de utilizar EPS y STD son muy similares, incluso con un pequeño tramo en que STD es más costo-efectivo que EPS. Varios otros resultados llaman la atención. Primero, que existe un amplio rango de reducción con valores negativos de costos. Es decir, en el agregado, las fuentes en realidad obtendrían beneficios si se reducen sus emisiones 14. En particular, este beneficio es máximo para una reducción de 32% de la concen- tración en la peor celda, llegando a $ 12.000 millones de pesos^15. Ello se expli- ca por el hecho de que muchas de las fuentes, al cambiar a gas natural, gastan menos dinero para producir la misma energía. En principio, entonces, existe un conjunto de fuentes que tendrían los in- centivos para cambiar su combustible (ya que reducen sus costos operacionales), y con ello mejorar la calidad del aire, incluso sin aplicar instrumentos de regu- lación. Frente a este resultado surge la pregunta ¿por qué estas fuentes no han cambiado su combustible? La respuesta a esta pregunta tiene dos rutas. La pri- mera es que la tasa de descuento utilizada por cada empresa es significativamente mayor a la social utilizada en este caso (12%). Alternativamente, tienen proyec- tos de mayor rentabilidad que la reducción de la contaminación. Por otro lado, el acceso a gas natural no está abierto a todas las fuentes en la actualidad. En esta modelación no se ha considerado esta restricción, y se ha supuesto que el gas está disponible para todos los que quieran utilizarlo. Considerando ambos factores, es probable que los beneficios de aplicar permisos transables sean algo menores. Un segundo resultado es que el máximo nivel de reducción de concentra- ciones alcanza sólo al 48%. Esto se debe a la existencia al interior de la ciudad de una megafuente (Central Termoeléctrica Renca), la cual dado su nivel de emisiones condiciona la concentración de PM10 alcanzable, limitando el nivel de reducción posible. Aun cuando aplique la mejor tecnología disponible, no puede reducir sus emisiones más allá de este valor. Tercero, los costos aumentan fuertemente cuando se superan reducciones de 40%. Esto se debe a que fuentes que con una meta de reducción menos exigente reemplazan combustible por gas natural (con la consiguiente reduc- ción de costos operacionales), a medida que el nivel de exigencia aumenta, deben optar por una tecnología de fin de tubo, la cual significa una inversión mayor y un aumento de costos operacionales.
(^14) Por cierto habrá fuentes específicas que incurren en un costo. (^15) Al considerar un precio del dólar de $ 460 esto equivale a cerca de US 26 millones.
Permisos transables frente… / Raúl O’Ryan, Rodrigo Bravo 283
En función de los instrumentos actualmente utilizados en Santiago y to- mando en consideración que la próxima meta de concentración en el efluente será de 32 mg/m 3 , es interesante analizar lo que sucede en el nivel de reducción 36% (punto en el cual el instrumento STD impone una meta de 32 mg/m 3 ). Se observa que si bien APS mantiene su calidad de instrumento más costo-efecti- vo, el diferencial de costo con los otros instrumentos es cercano a los 1. millones de pesos al año. Por otro lado, al comparar EPS con STD, se observa que los costos asociados a cada uno de ellos son prácticamente iguales. Este resultado es bastante poderoso ya que indica en primer lugar que frente a las dificultades de implementación asociadas a un sistema APS parece más razona- ble desechar su utilización puesto que el diferencial de costo entre este instru- mento y los otros dos es pequeño para el nivel de reducción de 36%. Además, si las metas propuestas por la autoridad se mantienen, no tiene sentido continuar en el intento de establecer un sistema EPS ya que con un sistema STD bien establecido se puede alcanzar la meta propuesta sin gran pérdida de eficiencia económica. Sin embargo, a medida que el nivel de exigen- cia aumenta se hace mayor la ganancia en eficiencia económica que permite un sistema APS.
Comparación de costos para NO (^) x
En la Figura V.2 se observan las curvas de costos totales de abatimiento de NO (^) x para los tres instrumentos analizados. Al igual que en el caso del PM-10, se observan beneficios netos para las firmas a nivel agregado de aplicar control a sus emisiones. Específicamente, las fuentes pueden lograr un máximo benefi-
FIGURA V.
COSTOS TOTALES DE ABATIMIENTO PARA PM-
Fuente: Elaboración personal, ver Bravo (2000).
–15.
–10.
–5.
30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 % de reducción
Costo en MM$/año
APS EPS STD
Permisos transables frente… / Raúl O’Ryan, Rodrigo Bravo 285
chas de las fuentes puntuales. En el agregado e independientemente del instru- mento considerado, se obtiene una situación win-win al regular las emisiones para un amplio rango de reducción, mejorando la calidad del aire y obteniendo ahorros en los costos de operación de las fuentes. Por cierto los beneficios son mayores en el caso de aplicar APS.
VI. D ISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
La reciente disponibilidad de gas natural ha aumentado notablemente el rango de reducción de emisiones posibles de lograr a bajo costo en Santiago. Se puede reducir la concentración de PM-10 en la peor celda a casi la mitad apli- cando instrumentos económicos, incluso con beneficios netos en el agregado. Algo similar ocurre para los NOx. Las ganancias en eficiencia de aplicar instrumentos económicos dependen de la meta específica que se busca alcanzar. En efecto, la aplicación de estándares de concentración uniformes similares a los vigentes en la actualidad para PM-10, tiene un costo que no presenta una diferencia sustancial con un sistema de permisos transables. Por ello su aplicación no se justifica. Para metas más exigentes de reducción, un sistema APS es significativamente menos costoso, y claramente se justifica la aplicación de un sistema de permisos transables. Res- pecto de la necesidad de hacer una diferenciación espacial de los permisos para PM-10, se concluye que sólo es necesario en el caso de exigir una reducción superior al 38% en las concentraciones de la peor celda. En el caso de los NO (^) x la situación es distinta, ya que si bien nuevamente la posibilidad de utilizar gas natural permite a algunas fuentes reducir sus costos operacionales y con ello además disminuir sus emisiones, en este caso los per- misos ambientales no son sustantivamente mejores que los permisos de emi- sión. Con ello, y debido a la mayor complejidad que significa el diseño de permisos ambientales, se establece como mejor alternativa la utilización de permisos de emisión sin diferenciación espacial para el caso de los óxidos de nitrógeno. Por otro lado, es importante destacar que frente al estrecho rango en que se desarrollan las reducciones de concentración, y la importancia en términos de impacto económico que tiene la definición de una determinada meta, la falta de un análisis exhaustivo de costos aumenta la probabilidad de exigir innecesaria- mente reducciones muy costosas. Este resultado respalda la necesidad realizar estudios empíricos antes de fijar las metas de reducción, para de ese modo no terminar exigiendo reducciones innecesariamente onerosas. En particular, en este estudio se ha realizado un esfuerzo significativo para precisar funciones de costo apropiadas a las diferentes fuentes de Santiago. Finalmente cabe señalar que en este estudio no se consideran los costos de monitoreo, fiscalización y transacción. Estos pueden determinar que, a pesar de las potenciales ganancias en eficiencia de utilizar permisos transables, los cos- tos de implementación sean mayores a los de regulación directa. Si son significativamente mayores, puede suceder que estos costos más que compen- sen las ganancias en eficiencia, y como resultado sean de mayor costo para la sociedad. Otra limitación importante del estudio es que no se considera el im- pacto dinámico de aplicar permisos transables, en particular la ventaja de con- gelar las emisiones.
286 Estudios de Economía, Vol. 28 - Nº 2
B IBLIOGRAFÍA
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