Agosto 2024
ISSN 2953-6367 Vol. 5, No.11, PP.44-54
http://revistainvestigo.com https://doi.org/10.56519/e177b292
Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo
Riobamba – Ecuador
Cel: +593 97 911 9620
revisinvestigo@gmail.com 44
TENDENCIAS GLOBALES DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO
INVERNADERO: UN ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL ÚLTIMO
DECENIO
GLOBAL TRENDS IN GREENHOUSE GAS EMISSIONS: A
STATISTICAL ANALYSIS OF THE LAST DECADE
Jorge Washington Carrasco Barrionuevo
1
*
, Guido Geovanny Logroño Alarcón
2
, Verónica
Magdalena Llangarí Arellano
3
, Goering Octavio Zambrano Cárdenas
4
{jorge.carrasco@espoch.edu.ec
1
, guido.logronio@espoch.edu.ec
2
, verollangari@yahoo.es
3
, goering.zambrano@espoch.edu.ec
4
}
Fecha de recepción: 10 de julio de 2024 / Fecha de aceptación: 1 de agosto de 2024 / Fecha de publicación: 26 de agosto de 2024
RESUMEN: El calentamiento global antropogénico continúa intensificándose debido al
aumento en las emisiones de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono, metano
y óxido nitroso. Analizar las tendencias recientes de estas emisiones es crucial para
implementar acciones de mitigación efectivas, la investigación tiene como objetivo evaluar las
tendencias globales en las emisiones de CO
2
, CH
4
y N
2
O durante el período 2014-2024,
identificando los principales sectores y fuentes de emisión, así como proyecciones futuras bajo
diferentes escenarios, el artículo se basó en una revisión bibliográfica y análisis de bases de
datos reconocidas, y tesis, sobre la emisiones de los gases de efecto invernadero (GEI), dando
como resultado que las emisiones globales de CO
2
aumentaron 2.3%, impulsadas por la
generación eléctrica no limpia, transporte e industria en países como China, Estados Unidos e
India. Las emisiones de CH
4
crecieron 0.8% anual, con la agricultura y generación de energía
como principales fuentes. Las emisiones de N
2
O se incrementó 2.4% anual, vinculadas al uso de
fertilizantes de las actividades de producción alimentaria y procesos ligados con la
industrialización. Se proyecta que todas las emisiones en este estudio continúen creciendo
hasta el año 2030. Las emisiones globales de GEI mantienen una tendencia creciente pese a los
esfuerzos de mitigación, control y sensibilización de los actores involucrados, por lo que, es
urgente implementar medidas ambiciosas de carácter eruptivo en sectores clave, como
energías limpias de bajo impacto ambiental, transporte sostenible, agricultura e industria
verde, para cumplir las metas climáticas emitidas en los acuerdos internacionales caso
particular en el Acuerdo de Paris. La transición de tecnologías de bajo impacto ambiental
sumadas a los cambios en patrones de consumo y producción son indispensable para cumplir
con la agenda del nuevo milenio 2030.
1
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, https://orcid.org/0009-0001-7663-4179
2
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, https://orcid.org/0009-0002-3370-6854
3
Investigador independiente, https://orcid.org/0000-0003-3134-0510
4
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, https://orcid.org/0000-0001-6975-8539
TENDENCIAS GLOBALES DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO: UN ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL
ÚLTIMO DECENIO
45
Palabras clave: Gases de efecto invernadero, acuerdo de Paris, dióxido de carbono, metano,
óxido nitroso, enfoque estadístico
ABSTRACT: Anthropogenic global warming continues to intensify due to increases in
emissions of greenhouse gases such as carbon dioxide, methane and nitrous oxide. Analyzing
the recent trends of these emissions is crucial to implement effective mitigation actions, the
research aims to evaluate global trends in CO
2
, CH
4
and N
2
O emissions during the period 2014-
2024, identifying the main sectors and emission sources, as well as future projections under
different scenarios, the article was based on a bibliographic review and analysis of recognized
databases, thesis, on greenhouse gas (GHG) emissions, resulting in global CO
2
emissions
increasing by 2.3 %, driven by non-clean electricity generation, transportation and industry in
countries such as China, the United States and India. CH
4
emissions grew 0.8% annually, with
agriculture and energy generation as the main sources. N
2
O emissions increased 2.4% annually,
linked to the use of fertilizers from food production activities and processes linked to
industrialization. All emissions in this study are projected to continue growing until 2030. Global
GHG emissions maintain an increasing trend despite the mitigation, control and awareness
efforts of the actors involved, therefore, it is urgent to implement ambitious mitigation
measures. eruptive nature in key sectors such as clean energy with low environmental impact,
sustainable transportation, agriculture and green industry, to meet the climate goals issued in
international agreements, particular case in the Paris Agreement. The transition the
technologies with low environmental impact added to changes in consumption and production
patterns are essential to comply with the agenda of the new millennium 2030.
