En este módulo se tratan las emisiones de gases de invernadero producidas en las actividades industriales que no están relacionadas con la energía. Las principales fuentes aquí son aquellos procesos de producción industrial que transforman los materiales física o químicamente.
La metodología general de cálculo empleada para estimar las emisiones en cada proceso industrial comprende el producto de datos de actividad –por ejemplo cantidad de material producido o consumido– y un factor de emisión asociado por unidad de consumo o producción.
Los cálculos de las emisiones en este módulo se han efectuado para las siguientes cuatro categorías principales de fuentes de emisiones que ocurren en el país:
Para cada una de estas categorías principales, se efectuaron también los cálculos de emisiones por tipos de fuentes.
Durante 1994 se emitieron 952,22 Gg de GEI procedentes de los Procesos Industriales –1 402,33 Gg menos que en el año base 1990. Un resumen de estas emisiones se muestra en la Fig. 2.1 y donde, como se aprecia, corresponden al CO2, los mayores aportes con 926,19 Gg –el 97.3 % de las emisiones en este módulo. El resto corresponde a 0,17 Gg de N2O; 20,2 Gg de COVDM; 0,08 Gg de CO; 0,48 Gg de NOx y 5,1 Gg de SO2.
La reducción de las emisiones con relación a 1990 correspondió
a 1 342,31 Gg de CO2 (59.2 % menos); 3,15 Gg de N2O
(94,9% menos); 1,49 Gg de CO
(94,9 % menos); 7,54 Gg de NOx (94% menos) y 3,08 Gg de
SO2 (62,3% menos).
La distribución de las emisiones totales de CO2 procedentes
de los procesos industriales corresponden en lo fundamental a la producción
de productos minerales –especialmente cemento– con emisiones menores en
la producción de metales (Fig.2.2). En estos submódulos hay
reducciones de las emisiones con relación al año 1990, además
de la industria química que en 1994 no se le contabilizaron emisiones
de este GEI.
Fig. 2.1. Emisiones totales de GEI procedentes de los procesos industriales
(Gg). Año 1994.
Fig. 2.2. Emisiones de CO2 procedentes de los procesos industriales
por
categorías principales de fuentes (Gg). Año 1994.
2.2. Productos Minerales
2.2.1. Producción de Cemento
Durante la producción del clinker –producto intermedio a partir del cual es fabricado el cemento– se produce CO2. En este proceso de producción se originan además emisiones de SO2, tanto a partir del azufre contenido en los combustibles –se reportan en el módulo correspondiente a energía– como a partir del azufre contenido en la arcilla que se utiliza como materia prima.
Dado que el CO2 es emitido durante la producción de clinker, más que en la producción de cemento, los estimados de emisión están basados en el contenido de cal y la producción de clinker (1 102 500 t en el año) y un factor de emisión asociado. Para las emisiones de SO2 no vinculadas a la combustión se utilizó el factor de emisión de 0,3 kg SO2/t de cemento recomendado por las Guías. Las emisiones desde este tipo de fuente resultaron 559,08 Gg de CO2 y 0,33 Gg de SO2 para el año 1994.
2.2.2. Producción de Cal
La cal es un producto de la calcinación de la piedra caliza la que contiene entre el 97 y 98% de carbonato de calcio en base seca. El resto incluye magnesio, carbonatos, óxido de aluminio, óxido de hierro y sílica. Algunas piedras calizas contienen entre 35-45% de carbonato de magnesio y son clasificadas como dolomitas (EMEP-CORINAIR, 1996)
La producción de cal comprende varios pasos comparables a los que se ejecutan en la producción de clinker de cemento Portland, entre ellos la calcinación. La estimación de las emisiones de CO2 a partir de la producción de cal fue efectuada aplicando un factor de emisión a los datos de actividad.
La cal es producida en diferentes tipos de hornos por una de las siguientes reacciones:
(Horno de cal –alimentado
con calcita) (2.1)
(Horno de cal –alimentado
con dolomita) (2.2)
En el país se produjeron en el año 1994 un total de 126 100 t de cal viva en hornos de cal alimentados con calcita. Para los cálculos se utilizó el factor de emisión de 0.79 t CO2/t de cal viva producida. Se emitieron por este concepto un total de 99,62 Gg de CO2.
