Estimación de Reducción de Emisiones en Proyectos MDL Ing. Oscar Coto, Ph.D. Curso Internacional ¨ Desarrollo de Proyectos de Reforestación y de Bioenergía bajo el Mecanismo de Desarrollo Limpio” Ecuador Marzo 2004

Valoración de Reducción de Emisiones de GEI en Proyectos MDL 200 Nivel de emisiones de la línea base équivalente Nivel de emisiones del proyecto MDL 150 2 Volumen de Redución de Emisiones (CREs) 100 Emisiones en ktCO 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Años de operación del proyecto MDL

Requerimientos E1. Fórmulas y algoritmos usados para estimar emisiones por fuentes de GEI de la actividad de proyecto dentro de la frontera de proyecto. E2. Fórmulas y algoritmos para la estimación de fugas definidas como el cambio neto de emisiones por fuentes de GEI que ocurren fuera de la frontera de proyecto y que son atribuidas a la actividad de proyecto. E3. Fórmulas y algoritmos usados para estimar emisiones por fuentes de GEI de la línea base E1+ E2 son las emisiones debidas a la actividad de proyecto. La reducción de emisiones del proyecto son E3-(E1+E2) Presentación de tabla con estimaciones por años de consideración

Emisiones en la Línea Base Emisiones de la generación en la red eléctrica del país. Emisiones de una tecnología de generación aislada o captiva. Emisiones debidas a la descomposición natural de un residuo o la quema a cielo abierto Emisiones debidas a la fuga de GEI

Emisiones de Proyecto Emisiones debidas a transporte de residuos al punto de procesamiento. Emisiones debidas a combustión de gases residuales de la actividad de proyecto. Emisiones debidas a deposición de subproductos generados por el proyecto. Emisiones debidas a almacenamiento /descomposición de producto.

Fugas Emisiones debidas a usuarios que usaban un residuo que ya no fuera a estar disponible se pasan a usar un producto energético diferente.

Estimación de emisiones Paso 1: Definir límites del proyecto, ¨boundaries¨ Paso2: Proyectar niveles de actividad futura para la línea base y el proyecto Paso 3: Usar intensidad energética para proyectar usos futuros de energía Paso 4: Usar factores de emisión/procedimientos de cálculo para estimar las emisiones

Paso 1: Definición de Límites de Proyecto Límites físicos y dominio de monitoreo se definen durante la formulación y validación del proyecto MDL Definida en forma que permita considerar la fugas posibles de GEI e identifique las fuentes y sumideros de GEI afectados por el proyecto

Paso 2: Definir Niveles de Actividad Que niveles de actividad van a ocurrir con y sin el proyecto MDL? Cúanta agua caliente, bombeo de efluentes, generación eléctrica, transporte de productos o personas? Cambios en niveles de actividad pueden ser debidos a crecimiento de población, aumento del ingreso, cambios en las políticas, aumento de demanda de servicios Tendencias históricas pueden ser útiles pero el desarrollador deberá mostrar entendimiento y ser capaz de estimar cambios en niveles de actividad

Paso 3: Determinar Intensidad Energética Cantidad de energía usada por unidad de producto, en caso de generación eléctrica será MJ/kWh generado Requiere entendimiento de cómo varía la tecnología. Será que se dará reemplazo de tecnologías? Uso de valoraciones sectoriales,o de comportamiento histórico de inversión tecnológica son adecuados

Paso 4: Usar Factores de Emisión Expresado en toneladas de CO2 por unidad de actividad (energía generada, m3 de agua residual generada, ton de residuo no usado, etc). En el caso de electricidad, pueden haber pérdidas de energía primaria debido a conversión o ineficiencias de trasmisión que deberán ser tomadas en cuenta En el caso de proyectos de sustitución de combustibles, los combustibles de la linea base y del proyecto serán diferentes y por ende se usarán distintos factores de emisión. En el caso de proyectos de mejoramiento de la eficiencia los factores serán los mismos y lo que cambia es la intensidad de uso de la energía

Fuentes para cálculo de factores de emisiones IPCC. Criterios específicos de país. Modelos internacionales. Criterios específicos de sectores industriales. Etc.

