Ingeniería Energética E-ISSN: Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría. Cuba

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1 Ingeniería Energética E-ISSN: Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría Cuba Salazar, Irina; Mocke, Israel O.; Canal, Mare Estiado de la reducción de la eisión de co2 por accione de ahorro de electricidad en las condiciones de Cuba Ingeniería Energética, vol. XXXI, nú. 3, 2010, pp. 1-5 Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría La Habana, Cuba Disponible en: Cóo citar el artículo Núero copleto Más inforación del artículo Página de la revista en redalc.org Sistea de Inforación Científica Red de Revistas Científicas de Aérica Latina, el Caribe, España Portugal Proecto acadéico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

2 energética Vol. XXXI, No. 3/2010 APLICACIONES INDUSTRIALES Estiado de la reducción de la eisión de co2 por accione de ahorro de electricidad en las condiciones de Cuba Irina Salazar Israel O. Mocke Mare Canal Recibido: Septiebre del 2009 Aprobado: Diciebre del 2009 Resuen/ Abstract Este trabajo expone los resultados del estudio realizado a las nuerosas vías que existen para el cálculo del factor de eisión de CO 2 a nivel undial. A partir de una aplia búsqueda de inforación, se obtuvo la etodología propuesta para el cálculo del factor de eisión de CO 2 para proectos de ahorro de energía eléctrica, teniendo en cuenta las particularidades de la atriz energética del país en cuestión. La etodología propuesta es el resultado de las odificaciones realizadas a la etodología ACM 0002, que es la aprobada por la Junta Ejecutiva del Mecaniso de Desarrollo Lipio (MDL). A partir de los datos reales del consuo de cobustible para la electricidad en Cuba en los años , se calcula el factor de eisión de CO 2, obteniéndose un valor igual a 0,795 0,794 t CO 2 /MWh, respectivaente. Estos resultados evidencian el paulatino desarrollo hacia fuentes de energía as lipias que se ha realizado en ese periodo en el país, caracterizado por la entrada en funcionaiento de varios eplazaientos de Fueloil. Palabras claves: factor de eisión de CO 2, etodología ACM 0002, odificaciones This work exposes result of accoplished stud to the an anners that exist for the calculation of CO 2 eission factor in the world. Latter a aple quest of inforation, the proposed ethodolog was obtained for calculation of CO 2 eission factor for electric power saving project, taking the particularities of electrical sstes into account countr. The proposed ethodolog is results of odifications realized to the ethodolog ACM 0002, this are the approved in Executive Board of the Clean Developent Mechanis (CDM). Whit the real data of fuel consuption for the electricit in Cuba in the ears 2007 and 2008, CO 2 eission factor is calculated, obtained an equal value to and tco 2 /MWh, respectivel. These afterath evidence the gradual developent to cleaning sources of energ that success in period at the countr, characterized for the entrance in functioning of several Fuel's-oil eplaceents. Kewords: CO2 eission factor, ethodolog ACM 0002, odifications. INTRODUCCIÓN Los procesos de producción uso de la energía constituen una de las causas fundaentales del deterioro abiental a que estos producen CO 2 entre otros gases. Sus ipactos se producen en todas las fases, desde la extracción de los cobustibles o la construcción de ebalse, hasta el uso final de la energía. El contenido de CO 2 en la atósfera es una de las principales causas del efecto invernadero, que se traduce en un auento de la teperatura abiental, lo cual ocasionaría cabios apreciables en el planeta. [1]

