La intensidad de carbono de la electricidad mide la cantidad de gases de efecto invernadero emitidos por unidad de electricidad producida. Las unidades están en gramos de equivalentes de CO₂ por kilovatio-hora de electricidad.Intensidad de emisiones de carbono de las economías en kg de CO₂ por unidad de PIB (2016)
Tasa de emisión de un contaminante
Una intensidad de emisión (también intensidad de carbono o CI ) es la tasa de emisión de un contaminante determinado en relación con la intensidad de una actividad específica o un proceso de producción industrial; por ejemplo, los gramos de dióxido de carbono liberados por megajulio de energía producida, o la relación entre las emisiones de gases de efecto invernadero producidas y el producto interno bruto (PIB). Las intensidades de emisión se utilizan para derivar estimaciones de emisiones de contaminantes atmosféricos o gases de efecto invernadero en función de la cantidad de combustible quemado , el número de animales criados , los niveles de producción industrial, las distancias recorridas o datos de actividades similares. Las intensidades de emisión también pueden usarse para comparar el impacto ambiental de diferentes combustibles o actividades. En algunos casos, los términos relacionados factor de emisión e intensidad de carbono se utilizan indistintamente. La jerga utilizada puede ser diferente, para diferentes campos/sectores industriales; normalmente el término "carbono" excluye otros contaminantes, como las emisiones de partículas. Una cifra comúnmente utilizada es la intensidad de carbono por kilovatio-hora ( CIPK ), que se utiliza para comparar las emisiones de diferentes fuentes de energía eléctrica.
Metodologías
Se pueden utilizar diferentes metodologías para evaluar la intensidad de carbono de un proceso. Entre las metodologías más utilizadas se encuentran:
El análisis del ciclo de vida completo (ACV): incluye no sólo las emisiones de carbono debidas a un proceso específico, sino también las debidas a la producción y fin de vida de los materiales, plantas y maquinarias utilizadas para el proceso considerado. Este es un método bastante complejo que requiere un gran conjunto de variables.
El well-to-wheels (WTW), comúnmente utilizado en los sectores de Energía y Transporte: se trata de un ACV simplificado que considera las emisiones del proceso en sí, las emisiones debidas a la extracción y refinación del material (o combustible) utilizado en el proceso (también “Emisiones Upstream”), pero excluyendo las emisiones debidas a la producción y al final de vida de plantas y maquinarias. Esta metodología es utilizada, en EE.UU., por el modelo GREET y en Europa en el JEC WTW Archivado el 29 de junio de 2018 en Wayback Machine .
Métodos híbridos WTW-LCA, que intentan llenar el vacío entre los métodos WTW y LCA. Por ejemplo, para un vehículo eléctrico, un método híbrido que considera también los GEI debidos a la fabricación y al final de la vida útil de la batería genera emisiones de GEI entre un 10% y un 13% más altas, en comparación con el WTW [1].
Métodos que no consideran aspectos del ACV sino sólo las emisiones que ocurren durante un proceso específico; es decir, simplemente la combustión de un combustible en una central eléctrica, sin considerar las emisiones Upstream. [2]
Diferentes métodos de cálculo pueden conducir a resultados diferentes. Los resultados pueden variar en gran medida también para diferentes regiones geográficas y períodos de tiempo (ver, por ejemplo, cómo varía el IC de la electricidad, para diferentes países europeos, y cómo varía en unos pocos años: de 2009 a 2013 el IC de la electricidad en la Unión Europea cayó en promedio un 20%, [3] Por lo tanto, al comparar diferentes valores de intensidad de carbono, es importante considerar correctamente todas las condiciones límite (o hipótesis iniciales) consideradas para los cálculos. Por ejemplo, los campos petrolíferos chinos emiten entre 1,5 y más de 40 g de CO 2e por MJ , con alrededor del 90% de todos los campos emitiendo entre 1,5 y 13,5 g CO 2e . [4] Estos patrones de intensidad de carbono tan sesgados requieren la desagregación de actividades de emisión aparentemente homogéneas y la consideración adecuada de muchos factores para su comprensión. [5]
Una fuente de emisión de contaminación del aire
Estimación de emisiones
Los factores de emisión suponen una relación lineal entre la intensidad de la actividad y las emisiones resultantes de esta actividad:
Contaminante de emisión = Actividad * Factor de emisión contaminante
Las intensidades también se utilizan para proyectar posibles escenarios futuros, como los utilizados en las evaluaciones del IPCC , junto con los cambios futuros proyectados en la población, la actividad económica y las tecnologías energéticas. Las interrelaciones de estas variables se tratan bajo la llamada identidad Kaya .
