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CONTRIBUCION DEL COBRE PARA COMBATIR EL CAMBIO CLIMATICO

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El objetivo de este proyecto es estimar la contribución de un mayor uso del cobre para
la reducción de las emisiones de CO2. El estudio se desarrolló considerando la
introducción de equipos eléctricos más eficientes, calentadores de agua solares y la
contribución proporcionada por la generación de electricidad usando fuentes
renovables en los países de América Latina1. Estos dos componentes emplean
tecnologías que tienen un mayor contenido de cobre en comparación con las
tecnologías tradicionales a las que sustituyen. El análisis abarcó diferentes períodos
dependiendo del inicio de las actividades de fomento y difusión de las tecnologías
evaluadas que, de modo general, se iniciaron en 2005. Los resultados se presentan en
términos anuales.

International Copper Association, ICA LATAM,

Publié dans : Santé & Médecine
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CONTRIBUCION DEL COBRE PARA COMBATIR EL CAMBIO CLIMATICO

  1. 1. 1 Informe Final del Proyecto CONTRIBUCION DEL COBRE PARA COMBATIR EL CAMBIO CLIMATICO ESTIMACIONES PARA LOS PAÍSES DE LATINOAMÉRICA Equipo de la International Energy Initiative (IEI) Prof. Dr. Gilberto M. Jannuzzi - Coordinador Dr. Conrado A. Melo - Consultor técnico Preparado para la International Copper Association (ICA) y Procobre – Instituto Brasileiro do Cobre
  2. 2. 2 Indice 1.  Sumario Ejecutivo .....................................................................................................5  2.  Introducción ..............................................................................................................8  3.  Objetivo.....................................................................................................................9  4.  Metodología ............................................................................................................10  4.1.  Tecnologías de uso final......................................................................................10  4.2.  Tecnologías de generación renovable.................................................................11  5.  Eficiencia Energética y Contenido de Cobre de las Tecnologías Evaluadas ..........13  5.1.  Motores eléctricos................................................................................................13  5.2.  Transformadores de distribución .........................................................................14  5.3.  Refrigeradores.....................................................................................................17  5.4.  Acondicionadores de aire ....................................................................................18  5.5.  Energía renovable ...............................................................................................18  5.6.  Calentadores de agua solares.............................................................................19  6.  Resultados..............................................................................................................20  7.  Conclusiones ..........................................................................................................23  8.  Bibliografía..............................................................................................................25  9.  Anexo 1 - Matriz Eléctrica y Emisiones en los Países Seleccionados ....................26  9.1.  Brasil....................................................................................................................26  9.2.  México .................................................................................................................26  9.3.  Perú .....................................................................................................................27  9.4.  Chile ....................................................................................................................28  9.5.  Argentina .............................................................................................................28  9.6.  Colombia .............................................................................................................29  9.7.  Factor de emisión de los sistemas eléctricos nacionales ....................................30  10.  Anexo 2 - Parámetros Usados en las Estimaciones de la Contribución de los Programas de ICA LA....................................................................................................31  11.  Anexo 3 - Estimaciones de la Contribución de los Programas de ICA LA...........33  11.1.  Motores eléctricos ............................................................................................33  11.2.  Refrigeradores..................................................................................................33  11.3.  Acondicionadores de aire.................................................................................34  11.4.  Calentamiento solar..........................................................................................34  11.5.  Transformadores de distribución ......................................................................35 
  3. 3. 3 Lista de tablas Tabla 1 – Alcance del proyecto: equipos, países y tipo de estudio .................................9  Tabla 2 – Relación entre el uso de cobre y la eficiencia de los motores eléctricos de 22 kW .................................................................................................................................14  Tabla 3 – Mercado de motores eléctricos en Brasil y México........................................14  Tabla 4 – Distribución de transformadores monofásicos de acuerdo con la potencia en Brasil (2007) ..................................................................................................................15  Tabla 5 – Distribución de transformadores trifásicos de acuerdo con la potencia en Brasil (2007) ..................................................................................................................15  Tabla 6 – Parámetros europeos para pérdidas y uso de cobre en transformadores de distribución ....................................................................................................................15  Tabla 7 – Relación entre el uso de cobre y la eficiencia de los transformadores de distribución ....................................................................................................................16  Tabla 8 – Incremento del cobre en transformadores monofásicos de 15 kV para reducir las pérdidas 20%...........................................................................................................17  Tabla 9 – Incremento de cobre en transformadores trifásicos de 15 kV para reducir las pérdidas 20%.................................................................................................................17  Tabla 10 – Uso adicional de cobre, por componente, en un refrigerador de 480 litros..18  Tabla 11 – Uso adicional de cobre por capacidad instalada de fuentes de generación renovables.....................................................................................................................19  Tabla 12 – Capacidad instalada de fuentes de generación renovables ........................19  Tabla 13 – Coeficientes técnicos de mitigación de CO2 por tipo de equipo ..................20  Tabla 14 – Coeficientes técnicos de mitigación de CO2 por kg adicional de cobre .......20  Tabla 15 – Coeficientes técnicos de mitigación de CO2: tecnologías de generación renovable.......................................................................................................................21  Tabla 16 – Resultados de la mitigación de CO2: tecnologías de uso final (ton de CO2/año)........................................................................................................................21  Tabla 17 – Resultados anuales del programa de mitigación de CO2 con generación renovable (ton de CO2/año)...........................................................................................22  Tabla 18 – Premisas de alcance de los programas: Motores eléctricos trifásicos.........31  Tabla 19 – Premisas de alcance de los programas: Transformadores de distribución..31  Tabla 20 – Premisas de alcance de los programas: Refrigeradores .............................31  Tabla 21 – Premisas de alcance de los programas: Acondicionadores de aire.............32  Tabla 22 – Premisas de alcance de los programas: Calentadores solares ...................32  Tabla 23 – Resultados del programa de mitigación de CO2 para motores eléctricos: en millones de toneladas....................................................................................................33  Tabla 24 – Resultados del programa de mitigación de CO2 para refrigeradores: en millones de toneladas....................................................................................................34  Tabla 25 – Resultados del programa de mitigación de CO2 para acondicionadores de aire: en millones de toneladas.......................................................................................34  Tabla 26 – Resultados de la mitigación de CO2 del programa de calentadores solares: en millones de toneladas...............................................................................................35  Tabla 27 – Estimación para los transformadores de distribución: estudio del potencial35 
  4. 4. 4 Lista de figuras Figura 1 – Curvas de reducción de pérdidas debido al incremento del cobre en los transformadores ............................................................................................................16  Figura 2 – Brasil: Oferta de electricidad interna por tipo de fuente - 2009...................27  Figura 3 – México: Oferta de electricidad interna por tipo de fuente - 2009 .................27  Figura 4 – Perú: Oferta de electricidad interna por tipo de fuente - 2009 .....................28  Figura 5 – Chile: Oferta de electricidad interna por tipo de fuente - 2009 ....................29  Figura 6 – Argentina: Oferta de electricidad interna por tipo de fuente - 2009 .............29  Figura 7 – Colombia: Oferta de electricidad interna por tipo de fuente - 2009 .............30  Figura 8 – Factor promedio de emisiones CO2 de los sistemas eléctricos: 2000 – 2009 ......................................................................................................................................30 
  5. 5. 5 1. Sumario Ejecutivo El objetivo de este proyecto es estimar la contribución de un mayor uso del cobre para la reducción de las emisiones de CO2. El estudio se desarrolló considerando la introducción de equipos eléctricos más eficientes, calentadores de agua solares y la contribución proporcionada por la generación de electricidad usando fuentes renovables en los países de América Latina1 . Estos dos componentes emplean tecnologías que tienen un mayor contenido de cobre en comparación con las tecnologías tradicionales a las que sustituyen. El análisis abarcó diferentes períodos dependiendo del inicio de las actividades de fomento y difusión de las tecnologías evaluadas que, de modo general, se iniciaron en 2005. Los resultados se presentan en términos anuales. Las estimaciones se basaron en indicadores de la relación entre el contenido del cobre y la eficiencia energética del equipo. Para los recursos renovables, utilizamos factores relacionados con el contenido de cobre de las tecnologías seleccionadas por unidad de capacidad. Las estimaciones de reducción de emisiones con la introducción de estas tecnologías se basaron en información de ventas de equipos eficientes y en las características del sistema eléctrico de cada país. La metodología y los presupuestos utilizados se detallan en los Capítulos 4 y 5 y en los Anexos 1 y 2. La Tabla A muestra las diferentes contribuciones de cada kilo de cobre adicional aplicado a la fabricación de equipos eléctricos eficientes, calentadores solares y la generación de energía renovable en los países analizados. Como podría esperarse, los países con mayor participación de generación térmica mediante el uso de fuentes fósiles tienen los indicadores más significativos con relación a la mitigación del impacto. Ese es el caso de México, Argentina y Chile. Los motores eléctricos son los elementos que presentan la mayor reducción de emisiones por unidad, seguidos por los refrigeradores y los acondicionadores de aire. 1 Argentina, Brasil, Chile, Colombia, México y Perú.