3 Revista Energética El ahorro de energía, si bien no representa una fuente de energía en si, se puede considerar coo tal, a que ofrece la posibilidad de satisfacer ás servicios energéticos, lo que es equivalente a disponer de ás energía. El increento de la eficiencia energética tiene un beneficio abiental inediato directo, a que iplica una reducción en el uso de recursos naturales en la eisión de containantes, incluido el CO2. Toda fuente de energía renovable tiene un cierto efecto negativo sobre el edio abiente, por ejeplo: la eólica afecta la eigración de las aves el abiente paisajístico, las hidroeléctricas crean ebalses que perjudican el habitad de uchas especies, la solar eplea cierto ateriales en sus construcción que pueden dañar el edio adeás de odificar el entorno natural. Sin lugar a dudas, la energía ás lipia es la energía ahorrada. Fidel Castro Ruz expreso: Heos encontrado, afortunadaente, algo ás iportante, el ahorro de energía, que es coo encontrar un gran aciiento 1.[2] DESARROLLO Se conocen varias vías para el cálculo del voluen de los gases eitidos a la atósfera por la cobustión en el proceso de generación de electricidad. Según la publicación Protección abiental producción lipia, parte 2, [1], para deterinar la reducción de eisiones de containantes por concepto de ahorro de energía se utiliza la siguiente expresión: E ( FE EA ) 10 6 Donde: E- Eisiones (tco 2/año) FE- Factor de eisión (g CO 2/kWh) EA- Energía ahorrada (kwh/año) En la siguiente tabla se uestran los factores de eisión de containantes a utilizar para deterinar las eisiones por la expresión antes expuesta. Tabla 1.Factor de eisión de containantes Factor de Factor de Ipactos Contai eisión eisión abientales nantes g CO 2/kWh g CO 2/L Efecto CO invernadero Esta etodología no toa en cuenta el tipo de cobustible utilizado en el proceso de generación. Si se coprende que a nivel de país, la atriz de generación está copuesta por diversas tecnologías cobustibles epleados que el peso que cada una de ellas tiene varía en cada año, se podrá entender que este étodo no perite toar en cuenta estas realidades.. Tabién se cuenta con la inforación publicada en el XVIII SNPTEE Seinario Nacional de Producción Transisión de Energía Eléctrica. [3] El cálculo de la eisión anual de CO 2 por un sistea de generación térica puede expresarse por la siguiente ecuación: E C FC FO Donde: E eisión de CO 2 en toneladas. C consuo de cobustible, en 3. FC contenido de Carbono, en toneladas de Carbono / unidades de cobustible. FO la fracción de oxidación, el valor adoptado fue 0,99. 44/12 3,66 es la razón entre el peso olecular del CO 2 del Carbono. En esta publicación se brindan los valores de FC para ciertos cobustibles con un alto nivel de incertidubre e iprecisión, pues no se brinda la inforación de que es cobustible 1B 1A PTE. Tabla 2 Contenido de carbono para algunos tipos de cobustibles. Cobustible Cobustible Cobustible 1B 1A Diesel PTE Contenido de Carbono FC (t C/ 3 ) 0,857 0,857 0,736 0,534 A este inconveniente se sua el a descrito en el étodo anterior referido a considerar el peso que tiene los diferentes cobustibles utilizados en el país su variación en el tiepo. METODOLOGÍA ACM-0002 La etodología ACM-0002 es la etodología consolidada de base de referencia para generación de electricidad por fuentes renovables conectada a la red, la cual fue aprobada por la Junta Ejecutiva del MDL Esta herraienta etodológica perite deterinar el factor de eisión de CO 2 para proectos donde a partir del eplazaiento de fuentes renovables de energía se reduce la cantidad de electricidad generada por centrales eléctricas en un sistea eléctrico dado. Para el caso de una fuente renovable, para el cálculo de reducción de eisiones la etodología ACM0002, provee los procediientos para calcular el factor de eisión del sistea, o sea la cantidad de CO 2 por unidad de energía eléctrica generada. Multiplicando este factor por la generación del proecto se obtienen las eisiones de la línea de base (o sea las evitadas).