Ejemplos...

Sistemas Solares Rurales (SHS) Proyecto: instalación de sistemas SHS en zonas rurales. Enfoque de LB puede ser comparar el sistema SHS con casas que consumen candelas, kerosene (para iluminación) y carga de baterías (de una red eléctrica para satisfacer energía para uso de TV y radio).

Comparar con usos tradicionales (cont) Estimar cuanto kerosene, candelas y carga de baterías es usada y determinar que porcentaje de este uso será evitado por el uso de sistemas SHS. En el lugar se midió y concluyó que se usan 6.7 l/mes de kerosene y 15 candelas/mes en los hogares rurales. Baterías se cargan usando pequeñas plantas de diesel o gasolina o con energía de la red eléctrica o simplemente se usan pilas secas? Entonces...se parte de la base de que la actividad de proyecto no genera emisiones debido que la energía solar es limpia? Qué pasa si no se sustituye todo el uso energético, es decir si permanece un uso de combustibles tradicionales?

Emisiones (cont) Emisiones del kerosene = 6.7 l/mes X 37 MJ/litro X 0.07 kg CO2/MJ X 12 meses = 212 kg CO2/ año (2.63 kg CO2/l) Emisiones de las candelas = 15 cand/mes X 3.45 MJ/cand X 0.07 Kg CO2/MJ X 12 meses/ año = 44 Kg CO2/año (0.24 kg CO2/cand) La componente de carga de baterías debería entregar la energía equivalente dada por el sistema SHS para la TV y la radio del hogar rural. Suponiendo 11 kWh/año para la radio y 22 kWh/año para la TV. Las baterías son cerca de 85% eficientes es decir se requieren cerca de 39 kWh/año de la energía de la red. Si se suponen pérdidas de trasmisión y distribución de la red de cerca de un 20%, entonces la parte de carga de baterías requiere un 20% adicional es decir unos 48 kWh/año. Suponiendo una red con un factor de emisión de 0.84 kg de CO2/kWh generado, implica que las emisiones por la carga de baterías = 40Kg de CO2/año Por suerte se han definido criterios estandarizados!!!!

La LB nos indicaría que...la reducción de emisiones son... Las emisiones a ser sustituidas serían iguales a la suma de emisiones del desplazamiento del kerosene (212) más emisiones reducidas de las candelas (44) más emisiones de la carga de baterías (40), es decir 296 kg CO2/año. Comentarios......?

Generación Eléctrica con Biomasa Proyecto: Generación a partir de biomasa para reemplazar generación en sitio en una planta agro-industrial así como exportar energía excedentaria la red eléctrica del país. Capacidad instalada será de 10 MW de los cuales se reeplaza 1 MW en sitio y 9 MW irán a la red eléctrica Otras supocisiones son: 80% de factor de uso de planta, actividad de proyecto sobre un período de creditaje de 10 años, rendimiento uniforme sobre todo el período

Proyecto biomasa (cont) Reemplazo de la planta térmica existente en la fábrica (en sitio) Desplazamiento de emisiones de la red nacional

Reemplazo de generación in-situ (cont) Actividad reemplaza una alternativa (Generador con Motor de CI). Basado en cambio de una planta existente y no en el cambio de una actividad. Establecer LB basándose en una tecnología de generación existente en el sitio. Proceder a calcular la reducción de emisiones de esta componente del proyecto MDL.

Reemplazo generación in-situ Planta actual es un motor diesel con un Factor de Emisiones de 0.92 t CO2/MWh. La generación anual es de 1 MW x 24 h/día x 365 días x 0.8 = 7,000 MWh. Emisiones LB = 7,000 MWh x 0.92 tCO2/MWh = 6,440 t CO2/año. Emisiones AP = 7,000 MWh x 0 t CO2/MWh = 0 t CO2/año Reducción de Emisiones = 6,440 t CO2/año. Sobre todo el período de creditaje se darán 64,440 t CO2 para esta componente del proyecto MDL. Qué suposiciones hemos hecho?

