Reducción de Emisiones en un Proyecto de Biomasa

1. Reducción de Emisiones en un Proyecto de Biomasa Ing. Oscar Coto, Ph.D. Curso ¨ Desarrollo de Proyectos de Reforestación y de Bioenergía bajo el Mecanismo de Desarrollo Limpio¨ Ecuador Marzo 2004

2. Descripción General de la Actividad de Proyecto • Generación eléctrica usando cascarilla de arroz que de otra forma se quemaría en botaderos abiertos sin control o decaería naturalmente • Construcción y operación de una nueva planta de generación de 20 MW netos en una provincia del centro de Tailandia • La planta tendrá un contrato PPA con la empresa eléctrica de Tailandia por 25 años

3. Contribución al Desarrollo Sostenible • Contribuir a diversificar el mix energético del país, biomasa sólo aporta un 1% de la generación actualmente • Contribuir a aminorar un problema ambiental importante como es el de manejo de residuos de arroz que son un problema ambiental grande en el país

4. Plan de Proyecto • Ventas de electricidad: estimadas en 132,864 MWh/ año, operación de 24 horas al día por 346 días con aseguramiento de compra de 80% de la capacidad contratada • Planta consumirá internamente cerca de un 10% de la electricidad producida con lo cual para exportar la energía a la red, el proyecto debe generar (132,864 MWh/ año)/(1-0.1) es decir 147,627 MWh/año

5. Plan de Proyecto • Ventas de cenizas de combustión de cascarilla a productores de cemento: se estima que se generarán cerca de 25,655 ton anuales de cenizas • Disponibilidad de cascarilla de arroz y cadena de acopio: Tailandia produce cerca de 26 millones de toneladas de arroz. Cascarilla de arroz representa cerca del 17.75 % • Actualmente cerca del 70-75% de la cascarilla generada no es usada. El resto va en1-2% en producción de pollos, 1-2% en producción de ladrillos, 20-25% usado en proceso del arroz

6. Plan de Proyecto • Radio de transporte atractivo de 100 km. • Zona de influencia produce cerca de 4.5 millones de toneladas anualmente (20 % del país), y existe adicionalmente cerca de 1 millon de toneladas de cascarilla de arroz disponible de las cuales unas 700,000 no están en uso • Existe información detallada por zona de influencia • Empresa tiene contratos con 30 suplidores para períodos de entrega de 8 años de sus residuos

7. Plan de Proyecto • Costo estimado de US $ 32 millones • Existen ciertos incentivos locales para invertir en energías renovables • Plan Financiero tiene 60% de deuda senior, 15% en deuda subordinada y 25% en “equity” (capital accionario) corriente

8. Tecnología a ser empleada • Calderas de fuego en suspensión, que fueron seleccionadas para entregar una ceniza altamente pura. Será la primera instalación de esta tecnología en Tailandia • Proveedores de tecnología son reconocidos internacionalmente y existe un proveedor EPC del proyecto

9. Balances de Energía del Proyecto • Existen balances detallados del combustible. Poder caórico de 0.013607 TJ/tonelada • Equivalente energético de la electricidad a generar es de 531 TJ/ año • Eficiencia de conversión de 30% • Calderas necesitan proveer cerca de 1,770 TJ/año • Tomando en cuenta una eficiencia de caldera de 90%, se necesitan generar cerca de 1,967 TJ/año • Lo que implica un consumo de cerca de 144,533 toneladas de cascarilla anualmente • Se generarán cerca de 25,655 toneladas anuales de ceniza

10. Reducciones de GEI y por qué MDL? • Desplazamiento de emisiones en base a combustibles fósiles en la red de Tailandia usando biomasa GEI neutra • Reducción de emisión de metano de quema a cielo abierto o descomposición • Proyecto generará 83,582 toneladas de CREs en promedio anualmente, se espera que el impacto sobre el financiamiento sea de entre un 4-6% • Proyecto no ha cerrado financieramnete y efecto MDL aumenta TIR a un valor más aceptable para los inversionistas • No hay fondos de ODA (asistencia internacional)

11. Metodología de Línea Base • “Generación interconectada con biomasa a partir de proyectos que evitan emisiones de GEI provenientes de residuos biomásicos que se queman o botan a cielo abierto”