4 Revista Energética Esta herraienta etodológica deterina el factor de eisión de CO 2 calculando el argen operativo (OM) el argen constructivo (BM) así coo tabién el argen cobinado (CM). El argen operativo se aplica al grupo centrales eléctricas existentes cua generación de electricidad sería afectada por el proecto. [4] Ninguna de las etodologías aprobadas ofrece la herraienta que posibilite el cálculo del factor de eisión de CO 2 en proectos de ahorro de energía. Sin ebargo, considerando que el efecto logrado con las acciones de increento de la eficiencia energética es siilar a las descritas en la etodología ACM 0002, se puede considerar que la isa puede aplicarse para estos fines, con las odificaciones que a continuación se expondrán. La etodología ACM0002 consta de seis pasos que son los siguientes: 1. Identificar el sistea eléctrico. Este paso no es necesario porque todos los cálculos están referidos al ahorro de energía. 2. Seleccionar el étodo del argen operativo (OM). Existen cuatro étodos para calcular el OM pero en el caso de proectos de ahorro de energía eléctrica en general nunca se supera el 50% de la generación total del país, por lo que se recoienda el étodo Siple. 3.Calcular el factor de eisión OM. 4. Identificar las unidades de generación que se incluirían en el argen constructivo (BM). En este caso no es necesario considerarlo a que no se construirá ninguna planta de generación. 5. Calcular el BM. No procede por lo anteriorente referido 6. Calcular el argen cobinado (CM). CM OM *w OM + BM* w BM. Solo se calcula si existen los árgenes OM BM. Por lo tanto no procede METODOLOGÍA PROPUESTA Luego del análisis anterior se uestra coo queda la etodología con los cabios que se le realizaron para adecuarlas a las condiciones de proectos de ahorro de energía eléctrica. PROCEDIMIENTO Paso 1: Cálculo del factor de eisión del argen operativo (OM) por el étodo Siple. El étodo Siple OM para el cálculo del factor de eisión de argen operativo ( grid,om,) sólo puede usarse si las acciones por ahorro de energía constituen enos del 50% de la generación total en uno de los tres años ás recientes. Paso 2: Selección de las opciones para calcular el factor de eisión. El étodo Siple tiene tres opciones para calcular el factor de eisión: Opción A: Cuando se poseen los datos del consuo por tipo cobustible electricidad neta generada por tipo de cobustible. Cálculo del factor de eisión: OMsiple, FC, CO2,, NCV (1) grid, OMsiple, Factor de eisión de CO 2 del siple OM en el año (tco 2/MWh) FC i,, Consuo por tipo de cobustible i en el año (kg) NCV i, Poder Calórico Inferior o ( Neto) del tipo de cobustible (TJ / kg) [5] CO2, i, Factor de eisión por tipo de cobustible (tco 2/TJ), Energía eléctrica generada en el año por tipo de cobustible (MWh) Cantidad total de tipos de cobustibles Año considerado PCI: Es el poder calorífico neto. Es el calor desprendido en la cobustión de 1 Kg de cobustible cuando el vapor de agua originado en la cobustión no condensa. Opción B: Cuando se poseen los datos de la electricidad neta generada, la eficiencia el tipo de cobustible de cada planta generadora. Cuando se usa esta opción el factor de eisión se calcula basado en la generación de electricidad de cada generador un factor de la eisión para cada generador, coo sigue: grid, OMsiple,,, EL,, (2)

5 Revista Energética EL,, El factor de eisión en el año del generador en el año (tco 2/MWh) El factor de eisión en el año del generador en el año se calcula coo sigue: Opción B1: Si los datos del consuo de cobustible generación de electricidad en el año de cada generador están disponibles entonces: EL,, FC, CO, 2, NCV (3) el consuo de cobustible de todas las planta generadora. Es usada cuando se tiene la generación neta suinistrada por todas las plantas del sistea, sin incluir las hidroeléctricas, eólicas todas las de generaciones renovables adeás de los tipos de cobustible el consuo de cobustible de estas plantas: gridomsiple,, FC, CO 2, NCV (5) Opción B2: Si solo se poseen los datos de la generación de electricidad el tipo de cobustibles usado en cada generador en el año entonces: η EL,, CO2, i, η, 3,6, Eficiencia del generador por tipo de cobustible en el año (%) Opción C: Cuando se poseen los datos de la electricidad neta total