Articulo de referencia

Intensidad de emisión

La intensidad de carbono de la electricidad mide la cantidad de gases de efecto invernadero emitidos por unidad de electricidad producida. Las unidades se expresan en gramos de ...

La intensidad de carbono de la electricidad mide la cantidad de gases de efecto invernadero emitidos por unidad de electricidad producida. Las unidades se expresan en gramos de CO₂ equivalente por kilovatio-hora de electricidad.
Intensidad de las emisiones de carbono de las economías en kg de CO₂ por unidad de PIB (2016)

La intensidad de emisión (también conocida como intensidad de carbono o IC ) 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, 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 obtener estimaciones de las emisiones de contaminantes atmosféricos o gases de efecto invernadero en función de la cantidad de combustible quemado , el número de animales en la ganadería , los niveles de producción industrial, las distancias recorridas o datos de actividad similares. Las intensidades de emisión también pueden utilizarse 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 variar según el campo o sector industrial; normalmente, el término "carbono" excluye otros contaminantes, como las emisiones de partículas . Una cifra de uso común 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:

  • La evaluación del ciclo de vida (ACV) completa incluye no solo las emisiones de carbono derivadas de un proceso específico, sino también las derivadas de la producción y el fin de la vida útil de los materiales, las instalaciones y la maquinaria utilizados en dicho proceso. Se trata de un método bastante complejo que requiere un amplio conjunto de variables.
  • El ciclo de vida del pozo a las ruedas (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 el fin de la vida útil de las plantas y la maquinaria. Esta metodología es utilizada, en EE. UU., por el modelo GREET y en Europa por 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 también considera los GEI debidos a la fabricación y al final de la vida útil de la batería arroja emisiones de GEI entre un 10 % y un 13 % más altas, en comparación con el WTW [ 1 ].
  • Métodos que no consideran los aspectos del ACV sino solo las emisiones que ocurren durante un proceso específico; es decir, solo la combustión de un combustible en una central eléctrica, sin considerar las emisiones aguas arriba. [ 2 ]

Los diferentes métodos de cálculo pueden conducir a resultados diferentes. Los resultados también pueden variar en gran medida para diferentes regiones geográficas y períodos de tiempo (véase, por ejemplo, cómo varía la intensidad de carbono de la electricidad para diferentes países europeos y cómo varió en unos pocos años : de 2009 a 2013 la intensidad de carbono 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 CO2e por MJ , con aproximadamente el 90% de todos los campos emitiendo 1,5–13,5 g de CO2e . [ 4 ] Tales patrones de intensidad de carbono altamente asimétricos 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 atmosférica

Estimación de emisiones

Los factores de emisión presuponen una relación lineal entre la intensidad de la actividad y la emisión resultante de dicha actividad:

Emisión de contaminantes = Actividad * Factor de emisión de contaminantes

Las intensidades también se utilizan para proyectar posibles escenarios futuros, como los empleados 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 analizan mediante la denominada identidad de Kaya .

El nivel de incertidumbre de las estimaciones resultantes depende significativamente de la categoría de la fuente y del contaminante. Algunos ejemplos:

  • Las emisiones de dióxido de carbono (CO₂ ) procedentes de la combustión de combustible pueden estimarse con un alto grado de certeza, independientemente del uso que se le dé al combustible, ya que dependen casi exclusivamente de su contenido de carbono , que generalmente se conoce con gran precisión. Lo mismo ocurre con el dióxido de azufre (SO₂ ) , puesto que el contenido de azufre de los combustibles también suele ser bien conocido. Tanto el carbono como el azufre se oxidan casi por completo durante la combustión, y todos los átomos de carbono y azufre presentes en el combustible estarán presentes en los gases de combustión como CO₂ y SO₂, respectivamente .
  • En cambio, los niveles de otros contaminantes atmosféricos y emisiones de gases de efecto invernadero distintos del CO₂ procedentes de la combustión dependen de la tecnología precisa aplicada durante la combustión del combustible. Estas emisiones se deben básicamente a la combustión incompleta de una pequeña fracción del combustible ( monóxido de carbono , metano , compuestos orgánicos volátiles distintos del metano ) o a procesos químicos y físicos complejos que tienen lugar durante la combustión y en la chimenea o el tubo de escape. Ejemplos de estos son las partículas , los NOₓ ( una mezcla de óxido nítrico , NO, y dióxido de nitrógeno , NO₂ ) .
  • Las emisiones de óxido nitroso (N₂O ) procedentes de suelos agrícolas son muy inciertas porque dependen en gran medida de las condiciones exactas del suelo, la aplicación de fertilizantes y las condiciones meteorológicas .

generación eléctrica

Una revisión bibliográfica de numerosas fuentes de energía del ciclo de vida completo y las emisiones de CO₂ por unidad de electricidad generada, realizada por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático en 2011, encontró que el valor de emisión de CO₂ que cayó dentro del percentil 50 de todos los estudios de emisiones del ciclo de vida completo 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 = Carbón negro (supercrítico)–(nuevo subcrítico) , Br = Carbón marrón (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 fundamentada .