2.2.3. Usos de la Piedra Caliza y la Dolomita
En algunos procesos industriales donde la piedra caliza o la dolomita son calentadas a elevadas temperaturas se generan emisiones de CO2. No se incluye aquí el encalado de los suelos agrícolas cuyas emisiones son reportadas en otro módulo, ni su uso en la producción de cemento y cal así como las actividades y procesos donde no es generado el CO2.
Las emisiones son estimadas aplicando un factor de emisión al dato de uso anual de piedra caliza y dolomita. Este consumo anual se asume como igual al material minado más el material importado menos el material exportado. En el año 1994 se emitieron desde esta categoría de fuentes un total de 31,35 Gg de CO2.
2.2.4. Producción y Uso de Carbonato de Sodio (Na2CO3)
El carbonato de sodio es utilizado fundamentalmente en la producción de vidrio, productos químicos, jabones y detergentes. Puede ser producido sintéticamente o a partir de materias primas que ocurren naturalmente.
Durante el uso del carbonato de sodio se emite CO2 y puede también ser emitido durante su producción, en dependencia del proceso utilizado. Durante el proceso de producción la trona (carbonato ácido de sodio con dos moléculas de agua) es calcinada en un horno rotatorio y transformada químicamente en carbonado de sodio "crudo". Se generan agua y dióxido de carbono como subproductos del proceso.
En el año 1994 se utilizaron un total de 1 401,0 t de trona para una emisión de 0,14 Gg de CO2. Para el cálculo de la emisión se utilizó el factor recomendado en las Guías de 0,097 t CO2/t trona utilizada. No pudieron estimarse las emisiones de CO2 por el uso de carbonato de sodio al no disponerse de los datos de actividad requeridos para efectuar los cálculos.
2.2.5. Producción y Uso de Productos Minerales Varios
2.2.5.1. Producción de Asfalto para Techos
Se producen, en este proceso productivo, fundamentalmente emisiones de COVDM y CO. Para el año 1994 no se dispuso de la información necesaria de datos de actividad para poder acometer la estimación de emisiones desde este tipo de fuente.
2.2.5.2. Pavimentación de Calles y Carreteras con Asfalto
Las superficies asfaltadas de calles y carreteras están compuestas de agregados compactados –gravilla natural, piedra manufacturada, subproductos de la refinación del petróleo etc.–, y un aglutinante asfáltico. Se producen emisiones de COVDM tanto en las plantas de producción de asfalto como en las operaciones de revestimiento de las carreteras. También ocurren desprendimientos de COVDM posteriores desde la superficie de las carreteras.
Las emisiones dependen del tipo de asfalto utilizado –de curado lento, medio o rápido– y de la cantidad de diluente utilizado. El cemento asfáltico es semisólido y debe ser calentado antes de mezclarse con agregados, en plantas de mezclado caliente. Esta mezcla no produce emisiones significativas de COVDM durante las operaciones de pavimentación. Los asfaltos licuados que se utilizan como sellantes en la pavimentación, y en otras funciones, sí constituyen una fuente significativa de COVDM.
Se ha propuesto en las Guías un factor de emisión por defecto de 0,023 kg de COVDM por t de asfalto –producida en plantas de asfalto– y 320 kg de COVDM por t de material de pavimentación utilizado. Por su procedencia, este último factor pudiera sobrestimar las emisiones calculadas para los países cálidos, como es el caso de Cuba, dado que en estos, por lo general, se emplea una menor cantidad de diluente. No obstante, dada la ausencia de factores de emisión regionales o para el país en este proceso, para el cálculo, se utilizó el factor anteriormente citado. Se obtuvo para 1994 un estimado de emisión de 11,4 Gg de COVDM procedente en su totalidad de las actividades de pavimentación, pues las emisiones de las plantas de producción de asfalto resultaron despreciables.
2.2.6. Producción de Otros Productos Minerales
Otros procesos de producción de minerales pueden dar origen a emisiones de contaminantes a la atmósfera. Entre los que se realizan en el país solamente la producción de vidrio tiene cierta importancia para las emisiones de GEI. En otros procesos como la producción de cerámica roja y yeso se producen emisiones de gases pero fundamentalmente a partir de la combustión, por lo que fueron consideradas en el módulo Energía. Se producen también emisiones por el uso de explosivos industriales - fundamentalmente de naturaleza nitroamoniacal- , en la explotación de yacimientos mineros a cielo abierto. Estas emisiones no fueron tratadas en el inventario por no disponerse de los factores de emisión necesarios.
