Taller de Capacitación del GCE sobre Inventarios de Gases de Efecto Invernadero Sector Energía 1A.1

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Transcript Taller de Capacitación del GCE sobre Inventarios de Gases de Efecto Invernadero Sector Energía 1A.1

Taller de Capacitación
del GCE sobre Inventarios de
Gases de Efecto Invernadero
Sector Energía
1A.1
Cuestionario
20 minutos
1A.2
Respuestas al Cuestionario

Cuestionario de Energía 1 (soluciones).doc
1A.3
Esquema del Curso

Quema de Combustibles (5-6 horas)
 Cuestionario
 Presentaciones
 Mesa redonda de discusión sobre los problemas
enfrentados
 Referencias
 Procesos básicos de emisiones
 Metodologías
 Relación con otras fuentes y sectores
 Incertidumbre
 Control de calidad y exhaustividad
1A.4
Esquema del Curso (continuación)

Emisiones fugitivas (2-3 horas)






Cuestionario 1
Referencias
Extracción y Manejo del Carbón
Sistemas de Petróleo y Gas Natural
Problemas referidos a los datos
Cierre
1A.5
Sector Energía…
Los sistemas energéticos constituyen componentes
extremadamente complejos y amplios de las economías
nacionales. Esto hace que la magnitud de la tarea de
compilar un registro completo de las cantidades
consumidas de cada tipo de combustible en cada
actividad de “uso final” sea considerable. Las emisiones
de gases de efecto invernadero del Sector Energía son el
resultado de la producción, transformación, manejo y
consumo de productos energéticos.
1A.6
Mesa Redonda de
discusiones

Sondeo sobre la experiencia de los
participantes...

Experiencia previa en inventarios


Problemas enfrentados en el pasado en el
Sector de Energía
Planes a futuro para mejorar su inventario
1A.7
Sector Energía –
Emisiones Provenientes
de la Quema de
Combustibles
1A.8
Emisiones Provenientes de la
Quema de Combustibles…
1A.9
Ho
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Gg CO 2-eq.
Emisiones Provenientes de la Quema de
Combustibles en Latinoamérica y El Caribe
300,000
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90%
250,000
¿Cuál de
estos es
su país?
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1990
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75%
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200,000
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Gg CO 2-eq.
Emisiones Provenientes de la Quema de
Combustibles en Latinoamérica y El Caribe
300,000
90%
1994
1990
75%
Percent
of National
Porcentaje
del totalTotal
nacional
200,000
60%
150,000
45%
100,000
30%
50,000
15%
NA
0%
1A.11
Material de Referencia


Secretaría de la CMNUCC en Bonn (Decisiones
de la COP, guías para la presentación de
informes, etc.)
IPCC





Directrices revisadas 1996 del IPCC
Orientación sobre Buenas Prácticas
Base de Datos de Factores de Emisión (EFDB)
Agencia Internacional de Energía (IEA)
OLADE para las estadísticas de Latinoamérica y
El Caribe
1A.12
Directrices del IPCC




Los métodos fundamentales se presentan en las
Directrices Revisadas 1996
La Orientación sobre Buenas Prácticas del IPCC
clarifica algunos temas (por ejemplo, los
combustibles de los búnkeres internacionales) y
suministra algunos factores actualizados…
¡…pero no realiza cambios significativos para la
quema de combustibles!
Análisis de categorías principales

Las principales categorías de fuentes de quema
de combustibles siempre serán claves
1A.13
Fuentes Estacionarias

Industrias de la Energía




Industrias Manufactureras y de la Construcción








Extracción, producción y transformación
Generación de electricidad, refinación de petróleo
Autoproducción de electricidad
Producción de hierro y acero
Producción de metales no ferrosos
Industria química
Celulosa, papel e imprenta
Procesamiento de alimentos, bebidas y tabaco
Comercial/Institucional
Residencial
Agricultura/Silvicultura/Pesca.
1A.14
Autoproductores
Cuadro 3
Autoproductores
Un autoproductor de electricidad o energía térmica es una
empresa que genera electricidad o vende energía térmica como
actividad secundaria, es decir, no como su principal actividad, a
diferencia de los productores principales de energía, los cuales
pueden ser de propiedad pública o privada y para quienes la
generación de electricidad o venta de energía térmica constituye
su principal actividad comercial (actividad primaria). El suministro
de energía por parte de los productores principales se denomina
Servicio Público, a pesar de que, en forma creciente, la demanda
pública está siendo cubierta por autoproductores.
Nota: p. 1.32 de las Directrices del IPCC, Manual de Referencia – Volumen 3
1A.15
Fuentes Móviles