  6. 6. 6 Tabla A – Coeficientes técnicos de mitigación de CO2 por kg de cobre adicional  País  Motores  Eléctricos  Refrigeradores  Acondicionadores  de Aire  Calentadores  solares  Eólica  PCH  Biomasa  Solar  FV  Ton. de CO2/kg de cobre adicional/año  Argentina  0,491  0,128  0,099  ‐  0,224  0,798  1,166  0,048  Brasil  0,126  0,033  0,025  0,004  0,057  0,202  0,295  0,012  Chile  0,471  0,123  0,095  0,033  0,230  0,819  1,198  ‐  Colombia  0,221  0,058  0,044  ‐  0,097  0,347  0,507  0,021  México  0,614  0,207  0,159  0,033  0,360  1,282  1,874  0,077  Perú  0,281  0,073  0,056  0,033  0,135  0,480  0,702  0,029  La reducción de las emisiones por equipo se muestra en la Tabla B. El lanzamiento de cada motor eficiente en México reduce las emisiones de CO2 aproximadamente 412 kg/año, mientras en Brasil este factor es 82 kg/año. Puede verificarse que para cada unidad de equipo, los calentadores de agua solares proporcionan la mayor contribución a la reducción de las emisiones en países que, de acuerdo con las premisas, usan gas natural para el calentamiento de agua doméstico. Tabla B – Coeficientes técnicos de mitigación de las emisiones de CO2 por equipo  País  Motores Eléctricos  Refrigeradores  Acondicionadores de Aire  Calentadores Solares 1    Ton. de CO2/equipo/ año  Argentina  0,31959  0,04867  0,07699  0,66759  Brasil  0,08194  0,01248  0,01974  0,07147  Chile  0,30717  0,04678  0,07399  0,66759  Colombia  0,14366  0,02188  0,03461  0,66759  México  0,41248  0,07852  0,12420  0,66759  Perú  0,18290  0,02785  0,04406  0,66759  1 En Brasil los calentadores solares sustituyen a las duchas eléctricas. Para los otros países se considera que esta tecnología sustituye a la quema directa de gas natural. Los ahorros totales de energía eléctrica por país y equipo se presentan en la Tabla C. Brasil es el país donde la difusión de tecnologías inteligentes proporciona el volumen más alto de ahorro de energía (aproximadamente 2 TWh/año). En este contexto, se destaca especialmente la penetración de motores eléctricos eficientes, responsables por un ahorro de energía de 1,2 TWh al año. Las tecnologías de calentamiento de agua en México representan un ahorro total de 16.800 toneladas de gas natural.  
  7. 7. 7 Tabla C –  Resultados anuales de la conservación de energía  País  Motores Eléctricos  Refrigeradores  Acondicionadores de Aire  Calentadores Solares  GWh/año  GWh/año  GWh/año  Argentina  16,2  59,4  26,0  ‐  Brasil  1.213,5  580,8  120,1  166,3 GWh/año  Chile  11,7  16,2  6,6  2321,0 (toneladas de GN)  Colombia  29,4  42,6  8,8  ‐  México  723,2  374,9  68,9  16885,0 (toneladas de GN)  Perú  9,4  17,8  1,3  2343,0 (Toneladas de GN)  La Tabla D muestra los resultados anuales de la mitigación de las emisiones de CO2. Entre los países analizados, México representa el 72% de la reducción total de CO2. En ambos países, Brasil y México, los equipos más importantes fueron los motores más eficientes, seguidos de los refrigeradores. Sin embargo, en otros países la situación fue diferente. Los refrigeradores y los calentadores solares fueron más importantes en Argentina, Chile y Perú. Tabla D – Resultados de la mitigación de CO2: tecnologías de uso final de la energía (toneladas de CO2/año)  País  Motores Eléctricos  Refrigeradores  Acondicionadores de Aire  Calentadores Solares  Total  Argentina  5.983  21.901  9.585  ‐  37.468  Brasil  114.714  54.904  11.349  15.723  196.690  Chile  4.147  5.730  2.353  7.043  19.273  Colombia  4.870  7.055  1.453  ‐  13.379  México  430.213  222.993  40.987  51.237  745.430  Perú  1.975  3.760  264  7.110  13.110  Total  561.902  316.344  65.992  81.113  1.025.350  La contribución de las fuentes renovables a la reducción de las emisiones es todavía mayor, como puede verse en la Tabla E. A pesar de que Brasil tiene un factor de emisión muy bajo en comparación con otros países, fue el principal contribuyente debido a su mayor capacidad instalada. La generación usando biomasa aumentó la participación en la reducción de las emisiones. Tabla E – Resultados de la mitigación anual de CO2  considerando la generación renovable: (Toneladas de CO2/año)  País  Eólica  PCH  Biomasa  Solar  Fotovoltaica  Total  Brasil  232.165  1.633.169  3.417.274  2.126  5.284.735  Argentina  17.106  606.224  1.007.575  4.198  1.635.104  Chile  11.497  260.485  238.555  ‐  510.536  México  76.470  966.631  546.539  10.121  1.599.761  Colombia  4.478  327.358  81.523  183  413.542  Perú  236  201.640  64.855  935  267.666  Total  341.952  3.995.508  5.356.321  17.563  9.711.344 
  8. 8. 8 2. Introducción La innovación tecnológica de los equipos y dispositivos eléctricos demostró importantes mejoras con relación al aumento de la eficiencia energética, que, a su vez, tiene un enorme potencial de mejoras medioambientales con relación a la mitigación de los gases que generan en efecto invernadero. Estas innovaciones están, en muchos casos, directamente relacionadas con la utilización adicional de cobre. Por ejemplo, las mejoras de desempeño energético de los motores eléctricos por cada kilo de cobre usado permiten una reducción de 3 toneladas de emisión de CO2 2 , en comparación con equipos con uso menos intensivo de cobre. El balance de las emisiones es muy positivo debido a que en la etapa de producción de estos dispositivos, el uso adicional de cobre es responsable por solo 3 kg de emisiones de CO2e (Keulenaer et al., 2006). Esto significa un factor de retorno de 1000 veces los beneficios proporcionados por estas aplicaciones a lo largo de sus vidas útiles (Copper, 2006). Además, debe notarse que al final de la vida útil del equipo, su contenido de cobre puede reciclarse y usarse en otra aplicación. 2 Todos los gases que generan el efecto invernadero se convirtieron a cantidades equivalentes de CO2 que contribuyen con el calentamiento atmosférico. De esta forma, por ejemplo, una tonelada de metano (CH4), que tiene un efecto 21 veces superior al del dióxido de carbono, es equivalente a 21 toneladas de CO2.