Desplazamiento emisiones en la red eléctrica (cont) Trata de determinar cuales fuentes de generación serán desplazadas o sustituidas. Supongamos que un factor representativo de emisiones de la red es de 0.516 t CO2/MWh basado en adiciones marginales del sistema de dicho país. Por qué suponemos el factor? Esperemos un poquito antes de abrir la caja de Pandora.

Emisiones de la red eléctrica (cont) Energía a ser interconectada = 9 MW x 24 h/día x 365 días x 0.8 = 63,000 MWh /año. Emisiones LB = 63,000 MWh x 0.516 t CO2/MWh = 32,508 t CO2. Emisiones AP = 63,000 MWh x 0 t CO2/MWh = 0 t CO2. Reducción de Emisiones = 32,508 t CO2 En este caso se supone que se mantendrán condiciones de validez de factor de emisiones y por tanto sobre 10 años el total de emisiones de esta componente será de 325,080 t CO2

Proyecto Biomasa (cont) Se tiene un total de emisiones sobre el período de creditaje de 389,520 t CO2 Validez de estimaciones realizadas sobre factor de emisiones de la componente de desplazamiento de la red eléctrica será clave para validar el proyecto.

Plantas de Generación Interconectadas El reto de estimación de reducciones de emisiones para proyectos interconectados está en determinar la “generación evitada” La pregunta fundamental es si la misma se da en el “márgen de adiciones”, reemplazo de una planta que se hubiese construido y/o en el “márgen de operación”, afectando la operación de un conjunto de plantas actuales o en el futuro

Cómo calcular en una forma estandarizada? Tendencia a definir un “márgen combinado”, sacando un promedio de las emisiones de la base marginal de operación “MO” (promedio del sistema menos plantas de menor costo/despacho obligado); y la línea base de márgen de adición “MA” (seleccionando un conjunto del 20% de las plantas más recientes (en base de energía) o las 5 plantas más recientes en el sistema o bajo construcción). LEER CON CUIDADO!!! Puede trabajarse con un factor de emisiones ponderado de la operación del mix de generación También se puede optar por análisis de plantas al margen del sistema es decir adiciones de capacidad Pueden usarse modelos de despacho o de planificación de la expansión del sistema eléctrico Qué nos dice el lenguaje?

Proyecto Hidroeléctrico en un mix de generación Proyecto: planta hidroeléctrica de 12 MW que genera 47,000 MWh/año con un flujo de 13.5 m3/s de agua y una caída neta de 100 metros de altura. Emisiones de proyecto son cero debido a ser la hidroelectricidad una energía limpia. Emisiones de la LB son las debidas a lo que sería generar 47,000 MWh en el sistema interconectado del país anfitrión del proyecto.

Estimación del mix de operación (un país hipotético) Tipo Comb % Mix Emisiones Combustible (kg CO2/GJ) Eficiencia Factor Emisiones (kg CO2/MWh) Ponderación Diesel 28% 74.1 30% 0.997 0.279 Fuel Oil 77.4 0.937 0.262 Carbón 14% 94.6 35% 0.983 0.137 Hidros 00.0 100% Factor de emisiones en margen de operación 0.678 Kg CO2/MWh

Mix de operación (cont) Pudo haberse realizado conociendo factores de emision por cada tecnologia de generación, con información especifica de cada planta de generación, conociendo características de combustibles en el país Supone que todas las plantas de generación en cada categoría de combustible tienen la misma eficiencia? Otras limitantes....Disponibilidad de información

Mix de generación (cont) Emisiones LB = 47,000 MWh/año x 0.678 t CO2/MWh = 31,866 t CO2/año Emisiones AP = 47,000 MWh/año x 0 t CO2/MWh = 0 t CO2/año Reducción de emisiones = 31,866 t CO2/año De acuerdo al período de creditaje seleccionadop será el total de reducciones, por ejemplo si se tienen 10 años, es factible pensar que la LB sea válida en un promedio de operación como el planteado, pero si es más tal vez resulte difícil probar que a largos plazos el mix de generación de un país permanece estático siendo que las decisiones de inversión, disponibilidad de tecnología y hasta las circunstancias nacionales del sector pueden cambiar. Por ende su uso es limitado... Desarrolladores de proyecto pueden sentir de que están siendo demasiado conservadores y por ende la reducción es por debajo de lo esperable.