El nivel de incertidumbre de las estimaciones resultantes depende significativamente de la categoría de fuente y del contaminante. Algunos ejemplos:
Las emisiones de dióxido de carbono (CO 2 ) procedentes de la combustión de combustible se pueden estimar con un alto grado de certeza independientemente de cómo se utilice el combustible, ya que estas emisiones dependen casi exclusivamente del contenido de carbono del combustible, que generalmente se conoce con un alto grado de certeza. de precisión. Lo mismo ocurre con el dióxido de azufre (SO 2 ), ya que el contenido de azufre de los combustibles también es generalmente bien conocido. Tanto el carbono como el azufre se oxidan casi por completo durante la combustión y todos los átomos de carbono y azufre del combustible estarán presentes en los gases de combustión como CO 2 y SO 2 respectivamente.
Por el contrario, los niveles de otros contaminantes del aire y las emisiones de gases de efecto invernadero distintos del CO 2 procedentes de la combustión dependen de la tecnología precisa que se aplica cuando se quema el combustible. Estas emisiones son causadas básicamente por la combustión incompleta de una pequeña fracción del combustible ( monóxido de carbono , metano , compuestos orgánicos volátiles distintos del metano ) o por complicados procesos químicos y físicos durante la combustión y en la chimenea o el tubo de escape. Ejemplos de estos son partículas , NOx , una mezcla de óxido nítrico , NO y dióxido de nitrógeno , NO2 ) .
Una revisión de la literatura sobre las emisiones de CO 2 de numerosas fuentes de energía del ciclo de vida total por unidad de electricidad generada, realizada por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático en 2011, encontró que el valor de las emisiones de CO 2 , que se encontraban dentro del percentil 50 de todas las emisiones totales del ciclo de vida Los estudios fueron los siguientes. [6]
Nota: 3,6 MJ = megajulio(s) == 1 kW·h = kilovatio-hora(s), por lo tanto, 1 g/MJ = 3,6 g/kW·h.
Leyenda: B = lignito (supercrítico)–(nuevo subcrítico) , Br = lignito (nuevo subcrítico) , cc = ciclo combinado , oc = ciclo abierto , T L = baja temperatura/circuito cerrado (doblete geotérmico) , T H = alta temperatura/circuito abierto , W L = Reactores de agua ligera , W H = Reactores de agua pesada , #Estimación informada .
En 2009, la intensidad de CO 2 del PIB en los países de la OCDE se redujo en un 2,9% y ascendió a 0,33 kCO 2 /$05p en los países de la OCDE. [13] ("$05p" = dólares estadounidenses de 2005, utilizando paridades de poder adquisitivo). EE.UU. registró un ratio mayor de 0,41 kCO 2 /$05p mientras que Europa mostró la mayor caída en la intensidad de CO 2 en comparación con el año anterior (−3,7%). La intensidad del CO 2 siguió siendo aproximadamente mayor en los países no pertenecientes a la OCDE. A pesar de una ligera mejora, China continuó registrando una alta intensidad de CO 2 (0,81 kCO 2 /$05p). La intensidad de CO 2 en Asia aumentó un 2% durante 2009, ya que el consumo de energía continuó desarrollándose a un ritmo fuerte. También se observaron ratios importantes en los países de la CEI y Oriente Medio.
Intensidad de carbono en Europa
En 2007, las emisiones totales de CO 2 procedentes del uso de energía fueron un 5 % inferiores a su nivel de 1990. [14] Durante el período 1990-2007, las emisiones de CO 2 procedentes del uso de energía disminuyeron en promedio un 0,3 % anual, aunque la actividad económica (PIB) aumentó un 2,3%/año. Después de caer hasta 1994 (-1,6%/año), las emisiones de CO 2 aumentaron constantemente (0,4%/año en promedio) hasta 2003 y volvieron a disminuir lentamente desde entonces (en promedio un 0,6%/año). Las emisiones totales de CO 2 per cápita disminuyeron de 8,7 t en 1990 a 7,8 t en 2007, es decir, una disminución del 10%. Casi el 40% de la reducción de la intensidad de CO 2 se debe al mayor uso de vectores energéticos con factores de emisión más bajos. Las emisiones totales de CO 2 por unidad de PIB, la “intensidad de CO 2 ”, disminuyeron más rápidamente que la intensidad energética: un 2,3%/año y un 1,4%/año, respectivamente, en promedio entre 1990 y 2007. [15]
Sin embargo, aunque los informes de 2007 sugieren que las emisiones de CO 2 están disminuyendo, estudios recientes encuentran que las emisiones globales están aumentando rápidamente. Según el informe Climate Change 2022 Mitigation of Climate Change, elaborado por el IPCC, afirma que en 2019 la producción mundial de emisiones fue de 59 gigatoneladas. [16] Esto muestra que las emisiones globales han crecido rápidamente, aumentando aproximadamente un 2,1% cada año en comparación con la década anterior. [dieciséis]