  9. 9. 9 3. Objetivo El objetivo de este estudio es evaluar la contribución del uso de cobre, y el consiguiente aumento de la eficiencia energética, para combatir el cambio climático. Este estudio pretende diagnosticar y contabilizar la mitigación de la emisión de CO2, el principal gas que provoca el efecto invernadero, en algunos países de América Latina, considerando: a) el uso de tecnologías más eficientes en la fabricación de equipos eléctricos; b) el uso de calentadores de agua solares; y c) la generación de electricidad mediante fuentes renovables, como energía eólica, biomasa, pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH) y solar fotovoltaica. Además, se desarrolló una evaluación para medir el impacto potencial de una mejora en la reducción de las pérdidas en los transformadores de distribución. La Tabla 1 muestra la lista de los equipos evaluados, los países y el tipo de estudio3 . Tabla 1 – Alcance del proyecto: equipos, países y tipo de estudio  Equipos  Países evaluados  Tipo de estudio  Motores eléctricos  Argentina, Brasil, Chile, Colombia, México y Perú  Evaluación de impacto  Transformadores de distribución  Brasil  Estudio del potencial  Refrigeradores  Brasil, Chile y México  Evaluación de impacto  Acondicionadores de aire  Brasil, Chile, Colombia, México y Perú  Evaluación de impacto  Energía renovable(*)  Argentina, Brasil, Chile, Colombia, México y Perú  Evaluación de impacto  Calentadores de agua solares  Brasil, Chile, México y Perú  Evaluación de impacto  Nota: (*) Biomasa, eólica, solar fotovoltaica y pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH). 3 Además, se estimó la contribución de los programas fomentados por la ICA LA para el ahorro de energía y la reducción de las emisiones. (Ver Anexo 3, página 25).
  10. 10. 10 4. Metodologı́a Para desarrollar el proyecto se adoptaron dos etapas de análisis, como se describe a continuación: Etapa 1 ‐ Análisis de la eficiencia energética e indicadores de contenido de cobre El objetivo de la primera etapa de análisis es evaluar la relación entre la eficiencia energética de los equipos y su contenido de cobre. El desarrollo de esta etapa se basa en una revisión de la literatura nacional e internacional. Esta literatura incluye informes científicos, documentos de investigación y libros relacionados. Los detalles de esta evaluación se presentan en el Capítulo 5. Etapa 2 – Contabilización del impacto del aumento del uso de cobre Esta etapa tiene por objetivo estimar el impacto de las ventas de nuevos equipos y el aumento en la generación de electricidad mediante fuentes renovables en cada uno de los países analizados. Para realizar esta etapa, la información obtenida en la Etapa 1 se usó para establecer los coeficientes técnicos para las emisiones de CO2 de cada tecnología4 , además de los parámetros específicos del mercado, como se explica a continuación. En el estudio sobre el potencial de mejora de los transformadores de distribución, se cuantifican los potenciales de conservación de la energía y la correspondiente mitigación de CO2, en un escenario que considera el despliegue total de transformadores eficientes en Brasil. Para la determinación de las emisiones se usan dos modelos: uno está relacionado con las tecnologías de uso final y el otro con las tecnologías de generación renovable, como se describe a continuación. 4.1. Tecnologı́as de uso final El modelo anual usado para la determinación de la mitigación de las emisiones de CO2, para cada tecnología de energía de uso final, está determinado por la Ecuación 1: ∗ ∗            Ecuación 1  4 Estos datos se presentan en el Capítulo 5, páginas 15-17.
  11. 11. 11 Donde: - Me es la mitigación anual de las emisiones de CO2 proporcionada por la introducción de tecnología e en el stock en uso en el año y. - Pe es la participación del equipo eficiente en las ventas anuales. - Vae es la venta en el año y de la tecnología e. - CTe es el coeficiente técnico de mitigación anual de las emisiones de CO2 por la tecnología e, dado por la Ecuación 2. CTe Cep‐Cee * 1 Pse *Fme                        Ecuación 2  Donde: - Cep es el consumo de los equipos estándar. - Cee es el consumo de los equipos eficientes. - Pse es el factor de pérdida de generación de energía eléctrica de cada país evaluado y - Fme es el factor de emisión promedio de los sistemas eléctricos de cada uno de los países considerados. Se destaca que en este modelo, en el caso de los equipos eléctricos, las emisiones se contabilizan en la generación de electricidad y a continuación se consideran los factores de pérdidas relacionadas de los sistemas eléctricos de cada país. Solo para el reemplazo de la quema directa de gas por los calentadores de agua solares, las emisiones se estiman considerando el total del gas ahorrado multiplicado por el factor de emisión de gas. 4.2. Tecnologı́as de generación renovable Se usó un procedimiento similar para el análisis de la mitigación de las emisiones de CO2 por la generación de energía renovable (eólica, pequeñas centrales hidroeléctricas, biomasa y solar fotovoltaica). En este caso, el método usado compara la energía de fuentes de generación renovables con la expansión del sistema eléctrico que ocurriría usando una central de energía equivalente representando el mix de generación de electricidad de cada país. Este método es conservador en el sentido que considera los efectos de la generación de energía renovable ya incluidos en los factores de emisión promedio para los sistemas de generación de electricidad en los
  12. 12. 12 países analizados. Si la comparación se realizara con una central basada en combustible fósil (fuel oil, gas natural, diesel, etc.), la mitigación del impacto sería mayor. Las Ecuaciones 3 y 4 muestran el método usado en la contabilización de la mitigación de las emisiones de CO2 en la generación renovable. ∗ Ecuación 3    Donde: - Mer es la mitigación anual de las emisiones de CO2 proporcionada por la capacidad instalada de generación de tecnología renovable r. - CIr es la capacidad instalada de generación de la tecnología r. - CTe es el coeficiente técnico de mitigación para las emisiones anuales de CO2 de las tecnologías de generación r, dado por la Ecuación 4. CTg FCr*8,76*Fme Ecuación 4  Donde: - FCr es el factor de capacidad de generación de la tecnología r y - Fme es el factor de emisiones promedio del sistema eléctrico de cada país considerado. - La constante 8,76 se refiere al número de horas por año dividido por mil.
  13. 13. 13 5. Eficiencia Energética y Contenido de Cobre de las Tecnologı́as Evaluadas 5.1. Motores eléctricos Los motores eléctricos se usan ampliamente en el sector industrial. Algunos ejemplos de su aplicación son las bombas para transferencia de líquidos, los compresores de gas y los ventiladores. La industria textil tiene máquinas específicas, tanto para hilado como para tejido, de tecnología secular. Los sectores de cemento, pulpa y papel y químico usan una gran cantidad de bombas, compresores y ventiladores en sus procesos, así como también grandes cintas transportadoras, molinos, agitadores y tamices. Estos equipos utilizan muchos motores de alta potencia, junto con numerosos motores pequeños para servicios auxiliares. La industria de la cerámica emplea grandes mezcladoras, sopladores y diversas cintas transportadoras. Los sectores de minería, siderurgia y fabricación de metales, además de bombas, compresores y ventiladores, también usan molinos, transportadores y maquinaria específica para actividades como laminación, para tirar, doblar y cortar (Garcia, 2003). De acuerdo con Keulenaer et al (2006), que evalúan los motores de inducción de bajo voltaje (22 kW) utilizados en aplicaciones de sistemas típicos, como bombeo de agua, aire comprimido y ventilación, los beneficios de la mayor eficiencia energética son bastante significativos y se reflejan directamente, por ejemplo, en una reducción de las emisiones de aproximadamente 19 toneladas de CO2 5 por motor durante su vida útil. Debe señalarse que el balance de las emisiones entre la producción de los equipos de alta eficiencia y lo que estos equipos permiten mitigar durante su vida útil es de aproximadamente 1000 veces, es decir, cada kg de CO2 emitido durante la producción del motor significa una reducción de una tonelada en las emisiones de CO2 durante su funcionamiento. La Tabla 2 muestra la relación directa entre la eficiencia de los motores eléctricos y el uso adicional de cobre, de acuerdo con Keulenaer et al (2006), quienes evaluaron tres tipos de motores funcionando bajo las mismas condiciones. En este caso, con el uso adicional de 5,1 kg de cobre, el motor de alto desempeño fue 4,1 puntos porcentuales más eficiente que el motor tradicional. 5 En este caso, consideramos un factor de emisión promedio de 15 para los países europeos.