Qué pasá si ponemos ese proyecto en el contexto de un país específico? Información relevante del entorno del sistema eléctrico. Criterios específicos para determinación de factores de emisión. Criterios representativos que ejemplifiquen el comportamiento del sistema en cuestión. Datos relevantes sobre plantas de generación y su rendimiento. Etc.

Procedimiento estandarizado de fast track del MDL para este tipo de proyectos La línea base son los Kwh producidos por la unidad generadora multiplicada por un factor de emisión (medido en in kg CO2 equivalentes/kWh), calculado de manera transparente y conservadora como sigue:   a)           El promedio entre la “operación marginal aproximada” (AOM: Approximate Operating Margin) y la “construcción marginal ” (BM: Build Margin) en donde: (i)           La “operación marginal aproximada” es el promedio ponderado de las emisiones ( en kg CO2 equivalente/kWh) de todas las fuentes de generación que sirven al sistema, excluyendo hidro, geotérmicas, eólica, biomasa de bajo costo, nuclear y generación solar; (ii)          La “construcción marginal” es el promedio ponderado de las emisiones (en kg de CO2 equivalente /kWh) de las adiciones recientes de capacidad al sistema, que son definidas como el valor más grande (en Mwh) entre el más reciente 20% de las plantas existentes o las 5 más recientes plantas. o b)           El promedio ponderado de las emisiones (en kg CO2 equivalente /kWh) del parque de generación actual.

Información Sistema Eléctrico Ver archivo adjunto.

Operación marginal aproximada Período de años considerado. Uso del promedio ponderado. Representatividad de período usado. 2001-2002: el factor es de 0.571 ton CO2/MWH 1995-2002: el factor es de 0.667 ton CO2/MWh Promedio: el factor es de 0.597 ton CO2/MWh

Construcción marginal Se debe seguir procedimiento y calcular en base a energía dada por el top 20% de plantas más recientes o por las 5 últimas plantas. En este caso da más energía el top 20% de plantas. Se usa esa base de plantas y se cálcula el márgen de construcción marginal. Se calcula entonces un factor ponderado de emisiones que es de 0.327 ton CO2/MWh

El factor de emisiones para un proyecto de pequeña escala en el país hipotético... El promedio ponderado de los factores de operación marginal y de construcción marginal. Dicho factor es de 0.462 ton CO2/MWh. Si se usara el mayor de los factores de operación entonces sería de 0.497 ton CO2/MWh. Discutir implicaciones....

Volviendo a nuestro proyecto... Si se usa el factor más conservador.. Las emisiones de la línea base serán dadas por : 47,000 MWh * 0.462 ton CO2/MWh = 21,714 ton CO2 Las emisiones de proyecto son cero La reducción de emisiones es de 21,714 ton CO2/año La reducción total de emisiones dependerá del período de años seleccionado.

Qué pasa en proyectos de mayor escala por encima de 15 MW? Determinación de la energía evitada es crítica así como su justificación. No es posible simplemente excluir toda la generación renovable del cálculo del marginal de operación, pues en algunos momentos del año, renovables podrían estar sustituyendo renovables. Debe considerarse otro tipo de análisis basado en modelos de despacho, etc.

Datos de despacho eléctrico: Colombia

Datos de despacho eléctrico: Colombia

Conclusiones Existen criterios para estimación de emisiones en proyectos MDL. Apropiación de métodos debe ser claramente respaldada. Recuerde que el proceso debe ser transparente y claro no sólo para el desarrollador de proyecto, si no para los actores del MDL.