Según datos de la Comisión Europea, para alcanzar el objetivo de la UE de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en al menos un 55 % de aquí a 2030 en comparación con 1990, la inversión en energía de la UE debe duplicarse con respecto a la década anterior hasta alcanzar más de 400 000 millones de euros al año. esta década. Esto incluye los aproximadamente 300 mil millones de euros de inversión anual necesarios para la eficiencia energética y los aproximadamente 120 mil millones de euros necesarios para las redes eléctricas y las instalaciones de energía renovable. [18] [19]
Factores de emisión para la presentación de informes sobre inventarios de gases de efecto invernadero
La CMNUCC ha aceptado las Directrices del IPCC revisadas en 1996 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero , [20] desarrolladas y publicadas por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) como los métodos de estimación de emisiones que deben utilizar las partes de la convención para garantizar la transparencia. integridad, coherencia, comparabilidad y exactitud de los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero. [21] Estas Directrices del IPCC son la fuente principal de factores de emisión por defecto. Recientemente, el IPCC ha publicado las Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero . Estos y muchos más factores de emisión de gases de efecto invernadero se pueden encontrar en la base de datos de factores de emisión del IPCC. [22] Los factores de emisión de gases de efecto invernadero organizacionales comercialmente aplicables se pueden encontrar en el motor de búsqueda EmissionFactors.com. [23]
En particular, en el caso de las emisiones distintas del CO 2e , suele haber un alto grado de incertidumbre asociado con estos factores de emisión cuando se aplican a países individuales. En general, el uso de factores de emisión específicos de cada país proporcionaría estimaciones de emisiones más precisas que el uso de factores de emisión predeterminados. Según el IPCC, si una actividad es una fuente importante de emisiones para un país ("fuente clave"), es una "buena práctica" desarrollar un factor de emisión específico del país para esa actividad.
Factores de emisión para la presentación de informes de inventario de contaminantes del aire
El Grupo de Trabajo del Programa Europeo de Seguimiento y Evaluación (EMEP) de la Agencia Europea de Medio Ambiente ha desarrollado métodos para estimar las emisiones y los factores de emisión asociados para los contaminantes del aire, que se han publicado en la Guía de inventario de emisiones EMEP/CORINAIR [24] [25] en Inventarios y Proyecciones de Emisiones TFEIP. [26]
Objetivos de intensidad
El carbón, al ser principalmente carbono, emite mucho CO 2 cuando se quema: tiene una alta intensidad de emisión de CO 2 . El gas natural, al ser metano ( CH 4 ), tiene 4 átomos de hidrógeno para quemar por cada uno de carbono y por tanto tiene una intensidad de emisión de CO 2 media .
Fuentes de factores de emisión
Gases de invernadero
Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero
Directrices del IPCC revisadas en 1996 para inventarios nacionales de gases de efecto invernadero (manual de referencia).
Base de datos de factores de emisión del IPCC
Informe del inventario nacional: fuentes y sumideros de gases de efecto invernadero en Canadá [ enlace muerto permanente ] .
Base de datos de factores de emisión del Reino Unido.
EMEP/CORIMAIR Guía de Inventario de Emisiones 2007.
Fugas de emisiones fugitivas de etileno y otras plantas químicas.
Intensidad de carbono (CI) desde el pozo hasta la refinería de los principales yacimientos petrolíferos activos a nivel mundial
En un artículo del 31 de agosto de 2018 de Masnadi et al. publicado por Science , los autores utilizaron "herramientas de modelado de CI del sector petrolero de código abierto" para "modelar la intensidad de carbono (CI) desde el pozo hasta la refinería de todos los principales campos petroleros activos a nivel mundial, y para identificar los principales impulsores de estas emisiones". " [27] Compararon 90 países con la mayor huella de petróleo crudo. [27] [28] El estudio científico , que fue realizado por la Universidad de Stanford , encontró que el petróleo crudo canadiense es el "cuarto país con mayor intensidad de gases de efecto invernadero (GEI) en el mundo", detrás de Argelia , Venezuela y Camerún . [29] [30]
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enlaces externos
Artículo del Washington Post con un ejemplo de cambio en la intensidad del carbono
Una nota sobre las variaciones en la intensidad de CO2e de la red eléctrica del Reino Unido con el tiempo
Informe especial del IPCC sobre escenarios de emisiones
Revisión estadística de energía 2012
Consejo Mundial de la Energía: Base de datos Odyssee
Agencia Internacional de Energía: Emisiones de CO2 derivadas de la quema de combustible Archivado el 31 de marzo de 2018 en Wayback Machine.
Intensidad de carbono de la electricidad en los Estados miembros europeos: impactos en las emisiones de GEI de los vehículos eléctricos
Un método híbrido ACV-WTW para evaluar la huella de carbono de los vehículos eléctricos
Intensidad de las emisiones de carbono de diferentes regiones
