Task Force on National Greenhouse Gas Inventories

Task Force on National Greenhouse Gas Inventories

Sector Energía

Taller Uso del Software del IPCC para los Inventarios

Nacionales de Gases de Efecto Invernadero

Quito, Ecuador, 19-22 de junio de 2018

Paulo CORNEJO

Experto Técnico de Apoyo para la RedINGEI

Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo

Temas

1. Sector de Energía: ámbito e importancia

2. Quema de Combustibles (estacionaria y móvil): emisiones de CO2

3. Quema de Combustibles: emisiones de CH4 yN2O

4. Cuestiones metodológicas:

4.1. Biomasa

4.2. Transporte por carretera

4.3. Aviación civil y navegación internacional

4.4. Residuos como combustible

4.5. Método de referencia

4.6. Carbono excluido

5. Emisiones Fugitivas

5.1. Minas de carbón

5.2. Sistemas de petróleo y gas

6. Dióxido de Carbono: Transporte, Inyección y AlmacenamientoGeológico

7. Resumen

Sector Energía: Alcance

1. Exploración y explotación de fuentes de energía

primaria

2. Conversión de fuentes de energía primaria en

formas más utilizables en refinerías y plantas de

energía

3. Transmisión y distribución de combustibles

4. Uso de combustibles en aplicaciones estacionarias

y móviles

Sector Energía

Anexo I: Emisiones del Sector Energía por gas

1A Actividades de Quema del Combustible

Para fines de inventario, la quema de combustibles puede

definirse como la oxidación intencional de materiales dentro de

un aparato diseñado para proporcionar calor o trabajo mecánico

a un proceso o para su uso alejado del aparato

✓ No Sector de la Energía:• incineración de residuos sin recuperación de energía → Residuos

• uso de combustibles fósiles como materia prima en el sector

industrial (por ejemplo, coque en hierro y acero) → IPPU

• quemas de biomasa / combustión abierta → AFOLU

✓ Los incendios en minas de carbón, quemas de gas en

antorchas, se consideran en Emisiones Fugitivas

C + O2 = CO2

1 tonelada de C => 3,667 toneladas de CO2

(44/12)

1A. Actividades de Quema del Combustible: CO2

▪ Las emisiones de CO2 dependen casi por completo del contenido de carbono del

combustible, aunque una pequeña cantidad de este no se oxida (menos del 1%).

▪ Durante el proceso de combustión, la mayor parte del carbono se emite

inmediatamente como CO2 independientemente de la tecnología de

combustión.

▪ Por defecto, las Directrices del IPCC de 2006 asumen un proceso de

combustión completo (100 % factor de conversión o fracción de oxidación

es igual a 1)

Ejercicio 1: Emisiones de CO2 - ?

Antracita (80-98% de Carbono por masa):

1. "Antracita hipotética": 100% de Carbono, 100% de combustión

2. Antracita: 85% de Carbono, 100% de combustión

3. Antracita: 85% de Carbono, 99% de combustión

4. Antracita: 85% de Carbono, 95% de combustión

5. Antracita: 80% de Carbono, 99% de combustión

Emisiones de CO2 = Cantidad de Combustible * Factor de Emisión

FE = Contenido de Carbono * Fracción de Oxidación * 44/12

Antracita - 1 tonelada:1. Emisiones de CO2 = 1 * 1* 1 * 44/12 = 3.667 toneladas

2. Emisiones de CO2 = 1 * 0.85 * 1 * 44/12 = 3.117 toneladas

3. Emisiones de CO2 = 1 * 0.85 * 0.99 * 44/12 = 3.086 toneladas

4. Emisiones de CO2 = 1 * 0.85 * 0.95 * 44/12 = 2.961 toneladas

5. Emisiones de CO2 = 1 * 0.80 * 0.99 * 44/12 = 2.904 toneladas

Image (anthracite): applied from the US Geological Service:

http://www.usgs.gov/blogs/features/slidedeck2/types-of-coal/anthracite-2/ (April, 16, 2015)

1A. Actividades de Quema de Combustible. Combustibles

o SÓLIDOS (carbón y productos del carbón)

• Incluyendo carbón, coque y gases derivados

o LÍQUIDOS (Petróleo crudo y productos del petróleo)

