MÉXICO

GUÍA PARA DETERMINAR EL FACTOR DE EMISIÓN DE BIÓXIDO DE CARBONO EQUIVALENTE PARA EL SISTEMA ELÉCTRICO NACIONAL

GUÍA CFE SPA00-63

MARZO 2016

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1 OBJETIVO Estimar el factor de emisión de bióxido de carbono equivalente del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) a partir de la generación de energía eléctrica bruta proveniente de centrales en operación y de las emisiones estimadas de bióxido de carbono (CO2), Metano (CH4) y Óxido de Nitrógeno (N2O), calculadas a partir de dos metodologías:

a) AP-42 US-EPA quinta edición

b) Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC) 2 CAMPO DE APLICACIÓN El factor de emisión de CO2 equivalente del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) es aplicable a todos aquellos sectores que deban reportar obligatoriamente sus emisiones indirectas de gases o compuestos de efecto invernadero por consumo de energía eléctrica cuando el proveedor sea Comisión Federal de Electricidad. 3 NORMAS QUE APLICAN

Acuerdo que establece los gases o compuestos de efecto invernadero que se agrupan para efectos de reporte de emisiones, así como sus potenciales de calentamiento. (DOF 14/agosto/2015)

Ley General de Cambio Climático (DOF 6/junio/2012)

Ley de la Industria Eléctrica (DOF 11/agosto/2014)

Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (DOF 28/ enero/ 1988, reforma (DOF 30/ agosto/ 2011).

Ley de Transición Energética (DOF 10/diciembre/2015) Reglamento de la Ley General de Cambio Climático en Materia del Registro Nacional de Emisiones (DOF 28/octubre/2014) Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en Materia de Registro de Emisiones y Transferencia de Contaminantes (DOF última reforma 31/octubre/2014) Reglamento de la LGEEPA en Materia de Prevención y Control de la Contaminación de la Atmósfera (DOF 25/ noviembre/ 1988, reforma (DOF 03/ junio/ 2004). Lista de Combustibles que se considerarán para identificar a los usuarios con un Patrón de Alto Consumo, así como los factores para determinar las equivalencias en términos de barriles equivalentes de petróleo. (DOF 30/noviembre/2015)

NOM-AA-023-1986 Protección al ambiente. Contaminación Atmosférica Terminología (DOF 15/ julio/1986).

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida (DOF 27/noviembre/2002 modificación 24/septiembre/2009).

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NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la edición en vigor

en la fecha de la convocatoria de la licitación, salvo que la CFE indique otra cosa.

4 DEFINICIONES 4.1 Combustibles fósiles Combustible que procede de la descomposición natural de la materia orgánica a lo largo de millones de años, como el combustóleo, diésel, carbón mineral y gas natural. 4.2 Combustión Reacción química entre el oxígeno y un material oxidable, acompañada de desprendimiento de energía. 4.3 Energías Limpias Son aquellas fuentes de energía y procesos de generación de electricidad definidos como tales en la Ley de la Industria Eléctrica. Las cuales incluyen a la energía Eólica, Fotovoltaica, Geotérmica, Nucleoeléctrica e Hidroeléctrica. 4.4 Generación Bruta La energía de las unidades o centrales eléctricas medida a la salida de los generadores. Incluye el consumo para usos propios de la central. 4. 5 Factor de emisión Es un valor representativo que relaciona la cantidad de gases liberados a la atmósfera con una actividad y se pueden expresar como tasa de emisión (masa del gas por unidad de tiempo) o dependiendo de las necesidades requeridas se pueden expresar como masa por unidad de energía o volumen emitido de contaminantes. 4.6 Gases de Efecto Invernadero (GEI) Aquellos componentes gaseosos de la atmósfera, tanto naturales como antropógenos, que absorben y emiten radiación infrarroja, por ejemplo, el vapor de agua (H2O), bióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O) y metano (CH4), son los principales GEI que se encuentran en la atmosfera terrestre. 4.7 Poder Calorífico Es la cantidad de energía en la forma de calor liberada por la combustión completa de una unidad de masa de un combustible en particular. 4.8 Potencial de Calentamiento Global Es una medida relativa de cuánto calor puede ser absorbido por un determinado gas de efecto invernadero, en comparación con un gas de referencia, por lo general bióxido de carbono.