Aviación Civil
Transporte por Carretera








Autos
Camiones livianos
Camiones pesados y omnibus
Motocicletas
Transporte Ferroviario
Navegación
Otras actividades de transporte (e.g., gasoductos)
Los combustibles de los búnkeres internacionales se
reportan por separado
1A.16
Emisiones de dióxido de
carbono (CO2)



Oxidación del carbono contenido en el
combustible durante la combustión
En condiciones de combustión perfecta, el
total del carbono contenido en el
combustible sería convertido en CO2
Los procesos reales de combustión
generan pequeñas cantidades de carbono
parcialmente oxidados o sin oxidar
1A.17
Flujo de Carbono para un
proceso de combustión típico


La mayor parte del carbono es liberado como
CO2 en forma inmediata
Una pequeña fracción es liberada en forma de
gases diferentes del CO2





CH4, CO, COVDMs
En última instancia se oxidan a CO2 en la atmósfera
Se integran al cálculo general de las emisiones de CO2
Contabilización doble intencional
La parte restante del carbono del combustible
permanece sin quemarse


Se presume que permanece en forma sólida (cenizas y
hollín)
Se contabiliza mediante factores de oxidación
1A.18
Factores de Oxidación
Gas Natural




Menos del 1% queda sin quemar
Permanece como hollín en el quemador, la chimenea o el
ambiente.
Factor de oxidación por omisión del IPCC = 99,5%
Es mayor aún para la quema en antorcha en la industria
petrolera y gasífera
Petróleo


1,5 ± 1 % queda sin quemar
Factor de oxidación por omisión del IPCC = 99%
Carbón



El rango sin quemar varía entre 0,6 y 6,6%
Principalmente como cenizas pesadas y volátiles
Factor de oxidación por omisión del IPCC = 98%
1A.19
Emisiones de gases
distintos del CO2







Gases de efecto invernadero directo
Metano (CH4)
Óxido nitroso (N2O)
Óxidos de Nitrógeno (NOx)
Monóxido de Carbono (CO)
Compuestos Orgánicos Volátiles distintos del
Metano (COVDMs)
Dióxido de Azufre (SO2)
1A.20
Se requiere información
detallada sobre procesos






Condiciones de combustión
Potencia y antigüedad de la tecnología de
combustión
Mantenimiento
Operación de los equipos
Controles de emisión
Características del combustible
1A.21
Metano (CH4)



Emisiones como función de:
 Contenido de metano en el combustible
 Hidrocarburos que pasan sin quemarse a través de
la maquinaria
 Tipo de maquinaria (motores, turbinas, etc.)
 Controles posteriores a la combustion
Dependen de la temperatura en la
caldera/horno/estufa
Las mayores emisiones se dan en aplicaciones
residenciales (e.g., pequeñas estufas, quema de
biomasa a cielo abierto, producción de carbón vegetal)
1A.22
Óxido Nitroso (N2O)


Menores temperaturas de combustión tienden a
producir mayores emisiones de N2O
Los controles de emisiones en los vehículos
(catalizadores) pueden aumentar la tasa de
generación de N2O, dependiendo de:



modos de conduccción (por ejemplo, cantidad de
arranques en frío)
tipo y antigüedad del catalizador
Se observan cantidades significativas de
emisiones en países con un alta penetración de
vehículos con catalizadores
1A.23
Oxidos de Nitrógeno (NOx)


Gases de efecto invernadero indirecto
Las actividades de quema de combustibles
son la fuente antropogénica de NOx más
significativa



Industrias de la energía
Fuentes móviles
Dos mecanismos de formación:


"NOx del combustible"
“NOx térmico"
1A.24
Monóxido de Carbono (CO)



Gas de efecto invernadero indirecto.
La mayor parte proviene de vehículos
a motor, pero también de la
combustión residencial y comercial en
pequeña escala
Es un producto intermedio del proceso
de combustión
1A.25
Compuestos Orgánicos Volátiles
distintos del Metano (COVDMs)