2.2.6.1. Producción de Vidrio
En la producción de vidrio pueden ser emitidos COVDM. Como dato de actividad se utiliza la producción nacional de vidrio. Se ha derivado un factor de emisión de 4,5 kg COVDM por ton de producto y que se cita en el Manual de Referencia de las Guías obtenido de CASPER (1995). Se estimó una emisión total de 0,25 Gg de COVDM por este proceso productivo.
En las Figuras 2.3 a y 2.4 se ofrece un resumen de las emisiones de GEI procedentes de la producción de productos minerales por tipos de fuentes.
Fig. 2.3. Emisiones de CO2 procedentes de la producción
de productos minerales por
tipos de fuentes (Gg). Año 1994.
Fig. 2.4. Emisiones de COVDM y SO2 procedentes de la producción
de productos
minerales por tipos de fuentes (Gg). Año 1994.
En la Tabla 2.1 se muestra un resumen de las emisiones totales de GEI por la producción de productos minerales y donde como se observa, la producción de cemento y el CO2 tienen los aportes fundamentales.
Tabla 2.1. Emisiones totales de GEI procedentes de la producción y uso de productos minerales (Gg). Año 1994.
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NA - No aplicable
2.3. Industria Química
Los procesos productivos de la industria química son una importante fuente emisora de contaminantes a la atmósfera. En Cuba los procesos que tienen un mayor peso relativo con relación a las emisiones de GEI son las producciones de amoniaco - no se produjo amoniaco en 1994- , ácido nítrico y ácido sulfúrico. Otros procesos producen emisiones que tienen muy poco peso en comparación a las anteriores y no fueron incluidos en los cálculos por no disponerse de los factores de emisión requeridos o de mediciones experimentales realizadas en el país acerca de las emisiones en esas fuentes en el año inventario.
2.3.1. Producción de Amoniaco
En el año 1994 no se produjo amoniaco en Cuba.
2.3.2. Producción de Acido Nítrico
La producción de ácido nítrico (HNO3) genera óxido nitroso (N2O) como un subproducto de la oxidación catalítica, a elevada temperatura, del amoniaco (NH3). Las emisiones de N2O fueron calculadas a partir de los datos de producción, tomando en cuenta el tipo de tecnología de producción instalada y las condiciones de operación. Se utiliza como factor de emisión el valor medio del rango propuesto en los EE.UU y que es cercano a los valores propuestos en Noruega y Japón y que se recomiendan como valores por defecto en las Guías.
Adicionalmente a las emisiones citadas anteriormente, pueden también producirse emisiones de NOx, no provenientes de procesos de combustión. Estas emisiones fueron estimadas a partir del dato de producción de ácido nítrico y el factor de emisión recomendado en las Guías de 12.0 kg NOx /ton de ácido nítrico. Las emisiones de COVDM y CO son de menor relevancia. El dato de actividad utilizado fue la producción anual de ácido nítrico que en 1994 alcanzó las 37 486,3 t. Las emisiones calculadas de N2O fueron 0,17 Gg y para los NOx ; 0,45 Gg.
2.3.3. Producción de Otros Compuestos Químicos
2.3.3.1. Producción de Acido Sulfúrico
Dentro de la industria química inorgánica los procesos
de fabricación de ácido sulfúrico tienen una especial
importancia por su contribución a la contaminación atmosférica,
especialmente con relación a los óxidos de azufre. El dato
de actividad básico utilizado es la producción de ácido
sulfúrico que en 1994 alcanzó las
265 900,0 t.
Se usó un factor de emisión de 17,5 kg SO2/t de ácido sulfúrico producido, recomendado en las Guías y procedente de EMEP-CORINAIR, 1996. Durante el año 1994 se emitieron un total de 4,65 Gg SO2.
En la Fig. 2.5 se ofrece un resumen de las emisiones de GEI procedentes de los procesos de la industria química y en los cuales sobresale el SO2.
Fig. 2.5. Emisiones totales de GEI procedentes de la industria química
(Gg).
Año 1994.
2.4. Producción de Metales
La industria metalúrgica incluye la producción primaria de metales ferrosos y no ferrosos. La metodología preferida (Nivel 1a) para la estimación de las emisiones de CO2 procedentes de la producción de metales de todos los tipos, requiere contar con información sobre la cantidad de agente reductor utilizado. Esta información no pudo obtenerse con la calidad necesaria entre los datos de actividad captados en el país, por lo que en el inventario se utilizaron metodologías de Nivel 1b basadas en las cantidades de metal producido.