Intensidad de carbono de las regiones

Las siguientes tablas muestran la intensidad de carbono del PIB en tipos de cambio de mercado (MER) y paridades de poder adquisitivo (PPP). Las unidades son toneladas métricas de dióxido de carbono por cada mil dólares estadounidenses de 2005. Los datos provienen de la Administración de Información Energética de EE . UU. [ 12 ]. Los datos anuales entre 1980 y 2009 se promediaron en tres décadas: 1980-89, 1990-99 y 2000-09.

En 2009, la intensidad de CO₂ del PIB en los países de la OCDE se redujo en un 2,9% y ascendió a 0,33 kCO₂ / $05p en los países de la OCDE. [ 13 ] ("$05p" = dólares estadounidenses de 2005, utilizando paridades de poder adquisitivo). EE. UU. registró una proporción más alta de 0,41 kCO₂ / $05p, mientras que Europa mostró la mayor caída en la intensidad de CO₂ en comparación con el año anterior (−3,7%). La intensidad de CO₂ continuó siendo aproximadamente más alta en los países que no pertenecen a la OCDE. A pesar de una ligera mejora, China continuó registrando una alta intensidad de CO₂ ( 0,81 kCO₂ / $05p). La intensidad de CO₂ en Asia aumentó un 2% durante 2009, ya que el consumo de energía continuó desarrollándose a un ritmo fuerte. También se observaron proporciones importantes en los países de la CEI y Oriente Medio.

Intensidad de carbono en Europa

Las emisiones totales de CO₂ provenientes del uso de energía fueron un 5 % inferiores a su nivel de 1990 en 2007. [ 14 ] Durante el período 1990–2007, las emisiones de CO₂ provenientes del uso de energía disminuyeron en promedio un 0,3 %/año, aunque la actividad económica (PIB) aumentó un 2,3 %/año. Después de caer hasta 1994 (−1,6 %/año), las emisiones de CO₂ aumentaron de manera constante (0,4 %/año en promedio) hasta 2003 y disminuyeron lentamente de nuevo desde entonces (en promedio un 0,6 %/año). Las emisiones totales de CO₂ 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 en la intensidad de CO₂ se debe al mayor uso de portadores de energía con factores de emisión más bajos. Las emisiones totales de CO2 por unidad de PIB, la “intensidad de CO2 , disminuyeron más rápidamente que la intensidad energética: en un 2,3 %/año y un 1,4 %/año, respectivamente, en promedio entre 1990 y 2007. [ 15 ]

Sin embargo, si bien los informes de 2007 sugieren que las emisiones de CO₂ están disminuyendo, estudios recientes indican que las emisiones globales están aumentando rápidamente. Según el informe Cambio Climático 2022: Mitigación del Cambio Climático, elaborado por el IPCC, en 2019 la producción mundial de emisiones fue de 59 gigatoneladas. [ 16 ] Esto demuestra que las emisiones globales han crecido rápidamente, aumentando aproximadamente un 2,1 % cada año en comparación con la década anterior. [ 16 ]

La Bolsa de Materias Primas de Bratislava (CEB) calculó que la intensidad de carbono de los proyectos de Reducción Voluntaria de Emisiones en 2012 fue de 0,343 tn/MWh. [ 17 ]

Un informe de 2024 muestra un aumento de la producción de energía renovable, que alcanza el 50% de la matriz energética [ 18 ].

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 % para 2030 con respecto a 1990, la inversión energética en la UE debe duplicarse con respecto a la década anterior, superando los 400.000 millones de euros anuales en la presente década. Esto incluye los aproximadamente 300.000 millones de euros de inversión anual necesarios para la eficiencia energética y los aproximadamente 120.000 millones de euros necesarios para las redes eléctricas y las instalaciones de energías renovables. [ 19 ] [ 20 ]

Factores de emisión para la elaboración de informes de inventario de gases de efecto invernadero.

Uno de los usos más importantes de los factores de emisión es la presentación de informes sobre los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero en el marco de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). Las denominadas Partes del Anexo I de la CMNUCC deben informar anualmente sobre sus emisiones nacionales totales de gases de efecto invernadero en un formato formalizado, definiendo las categorías de fuentes y los combustibles que deben incluirse.

La CMNUCC ha aceptado las Directrices revisadas de 1996 del IPCC para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero , [ 21 ] desarrolladas y publicadas por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) como los métodos de estimación de emisiones que deben utilizar las partes de la convención para garantizar la transparencia, la exhaustividad, la coherencia, la comparabilidad y la exactitud de los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero. [ 22 ] Estas Directrices del IPCC son la fuente principal de factores de emisión predeterminados. Recientemente, el IPCC ha publicado las Directrices de 2006 del IPCC 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. [ 23 ] Los factores de emisión de gases de efecto invernadero organizacionales aplicables comercialmente se pueden encontrar en el motor de búsqueda EmissionFactors.com. [ 24 ]

En particular, para las emisiones distintas del CO₂e , suele existir un alto grado de incertidumbre asociado a estos factores de emisión cuando se aplican a países individuales. En general, el uso de factores de emisión específicos para cada país proporcionaría estimaciones de emisiones más precisas que el uso de los factores de emisión predeterminados. Según el IPCC, si una actividad es una fuente importante de emisiones para un país («fuente clave»), se considera una buena práctica desarrollar un factor de emisión específico para esa actividad.