12. Enfoque usado • Emisiones de una tecnología que representa un curso económico atractivo de acción, tomando en cuenta barreras a la inversión • Se nota de que la acción más atractiva de manejo se da en tratar de generar electricidad para la red • Continuación de la práctica de botaderos y quema no controlada es un curso atractivo de acción pues se está dando • Ninguno otro enfoque es relevante: emisiones históricas pues la red está cambiando, “top 20%” pues no existe información contextual de este tipo de tecnologías en circunstancias sociales, económicas,tecnológicas y ambientales parecidas

13. Pasos de la Metodología de LB • Paso 1: Es el proyecto parte del escenario “negocio de costumbre”? • Paso 2 a: Es la Línea Base el márgen de operación del sistema eléctrico? • Paso 2 b: Es el márgen de operación una combinación de todas las fuentes de generación? • Paso 3: Existe o no una gran cantidad de biomasa excedentaria?

14. Paso 1 de LB • Algunos proyectos de generación con biomasa podrían ser parte del escenario BAU. Una alta cantidad de proyectos no se materializa debido a barreras de distinta índole • Presentar barreras que existen al nivel de colección de residuos o en el nivel tecnológico • En ausencia de recomendaciones del EB, se propone usar las tipologias de barreras del SSC: inversión, tecnología, prácticas prevalecientes, otras

15. Barreras financieras • Para minimizar impactos de cenizas, el proyecto usa una tecnología de avanzada para generar una ceniza comercializable a nivel de cementeras, con consiguiente aumento de costos que conllevan a una disminución de la TIR. Proyecto tiene riesgos financieros más altos debido a que usa un concepto de múltiples suplidores de residuos. Esto conlleva a dificultades de conseguir inversionistas en el escenario BAU

16. Barreras tecnológicas • Primera aplicación de la tecnología de suspensión a cascarilla de arroz en Tailandia. Componentes de entrenamiento son altas y conllevan a aumentos de costos operativos así como de “know-how” en entrenamiento de personal

17. Otras barreras • Campañas de relaciones comunitarias para aceptación del proyecto son altos y por ende se convierten en una barrera al proyecto

18. Paso 2 a de LB • Tailandia planea invertir en cerca de 12,591 MW en el período 2006-2012. Proyecto entregará 20 MW, representando menos del 0.2% de dicha adición. La LB más apropiada es márgen de operación en vez del márgen de adiciones • Podría argumentarse que por su tamaño, podría desplazar otros proyectos pequeños dentro del programa de incentivos de generación del país. Debido a los incentivos, la mayoría se construirá (hidros) • Caso interesante es si existe competencia sobre residuos! De ahí la necesidad de incorporar un test de relación oferta/demanda de cascarilla

19. Paso 2 b de la LB • Tendencia de inversión se da en generación a partir de combustibles pesados (fuel oil), pero no se puede precisar la inversión en el período • Escenario de la LB es la generación promedio de la red • LB es conservadora: FEC estimado es de 0.548-0.635 t CO2/MWh para la red vs. 0.72 tCO2/MWh para tendencia de plantas de combustible pesado de petróleo

20. Paso 3 de LB • Proyecto no disminuirá la oferta de biomasa de forma de que otras plantas de biomasa que están en proceso de inversión no puedan construirse • No hay competencia por biomasa tal que resulte en disminución de factores de carga de otras plantas • Proyecto no disminuirá oferta de biomasa de tal forma de que usuarios actuales de biomasa para generación se pasen a generación con combustibles biomásicos • Cómo lidiamos con estos “issues”?

21. Paso 3 de LB • Se introduce un test de relación oferta/demanda de residuos • Oferta/Demanda = (cantidad excedente de biomasa para la que no existe uso)/(biomasa requerida para alimentar plantas que usen la misma biomasa) • Se define que dicha relación debe ser mayor o igual a 2 • Actualmente dicho valor es de 4.6

22. Fronteras del Proyecto • Delineada como el sitio de instalación de la planta, con la excepción de la inclusión del transpote fuera de sitio necesario para traer la cascarilla de arroz a la planta de generación

