Taller de las partes no incluidas en el anexo I sobre inventario de gases de efecto invernadero



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Grupo Consultativo de Expertos sobre las Comunicaciones Nacionales de las Partes no incluidas en el Anexo I de la Convencion

(CGE)


Manual del Sector Energía

Quema de Combustibles



Contenidos

1 Introducción 3

2 Fuentes y actividades 3

3 Principales Procesos de Emisión 4

3.1 Emisiones de CO2 4

3.2 Emisiones de Gases distintos del CO2 7

4 Elección del Método 8

4.1 Emisiones de CO2 9

Etapas de la Estimación de Emisiones 11

4.2 Emisiones de gases diferentes del CO2 18



5 Importancia Relativa del Sector Energía - Quema de Combustibles 28

6 Relaciones con otras fuentes y sectores 28

6.1 Interacción con el Sector de Procesos Industriales 28

6.2 Interacción con los Sectores de Residuos y Cambio en el Uso de la Tierra y Silvicultura 30

6.3 Autoproducción de electricidad 31

6.4 Uso de combustible con fines militares 31

6.5 Fuentes móviles de la Agricultura 31



7 Control de Calidad y Exhaustividad 31

8 Incertidumbres 32

9 Software y tablas de presentación de informes del IPCC 32

10 Material de Referencia 33

11 Conclusión 33

12 Glosario 33


1Introducción


El objetivo de este manual es mejorar las habilidades y conocimiento de los usuarios respecto a la preparación de inventarios de gases de efecto invernadero. En particular, este manual se centra en el aspecto de la quema de combustibles del Sector Energético, en conformidad con las Directrices del IPCC para los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero, versión Revisada en 1996 (en adelante denominada Directrices del IPCC), y teniendo en cuenta las Orientaciones del IPCC sobre las Buenas Prácticas y la Gestión de la Incertidumbre en los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero (en adelante denominadas Orientación del IPCC sobre Buenas Prácticas).

2Fuentes y actividades


Los sistemas energéticos constituyen componentes extremadamente complejos y amplios de las economías nacionales. Esto hace que la magnitud de la tarea de compilar un informe completo de las cantidades de cada tipo de combustible consumido por 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. Este manual se refiere específicamente a las emisiones debidas a la quema de combustibles para producir energía (por ej., electricidad y energía térmica).
El Sector Energía comprende dos actividades principales relacionadas con la quema de combustibles: 1) combustión en fuentes estacionarias y 2) transporte o combustión en fuentes móviles. Cada una de estas actividades involucra varias fuentes que emiten CO2, CH4, y N2O.
Las categorías de fuentes estacionarias de combustión comprenden:

  • Industrias Energéticas, que abarcan actividades tales como la extracción, producción y transformación de energía, incluyendo la generación de electricidad, la refinación de petróleo, etc. Las emisiones resultantes de la autoproducción1 de electricidad se incluyen en esta categoría de fuentes, y se atribuyen a las categorías industriales en las que se produce la actividad de generación.


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


  • Industrias Manufactureras y Construcción, que comprenden actividades tales como la producción de hierro y acero, producción de metales no ferrosos, elaboración de productos químicos, pulpa, papel e imprenta, procesamiento de alimentos, bebidas y tabaco, etc.




  • Oros sectores tales como el Comercial/Institucional, Residencial, y Agricultura/Silvicultura/Pesca.

Las categorías de fuentes móviles incluyen:



  • Aviación Civil

  • Transporte por Carretera (autos, camionetas livianas, camiones pesados y omnibuses, motocicletas, etc.)

  • Transporte Ferroviario

  • Navegación

  • Otras actividades de transporte, tales como el transporte de gas por ductos.

Los Combustibles de Búnkeres Internacionales, que incluyen los combustibles provenientes de las actividades de transporte internacional de la navegación y la aviación civil (es decir, combustibles de búnkeres), se deben reportar en forma separada y se deben excluir de los totales nacionales.


3Principales Procesos de Emisión


Las emisiones relacionadas con el uso de energía incluyen emisiones de CO2, CH4, N2O, NOX, CO y COVDMs, así como también emisiones de dióxido de azufre (SO2).

3.1Emisiones de CO2


Las emisiones de dióxido de carbono (CO2) provienen de la oxidación del carbono de los combustibles durante la combustión. En condiciones de combustión óptimas, el total del contenido de carbono de los combustibles debería convertirse en CO2. Sin embargo, los procesos de combustión reales no son perfectos, y la consecuencia de ello es que se producen pequeñas cantidades de carbono parcialmente oxidado y no oxidado.

La oxidación incompleta se produce como consecuencia de ineficiencias en la combustión. El flujo de carbono para un proceso de combustión típico se puede describir de la siguiente manera:



  • La mayor parte del carbono es liberado en forma inmediata como CO2.