  14. 14. 14 Tabla 2 – Relación entre el uso de cobre y la eficiencia de los motores eléctricos de 22 kW  Parámetros  Eficiencia estándar Alta eficiencia Alta eficiencia Premium  Vida útil (años)  20 20 20 Carga (%)  50 50 50 Eficiencia (%)  89,5 91,8 92,6 Cobre (Kg)  8,8 12,9 13,9 Fuente: Keulenaer et al (2006)  La Tabla 3 muestra la participación de mercado de los motores eléctricos por potencia en Brasil y México. Tabla 3 – Mercado de motores eléctricos en Brasil y México  Rango de Potencia  Participación de Mercado ‐ Brasil Participación de Mercado ‐ México 1. Hasta 1 cv (carcasa 63 y superior)  33,77% 7,68% 2. Más de 1 cv y hasta 10 cv  50,92% 82,13% 3. Más de 10 cv y hasta 40 cv  11,47% 8,44% 4. Más de 40 cv y hasta 100 cv  2,73% 1,29% 5. Más de 100 cv y hasta 300 cv  0,99% 0,44% 6. Más de 300 cv  0,12% 0,02% Fuente: Garcia (2003)  5.2. Transformadores de distribución Los transformadores de distribución son diseñados para elevar el voltaje para responder a necesidades específicas de las redes eléctricas. Sin embargo, el uso de estos equipos introduce pérdidas de energía en el sistema. Para ejemplificar, el monto de estas pérdidas representa aproximadamente 30% de las pérdidas totales del sistema de distribución de electricidad en Brasil (CEPEL, 2008). De acuerdo con datos del CEPEL (2008), en 2007 el número de transformadores instalados en Brasil era de 1,55 millones de transformadores monofásicos, más 1,10 millones de transformadores trifásicos. Las Tablas 4 y 5 muestran la distribución de los transformadores de acuerdo con el Sistema de Distribución Eléctrica Brasileño.
  15. 15. 15 Tabla 4 – Distribución de transformadores monofásicos de acuerdo con la potencia en Brasil (2007)  5 kVA  10 kVA 15 kVA 25 kVA Otros Total  Unidades 323.587  904.663 237.600 75.509 10.748 1.552.107  %  20,8%  58,3% 15,3% 4,9% 0,7% 100,0%  Fuente: CEPEL, 2008  Tabla 5 – Distribución de transformadores trifásicos de acuerdo con la potencia en Brasil (2007)  15 kVA 30k VA  45 kVA 75 kVA 112,5 kVA 150 kVA Otros  Total Unidades  175.878 231.614  256.125 233.604 113.007 54.717 39.250  1.104.195 %  15,8% 21,0%  23,2% 21,2% 10,2% 5,0% 3,6%  100,0% Fuente: CEPEL, 2008  El uso de transformadores eficientes reduce sustancialmente las pérdidas de energía. Los transformadores de alto rendimiento utilizados de forma eficiente permiten mejoras en la conservación de la energía y la consecuente reducción de las emisiones de gases que provocan el efecto invernadero. De acuerdo con Keulenaer (2006), un transformador de distribución de alto rendimiento de 100 KVA funcionando al 25% de la carga permite una mitigación de aproximadamente 37 toneladas de CO2e 6 en sus 30 años de vida útil. De acuerdo con el mismo autor, la Tabla 6 representa la relación directa entre las pérdidas del transformador y el uso adicional de cobre para tres tipos de equipos. Tabla 6 – Parámetros europeos para pérdidas y uso de cobre en transformadores de distribución  Parámetros AA’ CC’ C‐Amorfo Vida útil (años) 30 30 30 Carga (%)  25 25 25 Pérdidas en cobre (kW) 1,750 1,475 1,475 Pérdidas en hierro (kW) 0,32 0,21 0,06 Cobre (kg)  85 115 155 Fuente: Keulenaer (2006)   De acuerdo con estudios desarrollados por el LAT-EFEI (Laboratorio de Alta Tensión) de la UNIFEI (Universidad Federal de Itajubá, Brasil), el cobre adicional en los transformadores debe permitir una reducción significativa de las pérdidas en las redes de distribución de energía de Brasil. La Tabla 7 muestra la diferencia en las pérdidas 6 En este caso consideramos un factor de emisión promedio de 15 países europeos.
  16. 16. 16 existentes para transformadores de 30, 45 y 75 kVA, en MWh/año, para los equipos estándar y de alta eficiencia usados en Brasil. Tabla 7 – Relación entre el uso de cobre y la eficiencia de los transformadores de distribución  Transformador  Estándar  (MWh/año)  Eficiente  (MWh/año)  %  30 kVA  2,9558 2,1525 27,2%  45 kVA  3,6429 2,7105 25,6%  75 kVA  6,4560 4,7790 26,0%  La Figura 1 ilustra la relación directa entre el incremento en la masa de cobre y la reducción de las pérdidas térmicas en los transformadores de distribución. Figura 1 – Curvas de reducción de pérdidas debido al incremento del cobre en los transformadores  Fuente: LAT‐EFEI UNIFEI  Las Tablas 8 y 9 muestran el incremento de la masa de cobre en transformadores monofásicos y trifásicos, respectivamente, para transformadores de diversas capacidades, de acuerdo con el estudio del LAT-EFEI UNIFEI. En este caso, el incremento del cobre se calculó para una reducción de 20% de las pérdidas totales.
  17. 17. 17 Tabla 8 – Incremento del cobre en transformadores monofásicos de 15 kV para reducir las pérdidas 20%  Potencia  Masa Estándar   (kg)  Reducción de las Pérdidas  (%)  Incremento de la Masa  (%)  Incremento de la Masa  (kg)  5 kVA  7,41  20 29,11 2,15 10 kVA  11,88  20 28,91 3,43 15 kVA  20,13  20 24,61 4,95 25 kVA  22,96  20 23,94 5,49 Fuente: LAT‐EFEI – UNIFEI      Tabla 9 – Incremento de cobre en transformadores trifásicos de 15 kV para reducir las pérdidas 20%  Potencia  Masa Estándar   (kg)  Reducción de las Pérdidas  (%)  Incremento de la Masa  (%)  Incremento de la Masa  (kg)  15 kVA  23,68   20 18,72 4,43 30 kVA  27,63   20 21,92 6,05 45 kVA  35,10   20 16,72 5,86 75 kVA  49,75   20 17,81 8,86 112,5 kVA  67,08   20 24,67 16,55 150 kVA  66,64  20 20,27 13,50 Fuente: LAT‐EFEI ‐ UNIFEI  5.3. Refrigeradores Los refrigeradores de alta eficiencia con relación al consumo de energía se fabrican con una mayor utilización de cobre en diversos componentes. Los compresores son componentes con uso intensivo de cobre. La diferencia en el uso de este metal conductor en los equipos eficientes puede superar 20% la cantidad utilizada en equipos menos eficientes. La tabla 9 muestra el uso adicional de cobre por componente del refrigerador en un equipo estándar de 480 litros. Este equipo con un aumento de 22% en la eficiencia energética usa 386,5 g adicionales de cobre.
