contribución del cobre para combatir los cambios climáticos
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InformeFinaldelProyectoCONTRIBUCIONDELCOBREPARACOMBATIRELCAMBIOCLIMATICO
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
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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
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Listadetablas
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 potencial 35
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Listadefiguras
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
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1. SumarioEjecutivo
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.
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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 Solares1
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.
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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
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2. Introduccion
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 CO22, 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.
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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).
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4. Metodologıa
Para desarrollar el proyecto se adoptaron dos etapas de análisis, como se describe a
continuación:
Etapa1‐Análisisdelaeficiencia energética eindicadoresdecontenidodecobreEl 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.
Etapa2–ContabilizacióndelimpactodelaumentodelusodecobreEsta 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. Tecnologıasdeusofinal
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
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. Tecnologıasdegeneracionrenovable
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
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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*FmeEcuación 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
5. EficienciaEnergeticayContenidodeCobredelasTecnologıasEvaluadas
5.1. Motoreselectricos
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 CO25 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.
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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. Transformadoresdedistribucion
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
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 CO2e6 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
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
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
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. Acondicionadoresdeaire
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. Energıarenovable
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
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. Calentadoresdeaguasolares
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
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 Solares1
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
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
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
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
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
8. Bibliografıa
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
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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:
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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
9. Anexo1‐MatrizElectricayEmisionesenlosPaısesSeleccionados
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. Mexico
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
9.3. Peru
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 (partehidráulica) (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
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
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
Figura 7 – Colombia: Oferta de electricidad interna por tipo de fuente ‐ 2009
9.7. Factordeemisiondelossistemaselectricosnacionales
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
CO
2por KWh
31
10. Anexo2‐ParametrosUsadosenlasEstimacionesdelaContribuciondelosProgramasdeICALA
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
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
11. Anexo3 ‐Estimacionesde laContribucionde losProgramasde ICALA
11.1. Motoreselectricos
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
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. Acondicionadoresdeaire
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. Calentamientosolar
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
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. Transformadoresdedistribucion
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