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
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
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
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
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)