  18. 18. 18 Tabla 10 – Uso adicional de cobre, por componente, en un refrigerador de 480 litros  Componente  Peso (g) Eficiencia + 22% (g)  Diferencia (g) Cable eléctrico   101,42 123,73  22,31 Tubo de servicio del compresor  25,8 31,48  5,68 Tubo de servicio del filtro secador   26,34 32,13  5,79 Filtro secador  76,12 92,87  16,75 Cable a tierra  18,32 22,35  4,03 Enchufe de plástico  41,88 51,09  9,21 Evaporador (punta de la línea de succión + capilar) 166,72 203,40  36,68 Compresor  1.300,00 1.586,00  286,00 Total  1.757,00 2.143,00  386,45 Fuente: Fabricante nacional ‐ Información privada   5.4. Acondicionadores de aire Los acondicionadores de aire se utilizan para el tratamiento del aire en ambientes cerrados. Dicho tratamiento consiste en la regulación de la calidad del aire en interiores, por ejemplo su temperatura, humedad, limpieza y circulación. Para esta finalidad, el sistema de acondicionamiento del aire puede incluir funciones de calefacción, refrigeración, humidificación, renovación, filtrado y ventilación. No se encontraron estudios referentes a la relación entre el uso adicional de cobre y la eficiencia energética de los acondicionadores de aire. Un equipo estándar de 17.700 BTU/h contiene aproximadamente 3,64 kg de cobre y su instalación exige 1,56 kg adicionales, lo que da un total de 5,2 kg de cobre por equipo instalado. 5.5. Energı́a renovable Con relación a la generación de electricidad de fuentes renovables, se consideraron las siguientes tecnologías: eólica, pequeñas centrales hidroeléctricas (PCH), biomasa y energía solar fotovoltaica. La tecnología solar fotovoltaica concentrada no se consideró debido a que aún no se utiliza en América Latina. La tabla 10 muestra el uso de cobre por MW de capacidad instalada de cada una de estas tecnologías. La tabla 11 muestra la capacidad instalada para cada país considerado.
  19. 19. 19 Tabla 11 – Uso adicional de cobre por capacidad instalada de fuentes de generación renovables  Tecnología    Demanda de cobre por tecnología   Eólica  2,5 ton de cobre/MW PCH  2,0 ton de cobre/MW Biomasa  1,2 ton de cobre/MW Fotovoltaica 8,8 ton de cobre/MW Fuente: Leonardo Energy y KEMA, 2009 Tabla 12 – Capacidad instalada de fuentes de generación renovables  País  Eólica  (MW)  PCH (MW)  Biomasa (MW)  Fotovoltaica  (MW)  Total  (MW)  Brasil  1.638 *  4.043 9.644 * 20  10.879  Argentina  31  380 720 10  1.141  Chile  20  159 166 0  345  México  85  377 243 15  720  Colombia  18  472 134 1  625  Perú  1  210 77 4  291  Total  1.591  5.641 6.720 50  14.001  Fuente: Jannuzzi et al, 2010 * Valores actualizados de acuerdo con www.aneel.gov.br/ 5.6. Calentadores de agua solares Las placas de recolección son responsables por la absorción de la radiación solar. El calor del sol capturado por las placas del calentador se transfiere al agua que circula dentro de la tubería de cobre. Un sistema de calentamiento de agua básico que utiliza energía solar consta de placas de recolección solar y un tanque térmico (conocido como boiler). El tanque térmico es un contenedor para almacenar el agua calentada. Se trata de un cilindro de cobre, acero o polipropileno, aislado térmicamente con poliuretano expandido sin CFC, que no afecta la capa de ozono. Estos cilindros almacenan el agua calentada para su uso posterior. El tanque de agua fría alimenta el tanque térmico del calentador para mantenerlo lleno. En promedio, se sabe que cada metro cuadrado de calentador solar instalado exige 5 kg de cobre.
  20. 20. 20 6. Resultados La tabla 12 muestra los coeficientes de técnicos de mitigación de las emisiones de CO2 proporcionados por la introducción de una unidad de tecnología de uso final eficiente de energía. Como se muestra en la Ecuación 2 (Sección 4.1), además de depender de la diferencia en el consumo de energía entre las tecnologías llamadas estándar y las tecnologías eficientes, estos coeficientes dependen de las pérdidas de los sistemas eléctricos y del mix de la matriz de energía de los países evaluados. Por lo tanto, estos coeficientes reflejan, en cierta forma, el contenido de carbono embutido en la matriz de los países. Debe destacarse que la sustitución de la quema directa de gas natural por los calentadores de agua solares tiene el coeficiente de mitigación más elevado7 . Tabla 13 – Coeficientes técnicos de mitigación de CO2 por tipo de equipo  País  Motores Eléctricos  Refrigeradores  Acondicionadores de Aire  Calentadores Solares 1 Ton de CO2/equipo/año  Argentina  0,31959  0,04867  0,07699  0,66759  Brasil  0,08194  0,01248  0,01974  0,07147  Chile  0,30717  0,04678  0,07399  0,66759  Colombia  0,14366  0,02188  0,03461  0,66759  México  0,41248  0,07852  0,12420  0,66759  Perú  0,18290  0,02785  0,04406  0,66759  1 En Brasil, los calentadores solares sustituyen a las duchas eléctricas y en los otros países sustituyen la quema directa de gas natural. A partir de los coeficientes técnicos mostrados en la Tabla 13 y la evaluación de contenido de cobre presentada en el Capítulo 5, la Tabla 14 muestra los coeficientes de mitigación de CO2 por kg de cobre adicionado al equipo eficiente. Tabla 14 – Coeficientes técnicos de mitigación de CO2 por kg adicional de cobre  País  Motores Eléctricos  Refrigeradores  Acondicionadores de Aire  Calentadores Solares  Ton de CO2/kg de cobre adicional/año  Argentina  0,491  0,128  0,099  0,033  Brasil  0,126  0,033  0,025  0,004  Chile  0,471  0,123  0,095  0,033  Colombia  0,221  0,058  0,044  0,033  México  0,614  0,207  0,159  0,033  Perú  0,281  0,073  0,056  0,033  7 En este caso, las estimaciones consideran que calentadores solares con un área de 4 m2 sustituyen 220 m3 de gas natural al año.
  21. 21. 21 La tabla 14 muestra los coeficientes de mitigación de CO2 para la generación renovable, ya considerando las características de cada país (Anexo 1) y las consideraciones realizadas en las ecuaciones 3 y 4 de la Sección 4.2. Tabla 15 – Coeficientes técnicos de mitigación de CO2: tecnologías de generación renovable   País  Eólica  PCH  Biomasa  Solar FV  Ton de CO2/MW instalado/año  Brasil  141,7  403,9  354,3  106,3  Argentina  559,8  1.595,3  1.399,4  419,8  Chile  574,8  1.638,3  1.437,1  431,1  México  899,7  2.564,0  2.249,1  674,7  Colombia  243,4  693,6  608,4  182,5  Perú  336,9  960,2  842,3  252,7  La tabla 15 muestra los resultados de la mitigación de las emisiones de CO2 resultantes de la venta anual de equipos eficientes. El principal impacto en la mitigación entre los países analizados se observa en México, donde gracias a la introducción de equipos eficientes cada año se dejan de emitir aproximadamente 750 mil toneladas de carbono a la atmósfera. Tabla 16 – Resultados de la mitigación de CO2: tecnologías de uso final (ton de CO2/año)  País  Motores  Eléctricos  Refrigeradores  Acondicionadores  de Aire  Calentadores  Solares  Total  Argentina  5.983  21.901  9.585  ‐  37.468  Brasil  114.714  54.904  11.349  15.723  196.690  Chile  4.147  5.730  2.353  7.043  19.273  Colombia  4.870  7.055  1.453  ‐  13.379  México  430.213  222.993  40.987  51.237  745.430  Perú  1.975  3.760  264  7.110  13.110  Total  561.902  316.344  65.992  81.113  1.025.350  La generación de energía renovable no convencional (excluyendo la energía hidráulica) continúa siendo insignificante en América Latina. En este caso, las estimaciones de mitigación se basan en la generación efectiva por parte de estas fuentes renovables. La comparación se realiza con un escenario de ausencia de estas fuentes y su sustitución por generación convencional (usando el mix de la matriz de generación de cada país).