Keywords: Greenhouse gases, Paris agreement, carbon dioxide, methane, nitrous oxide,
statistical approach
INTRODUCCIÓN
La crisis ambiental producto de las acciones antrópicas continúan intensificándose para este
decenio, debido principalmente incremento de las emisiones de (GEI) como: dióxido de carbono
(CO
2
), metano (CH
4
) y óxido nitroso (N
2
O). (1) Las concentraciones atmosféricas de estos GEI se
encuentran en niveles sin precedentes, superando las 410 ppm de CO
2
en 2019 (2). Se estima
estadísticamente que las emisiones globales de CO
2
por combustión de combustibles fósiles e
industriales crecieron un 1.5% anual. (3) Por otro lado las emisiones de los sectores agrícolas y
pecuarias que incluyen el cambio del uso del suelo contribuyen con un aumento de un 1.3% anual
de CH
4
y N
2
O.
(4) Esta acción ha provocado un incremento de aproximadamente 0.2°C en la temperatura media
global entre 2014 y 2024. (5) Evaluar las tendencias recientes en las emisiones globales de GEI y
sus fuentes naturales, antrópicas y económicos es crucial para diseñar e implementar acciones
que permitan cumplir las metas del Acuerdo de París y evitar los impactos del calentamiento
global, por lo que el objeto del estudio bibliométrico analiza las tendencias de las emisiones
TENDENCIAS GLOBALES DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO: UN ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL
ÚLTIMO DECENIO
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globales de CO
2
, CH
4
y N
2
O durante el periodo de tiempo 2014-2024, los sectores y actividades
determinantes, y las proyecciones futuras bajo diferentes escenarios de mitigación.
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación analizo exhaustiva documentos de carácter científico que cuestionan las
tendencias en las emisiones globales de GEI, entre el periodo 2014 y 2024. La búsqueda de la
información se lo realizó en repositorios académicos de Institutos de Educación Superior (IES) y
bases de datos de renombre como: Scielo, Google Académico, Redalyc. Se utilizaron palabras
clave como “gases de efecto invernadero”, “óxido nitroso”, “metano”, y “dióxido de carbono”. Se
seleccionaron estudios de instituciones reconocidas que cumplían tres criterios de inclusión:
a.- Análisis de series de tiempo de emisiones globales de 2014 – 2024.
b.- Cobertura de CO
2
, CH
4
y N
2
O, y
c.- Discusión de tendencias y factores determinantes. Aquellas investigaciones que no cumplían
estos criterios fueron excluidas.
La extracción de la información de la documentación científica recopilada se lo realizó mediante
revisión sistemática, registrando las cifras de emisiones, fuentes de datos, análisis estadísticos y
conclusiones sobre tendencias y factores determinantes. Inicialmente se focalizaron 554
documentos científicos en un primer filtrado de la información en la base de datos de
documentación bibliométrica, posteriormente se procedió a anexar la palabra clave “enfoque
estadístico” localizándose n=33 documentos finales para su revisión en relación con su título de
la investigación, palabras clave y resumen. Los datos de las diversas investigaciones se integraron
y analizaron en conjunto para obtener una visión robusta de las tendencias globales en el periodo
estudiado. Las limitaciones incluyen la posible variabilidad entre estudios y sesgos en la selección
de sus datos.
Complementando el análisis de acuerdo con datos de los fundamentos del Grupo
Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) y la CONVENCIÓN MARCO DE
LAS NACIONES UNIDAS SOBRE EL CAMBIO CLIMATICO (CMNUCC) adoptado en la cumbre de la
tierra en Rio de Janeiro en 1992, sobre series de tiempo de emisiones de GEI, que implica
recopilación, sistematización y análisis de datos de fuentes y sumideros de gases como CO
2
, CH
4
y N
2
O, según guías del IPCC. El análisis de series de tiempo permite evaluar la evolución histórica
de las emisiones e identificar tendencias futuras mediante proyecciones de cambio climático (CC)
(6).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Emisiones globales de CO
2
Las emisiones globales de CO
2
por combustión de combustibles fósiles e industria aumentaron de
32,381 millones de toneladas métricas en 2014 a 36,444 millones en 2019, con una tasa media
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de crecimiento de 2.3% anual. Por regiones, China representó el 27% de las emisiones globales
en 2019 con 9,877 millones de toneladas de CO
2
. Le sigue Estados Unidos con 13.5% (4,905
millones de toneladas), la Unión Europea con 8.7% (3,151 millones de toneladas) e India con 7.3%
(2,655 millones de toneladas). (8) Como se observa en la figura 1. China ha mostrado un rápido
incremento en sus emisiones debido a su acelerada industrialización y urbanización en las últimas
décadas. Por el contrario, en Estados Unidos se observa una leve tendencia a la baja en las
emisiones de CO
2
desde 2005, cuando alcanzó su pico máximo de emisiones (9).