NOM-086-SEMARNAT- SENER-SCFI-2005

Especificaciones de los Combustibles Fósiles para la Protección Ambiental (DOF 30/enero/2006 modificación 28/ noviembre/ 2007).

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4.9 CO2 Equivalente Esta medida describe la masa (en toneladas) de bióxido de carbono que causaría el mismo grado de calentamiento que una unidad de masa (tonelada) de otros compuestos y gases de efecto invernadero. 5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS SEN Sistema Eléctrico Nacional IPCC Panel Intergubernamental de Cambio Climático. US-EPA Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos GEI Gases de Efecto Invernadero CO2 Bióxido de Carbono CH4 Metano N2O Óxido Nitroso Pc Poder Calorífico 5.1 Nomenclatura kg Kilogramo m Metro t Tonelada TJ Terajoule 6 CONDICIONES GENERALES El factor de emisión del Sistema Eléctrico Nacional (SEN), se encuentra expresado en toneladas de bióxido de carbono equivalente (CO2 eq) por Megawatt-hora (MWh) generado por las centrales de Comisión Federal de Electricidad (CFE). El consumo de combustible está expresado en metros cúbicos para combustóleo, gas natural o diésel, y para el caso de carbón en toneladas. La generación de energía eléctrica se obtiene a partir de la energía bruta anual reportada por las centrales de CFE, expresada en MWh. Se considera tanto a las centrales que consumen combustibles fósiles para generar electricidad, así como las centrales de energías limpias (hidroeléctricas, geotérmicas, eólicas, fotovoltaicas y la nucleoeléctrica). La calidad y precisión del factor de emisión puede aumentar en la medida en que se incremente el detalle de la información utilizada. Nota: El Anexo de esta guía presenta a modo de ejemplo la metodología de cálculo para determinar el Factor de Emisión para el Sistema Eléctrico Nacional.

6.1 Consideraciones Para el desarrollo del factor de emisión del Sistema Eléctrico Nacional, se toma en cuenta las siguientes consideraciones:

a) Para el cálculo de la emisión de CO2 equivalente:

‐ Datos de consumo de combustible:

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Se considera el consumo anual de cada tipo de combustible convencional utilizado por las centrales de CFE. ‐ Poder calorífico:

El que determine la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía, o la autoridad señalada para tal efecto en la normatividad correspondiente, mediante la Lista de combustibles que se considera para identificar a los usuarios con un patrón de alto consumo, así como los factores para determinar las equivalencias en términos de barriles equivalentes de petróleo, o bien, en la publicación oficial que sustituya dicha lista.

‐ Factor de emisión:

Para el caso de la estimación de las emisiones, cuando se utilizan los factores de emisión del AP-42 de la US-EPA, deben ser obtenidas multiplicando el consumo de combustible por el factor de emisión correspondiente, expresadas en toneladas al año, se deben tomar como referencia los factores de emisión de CO2, CH4 y N2O reportados en la Tabla 1.

Tabla 1. Factores de emisión del AP-42 de la US-EPA.

Combustible Factor de emisión

Unidad

CO2 CH4 N2O

Gas Natural 1.92x10-3 3.68x10-8 3.52x10-8 t/m3

Combustóleo 2.928 3.36x10-5 6.36x10-5 t/m3

Diésel 2.676 6.24x10-6 3.12x10-5 t/m3

Carbón 2.405 2.0x10-5 1.5x10-5 t/t

Fuente: Compilation of Air Pollutant Emission Factors (AP-42), Office of Air Quality Planning and Standards, Environment Protection Agency (EPA), Fifth Edition, USA.

Cuando se estimen las emisiones con los factores de emisión del IPCC, se obtendrán

multiplicando el consumo de combustible por su poder calorífico por el factor correspondiente, expresadas en toneladas al año, se deben tomar como referencia los factores de emisión de CO2, CH4 y N2O reportados en la Tabla 2.