  22. 22. 22 La tabla 16 muestra los resultados de estas estimaciones para la energía eólica, pequeñas centrales hidroeléctricas, biomasa y generación fotovoltaica. De acuerdo con las estimaciones, anualmente se mitiga la emisión de 9,7 millones de toneladas de CO2 debido a la capacidad instalada de estos tipos de generación renovable. Más de la mitad de esta mitigación proviene de Brasil, un país que, a pesar de tener un factor promedio de emisiones de CO2 menor que otros países, tiene una capacidad instalada mayor de estos tipos de fuentes. Tabla 17 – Resultados anuales del programa de mitigación de CO2 con generación renovable (ton de CO2/año)  País  Eólica  PCH  Biomasa  Solar FV  Total  Brasil  232.165  1.633.169  3.417.274  2.126  5.284.735  Argentina  17.106  606.224  1.007.575  4.198  1.635.104  Chile  11.497  260.485  238.555  0  510.536  México  76.470  966.631  546.539  10.121  1.599.761  Colombia  4.478  327.358  81.523  183  413.542  Perú  236  201.640  64.855  935  267.666  Total  341.952  3.995.508  5.356.321  17.563  9.711.344  Nota: Valores calculados usando los coeficientes técnicos (Tabla 15) El Anexo 1 muestra el estudio de caracterización de las matrices eléctricas y los factores de emisión de CO2 correspondientes para los países analizados. El Anexo 2 describe otros parámetros y premisas que subyacen a las estimaciones. El Anexo 3 presenta las estimaciones de la contribución de las actividades de ICA LA en los mercados de los países estudiados.
  23. 23. 23 7. Conclusiones Este documento presenta una metodología para estimar el impacto de la mitigación de las emisiones de CO2 como resultado de la difusión del uso eficiente de la electricidad debido a la sustitución de gas natural por calentadores solares y debido al aumento de la participación de fuentes de generación renovables (eólica, pequeñas centrales hidroeléctricas, biomasa y solar fotovoltaica). Esta metodología permitió la elaboración de coeficientes técnicos que pueden producir estimaciones para los mercados evaluados (para las ventas totales anuales o parciales) y, en el caso de la generación renovable, el impacto en la mitigación de las emisiones de CO2. También se presentaron coeficientes técnicos que relacionan el uso adicional de cobre en equipos de uso final de energía. Usando los coeficientes anteriores, se estimó el impacto de la penetración de equipos eficientes en los mercados de Argentina, Brasil, Chile, México, Colombia y Perú. Estos coeficientes reflejan de forma directa la matriz de generación de electricidad de los países evaluados. En tal sentido, un valor de coeficiente más elevado indica una mayor participación de fuentes fósiles (petróleo y sus derivados, gas natural y carbón). Con base en estos coeficientes y en los datos de mercado de las ventas anuales, se estimó el impacto en términos de conservación de la energía. En el sector eléctrico, se ahorran 3,5 TWh anuales debido a la introducción de equipos eléctricos eficientes. Se destaca el caso de Brasil, que contribuye con 2 TWh anuales de este total. Las sustitución de calentadores a gas natural por calentadores solares también generó un impacto significativo que responde anualmente por ahorros de aproximadamente 21.400 toneladas de gas natural. En términos de la mitigación de las emisiones de CO2, los resultados fueron muy significativos, particularmente en países cuya matriz energética es más intensiva en carbono. La penetración de tecnologías para uso final eficiente de la energía es responsable por mitigar anualmente aproximadamente 1 millón de toneladas de CO2, de las cuales solo México es responsable por 72% del total.
  24. 24. 24 El impacto de la generación renovable es todavía mayor: anualmente se evita la emisión de cerca de 9,7 millones de toneladas de CO2 a la atmósfera. A pesar de que el factor de emisiones de Brasil es muy bajo en comparación con otros países, el país es el principal contribuyente debido a su mayor capacidad instalada. La generación a partir de biomasa tiene la mayor participación en la reducción de las emisiones.
  25. 25. 25 8. Bibliografı́a BAE. 2010. Balance Anual de Energía 2009 – Del sitio web: http://www.gob.cl/informa/2010/11/10/ministerio-de-energia-entrega-balance-anual-de-energia-2009.htm BEN. 2010. Balanço Energético Nacional 20010 – Del sitio web: https://ben.epe.gov.br/ BNE. 2010. Balance de Energía del Perú 2010 – Del sitio web: http://www.minem.gob.pe/publicacion.php?idSector=12&idPublicacion=418 Copper (2006) ECI. Sitio que proporciona información de ciclo de vida actualizada sobre sus principales productos. Disponible en: www.copper-life-cycle.org Garcia. A.G.P (2003). Impacto da lei de eficiência energética para motores elétricos no potencial de conservação de energia na indústria. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. (Impacto de la Ley de eficiencia energética para motores eléctricos en el potencial de conservación de energía de la industria. Tesis de maestría. Programa de posgrado en ingeniería de la Universidad Federal de Rio de Janeiro). Hans De Keulenaer. Constantin Herrmann. Francesco Parasiliti. (2006) 22 kW induction motors with increasing efficiency. Disponible en: http://www.leonardo-energy.org/Files/Case1-22kW-50.pdf Hans De Keulenaer (2006) 100 kVA distribution transformer designs with increasing efficiency. Disponible en: http://www.leonardo-energy.org/repository/Library/Papers/Case7-trafo-100-25.pdf INE. 2010. Instituto Nacional de Estadística – Sitio web: http://www.ine.cl IEA. 2011. International Energy Agency. CO2 emissions from fuel combustion. IEA Statistics. Jannuzzi, G.M.; Rodríguez, O.B.; Dedecca,J.G.; Nogueira, L.G.; Gomes, R.D.M, Navarro, J. (2010). Energias renováveis para geração de eletricidade na América Latina: mercado, tecnologias e perspectivas. Relatório de Projeto desenvolvido para “International Copper Association” (Generación de energía renovable en América Latina: mercado, tecnología y perspectivas. Informe de proyecto desarrollado para la “International Copper Association”). Disponible en: http://www.procobre.org/archivos/pdf/energia_sustentable/generacion_de_electricidad_pr.pdf Leonardo Energy y KEMA. 2009. System integration of distributed generation - renewable energy systems in different european countries. Disponible en: http://www.leonardo-energy.org/files/root/pdf/2009/System_Integration_DG_RES.pdf POISE. 2011. Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico 2011_2025 – Coordinación de Planificación – CFE – Encontrado en el sitio web: http://www.sener.gob.mx/portal/Default.aspx?id=1453# SEN. 2010. Estadísticas del Sector Eléctrico. Disponible en el sitio web: http://www.sener.gob.mx/portal/industria_electrica_mexicana.html UPME. 2010. Balances Energéticos Nacionales 1975-2009 - Ing. Oscar Uriel Imitola Acero. Director General e Ing. Enrique Garzón Lozano. Subdirector de Información.