Gases de efecto invernadero indirecto
Productos de una combustión
incompleta
Fuentes móviles y combustión
residencial, especialmente quema de
biomasa
Bajas emisiones para grandes plantas
de combustión
1A.26
Dióxido de Azufre (SO2)




Precursor de aerosoles
Puede tener un efecto de enfriamiento
del clima
La concentración aumenta con la
quema de combustibles fósiles que
contienen azufre
Estrecha relación con el contenido de
azufre de los comustibles
1A.27
Métodos para el CO2

‘Método de Referencia’ (Nivel 1)




‘Método Sectorial’ (Nivel 1)


Estimaciones basadas en el balance energético
nacional (producción + importaciones - exportaciones)
por tipo de combustible, sin información sobre las
actividades
Se realiza rápidamente si está disponible el balance
energético básico
Es una forma de cotejar las estimaciones de CO2
realizadas con el Método Sectorial
Estimaciones basadas en datos de consumo de
combustibles por actividad sectorial
‘Métodos de abajo hacia arriba’ (Niveles 2 ó 3)

Datos más detallados de actividades y combustibles
1A.28
Ecuación Fundamental
Emisiones de carbono
=
∑ consumo de combustible de cada sector expresado en unidades de
energía (TJ)
x factor de emisión de carbono
- Carbono almacenado
x fracción oxidada
1A.29
Seis pasos básicos
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Recopilar datos sobre consumos de combustibles
Convertir los datos de consumo a una unidad
energética común
Seleccionar factores de contenido de carbono para
cada combustible fósil / tipo de producto y estimar el
contenido total de carbono de los combustibles
consumidos
Restar el carbono almacenado en los productos por
largos períodos
Multiplicar por el factor de oxidación
Convertir el carbono a peso total de moléculas de CO2
y sumar los resultados de todos los combustibles
1A.30
1. Datos de Consumo

Método de Referencia:


Método Sectorial:


Estimar el consumo aparente de
combustibles dentro del país
Recolectar estadísticas reales de consumos
por tipo de combustible y sector económico
Niveles 2 ó 3:

Recopilar estadísticas reales de consumos
por tipo de combustible, sector económico, y
tipo de tecnología de combustión
1A.31
Problemas en la Recopilación de Datos
en Latinoamérica y El Caribe



La metodología sectorial del IPCC puede usarse aún
cuando los datos energéticos no se recolectan usando las
mismas categorías sectoriales
 Centre los esfuerzos en la exhaustividad y use juicio de
expertos o datos aproximados para asignar los datos a
los diversos subsectores
La combustión de la biomasa no es relevante para el CO2,
pero es reportada con fines informativos.
El uso de combustibles en el sector informal es un aspecto
importante si no se registra en las estadísticas energéticas
 El uso de kerosene residencial se puede estimar en
forma aproximada sobre la base del juicio de expertos o
de datos aproximados
1A.32
Detrás de los números…
Lo mejor que usted puede hacer como
experto nacional en inventarios del
Sector Energía…
…es investigar cuidadosamente cómo se
recolectan y procesan los datos
energéticos de su país.
1A.33
2. Unidad energética común






Convertir los datos de combustibles a una unidad
energética común
Producción y consumo de combustibles sólidos y
líquidos en toneladas
Combustibles gaseosos en metros cúbicos
Unidades originales convertidas a unidades energéticas
usando valores caloríficos netos (es decir poderes
caloríficos inferiores)
Método de Referencia: se utilizan diferentes valores
caloríficos para producción, importación, y exportación
Los valores caloríficos utilizados deben ser reportados
1A.34
3. Estimación del contenido total de
carbono en los combustibles consumidos
Gas Natural

Depende de la composición (metano, etano, propano, butano e


hidrocarburos más pesados)
El gas natural quemado en el sitio de producción generalmente es
“húmedo” - su contenido de carbono será diferente
Factor de emisión típico: 15 - 17 toneladas C/TJ
Petróleo



Menor contenido de carbono para derivados livianos tales como la
gasolina
Mayor contenido para productos más pesados tales como el fuel oil
residual
Un valor típico para el petróleo crudo es 20 ton C/TJ
Carbón