Figura 1. Incremento de emisión de CO2, por países en porcentaje desde el año 2019 – 2024.
Dentro de la Unión Europea, los mayores emisores en 2019 fueron Alemania con 18.5% del total
regional (583 millones de toneladas), Reino Unido con 10.7% (335 millones de toneladas), Italia
con 10.5% (329 millones de toneladas) y Francia con 10.3% (325 millones de toneladas) (10). Entre
2005 y 2019, las emisiones de la UE-28 se redujeron en un 3.8%, principalmente por transiciones
energéticas en el sector eléctrico de países como Alemania y Reino Unido. Por sectores
económicos a nivel global, la generación eléctrica y calefacción contribuyó con 41% de las
emisiones globales de CO
2
en 2019. El transporte representó 15.9%, la industria 15.6%, la
construcción 6.4%, el sector residencial 5.9% y la agricultura 5.2% (11). Desde 2014, los sectores
que más han incrementado sus emisiones en términos absolutos son la industria (+843 millones
de toneladas), la construcción (+497 millones de toneladas) y el transporte (+488 millones de
toneladas) (12).
En cuanto a las fuentes de generación eléctrica, el carbón representó el 36.7% de las emisiones
del sector en 2019, seguido por el gas natural con 23.5% y el petróleo con 9.3% (13). Las energías
renovables como la solar, eólica e hidroeléctrica ya aportan el 8.6% de la electricidad mundial con
escasas emisiones de CO
2
. Se proyecta que las emisiones globales de CO
2
por combustión de
combustibles fósiles e industria continúen aumentando a una tasa de 1.3% anual bajo un
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%
China
Estados Unidos
Unión Europea
India
Incremento de CO2 por combustibles fósiles por países
TENDENCIAS GLOBALES DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO: UN ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL
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escenario de políticas actuales, llegando a 43,069 millones de toneladas en 2030 (14). Sin
embargo, bajo los escenarios de mitigación para lograr las metas del Acuerdo de París, las
emisiones globales de CO
2
deberían alcanzar su punto máximo antes de 2025 y reducirse en un
45% aproximadamente para 2030 en comparación con los niveles de 2010 (15). Esto requeriría
fuertes reducciones en el uso del carbón y expansión acelerada de fuentes renovables.
Emisiones globales de CH
4
El metano (CH
4
) es un potente gas de efecto invernadero, con un potencial de calentamiento
global 28 veces mayor que el CO
2
en un horizonte de 100 años. Tiene múltiples fuentes naturales
y antropogénicas(16). Entre las fuentes naturales se encuentran los humedales, termitas, océanos
y lagos. Las principales fuentes antropogénicas son la agricultura (cultivo de arroz, cebada, trigo
y la ganadería extensiva), la extracción y distribución de gas y petróleo, los vertederos de residuos
municipales y la quema de biomasa a cielo abierto. Por otro lado, en la década anterior, la
agricultura intensiva de monocultivo de productos de exportación representó la mayor fuente de
emisiones antropogénicas de CH
4
a nivel global, contribuyendo con el 38.3% del total(17). Dentro
de la agricultura, la fermentación entérica del ganado vacuno generó el 21.2% de las emisiones
globales de CH
4
y el cultivo de arroz por inundado de terrenos cultivados aportó 9.5%, gestión del
estiércol 9%, quema de residuos 6% y otros 4% (18). Como se aprecia en la Figura 2.
Figura 2. Emisión de metano por actividad agropecuaria.