  26. 26. 26 9. Anexo 1 ‐ Matriz Eléctrica y Emisiones en los Paı́ses Seleccionados A continuación se presentan las matrices de generación de energía de los países donde actúa ICA LA para promover el uso de cobre. Brasil, México, Chile, Argentina, Perú y Colombia. Estos países tienen diferentes matrices de generación de electricidad, con uso más intensivo de combustibles fósiles, como petróleo, carbón y gas natural que otros. 9.1. Brasil La generación de energía en Brasil por parte de plantas públicas alcanzó los 509,2 TWh en 2010, un resultado 10,0% superior que el de 2009, de acuerdo con el análisis de los Balances de Energía Nacional (BEN) 2009/2010. La principal fuente es la energía hidráulica, con un aumento de 3,7% en 2010. La Figura 2 muestra que Brasil presenta una matriz de generación de electricidad predominantemente formada por recursos renovables, donde la generación hidráulica interna es responsable por más de 74% del suministro. Agregando las importaciones, que también se producen mediante fuentes renovables, puede considerarse que 86% de la electricidad de Brasil proviene de fuentes renovables (BEN, 2010). 9.2. México De acuerdo con las estadísticas del Sector Eléctrico Mexicano (SEN, 2010), la capacidad de generación pública de energía en diciembre de 2009 (51.686 MW) aumentó 1,14% con respecto a 2008 (51.105 MW). La mayor central hidroeléctrica del país, con 4.800 MW, está ubicada en el río Grijalva y se interconecta con centrales como Angostura, Chicoasén, Peñitas y Malpaso. En diciembre de 2009, de acuerdo con la Coordinación de Planeamiento (POISE, 2011), representaban 42,2% de toda la capacidad hidroeléctrica operativa. Sin embargo, en 2009 se destaca una reducción de la generación de energía hidráulica debido a las sequías que afectaron a México. Esta caída fue compensada por plantas térmicas a gas y a base de combustibles fósiles. La figura 3 muestra la diversidad de la matriz eléctrica mexicana en 2009.
  27. 27. 27 9.3. Perú Perú presenta una matriz de generación de electricidad predominantemente basada en combustibles fósiles. De acuerdo con datos de NBS (2010), el gas natural es el principal combustible, con 45,1%, seguido por la energía hidroeléctrica, con 22,5%. La figura 4 muestra la matriz de generación eléctrica de 2009. Figura 2 –  Brasil: Oferta de  electricidad interna por tipo de fuente ‐ 2009  Figura 3 – México: Oferta de  electricidad interna por tipo de fuente ‐ 2009  Oferta interna de energía eléctrica por fuente ‐ 2009  Hidráulica (76,9%) Carbón y derivados (1,3%) Nuclear (2,5%) Derivados de Petróleo (2,9%) Gás Natural (2,6%) Eólica (0,2%) Biomasa (5,4%) Importación (parte hidráulica) (8,2%) Oferta interna de energía eléctrica por fuente – 2009 Hidráulica (22%) Nuclear (2,6%) Geotérmica y eólica (2%) Carboeléctrica (9,1%) Combustión interna (0,4%) Turbogás (4,9%) Ciclo combinado (34%) Termoeléctrica convencional (25%)
  28. 28. 28 Figura 4 – Perú: Oferta de  electricidad interna por tipo de fuente ‐ 2009  9.4. Chile En Chile, la energía hidroeléctrica responde por 43% de la generación de la capacidad, la generación basada en carbón responde por 27% y la basada en petróleo por 18%. El gas natural contribuye con un poco menos de 9% y las fuentes renovables no convencionales contribuyen con no más de 3% de la generación (eólica y biomasa) (INE, 2010). La Figura 5 muestra la matriz de generación de electricidad de Chile en 2009. 9.5. Argentina En Argentina, cerca del 90% del consumo de energía se basa en combustibles fósiles. Las principales fuentes son el gas y el petróleo (BAE, 2010). La Figura 6 muestra la matriz de generación eléctrica en 2009. Oferta interna de energía eléctrica por fuente – 2009 Gas natural (45,1%) Uranio (3,3%) Carbón mineral  (4,2%) Petróleo crudo (11,7%) Líquidos y gas natural (13,2%) Hidroenergía (22,5%)
  29. 29. 29 Figura 5 – Chile: Oferta de  electricidad interna por tipo de fuente ‐ 2009  Figura 6 – Argentina: Oferta de  electricidad interna por tipo de fuente ‐ 2009  9.6. Colombia En Colombia, la generación de electricidad basada en carbón es predominante, con 47,3%, seguida del petróleo, con 33,8%, y el gas natural, con 10,4%. La figura 7 muestra la matriz de generación de electricidad de Colombia en 2009 (UPME, 2010). Oferta interna de energía eléctrica por fuente – 2009 Hidráulica (43%) Carbón (27%) Petróleo (18%) Gas natural (9%) Otros (3%) Oferta interna de energía eléctrica por fuente – 2009 Hidráulica (5%) Carbón mineral (1%) Nuclear (3%) Petróleo (39%) Gas natural (48%) Leña (2%) Bagazo (1%) Otros (1%)
  30. 30. 30 Figura 7 – Colombia: Oferta de  electricidad interna por tipo de fuente ‐ 2009  9.7. Factor de emisión de los sistemas eléctricos nacionales El factor de emisión promedio de los sistemas eléctricos nacionales refleja directamente la composición de la matriz energética de los países. Como se muestra en las secciones previas, la mayoría de los países investigados tienen matrices de generación fuertemente dependientes de la generación basada en combustible fósil, lo que implica factores de emisión importantes. La figura 8 muestra, de acuerdo con un estudio de la IEA (2011), los factores de emisión promedio de CO2 de los sectores de energía eléctrica de los países analizados. Estos factores se calculan habitualmente a partir de las emisiones promedio de todas las plantas que generan energía. Figura 8 – Factor promedio de emisiones CO2 de los sistemas eléctricos: 2000 – 2009  Fuente: IEA (2011)  Oferta interna de energía eléctrica por fuente – 2009 Hidroenergía (4,2%) Biomasa (4,3%) Carbón mineral (47,3%) Petróleo (33,8%) Gas natural (10,4%) 2000 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Brasil 88 85 79 85 84 81 73 89 64 México 539 559 558 571 495 509 482 479 430 Chile 267 349 279 295 322 318 304 408 411 Argentina 338 258 275 308 313 311 352 366 355 Perú 154 146 152 212 209 183 199 240 236 Colombia 160 154 152 117 131 127 127 107 175 0 100 200 300 400 500 600 Gramos de  CO2por KWh
  31. 31. 31 10. Anexo 2 ‐ Parámetros Usados en las Estimaciones de la Contribución de los Programas de ICA LA Las Tablas 18 a 22 muestran, para cada dispositivo evaluado, las premisas usadas en el proceso de estimación del impacto de los programas desarrollados por ICA LA para promover la difusión de equipos eficientes. Tabla 18 – Premisas de alcance de los programas: Motores eléctricos trifásicos   País  Inicio  Final  Mercado total  Eficiente  Influencia de ICA  Unidades  %  %  Argentina  2007  En curso 374.400 5%  100% Brasil  2002  En curso 2.000.000 70%  90% Chile  2006  En curso 90.000 15%  100% Colombia  2007  En curso 226.000 15%  50% México  2006  En curso 1.490.000 70%  95% Perú  2007  En curso 540.000 2%  100% Total    4.720.400    Tabla 19 – Premisas de alcance de los programas: Transformadores de distribución  País  Inicio  Final  Mercado total  Eficiente  Influencia de ICA  Unidades  %  %  Argentina  2007  En curso 1.900 0%  0% Brasil  2006  En curso 150.000 20%  90% Chile  2007  En curso 8.600 30%  90% Colombia  2007  En curso 110.000 10%  60% México  2007  En curso 127.500 3%  100% Perú  2007  En curso 450 0%  0% Total  398.450 Tabla 20 – Premisas de alcance de los programas: Refrigeradores  País  Inicio  Final  Mercado total  Eficiente  Influencia de ICA  Unidades  %  %  Argentina  2007  2011 900.000 50%  0% Brasil  2006  En curso  5.500.000  80%  5%  Chile  2007  En curso 245.000 50%  50% Colombia  2007  2011 645.000 50%  0% México  2007  En curso  3.550.000  80%  5%  Perú  2007  2011 450.000 30%  0% Total  11.290.000
