Task Force on National Greenhouse Gas Inventories Sector Energía Paulo CORNEJO Experto Técnico de Apoyo para la RedINGEI Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo Taller Uso del Software del IPCC para los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero Quito, Ecuador, 19-22 de junio de 2018 Task Force on National Greenhouse Gas Inventories
Temas 1. Sector de Energía: ámbito e importancia 2. Quema de Combustibles (estacionaria y móvil): emisiones de CO 2 3. Quema de Combustibles: emisiones de CH 4 yn 2 O 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
1A. Actividades de Quema del Combustible: CO 2 Las emisiones de CO 2 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 CO 2 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) C + O 2 = CO 2 1 tonelada de C => 3,667 toneladas de CO 2 (44/12)
Ejercicio 1: Emisiones de CO 2 -? 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 CO 2 = 1 * 1* 1 * 44/12 = 3.667 toneladas 2. Emisiones de CO 2 = 1 * 0.85 * 1 * 44/12 = 3.117 toneladas 3. Emisiones de CO 2 = 1 * 0.85 * 0.99 * 44/12 = 3.086 toneladas 4. Emisiones de CO 2 = 1 * 0.85 * 0.95 * 44/12 = 2.961 toneladas 5. Emisiones de CO 2 = 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 CO 2 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/Gg Contenido de Carbono, kg/gj FE CO 2 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 el VCB para la mayoría de los gases naturales y manufacturados, el VCN es aproximadamente 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: VCN = VCB 0.212H 0.0245M 0.008Y M Humedad, H Hidrógeno, Y Oxigeno, %
Ejercicio 2: Emisiones de CO 2 -? 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 Emisiones de CO 2 = Cantidad de combustible * VCN * FE Emisiones de CO 2 = 1 * 43 * 74 100 = 3 186 300 kg CO 2 = 3,19 Gg de CO 2 * densidad del diésel 0.832 kg/litros o 6.943 libras/galón americano
Gases No CO 2 : CH 4 y N 2 O o Los factores de emisión para los gases diferentes al CO 2 procedentes de la quema del combustible dependen del combustible y de la tecnología utilizada (condiciones de funcionamiento, tecnologías de control, calidad 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 emisión por defecto para estos gases basándose únicamente en los combustibles
Gases No CO 2 : CH 4 y N 2 O
Gases No CO 2 : CH 4 y N 2 O
Emisiones de la Combustión Niveles Superiores Nivel 1 Cantidad de combustible quemado, VCN por defecto, contenido de carbono, FE de CO 2 (combustión completa) Emisiones = DA * FE Nivel 2 Cantidad de combustible, VCN específico del país, contenido de carbono y FE CO 2 (índice de oxidación), FE N 2 O, FE CH 4 Nivel 3 Las 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)
Biomasa La biomasa es un caso especial: Las emisiones de CO 2 de la combustión de biomasa no están incluidas en el total nacional. Se informan por separado (partida informativa) Las emisiones de gases diferentes al CO 2 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 CH 4 y el N 2 O 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): Emisiones nacionales 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 CO 2 derivada del combustible fósil en los residuos se incluye en las emisiones totales nacionales
Método de Referencia 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 CO 2 derivadas de la quema de combustible: Emisiones de CO 2 = (Consumo aparente - Carbono excluido) * FE Consumo aparente = Producción + Importación - Exportación - Tanques internacionales - Variación de existencias Solamente CO 2 utilizado como control para el Método Sectorial
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 CH 4 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 CH 4 es el principal GEI emitido por la minería y manipulación del carbón. El CO 2 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 CO 2 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 CO 2. 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 CO 2 puede estar contenido en el petróleo o gas extraído del depósito El CH 4 puede liberarse directamente (por ejemplo, fugas de gas natural) CO 2, CH 4 y N 2 O 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: Petróleo y Gas. DA y FE 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. FE por Defecto
1C. Transporte, Inyección y Almacenamiento Geológico de Dióxido de Carbono
Diagrama Esquemático de sistemas CCS posible
1C. Transporte, Inyección y Almacenamiento Geológico de Dióxido de Carbono El CO 2 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 CO 2 (las emisiones relevantes deben estimarse en los respectivos sectores (p.e. Energía e IPPU)) El transporte de CO 2 puede realizarse principalmente mediante gasoductos (y buques) La única subcategoría que proporciona valores por defecto es 1C1a. Gasoductos El CO 2 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 CO 2 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
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 CO 2 procedente de la quema de combustibles es una fuentemayor El CH 4 proviene principalmente de emisionesfugitivas o El factor de emisión de CO 2 depende del contenido de carbono del combustible, los gases no CO 2 de la tecnología utilizada o Cuestiones metodológicas (biomasa, tanques internacionales, carbono excluido/combustibles en otros sectores) o El método de referencia se utiliza como control (CO 2 )
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