generada, el tipo de cobustible (4) Energía eléctrica neta suinistrada por todas las plantas del sistea (MWh) La opción A debe ser usada si los datos del consuo por tipo cobustible están disponibles para cada tipo de generación. En otros casos, la opción B C pueden ser usadas. La opción C sólo debería ser usada si los datos necesarios para la A la B no están disponibles. Para ilustrar la etodología se realizaron los cálculos del Factor de Eisión del Margen Operativo (OM) del país para los años Seleccionando la opción A. Con datos suinistrados por la Dirección de Uso Racional de Energía (DURE) de la UNE, que recoge el consuo de cobustible del país en la generación eléctrica por tipo de planta. Su coportaiento se uestra en las siguientes figuras. 10% 13% 12% 12% Crudo 8% 49% Fuel Gas CTE Diesel 13% Energas 22% 16% 45% Fig.1.Estructura del uso de cobustible en la generación eléctrica en los Años

6 Revista Energética 5 RERENCIAS Coo se puede apreciar en la figura existe un enor consuo de cobustible en el año 2008 con respecto al 2007, lo cual evidencia el paulatino desarrollo de fuentes de energía as lipias. Se sustitue en la ecuación (1) se obtiene el valor del factor: OMsiple,795 tco / MWh, OMsiple,794tCO / MWh, Se dejaron de eitir a la atósfera 0,001 t CO 2/MWh en el año 2008 lo que reafira la anteriorente dicho adeás deuestra que este factor depende tanto de la atriz energética del país en cuestión coo de los tipos de cobustibles que se epleen en la generación de electricidad CONCLUSIONES De los resultados obtenidos se puede concluir que: 1.Las odificaciones realizadas a la etodología ACM 0002 periten deterinar el factor de eisión de CO 2 en el caso de proectos de ahorro de energía eléctrica de una fora precisa sencilla. 2. El factor de eisión de CO 2 no es constante, sino que depende de los cobustibles que se utilicen para la generación de energía de la cantidad de energía que se consua. En definitiva depende de la atriz energética del país en cuestión en el oento del que se realice análisis. 3.El resultado obtenido para el calculo del factor de eisión de CO 2 en caso de Cuba en los años evidencia una reducción de la eisión de CO 2 por los procesos de generación eléctrica en el país lo cual está en concordancia por los esfuerzos que realiza el país dentro de la Revolución Energética que se desarrolla. 4.La etodología propuesta perite que los cálculos del factor de eisión pueden realizarse por regiones, por plantas en particular en fin que no solaente encerarlo a un nivel nacional, sino que se puede particularizar en caso de que sea necesario eso posibilita saber coo esta el coportaiento de las eisiones por cada región del país en cuestión. [1]. Protección abiental producción lipia, parte 2. [Publicación periódica]// Tabloide del Curso de Universidad para todos, CITMA, La Habana, [2]. Castro Ruz, Fidel : Discurso pronunciado 5 de ao del 2006 en la entrega de 101 vehículos a la Unión Eléctrica. Publicado en el periódico Grana el 10 de ao del 2006, en el supleento especial, párrafo 18, página 3. [3]. O balanço de CO 2 da geração térica versus supriento das cargas pela interligação Tucuruí-Macapa- Manaus. [Publicación periódica]// Eletroevolução del Coité Brasileño de CIGRÉ, nº 46, pp , Marzo [4]. Toll to calculate the eission factor for an electricit sstes. Annex 12. Methodological tool (Version 0.01). UNFCCC/CCNUCC. CDM-Executive Board, Julio proved [5]. Anexo 8. Factores de eisión de CO 2 PCI de los cobustibles. España, Infore inventario GEI (Marzo 2007). AUTORES Irina Salazar Fonseca Ingeniera Electricista en la Universidad de Oriente,institución en la que labora coo Profesora en adiestraiento de la Facultad de Ingeniería Eléctrica en el Departaento de Electroenergética.. e-ail: isalazar@fie.uo.edu.cu Israel Oar Mocke Coureaux Ingeniero Electricista en la Universidad de Oriente, institución en la que labora coo Profesor Auxiliar de la Facultad de Ingeniería Eléctrica en el Departaento de Electroenergética. de Master en Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Oriente e-ail: ioc@fie.uo.edu.cu Mare Canal Solanes Ingeniera Electricista en la CUJAE, actualente trabaja coo especialista en Gestión Integral de Proectos en la Dirección de Uso Racional de la Energía, UNE, MINBAS; e-ail: are@oc.une.cu