Estimacin de Reduccin de Emisiones en Proyectos MDL

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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

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Valoración de Reducción de Emisiones de GEI en
Proyectos MDL
200
Nivel de emisiones de la línea base
Nivel de emisiones del proyecto MDL
équivalente
150
Volumen de Redución de Emisiones (CREs)
2
100
Emisiones en ktCO
50
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Años de operación del proyecto MDL
3
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-(E1E2)
• Presentación de tabla con estimaciones por años
  de consideración

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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

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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.

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Fugas

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

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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

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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

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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

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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

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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

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Fuentes para cálculo de factores de emisiones

• IPCC.
• Criterios específicos de país.
• Modelos internacionales.
• Criterios específicos de sectores industriales.
• Etc.

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Ejemplos...
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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).

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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?

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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!!!!

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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......?

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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

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Proyecto biomasa (cont)

• Reemplazo de la planta térmica existente en la
  fábrica (en sitio)
• Desplazamiento de emisiones de la red nacional

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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.

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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?

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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.

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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

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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.

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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

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Cómo calcular en unaforma 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?

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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.

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Estimación del mix de operación (un país
hipotético)
29
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

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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.

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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.

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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.

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Información Sistema Eléctrico

• Ver archivo adjunto.

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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

35
(No Transcript)
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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

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(No Transcript)
38
(No Transcript)
39
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....

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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.

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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.

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Datos de despacho eléctrico Colombia
43
Datos de despacho eléctrico Colombia
44
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.