Factores de emisión para la elaboración de informes de inventario de contaminantes atmosféricos

La Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas y la Directiva de la UE sobre límites máximos nacionales de emisiones (2016) exigen a los países que elaboren inventarios nacionales anuales de emisiones de contaminación atmosférica en virtud de las disposiciones del Convenio sobre la contaminación atmosférica transfronteriza a larga distancia (CLRTAP).

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 atmosféricos, que se han publicado en la Guía de Inventario de Emisiones EMEP/CORINAIR [ 25 ] [ 26 ] sobre Inventarios y Proyecciones de Emisiones TFEIP. [ 27 ]

Objetivos de intensidad

El carbón, al estar compuesto principalmente de carbono, emite mucho CO₂ al quemarse: tiene una alta intensidad de emisión de CO₂ . El gas natural, al ser metano ( CH₄ ), tiene 4 átomos de hidrógeno que quemar por cada átomo de carbono y, por lo tanto , tiene una intensidad de emisión de CO₂ media .

Fuentes de factores de emisión

gases de efecto invernadero

  • Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero
  • Directrices revisadas del IPCC de 1996 para los 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 .
  • Base de datos de factores de emisión del Reino Unido .

contaminantes del aire

  • AP 42, Compilación de factores de emisión de contaminantes atmosféricos, Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos
  • Guía de inventario de emisiones EMEP/CORIMAIR 2007 .
  • Fugas de emisiones fugitivas procedentes de plantas de etileno y otras plantas químicas .

Intensidad de carbono (IC) desde la extracción hasta la refinería de todos los principales yacimientos petrolíferos activos a nivel mundial.

En un artículo del 31 de agosto de 2018 de Masnadi et al., publicado en 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, e identificar los principales impulsores de estas emisiones". [ 28 ] Compararon 90 países con la mayor huella de petróleo crudo. [ 28 ] [ 29 ] El estudio de Science , realizado por la Universidad de Stanford , encontró que el petróleo crudo canadiense es el "cuarto más intensivo en gases de efecto invernadero (GEI) del mundo", después de Argelia , Venezuela y Camerún . [ 30 ] [ 31 ]

Debido a que los depósitos de petróleo difieren en intensidad de carbono, y debido a que una parte sustancial de las reservas de petróleo conocidas debe permanecer sin extraer para mantener el calentamiento global por debajo de 2 °C o para limitar el sobrepaso del objetivo de 1,5 °C, [ 32 ] [ 33 ] la cuestión de qué depósitos de petróleo deben eliminarse gradualmente es de gran importancia. Un estudio de 2026 de Renaud Coulomb, Fanny Henriet y Léo Reitzmann [ 34 ] publicado en Review of Economic Studies cuantifica las emisiones adicionales y los costos económicos asociados con la extracción histórica de depósitos de petróleo de alta intensidad de carbono. El estudio muestra que tener en cuenta la heterogeneidad en la intensidad de carbono de los depósitos de petróleo podría haber reducido las emisiones acumuladas en aproximadamente 11 GtCO₂-equivalente entre 1992 y 2018, sin cambiar la demanda mundial de petróleo, al evitar la extracción de depósitos de mayor intensidad de carbono. Estos resultados implican la existencia de una importante deuda ecológica en el lado de la oferta para los principales productores de petróleo con alta intensidad de carbono (por ejemplo, Argelia, Canadá y Venezuela). De cara al futuro, el estudio estima que evitar estos yacimientos con alta intensidad de carbono podría evitar aproximadamente 9,3 gigatoneladas de emisiones de CO₂ equivalente, valoradas en 1,9 billones de dólares estadounidenses, en el marco de una trayectoria de demanda futura compatible con el logro de cero emisiones netas para 2050.

Véase también

Referencias

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  15. Esta sección trata sobre las emisiones de CO₂ procedentes de la combustión de energía publicadas en los inventarios oficiales de la Agencia Europea de Medio Ambiente. Los indicadores no se expresan en condiciones climáticas normales (es decir, con correcciones climáticas) para cumplir con la definición oficial de inventarios de CO₂ . Las emisiones de CO₂ de los consumidores finales incluyen las emisiones de los fabricantes de automóviles.
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  • Un método híbrido LCA-WTW para evaluar la huella de carbono de los vehículos eléctricos.
  • Intensidad de las emisiones de carbono de diferentes regiones. Archivado el 6 de enero de 2018 en Wayback Machine.