• Incluyendo Fueloil, Gasolina, GLP, Etano y Coque de petróleo)

o GAS (Gas natural)

o OTROS COMBUSTIBLES FÓSILES (Residuos municipales e industriales

no biomásicos, aceites residuales)

o TURBA

• Tratada como combustible fósil

o BIOMASA (Madera, Carbón vegetal, biocombustibles, Fracción de biomasa

en los residuos sólidos municipales)

• Las emisiones de CO2 no se incluyen en el total de las emisiones del

sector Energía

✓ Vea la definición de los tipos de combustibles en Tabla 1.1;

Volumen 2; Directrices del IPCC de 2006

1A. Actividades de Quema de Combustible. Unidades

El contenido de carbono puede variar considerablemente tanto entre

como dentro de los tipos de combustible primario tanto en base a la

masa o al volumen. Al convertir a unidades de energía esta variabilidad

se reduce.

Unidades de combustible: Barriles (galones) pies cúbicos, metros cúbicos, litros, toneladas, kg,

petróleo/carbón-equivalente, calorías, kW, MJ, VCN, VCB, BTU

Directrices de 2006 del IPCC - Unidades SI:1. Combustible – Gg (TJ)

2. VCN – TJ/Gg

3. Contenido de carbono – kg/GJ

4. FE CO2 – kg/TJ (en baseenergética)

Unidades de Energía IPCC

VCN, TJ/GgContenido de

Carbono, kg/GJ

FE CO2 v.defecto

kg/TJ

Biomasa (madera) 15.6 30.5 112 000

Turba 9.76 28.9 106 000

Lignito 8.9 27.6 101 000

Antracita 26.7 26.8 98 300

Carbón decoque 28.2 25.8 94 600

Fuelóleo Residual 40.4 21.1 77 400

Gasóleo 43 20.2 74 100

Gasolina para motores 44.3 18.9 69 300

Gas Natural 48 15.3 56 100

VCN vs. VCB

o Algunas oficinas de estadística utilizan valores calóricos brutos (VCB)

o La diferencia entre el VCN y el VCB es el calor latente de vaporización del agua producida durante la quema del combustible:

• para el carbón y el petróleo, el VCN es aproximadamente un 5 % menor que elVCB

• para la mayoría de los gases naturales y manufacturados, el VCN esaproximadamente un 10 % menor

o Cuando se conocen las características del combustible (contenido de humedad, hidrógeno y oxígeno), las Directrices de 2006 del IPCC proporcionan un método más preciso para convertir los datos del VCB en VCN:

M – Humedad, H – Hidrógeno, Y – Oxigeno, %

VCN = VCB − 0.212H − 0.0245M − 0.008Y

Ejercicio 2: Emisiones de CO2 - ?

Emisiones de CO2 = Cantidad de combustible * VCN * FE

Emisiones de CO2 = 1 * 43 * 74 100 = 3 186 300 kg CO2

= 3,19 Gg de CO2

1. Diésel quemado por:

➢ Fuente estacionaria - un generador diésel

➢ Fuente móvil - un auto

2. Cantidad de diésel quemado - 1 Gigagramo (o 1 201 923 litros, o 317 561 galones) *

3. Suponiendo una combustión completa

___________

* densidad del diésel 0.832 kg/litros o 6.943 libras/galón americano

Gases No CO2: CH4 y N2O

o Los factores de emisión para los gases diferentes al CO2

procedentes de la quema del combustible dependen del

combustible y de la tecnología utilizada

funcionamiento, tecnologías de control, calidad

(condiciones de

del

mantenimiento, antigüedad del equipo)

o Dado que el conjunto de tecnologías aplicadas en cada

sector varía considerablemente, también lo hacen los

factores de emisión

o Por lo tanto, no es útil proporcionar factores de emisiónpor

defecto para estos gases basándose únicamente en los

combustibles

Gases No CO2: CH4 y N2O

Gases No CO2: CH4 y N2O

Emisiones de la Combustión – Niveles Superiores

Nivel 1Cantidad de combustible quemado, VCN por defecto, contenido de

carbono, FE de CO2 (combustión completa)

Nivel 2Cantidad de combustible, VCN específico del país, contenido de

carbono y FE CO2 (índice de oxidación), FE N2O, FE CH4

Nivel 3Las emisiones dependen del tipo de combustible utilizado, de la

tecnología de combustión, de las condiciones de operación, de la

tecnología de control, de la calidad del mantenimiento, de la antigüedad

del equipo utilizado para quemar el combustible - FE específicos de la

planta (mediciones)