  • Una pequeña fracción del carbono no se oxida inmediatamente como CO2. La mayor parte de esta fracción se emite en forma de gases distintos del CO2 tales como el metano (CH4), el monóxido de carbono (CO), y compuestos orgánicos volátiles diferentes del metano (COVDMs). Se presume, sin embargo, que el carbono en estos gases finalmente se oxida en forma de CO2 en la atmósfera y por lo tanto se incorpora al cálculo total de emisiones de CO2 (es decir, el valor del contenido de carbono). Por lo tanto, el carbono de estas moléculas diferentes del CO2 se contabiliza “por partida doble” en forma deliberada, puesto que finalmente se transforma en una molécula de CO2.2

  • El resto del carbono permanece sin quemar (es decir, no oxidado) en forma de hollín y ceniza. En general, se supone que esta fracción del carbono permanece almacenada indefinidamente (es decir, no se emite en forma gaseosa).

Para dar cuenta de la fracción no quemada del carbono, las Directrices del IPCC sugieren el uso de los siguientes factores de oxidación:

  • En el caso del gas natural, en general menos del 1 por ciento del carbono queda sin quemar durante la combustión. Este carbono permanece como hollín en el quemador, la chimenea, o en el ambiente. El factor de oxidación por omisión del IPCC es de 99,5 por ciento. La fracción sin quemar de gas natural, sin embargo, puede ser mucho mayor en el caso de quema en antorcha en la industria de petróleo o de gas.

  • En el caso del petróleo, alrededor del 1,5 ± 1 por ciento del carbono pasa a través de los quemadores sin oxidarse. El factor de oxidación por omisión del IPCC es del 99 por ciento.

  • En el caso del carbón, se ha detectado que la cantidad de carbono no oxidado, principalmente en forma de ceniza, es mayor y puede variar considerablemente con diferentes tecnologías de combustión y eficiencias (por ejemplo, puede haber una variación de entre el 0,6 y el 6,6 por ciento). El factor de oxidación del IPCC es del 98 por ciento.

El contenido de carbono de un combustible es una propiedad química intrínseca (es decir, la masa de átomos de carbono con respecto a la masa total del combustible). El contenido de carbono del petróleo crudo frecuentemente se mide en grados usando la escala de gravedad API. Si se toma una estimación del promedio mundial de gravedad API de 32,5 +/-2 grados, la composición de carbono global promedio del petróleo crudo sería de alrededor de 85 +/-1 por ciento. La tabla que sigue presenta los factores de contenido de carbono por omisión de las Directrices del IPCC de la Versión Revisada en 1996.


Tabla 1 Factores de contenido de carbono por omisión del IPCC para los principales combustibles fósiles primarios y secundarios.

Líquido

(t C/TJ)

Sólido

(t C/TJ)

Gaseoso

(t C/TJ)

Combustibles Primarios




Combustibles Primarios




Gas Natural (Seco)

15,3

Petróleo Crudo

20,0

Antracita

26,8







Orimulsión

22,0

Carbón para Coqueo

25,8







Líquidos del gas natural

17,2

Otros tipos de Carbón bituminoso

25,8







Combustibles Secundarios




Carbón Sub-bituminoso

26,2







Gasolina

18,9

Lignito

27,6







Jet fuel

19,5

Esquistos bituminosos

29,1







Otros tipos de kerosene

19,6

Turba

28,9







Petróleo de esquistos bituminosos

20,0

Combustibles Secundarios










Gas / Diesel Oil

20,2

Briquetas de lignito y prensadas

25,8*







Fuel Oil Residual

21,1

Coque de coquería / Gas de coquería

29,5







GLP

17,2













Etano

16,8













Nafta Virgen

20,0*













Asfaltos

22,0













Lubricantes

20,0*













Coque de Carbón Residual

27,5













Materia prima de refinería (Carga Catalítica)

20,0*













Otros derivados líquidos

20,0*













* Valores preliminares identificados por el IPCC. Los países deben usarlos sólo cuando no existen otros datos disponibles.

Referencia: Tabla 1.1 en Directrices del IPCC, Versión Revisada en 1996, vol. 3.

Nota: Las unidades energéticas se expresan en valores caloríficos netos (VCNs).
El contenido energético (es decir, el valor calorífico o poder calorífico) de los combustibles es también una propiedad química intrínseca. Sin embargo, los valores caloríficos varían más ampliamente de un tipo de combustible a otro y dentro de cada tipo, puesto que dependen de la composición de los enlaces químicos del combustible. Dadas estas variaciones y la relación entre el contenido de carbono y los valores caloríficos, los valores del contenido de carbono para calcular las emisiones de CO2 de la quema de combustibles fósiles se expresan en carbono por unidad de energía. Esto permite en general mayor precisión al calcular emisiones que si los factores de contenido de carbono se expresaran en masa o volumen, aunque implica la disponibilidad de valores caloríficos razonablemente precisos para convertir los datos de las estadísticas de combustible a unidades de energía.

Los Valores Caloríficos Netos (VCNs) o poderes caloríficos inferiores miden la cantidad de calor liberado por la combustión total de una unidad de volumen o masa de un combustible, suponiendo que el agua resultante de la combustión se convierte en vapor, y que el calor del vapor no se recupera. En cambio, los Valores Caloríficos Brutos (VCBs) o poderes caloríficos superiores se calculan suponiendo que este vapor de agua se condensa por completo y el calor se recupera, y por lo tanto esos valores son ligeramente más altos. Los datos por omisión de las Directrices del IPCC se basan en VCNs.




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