Depende del tipo de carbón y el contenido de hidrógeno, azufre,
cenizas, oxígeno, y nitrógeno
Factor de emisión típico: 25 - 28 ton C/TJ
1A.35
4. Restar los usos no energéticos
Varios usos no energéticos:

Refinerías: asfalto y bitumen para construcción de caminos, naftas,
lubricantes, y plásticos

Gas natural: para producción de amoníaco

Gas licuado de petróleo (GLP): solventes y caucho sintético

Proceso de coqueo: aceites y alquitranes usados en la industria química
En lo posible, se deben utilizar datos específicos de cada país en lugar
de los valores de referencia del IPCC
Total de Carbono almacenado (Gg C) =
Uso No Energético (103 t)
x Factor de conversión (TJ/ 103 t)
x Factor de emisión (t C/TJ)
x Fracción de Carbono almacenado x 10-3
1A.36
5. Factor de Oxidación




Multiplicar por un factor de oxidación
para tomar en cuenta la pequeña
fracción de carbono no oxidado que
queda en las cenizas u hollín
La cantidad de carbono sin oxidar
debería ser baja para la combustión
de derivados del petróleo y gas
natural…
…pero puede ser mayor y más
variable para la combustión de
carbón
Cuando no se disponga de factores
de oxidación nacionales se pueden
utilizar los factores por omisión del
IPCC
1A.37
6. Conversión a peso total de
moléculas de CO2 y suma


Convertir el carbono estimado a peso
total de moléculas de CO2 y sumar los
resultados de todos los combustibles
Para expresar los resultados como
dióxido de carbono (CO2), multiplicar la
cantidad de carbono oxidado por la
relación entre los pesos moleculares
del CO2 y el C (44:12)
1A.38
Combustibles de los
Bunkeres Internacionales




Las emisiones de CO2 provenientes de los
combustibles utilizados en navegación o aviación
para transporte internacional no se incluirán en el
total nacional
Los combustibles provistos y consumidos en
búnkeres internacionales deben ser sustraídos de
la provisión de combustibles del país
Las emisiones correspondientes a búnkeres deben
ser mencionadas en una tabla separada como una
partida informativa
Ver los árboles de decisión del IPCC sobre la
asignación de las emisiones en el transporte
marino y aéreo
1A.39
Combustibles de Biomasa





Las emisiones de CO2 no deben ser incluidas en los totales
nacionales de emisiones procedentes de la quema de
combustibles
Son reportadas solamente a título informativo …
 Leña para uso doméstico
 Etanol y biodiesel para transporte
Se contabiliza la mezcla de combustibles (por ejemplo,
mezclas de etanol)
Las emisiones netas de CO2 se contabilizan en forma
implícita dentro del sector Cambio en el Uso de la Tierra y
Silvicultura
¡Las emisiones de gases distintos del CO2 provenientes de la
quema de biomasa se deben calcular y reportar dentro del
Sector Energía!
1A.40
Metodología para emisiones
de gases distintos del CO2
Nivel 1

Multiplicar el combustible consumido por un factor de emisión promedio

No se requieren datos detallados al nivel de actividad

Se basa en datos fácilmente disponibles de suministro de combustibles y
se presume que se utilizan tecnologías de combustión típicas
Nivel 2/3

Multiplicar el combustible consumido por factores de emisión detallados
para cada tipo de combustible y específicos para cada tecnología

Los métodos del Nivel 2 usan datos desagregados de acuerdo con los
tipos de tecnologías

Los métodos del Nivel 3 estiman las emisiones de acuerdo con los tipos
de actividad (km recorridos o ton-km transportados) y datos específicos
de eficiencia o consumo de combustibles
Utilizar los factores de emisión más desagregados de que se disponga,
por país y por tipo de tecnología.
1A.41
Ecuación fundamental
Emisiones =
Σ(Factor de Emisiónabc • Consumo de Combustibleabc)
donde,
a = tipo de combustible
b = actividad sectorial
c = tipo de tecnología, incluyendo controles de emisión
1A.42
Fuentes Fijas