Emisiones = DA * FE

Biomasa

La biomasa es un caso especial:

• Las emisiones de CO2 de la combustión de biomasa no

están incluidas en el total nacional. Se informan por

separado (partida informativa)

• Las emisiones de gases diferentes al CO2 son informadas en

el total nacional

• Las emisiones netas de carbono se contabilizan en el

sector UTCUTS/AFOLU

• La turba es tratada como un combustible fósil

Transporte terrestre

o Todo el combustible vendido en un país es incluido en las estimaciones

nacionales, incluso si un vehículo cruza una frontera o el combustible es

exportado en los tanques de combustible de los vehículos

o El carbono de los biocombustibles removido del total e informado

separadamente

o También se emite carbono de los catalizadores a base de urea y se incluye aquí (no es

estrictamente una combustión)

o El CH4 y el N2O están fuertemente relacionados con la tecnología. En los niveles

superiores se necesitan conocer las tecnologías en el parque automotor (especialmente

tipo y proporción de los catalizadores)

o Precaución con los datos de combustible"vendido":

• superposiciones con todo terreno y potencialmente con otros sectores

• combustibles mezclados (por ejemplo bioetanol) y lubricantes

• contrabando

Tanques internacionales

Aviación y transporte marítimo (navegación por vía

acuática):

• Emisionesnacionales incluidas en el TotalNacional

• Las emisiones internacionales informadasseparadamente

como "Tanques internacionales"

• Viajes domésticos - entre puntos en unpaís

• Viajes internacionales - entrepaíses

Residuos como combustible

o Algunos incineradores de residuos también producen calor o energía

o En tales casos, el flujo de residuos se mostrará en las estadísticas

nacionales de energía y es una buena práctica informar estas

emisiones en el Sector Energía

o Esto podría conducir a un doble conteo cuando en el Sector

Residuos se utilice el volumen total de residuos para estimar las

emisiones

o Solamente la fracción de CO2 derivada del combustible fósil en los

residuos se incluye en las emisiones totales nacionales

El Método de Referencia es un enfoque arriba-bajo, que utiliza los

datos de suministro de energía de un país para calcular las

emisiones de CO2 derivadas de la quema de combustible:

✓ Solamente CO2

✓ utilizado como control para el Método

Sectorial

Método de Referencia

Emisiones de CO2 = (Consumo aparente - Carbono excluido) * FE

Consumo aparente = Producción + Importación - Exportación - Tanques internacionales - Variación

de existencias

Carbono Excluido/Uso no Energético de Combustibles

1B. Emisiones Fugitivas

1B. Emisiones Fugitivas

Las emisiones fugitivas son emisiones de gases o vapores de los equipos debido a

fugas y otras liberaciones de gases no intencionadas o irregulares, en su mayoría de

actividades relacionadas con la producción y distribución de combustibles fósiles.

Incluye fugas de equipos presurizados, evaporación y desplazamiento de vapor, y

liberaciones accidentales

o Emisiones significativas de CH4 de:• Minas de carbón

• Fugas en refinerías

• Gasoductos

o Métodos simples de factor de emisión en el Nivel 1. Los niveles superiores

requieren más detalles sobre las tecnologías y laantigüedad de las

plantas/minas,etc.

Minas de Carbón

El CH4 es el principal GEI emitido por la minería y manipulación del carbón. El CO2

también puede estar presente en algunas vetas de carbón. Las principales etapas de las

emisiones de GEI tanto para las minas subterráneas como de superficie son:

• Emisiones de la minería - gas liberado por la fractura del carbón durante la minería. Estas pueden

ser colectadas (por seguridad) y quemadas o utilizadas para energía. La emisión puede continuar

después del cierre de la mina

• Emisiones posminería - emisiones durante el procesamiento, manipulación y distribución del

carbón

• Oxidación a baja temperatura - el carbón se oxida lentamente a CO2 cuando se expone al aire