  32. 32. 32 Tabla 21 – Premisas de alcance de los programas: Acondicionadores de aire   País  Inicio  Final  Mercado total  Eficiente  Influencia de ICA      Unidades  %  %  Argentina  2007  2011 415.000 30%  0% Brasil  2006  En curso 1.150.000 50%  5% Chile  2007  En curso 106.000 30%  50% Colombia  2007  2011 140.000 30%  3% México  2007  En curso 660.000 50%  5% Perú  2007  2011 30.000 20%  3% Total    2.501.000      Tabla 22 – Premisas de alcance de los programas: Calentadores solares  País  Inicio  Final  Mercado total  Eficiente  Influencia de ICA      m 2   %  %  Argentina  ‐  ‐  ‐  ‐  0%  Brasil  2005  En curso 880.000 100%  100% Chile  2005  En curso 42.200 100%  100% Colombia  ‐  ‐ ‐ ‐  0% México  2005  En curso 307.000 100%  100% Perú  2005  En curso 42.600 100%  100% Total    1.271.800   
  33. 33. 33 11. Anexo 3 ‐ Estimaciones de la Contribución de los Programas de ICA LA 11.1. Motores eléctricos La tabla 22 muestra los resultados estimados de la mitigación del impacto de las emisiones de CO2 del programa para motores eléctricos. A pesar de que Brasil es el país con el programa más prolongado (iniciado en 2002), México es el país que mostró un resultado de mitigación acumulada más elevado, con aproximadamente 11,4 millones de toneladas de CO2. Este contrapunto se explica por la amplia diferencia entre los factores de emisión de estos países. Debe destacarse que solo Brasil y México presentan resultados basados en la participación de mercado de motores por categorías. En el caso de los otros países, las estimaciones usan el modelo equivalente al brasileño. La hipótesis de funcionamiento considera 480 horas por mes (16h/día x 30 días/mes) con una carga de 50%. Tabla 23 – Resultados del programa de mitigación de CO2 para motores eléctricos: en millones de toneladas  País  2002  2003  2004  2005  2006  2007  2008  2009  2010  2011  2012  Total  Acumulado  Argentina  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  0,006  0,012  0,018  0,024  0,030  0,036  0,126  Brasil  0,103  0,206  0,310  0,413  0,516  0,619  0,723  0,826  0,929  1,032  1,136  6,814  Chile  ‐  ‐  ‐  ‐  0,004  0,008  0,012  0,017  0,021  0,025  0,029  0,116  Colombia  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  0,002  0,005  0,007  0,010  0,012  0,015  0,051  México  ‐  ‐  ‐  ‐  0,409  0,817  1,226  1,635  2,044  2,452  2,861  11,444  Perú  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  0,002  0,004  0,006  0,008  0,010  0,012  0,041  Total  0,103  0,206  0,310  0,413  0,929  1,456  1,982  2,509  3,035  3,561  4,088  18,592  11.2. Refrigeradores La tabla 23 muestra los resultados estimados para refrigeradores. México es el país con el mayor resultado de mitigación, con cerca de 234.000 toneladas de CO2. En Brasil, el impacto acumulativo del programa es de 77.000 toneladas y en Chile, de 60.000 toneladas
  34. 34. 34 Tabla 24 – Resultados del programa de mitigación de CO2 para refrigeradores: en millones de toneladas  País  2006  2007  2008  2009  2010  2011  2012  Total Acumulado  Argentina  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  Brasil  0,003  0,005  0,008  0,011  0,014  0,016  0,019  0,077  Chile  ‐  0,003  0,006  0,009  0,011  0,014  0,017  0,060  Colombia  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  México  ‐  0,011  0,022  0,033  0,045  0,056  0,067  0,234  Perú  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  Total  0,003  0,020  0,036  0,053  0,070  0,087  0,103  0,371  11.3. Acondicionadores de aire La tabla 24 muestra los resultados estimados para acondicionadores de aire. Una vez más, el mayor impacto de la mitigación proporcionado por el programa se observa en México, donde para el período estimado de 2007 a 2012 dejaron de emitirse a la atmósfera 43.000 toneladas de CO2. Tabla 25 – Resultados del programa de mitigación de CO2 para acondicionadores de aire: en millones de toneladas  País  2006  2007  2008  2009  2010  2011  2012  Total Acumulado  Argentina  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  Brasil  0,00057  0,00113  0,00170  0,00227  0,00284  0,00340  0,00397  0,01589  Chile  ‐  0,00118  0,00235  0,00353  0,00471  0,00588  0,00706  0,02471  Colombia  ‐  0,00004  0,00009  0,00013  0,00017  0,00022  0,00026  0,00092  México  ‐  0,00205  0,00410  0,00615  0,00820  0,01025  0,01230  0,04304  Perú  ‐  0,00001  0,00002  0,00002  0,00003  0,00004  0,00005  0,00017  Total  0,00057  0,00441  0,00826  0,01210  0,01595  0,01979  0,02364  0,08471  11.4. Calentamiento solar La tabla 25 muestra los resultados de los programas de calentadores solares. Aquí el impacto del uso de calentadores solares se simuló sustituyendo, en Brasil, el uso de duchas eléctricas y, en los otros países, el uso de gas natural. A pesar de la corta vida de estos programas, el impacto acumulado de la mitigación de las emisiones de CO2 es significativo. En el período que va de 2005 a 2012, dejaron de emitirse cerca de 2,9 millones de toneladas a la atmósfera debido a la difusión de esta tecnología por parte del programa.
  35. 35. 35 Tabla 26 – Resultados de la mitigación de CO2 del programa de calentadores solares: en millones de toneladas  País  2005  2006  2007  2008  2009  2010  2011  2012  Total acumulado  Argentina  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  Brasil  0,016  0,031  0,047  0,063  0,079  0,094  0,110  0,126  0,566  Chile  0,007  0,014  0,021  0,028  0,035  0,042  0,049  0,056  0,254  Colombia  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  ‐  México  0,051  0,102  0,154  0,205  0,256  0,307  0,359  0,410  1,845  Perú  0,007  0,014  0,021  0,028  0,036  0,043  0,050  0,057  0,256  Total  0,081  0,162  0,243  0,324  0,406  0,487  0,568  0,649  2,920  11.5. Transformadores de distribución En cuanto a los transformadores de distribución, se realizó un estudio para evaluar el potencial de Brasil. Se obtuvieron datos de pérdidas técnicas (total = vacío + cobre) a partir de un estudio realizado por el Centro de Investigación de Energía de ELETROBRÁS (CEPEL), solicitado por la International Copper Association (ICA). Con base en los datos de participación de mercado de las diversas categorías de transformadores y el uso de cobre, se estimó el potencial de mitigación de emisiones de CO2. La tabla 26 muestra los resultados de la conservación potencial de energía estimada, el uso de cobre y la mitigación de CO2 con la aplicación de transformadores de distribución monofásicos (1Ø) y trifásicos (3Ø) con una eficiencia 20% mayor. En este caso, consideramos la sustitución del stock actual de Brasil. Tabla 27 – Estimación para los transformadores de distribución: estudio del potencial  Tipo  Energía  conservada  (total)  Energía  conservada  por unidad  Cobre  adicional  por  unidad  Total del  cobre  adicional  Reducción de la  necesidad de  suministro  durante la vida útil  Total de  emisiones de  CO2 evitadas  Emisiones evitadas  por el uso  adicional de cobre    GWh/año  kWh/año  kg  Ton  GWh  Ton de CO2  Ton de CO2/  kg  de  cobre  1 Ø  385  248,39  3,5  5.435  13.397  1.083.856  0,1994  3 Ø  1.232  1.116,50  7,9  8.673  42.843  3.466.017  0,3996  Total  1.618     14.108  56.241  4.549.874    

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