El análisis se basó en la producción de acero, que es una de las fuentes emisoras principales del sector. Otra fuente principal, del mismo, es la producción de aluminio donde se producen importantes emisiones de CO2, precursores del ozono, SO2 y PFC, pero este proceso no ocurre en el país.
En relación con la producción de otros metales no ferrosos - excepto el aluminio- , debe decirse que en la producción de cobre no se utiliza reducción con carbono por lo que se producen pocas emisiones de CO2. Además, en ese proceso, se producen pequeñas emisiones de SO2 las que no fueron estimadas por no disponerse del factor de emisión correspondiente.
Con relación a la producción de níquel + cobalto donde también se producen emisiones de CO2 y SO2 no fueron estimadas por no disponerse del factor de emisión correspondiente en las Guías ni de estudios experimentales desarrollados en el país sobre este. No obstante, en la producción de níquel, las emisiones derivadas de la energía, la producción de ácido sulfúrico y otros productos necesarios para el proceso sí fueron incluidas en otros módulos o epígrafes.
2.4.1. Producción de Acero
Diferentes GEI (CO2, NOx, COVDM, CO y SO2) pueden emitirse en varias de las etapas del proceso productivo. Para estimar las emisiones de CO2 se utilizan los resultados de Parsons (1977) y ORTECH (1994) que han sido resumidos por Environment Canada y recomendados en las Guías. Aquí se utiliza un factor de emisión de 1,6 t CO2/t de hierro o acero producidos.
Para el resto de los GEI se utilizan factores de emisión provenientes de CASPER (1995) y EMEP-CORINAIR, (1996) y que corresponden a los siguientes valores en g gas/t de acero producido: 40 para NOx, 30 para COVDM, 1 para CO y 45 para SO2.
En 1994 se produjeron en el país 147 500 t de acero para una emisión de 236 Gg de CO2 ;0,01 Gg de NOx y 0,01 Gg SO2. Las emisiones de COVDM y CO resultaron despreciables (Fig. 2.6).
2.5 Otras Producciones
2.5.1 Industrias de la Pulpa y el Papel
La producción de pulpa y papel comprende tres pasos generales
principales en el proceso: preparación de la pulpa, blanqueo y producción
de papel. Las emisiones de NOx, COVDM, CO y SO2 fueron
estimadas sobre la base de la producción anual de pulpa de papel
secada al aire y la aplicación de factores de emisión recomendados
por las Guías y que no incluyen las emisiones por la combustión
-
se calcularon en el módulo Energía. Estos factores en kg
gas/t pulpa producida son: 1.5 para los NOx, 3.7 para los COVDM,
5.6 para el CO y 7 para el SO2 –de acuerdo a resultados de US
EPA, 1996 las emisiones de SO2 en las fábricas nuevas
pueden ser inferiores a las de las más antiguas. En 1994 se produjeron
el país 15 000 t de pulpa de papel para generar como emisiones 0.02
Gg NOx, 0.06 Gg COVDM, 0.08 Gg CO y 0.11 Gg SO2 (Fig.
2.6).
Fig. 2.6. Emisiones de GEI procedentes de la producción de acero
y pulpa de papel (Gg).
Año 1994.
2.5.2. Producción de Alimentos y Bebidas Alcohólicas
Se tratan en este epígrafe las emisiones a partir de la fabricación de alimentos y bebidas alcohólicas, procesos donde se emiten fundamentalmente COVDM. Los estimados de emisión están basados en los datos de producción anual de diferentes tipos de alimentos y bebidas alcohólicas.
2.5.2.1. Producción de Bebidas Alcohólicas
En este grupo se incluyen la producción de cervezas, vinos y las llamadas bebidas espirituosas dentro de las cuales se incluyen, entre otras, el ron, el aguardiente y los licores de frutas. En la preparación de cualquier bebida alcohólica el azúcar es convertido en etanol mediante la levadura - proceso de fermentación.
Se producen emisiones de COVDM - entre estos fundamentalmente etanol- , en cualquiera de las cuatro etapas de producción de la bebida alcohólica –preparación de la materia prima, fermentación, destilación y maduración. Las emisiones se estimaron a partir de la cantidad anual producida, en 1994, de cervezas, rones, vinos, aguardientes y otras bebidas alcohólicas (en hectolitros) y los factores de emisión recomendados por las Guías – procedentes de EMEP-CORINAIR, (1996). Se produjo una emisión total de 4,83 Gg COVDM en este sector para el año base.