El sector de energía también es una fuente importante de metano, representando 19.4% de las
emisiones globales en 2019 (19). Las principales actividades emisoras dentro de este sector son
la extracción y distribución de gas y petróleo (10.4% del total global) y la quema de biomasa como
leña y residuos agrícolas (6.7%) (20). Los desechos generaron 17.7% de las emisiones globales de
CH
4
en 2019, principalmente por la descomposición de materia orgánica en rellenos sanitarios
(21). Las emisiones globales totales de CH
4
registraron un aumento de 328 millones de toneladas
métricas en 2014 a 339 millones en 2019, según las estimaciones de la FAO. Esto representa una
TENDENCIAS GLOBALES DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO: UN ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL
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tasa promedio de crecimiento de 0.8% anual, menor al incremento de 1.5% anual en las emisiones
globales de CO
2
en el mismo periodo (22). Por regiones, Asia concentró la mayor proporción de
emisiones de CH
4
con 55% del total global en 2019, principalmente por las emisiones del sector
agrícola en China, India y países del sureste asiático, le siguió América del Norte con 18% debido
a emisiones de la industria de gas y petróleo, América Latina con 15% por la agricultura ganadera,
África con el 8% por la agricultura también, Europa con 3% y Oceanía con 1% en 2019(23). Como
se observa en la Figura 3.
Figura 3. Emisión de metano en porcentaje por continentes.
Bajo un escenario tendencial de mediano plazo, se estima que las emisiones globales de CH
4
lleguen a 369 millones de toneladas métricas en 2030, con crecientes aportes de los sectores de
agricultura, ganadería y generación de residuos, pero bajo escenarios de mitigación en línea con
el Acuerdo de París, se proyecta una reducción de las emisiones de metano en aproximadamente
un 45% para 2030 en comparación con los niveles de 2010, mediante cambios tecnológicos en los
sectores agrícola y de residuos (24). La implementación de tecnologías como la captura y
oxidación de CH
4
en rellenos sanitarios y granjas, y dietas alternativas para el ganado, podrían
reducir significativamente las proyecciones tendenciales de esta importante fuente de gases de
efecto invernadero (25).
Emisiones globales de N
2
O
El N
2
O, es un poderoso gas de efecto invernadero, con un potencial de calentamiento global 265-
298 veces mayor que el CO
2
para un horizonte de 100 años.(26) Se genera naturalmente en los
suelos y océanos, pero las actividades humanas han aumentado drásticamente sus
concentraciones atmosféricas, alrededor del 79% de las emisiones antropogénicas de N
2
O
provienen del sector agrícola, principalmente por el uso de fertilizantes sintéticos nitrogenados y
estiércol animal en los suelos agrícolas, el nitrógeno en estos fertilizantes se transforma por
procesos microbianos en N
2
O y se libera a la atmósfera.(27) Adicionalmente, el 7.8% de las
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Ásia América del
Norte
América
Latina
Africa Europa Oceania
Emisiones de CH4 por continente en %
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50
emisiones globales de N
2
O se generan en actividades de deforestación y conversión de pastizales,
por la perturbación de los suelos (28).
Otras fuentes importantes son los procesos industriales como la producción de ácido nítrico y
ácido adípico, que contribuyeron con el 7.7% de las emisiones globales de N
2
O en 2019, el
tratamiento de aguas residuales generó el 3.1% de las emisiones debido a la degradación de
nitrógeno orgánico(29). La quema de combustibles fósiles y biomasa aportaron el 1.7% del N
2
O
antropogénico(30). Las emisiones globales totales de N
2
O aumentaron de 6.5 millones de
toneladas métricas en 2014 a 7.3 millones en 2019, con una tasa media de crecimiento de 2.4%
anual, del total de emisiones en 2019, el 60% provino de Asia debido al uso de fertilizantes en
países como China, India y sureste asiático, le siguieron las Américas con 16% de las emisiones
globales, África con 10%, Europa con 7% y Oceanía con 0.4% ese año (31). Figura 4.
Figura 4. Continentes que emiten % de NO2.
De mantenerse las tendencias actuales, se proyecta que las emisiones globales de N
2
O lleguen a
8.7 millones de toneladas métricas en 2030, impulsadas por el crecimiento en el uso de
fertilizantes nitrogenados (32) sin embargo, bajo escenarios de mitigación en línea con el Acuerdo
de París, se esperaría una reducción de aproximadamente el 20% en las emisiones para 2030 en
comparación con 2010, esto requeriría mejoras en la eficiencia del uso de fertilizantes, dietas de
menor contenido proteico, y control de emisiones en efluentes industriales (33).