Las Directrices del IPCC presentan factores de
emisión por omisión para CH4, N2O, NOx, CO, y
COVDMs para los principales tipos de
tecnologías y combustibles
Muy importante: emisiones de CH4 por quema a
cielo abierto y combustión de biomasa
Es probable que la producción de carbón
vegetal ocasione emisiones de metano a una
tasa mayor en varios órdenes de magnitud que
la de cualquier otro proceso de combustión
1A.43
Fuentes Móviles



Principales actividades de transporte
(terrestre, aéreo, ferroviario y marítimo)
Muy importante: las emisiones de N2O del
transporte terrestre son afectadas por el tipo
de tecnología de control de emisiones
Los países no pertenecientes al Anexo I
deberían centrar sus esfuerzos en recopilar
datos sobre la cantidad de vehículos con
sistemas catalíticos de control de emisiones
que operan en sus países
1A.44
Fuentes Móviles (cont.)

Datos de actividad de transporte terrestre




Asuma que la mayor parte de la gasolina se usa en el
transporte
Compruebe los datos con la contabilización del parque
o los datos de ventas / importación / exportación de
vehículos.
Base sus hipótesis acerca de los tipos de vehículos y
las tecnologías de control de emisiones en los datos de
antigüedad del parque (p.e., año del modelo) y el nivel
de actividad supuesto (i.e:, km-recorridos/vehículo).
Considere los estándares de emisiones nacionales, el
predominio de uso de gasolina con plomo y el
cumplimiento de los estándares.
1A.45
Relaciones con Otras Fuentes y
Sectores

Sector de Procesos Industriales

Los datos de insumos de combustibles fósiles para
usos no-energéticos, si están disponibles, pueden no
ser confiables

Los insumos para petroquímica pueden de hecho ser
usados para energía

El carbón comprado por la industria del hierro y el
acero puede ser usado para producir coque

Centre la atención en la industria petroquímica y la
producción de metales (p.e., hierro y acero)

Estimación conservadora: asuma que el carbono de los
plásticos, el asfalto, y algunos lubricantes es
almacenado

Reste el contenido de carbono de estos productos
1A.46
Relaciones con Otras Fuentes y
Sectores (continuación)





Sector de Residuos

La combustión de residuos para fines
energéticos se incluye dentro del Sector
Energía

Incineración de plásticos
Cambio en el Uso de la Tierra y Silvicultura

El carbono de la biomasa se contabiliza en
forma implícita
Autoproducción para generación de electricidad
Uso de combustibles para fines militares
Fuentes móviles en Agricultura
1A.47
Control de Calidad y
Verificación de Exhaustividad









Todos los gases (CO2, CH4, y N2O)
Todas las categorías de fuentes y sub-fuentes
Se incluyen todos los territorios nacionales
Combustibles de búnkeres y operaciones militares
Todas las plantas de generación eléctrica que
funcionan con combustibles fósiles
Hornos de fundición y producción de coque
Combustión de residuos con recuperación de
energía
Combustibles del mercado negro
Uso no medido de combustible para transporte por
ductos por las plantas de compresión
1A.48
Incertidumbre



La incertidumbre respecto del contenido de carbono y los
valores caloríficos de los combustibles se debe a la variabilidad
en la composición de los combustibles y la frecuencia de las
mediciones. Es probable que sea pequeña para todos los
países.
¡Para la mayor parte de los países no pertenecientes al Anexo I,
la incertidumbre en los datos de actividad (es decir datos de
consumos de combustibles) será el problema dominante!

El esfuerzo se debe centrar en la recopilación de los datos
de consumo de combustibles

Es improbable que los factores nacionales específicos
mejoren las estimaciones de CO2 significativamente
Es importante documentar las causas probables de la
incertidumbre y discutir las medidas adoptadas para reducirlas.
1A.49
Software del IPCC y tablas de
presentación de informes



Software para ayudar en la
confección de inventarios de gases de
efecto invernadero
Suministra el método por omisión del
IPCC (es decir, de Nivel 1)
Se pueden usar factores nacionales
cuando estén disponibles
1A.50
Ejercicio EFDB

Buscar factores
de emisión de
CH4 para
residuos
vegetales
agrícolas
correspondientes
a cualquier tipo
de combustion…
http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/EFDB/find_ef_s1.php
1A.51
Resultados de la búsqueda
en la EFDB
1A.52