23. Fuentes y GEI considerados en la LB

24. Fuentes y gases considerados en proyecto

25. Cálculo de emisiones por fuentes • Emisiones por actividad de proyecto dentro de sus fronteras • Emisiones por fugas • Emisiones netas de la actividad de proyecto • Emisiones por fuentes en la LB

26. Emisiones por actividad de proyecto dentro de sus fronteras • Generación eléctrica con biomasa • Calderas queman 144,632 t anuales con un poder calórico de 1,967 TJ • IPCC indica valor de 30 kg metano/TJ • Emisión de metano= energía de cascarilla X factor de emisión de metano X FCG del metano • Emisión de metano de 1,239 tCO2e/año

27. Emisiones por actividad de proyecto dentro de sus fronteras • Transporte de biomasa • Camiones de 15 ton, viaje de 120 km • Distancia andada= total de cascarilla consumida X capacidad de camión X distancia de viaje • Distancia = 144 533 t/año X 15 t X 120 Km • Distancia = 1,156,254 km/ año

28. Transporte de cascarilla • Factores de IPCC para ese tipo de camiones son 1097 g CO2/km, 0.06 g CH4/km, 0.031 g N2O/km • Factor de emisión = factor de CO2 + factor CH4 X FCG CH4 + factor N20 X FCG N2O • Factor de emisión = 1,108 E-6 t CO2e/km • Emisiones anuales de transporte = 1,281 t CO2e/año

29. Emisiones por actividad de proyecto dentro de sus fronteras • Combustibles auxiliares • Se usan cerca de 600 litros de combustible para arranque de calderas 5 veces al año • Valor IPCC de FEC de CO2 de fuel oil es de 77.36 T CO2/TJ y fracción oxidada de 0.99 para dar un FEC de 76.58 t CO2/TJ • Usando factores de default para metano y oxidos nitrosos se obtiene un FEC equivalente de 77.8 T CO2e/TJ • Energía en fuel oil consumido = consumo X poder calórico X densidad del fuel oil = 0.11 TJ/ año • Emisión anual de combustible auxiliar = 8.6 T CO2e/año

30. Emisiones por Fugas • No se anticipan fugas en el proyecto

31. Emisiones debidas a la actividad de proyecto • Emisiones de generación con biomasa + Emisiones de transporte + Emisiones de combustibles auxiliares +Emisiones por fugas • Emisiones debidas a proyecto = 1,239 + 1,281 + 8.6 + 0 = 2,528.6 t CO2e/año

32. Emisiones por fuentes de LB • Generación eléctrica de la red: Proyecciones de la generación eléctrica de Tailandia durante período de creditaje del proyecto. • Se calcula un FEC de la red tomando en cuenta para cada combustible su unidad de consumo, poder calórico, factor de carbono del IPCC, fracción oxidada • Para 2006, FEC es de 0.624 TCO2/MWh y el proyecto desplazaría 82,907 t CO2/año2006

33. Generación eléctrica de la red • Se hace análisis para cada año en base a plan de país y así se genera indicador de emisiones evitadas para cada año del período de creditaje • Para 2006 el FEC es de 0.624 y para el 2012 es de 0.578 t CO2/MWh • Se genera tabla con valores para cada año

34. Emisiones por fuentes de LB • Quema a cielo abierto de cascarilla • Fracción de carbono de la cascarilla es de 0.371 • Carbono emitido = cantidad de cascarilla usada en la planta X fracción de carbono de la biomasa • Carbono emitido = 144,533 t/año X 0.371 t C/t cascarilla = 53,665 t C/año

35. Quema a cielo abierto de cascarilla • Metano emitido = carbono emitido X carbono emitido como metano a cielo abierto X factor de conversión de masa X FCG del metano • CH4 emitido = 53,665 t C/año X 0.005 X 16/12 t CH4/t C X 21 t CO2e/t CH4 • CH4 emitido = 7,513 t CO2e/año

36. Resumen de emisiones de la LB

37. Reducción de emisiones de la actividad de proyecto MDL • Reducción de emisiones = Emisiones de la generación de la red + Emisiones de quema a cielo abierto de cascarilla - Emisiones de la biomasa quemada en proyecto - Emisiones de transporte - Emisiones de combustibles auxiliares

38. Reducción de emisiones de la actividad de proyecto MDL

39. Discutir y argumentar Generemos lista de “issues” a considerar