Impacto de los GEI en el cambio climático
(34) describe que el aumento de las concentraciones atmosféricas de los gases de efecto
invernadero CO
2
, CH
4
y N
2
O a niveles sin precedentes está ejerciendo un forzamiento radiactivo
positivo sobre el sistema climático terrestre, contribuyendo al calentamiento global observado,
el CO
2
es el principal gas de efecto invernadero antropogénico. Sus niveles en la atmósfera han
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Ásia
América
ÁfricaEuropa
Oceanía
Continentes productores de NO2
TENDENCIAS GLOBALES DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO: UN ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL
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aumentado de 280 ppm en la era preindustrial a 419 ppm en 2021, principalmente por la quema
de combustibles fósiles y la deforestación.
El CH
4
, pese a tener una vida atmosférica más corta que el CO
2
, tiene un potencial de
calentamiento global 28 veces mayor en un horizonte de 100 años. Sus niveles han aumentado
de 722 ppb en la era preindustrial a 1893 ppb en 2021 debido a actividades agrícolas, energéticas
y desechos (35). El N
2
O tiene un potencial de calentamiento 273 veces superior al CO
2
y sus niveles
aumentaron de 270 ppb a 335 ppb en el mismo periodo, principalmente por el uso de
fertilizantes.
La combinación del forzamiento radiactivo de estos GEI y otros factores como los aerosoles, ha
llevado a un calentamiento global de aproximadamente 1.1°C por encima de los niveles
preindustriales. Este calentamiento ya está causando impactos observables, como el deshielo de
glaciares y casquetes polares, aumento del nivel del mar, alteración de patrones climáticos,
acidificación de los océanos, y mayores frecuencias de fenómenos meteorológicos extremos. Se
estima que un calentamiento de 2°C o más por encima de los niveles preindustriales tendría
efectos catastróficos e irreversibles sobre los ecosistemas y la sociedad humana (36).
Por ello, el Acuerdo de París establece la meta de limitar el calentamiento global muy por debajo
de 2°C, idealmente 1.5°C, para lo cual se requiere una reducción drástica de las emisiones de GEI
en las próximas décadas. Mitigar las emisiones de CO
2
, CH
4
y N
2
O en los sectores energético,
agrícola, transporte, residuos e industrial es fundamental para cumplir las metas climáticas. De
continuar las tendencias crecientes actuales, se superarían los niveles de emisiones consistentes
con un calentamiento de 1.5°C o 2°C, exacerbando los impactos adversos del cambio climático
(37).
CONCLUSIONES
El análisis de las tendencias de emisiones globales de dióxido de carbono (CO
2
), metano (CH
4
) y
óxido nitroso (N
2
O) durante el período 2014-2024 revela una situación preocupante. A pesar de
los esfuerzos internacionales por mitigar el cambio climático, las emisiones de estos potentes
gases de efecto invernadero han continuado aumentando en la última década, las emisiones de
CO
2
por quema de combustibles fósiles y procesos industriales crecieron a una tasa promedio
anual del 2.3% entre 2014 y 2019, impulsadas principalmente por la generación eléctrica,
transporte e industria en naciones como China, Estados Unidos, India y la Unión Europea, este
ritmo de crecimiento pone en riesgo el cumplimiento de las metas del Acuerdo de París.
Por su parte, las emisiones de CH
4
se incrementaron 0.8% anual en el mismo período, con la
agricultura y el sector energético como principales fuentes emisoras. Las emisiones de N
2
O
aumentaron a una tasa de 2.4% anual, vinculadas al uso intensivo de fertilizantes nitrogenados y
ciertos procesos industriales, de mantenerse las tendencias actuales, las proyecciones indican
que las emisiones globales de estos tres GEI continuarán su senda creciente hasta al menos 2030
bajo un escenario de políticas climáticas status quo. Esto agravaría aún más el calentamiento
global antropogénico y sus impactos conexos.
TENDENCIAS GLOBALES DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO: UN ANÁLISIS ESTADÍSTICO DEL
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Es imperativo implementar medidas urgentes y ambiciosas de mitigación en sectores clave como
la generación de energía, transporte, agricultura, ganadería, industria y gestión de residuos, una
transición acelerada hacia fuentes renovables, electrificación del transporte, mejoras en
eficiencia energética, agricultura sostenible, captura de emisiones y cambios en patrones de
consumo son acciones prioritarias, los compromisos climáticos actuales de los países son
insuficientes para evitar un calentamiento superior a 2°C respecto a niveles preindustriales. Se
requieren reducciones sustanciales en las emisiones de GEI en esta década y lograr emisiones
netas cero hacia mediados de siglo para mitigar el cambio climático, el futuro depende de la
voluntad política, innovación tecnológica y un cambio de paradigma hacia un desarrollo
sostenible a escala global.
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