Tabla 2. Factores de emisión del IPCC, 2006

Combustible

Factor de emisión

CO2

(t/MJ)

CH4

(kg/MJ)

N2O

(kg/MJ)

Gas Natural 5.61x10-5 1.00x10-6 1.00x10-7

Combustóleo 7.74x10-5 3.00x10-6 6.00x10-7

Diésel 7.41x10-5 3.00x10-6 6.00x10-7

Carbón 9.46x10-5 1.00x10-6 1.50x10-6

Fuente: Acuerdo que establece las particularidades técnicas y las fórmulas para la aplicación de metodologías para el cálculo de emisiones de gases o compuestos de efecto invernadero.

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‐ Potencial de Calentamiento Global:

Se considera los valores reportados en la Tabla 3 para el cálculo de las emisiones equivalentes para aquellos gases o compuestos de efecto invernadero distinto al bióxido de carbono.

Tabla 3. Potencial de Calentamiento Global de GEI

Potencial de Calentamiento

CH4 N2O 28 265

Fuente: DOF 14 de agosto de 2015. Acuerdo que establece los gases o compuestos de efecto invernadero que se agrupan para efectos de reporte de emisiones, así como sus potenciales de calentamiento.

b) Para el cálculo de la energía eléctrica total generada.

Generación bruta anual generada por centrales de CFE que utilizan combustibles convencionales para generar la energía eléctrica, así como la generada por centrales de energías limpias de CFE (Hidroeléctrica, Geotérmica, Nucleoeléctrica, Eólica y Fotovoltaica).

6.2 Determinación del Factor de Emisión para el Sistema Eléctrico Nacional

a) Cálculo de la emisión de CO2 equivalente:

- Con Factores de Emisión del AP-42 de la US-EPA.

Multiplicar el consumo de combustible anual de cada central de generación por los factores de emisión presentados en la Tabla 1.

E CO2(EPA)= Ci*FE CO2,i

i

ECH4(EPA)= Ci*FECH4,i

i

EN2O (EPA)= Ci*FEN2O,i

i

Donde: i = Tipo de combustible (gas natural, combustóleo, diésel y carbón)

ECO2(EPA)=Emisión total de bióxido de carbono t

ECH4(EPA)=Emisión total de metano t .

EN2O(EPA)=Emisión total de óxido nitroso (t).

C = Consumo de combustible anual i (m3 o t)

FE = Factor de emisión de CO2, N2O, CH4 del AP-42 de la US-EPA para el combustible i (t/m3 o t/t)

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Multiplicar las emisiones totales de CO2, N2O y CH4 emitidas por las centrales generadoras por el potencial de calentamiento global correspondiente señalados en la tabla 3.

ECO2eq EPA =ECO2 EPA + ECH4 EPA *PCGCH4+ EN2O EPA *PCGN2O

Donde: ECO2eq (EPA)=Emisión de bióxido de carbono equivalente (t).

ECO2(EPA)=Emisión de bióxido de carbono (t).

ECH4(EPA)=Emisiónde metano (t).

EN2O(EPA)=Emisión de óxido nitroso (t).

PCGCH4= Potencial de calentamiento global para el metano.

PCGN2O=Potencial de calentamiento global para el óxido nitroso.

‐ Con Factores de Emisión del IPCC.

Multiplicar el consumo de combustible anual de cada central de generación por el poder calorífico dependiendo el tipo de combustible por los factores de emisión presentados en la Tabla 2.

ECO2(IPCC)= Ci*Pci*FECO2,i

i

ECH4(IPCC)= Ci*Pci*FECH4,i

i

EN2O(IPCC)= Ci*Pci*FEN2O,i

i

Donde: i = Tipo de combustible (gas natural, combustóleo, diésel y carbón)

ECO2(IPCC)=Emisión total de bióxido de carbono t .

ECH4(IPCC)=Emisión total de metano t .

EN2O(IPCC)=Emisión total de óxido nitroso. (t)

C = Consumo de combustible anual i (m3 o t)

Pc = Poder calorífico del combustible i (MJ/m3 o MJ/t)

FE = Factor de emisión de CO2, N2O, CH4 del IPCC para el combustible i (t/MJ o kg/MJ).

Multiplicar las emisiones totales de CO2, N2O y CH4 emitidas por las centrales generadoras por el potencial de calentamiento global correspondiente señalados en la tabla 3.