En la fermentación de las mieles para la producción del alcohol se producen también emisiones de CO2 aunque estas no se consideran netas por el carácter biológico y sostenible de la fuente.
2.5.2.2. Producción de Alimentos
Se producen emisiones de COVDM durante el calentamiento de grasas, aceites y otros comestibles que los contengan así como en el horneado de cereales, harina, fermentación en la elaboración de pan, la cocción de vegetales y carnes, la preparación de comidas para animales etc. La producción de alimentos es dividida en siete categorías cada una con sus propios factores de emisión –carne, pescado y aves; azúcar; margarina y grasas sólidas de cocina; pasteles, bizcochos, galletas y cereales para desayuno; pan; pienso para animales y tostado del café.
Los factores de emisión disponibles, en este sector, proceden en su mayoría de experimentos y resultados obtenidos para Europa por lo que pueden tener diferencias para otras zonas del mundo. Por este motivo en los cálculos, pese a su importancia para Cuba, no se incluyeron en esta versión del inventario las emisiones de COVDM procedentes de la producción de azúcar pues los factores de emisión presentados en las Guías y procedentes de EMEP-CORINAIR (1996) se refieren a la producción de azúcar de remolacha. En la preparación del inventario no se conoció de resultados experimentales obtenidos sobre este tema en el país lo que es un aspecto a abordar en futuras actualizaciones del inventario y las Guías del IPCC –otras emisiones de la industria azucarera si fueron incluidos en otros módulos.
Para el resto de las siete categorías citadas sí fue abordado el cálculo de las emisiones, las que en general aportaron 3,66 Gg para el año 1994, en buena medida derivadas de la fabricación de pan. Entre ellas como ejemplo tenemos:
Producción de Pan
En esta actividad las emisiones provienen de los procesos de fermentación con levadura y dependen del tiempo de fermentación de la masa. Las emisiones fundamentales son de COVDM y un elevado porcentaje de estos compuestos volátiles (95%) correspondientes al etanol proveniente de la fermentación.
El dato de actividad utilizado es la producción de pan –que en 1994 alcanzó las 352 900 t –, y el factor de emisión de 8 kg COVDM/t pan para una emisión de 2,.82 Gg COVDM.
Tostado del Café
Comprende el procesamiento del café en grano para su transformación en productos de café tostado. Las emisiones fundamentales, en este proceso, corresponden a los COVDM y su estimación se efectuó combinando datos de producción anual, para esos productos, con factores de emisiones seleccionados de Rentz et al., 1991; U.S. EPA, 1996 y el Manual EMEP-CORINAIR, 1996.
El dato de actividad utilizado es la cantidad de café tostado, que en 1994 fue de 21 800 t y el factor de emisión de 0,55 kg COVDM/t de café tostado, para una emisión de 0,01 Gg COVDM.
En la Fig. 2.7 aparecen las emisiones de GEI procedentes de la producción de alimentos y bebidas alcohólicas por tipos de fuentes. Las emisiones totales, en estos sectores, correspondieron a 4,83 Gg de COVDM para las bebidas alcohólicas y 3,66 Gg COVDM para la producción de pan y otros alimentos.
Fig. 2.7. Emisiones de GEI procedentes de la producción de alimentos
y bebidas
alcohólicas por tipos de fuentes (Gg). Año 1994.
2.6. Emisiones relacionadas con la producción de halocarburos (HFCs, PFCs) y hexafluoruro de azufre (SF6)
Estos procesos no ocurren en el país.
2.7. Emisiones relacionadas con el consumo de halocarburos (HFCs, PFCs) y hexafluoruro de azufre (SF6)
Estas emisiones no fueron incorporadas a esta versión del inventario por no disponerse de los datos de actividad necesarios para efectuar los cálculos. No obstante, se considera que los aportes de estos compuestos, debido a su consumo, son insignificantes en el país.
2.8. Emisiones Totales de GEI Procedentes de los Procesos Industriales
En la Tabla 2.2 aparece el resumen de las emisiones por categorías principales de fuentes para el Módulo de Procesos Industriales.
Tabla 2.2. Emisiones totales de GEI procedentes de los procesos industriales
por
categorías de fuentes. Año 1994 (Gg).
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