• Combustión incontrolada - la oxidación puede provocar un incendio activo en el almacenamiento de

carbón o vetas de carbón expuestas con una rápida formación de CO2. Esto puede ocurrir

naturalmente

✓ Se proporcionan factores de emisión simples para el Nivel 1, para obtener

mejores estimaciones se requieren datos específicos del país

Petróleo y Gas

o Las emisiones fugitivas del petróleo y el gas incluyen todas las

emisiones de los sistemas de petróleo y gas, excepto los

destinados para el uso de petróleo y gas para fines energéticos o

como materia prima

o Estas cubren todo, desde un pozo de petróleo hasta un

consumidor:• Exploración y Producción

• Procesamiento y Refinación

• Distribución y Entrega

o Incluye fugas en equipos, pérdidas por evaporación, venteo,

quemas en antorchas y liberaciones accidentales

Petróleo y Gas. GEI Fugitivos

• El CO2 puede estar contenido en el petróleo o gas extraído del

depósito

• El CH4 puede liberarse directamente (por ejemplo, fugas de gas

natural)

• CO2, CH4 y N2O también pueden formarse en una combustión de

energía no útil (por ejemplo, quemas en antorchas)

• Están disponibles FE generales de Nivel 1 (para países en

desarrollo y desarrollados)

• En niveles más altos se necesita un conocimiento detallado del

sistema. Se requiere desarrollar FE específicos del país basados

en mediciones

Nivel 1:

• Los FE por defecto de Nivel 1 disponibles se presentan en las

Directrices de 2006 del IPCC. Todos los FE presentados están

expresados en unidades de emisiones de masa por unidad de

volumen de producción de petróleo o gas

• Si bien algunos tipos de emisiones fugitivas no se correlacionan

bien o no tienen relación con la producción con base en las

fuentes individuales (por ejemplo, fugas en equipos), las

correlaciones con la producción se vuelven más razonables

cuando se consideran grandes poblaciones de fuentes

• Además, las estadísticas de producción son los DA más

consistentemente disponible para uso en los cálculos de Nivel 1

Petróleo y Gas. DA y FE

Petróleo y Gas. FE por Defecto

1C. Transporte, Inyección y Almacenamiento

Geológico de Dióxido de Carbono

Diagrama Esquemático de sistemas CCSposible

El CO2 puede capturarse a través de actividades previas y posteriores a la combustión y de

captura oxy- fuel así como también en algunos procesos industriales (p.e. en la industria del

cemento)✓ La Categoría 1C no incluye orientación para la captura y compresión de CO2 (las emisiones

relevantes deben estimarse en los respectivos sectores (p.e. Energía e IPPU))

El transporte de CO2 puede realizarse principalmente mediante gasoductos (y buques)✓ La única subcategoría que proporciona valores por defecto es 1C1a. Gasoductos

El CO2 se puede almacenar en tierra y en alta mar en formaciones salinas profundas, campos de

petróleo y gas agotados (parcialmente agotados) con o sin recuperación mejorada de petróleo y

gas y en vetas de carbón con o sin recuperación mejorada de metano✓ Aunque el Resumen para los Responsables de la Formulación de Políticas del SRCCS sugiere que los

sitios de almacenamiento geológico correctamente seleccionados conservarán más del 99 por ciento

del CO2 almacenado por más de 1000 años y pueden retenerlo durante millones de años, en el momento

de escribir este reporte, los pocos sitios de almacenamiento monitoreados significan que la evidencia

empírica es insuficiente para producir factores de emisión que podrían aplicarse a las fugas de los

depósitos de almacenamiento geológico. En consecuencia, esta guía no incluye las metodologías de

Nivel 1 o Nivel 2. Sin embargo, existe la posibilidad de desarrollar tales metodologías en el futuro,

cuando se estén operando más sitios de almacenamiento monitoreados y los sitios existentes hayan

estado funcionando durante mucho tiempo. Sin embargo, se puede desarrollar un enfoque de Nivel 3

específico de sitio

1C. Transporte, Inyección y Almacenamiento

Geológico de Dióxido de Carbono

Resumen

o Sector de energía = Quema de combustibles (móviles y

estacionarias) + Emisiones fugitivas + CCS

o Las emisiones de la energía suelen ser las más importantes

• El CO2 procedente de la quema de combustibles es una fuentemayor

• El CH4 proviene principalmente de emisionesfugitivas

o El factor de emisión de CO2 depende del contenido de carbono del

combustible, los gases no CO2 de la tecnologíautilizada

o Cuestiones metodológicas (biomasa, tanques internacionales,

carbono excluido/combustibles en otros sectores)

o El método de referencia se utiliza como control (CO2)

¡Gracias por su atención!

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