ECO2eq(IPCC)=ECO2(IPCC)+(ECH4(IPCC)*PCGCH4)+(EN2O(IPCC)*PCGN2O)

Donde:

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ECO2eq(IPCC)=Emisión de bióxido de carbono equivalente (t).

ECO2(IPCC)=Emisión de bióxido de carbono (t).

ECH4(IPCC)=Emisiónde metano (t).

ECH4(IPCC)=Emisión de óxido nitroso (t).

PCGCH4= Potencial de calentamiento global para el metano.

PCGN2O=Potencial de calentamiento global para el óxido nitroso.

b) Cálculo de la generación bruta total del Sistema Eléctrico Nacional:

Determinar la Generación Bruta Total por Combustible Fósil y por Energías Limpias (Este cálculo aplica para las 2 metodologías)

GB Total= GB Fósili+ GB Limpiajji

Donde: i = Generación con combustible fósil (gas natural, combustóleo, diésel y carbón)

j = Generación con energía limpia (Hidroeléctrica, Geotérmica, Nucleoeléctrica, Eólica y Fotovoltaica)

GB Total = Generación Bruta Total (MWh)

GB Fósil = Generación Bruta Total por consumo de combustibles fósiles i (MWh)

GB Limpia = Generación Bruta Total por energías limpias j (MWh)

c) Cálculo del factor de emisión de CO2 equivalente para el Sistema Eléctrico Nacional

‐ Factor de emisión de CO2 equivalente para el SEN, a partir de factores de emisión del

AP-42 de la US-EPA

FECO2eq (EPA)= ECO2eq(EPA)

GB Total

Donde: FECO2eq (EPA) = Factor de emisión de CO2 equivalente para el SEN con emisiones calculadas con factores de

emisión del AP-42 de la US-EPA (t/MWh)

ECO2eq(EPA)=Emisión de bióxido de carbono equivalente (t)

GB Total = Generación Bruta Total (MWh)

‐ Factor de emisión de CO2 equivalente para el SEN, a partir de factores de emisión del

IPCC

FECO2eq (IPCC)= ECO2eq(IPCC)

GB Total

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Donde: FECO2eq (IPCC) = Factor de emisión de CO2 equivalente para el SEN con emisiones calculadas con factores de

emisión del AP-42 de la US-EPA (t/MWh)

ECO2eq(IPCC)=Emisión de bióxido de carbono equivalente (t)

GB Total = Generación Bruta Total (MWh)

7 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Este punto no aplica en la presente guía, debido a que no se contempla ninguna actividad en campo o física en el desarrollo de las actividades descritas en la presente guía. 8 BIBLIOGRAFÍA [ 1 ] US Environmental Protection Agency. (1995). Fifth Edition Compilation of Air Pollutant Emission Factors

(AP-42). Volume 1: Stationary Point and Area Sources. Office of Air Quality Planning and Standards, USA.

[ 2 ] Grupo Intergubernamental de Expertos Sobre el Cambio Climático. (2006). Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero. Volumen 2. Energía. Instituto parra las Estrategias Ambientales Globales, Japón.

[ 3 ] Acuerdo que establece las particularidades técnicas y las fórmulas para la aplicación de metodologías

para el cálculo de emisiones de gases o compuestos de efecto invernadero. Diario Oficial de la Federación, 03 de septiembre de 2015.

[ 4 ] Acuerdo que establece los gases o compuestos de efecto invernadero que se agrupan para efectos de

reporte de emisiones, así como sus potenciales de calentamiento. Diario Oficial de la Federación, 14 de agosto de 2015.

[ 5 ] Lista de Combustibles que se considerarán para identificar a los usuarios con un Patrón de Alto Consumo,

así como los factores para determinar las equivalencias en términos de barriles equivalentes de petróleo. Diario Oficial de la Federación, 30/noviembre/2015.

[ 6 ] US Environmental Protection Agency (s f).Understanding Global Warming Potentials. Recuperado octubre

31, 2016, a partir de https://www.epa.gov/ghgemissions/understanding-global-warming-potentials

[ 7 ] https://www.epa.gov/ghgemissions/understanding-global-warming-potentials