1.9.1 Descripción de la actividad
Esta categoría integra las emisiones generadas en los procesos de extracción, almacenamiento y manipulación de combustibles sólidos, carbones, pero no incluyen las provenientes de actividades de combustión, aunque utilicen carbones, para la generación de energía destinada a aquellos procesos.
Las actividades identificadas y para las cuales se han estimado emisiones de metano, y/o dióxido de carbono, son:
a) la minería del carbón;
b) tratamiento previo del carbón; c) almacenamiento de carbón; y
d) hornos de coque (fugas en su apertura y extinción)39.
La minería española del carbón ha experimentado un evidente retroceso a lo largo del periodo cubierto por el Inventario, reflejado en un descenso sostenido de producción, que acentuó en 2008 con la suspensión de actividad, cierre definitivo o interrupción, de unidades de producción y reducciones en las producciones de pozos y minas a cielo abierto operativos. De este modo, la producción bruta de carbón en 2013
39 Entre las actividades de manipulación se distinguen los procesos de transformación del carbón en coque y semicoque sólido. Este último proceso no se contempla en la lista de actividades al no realizarse en España.
ha disminuido un 31,6% con respecto a 2012, con un retroceso generalizado en ambos modos de extracción (minería a cielo abierto y subterránea). En cuanto al tipo de carbón, el descenso más acusado lo marca la antracita (67% de bajada), mientras que la producción bruta de hulla a cielo abierto aumenta ligeramente.
Con respecto al año 1990, la reducción global en la producción bruta es del 87,2%, pasando de 43.120 kt en 1990 a 5.509 kt en 2013, como puede observarse en la Figura 1.9.1.
Figura 1.9.1.- Evolución de la producción bruta de carbón en España (cifras en Megatoneladas de carbón)
Si bien la tendencia decreciente general en la minería energética nacional se registra en los dos modos de extracción existentes, la pérdida de actividad no ha sido homogénea. Así, la participación de la explotación subterránea en el conjunto de la actividad minera se ha situado a lo largo del periodo inventariado en un rango comprendido entre el 42,5% y el 55,6% respecto a la producción total nacional. La evolución de esta cuota de representación muestra un perfil dispar con un periodo de crecimiento entre 1995 y 1997 y a partir de entonces un decrecimiento prácticamente sostenido. La tendencia presentada en el último periodo está marcada en parte por el cese de actividad a partir del año 2008 de la minería extractiva (a cielo abierto) del lignito pardo, y la correspondiente pérdida de participación de la minería a cielo abierto, cuya repercusión se ve amortiguada, al menos parcialmente, por un cambio estructural desarrollado en 2008 en las técnicas de explotación empleadas que fomenta el desarrollo de la minería a cielo abierto en detrimento de la minería subterránea.
En el año 2013, y en comparación con los niveles del año 2012, continúan los importantes descensos tanto en el volumen de producción de la minería subterránea (bajada del 42%) como en la actividad extractiva a cielo abierto (bajada del 54%). La incidencia de en las emisiones de esta categoría es notable, ya que la extracción subterránea tiene unos factores de emisión significativamente mayores que los correspondientes a la minería a cielo abierto.
0 4 8 12 16 20 24 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 M t d e ca rb ó n p ro d u ci d o
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Con respecto al efecto en las emisiones de esta evolución en los modos de extracción y tipos de carbón, cabe hacer notar que el cese de la extracción del lignito pardo (a cielo abierto) en el periodo 2008-2013 ha contribuido a un incremento en los niveles de emisión de la minería a cielo abierto al tratarse de minas con los menores niveles de concentración de grisú. Esta influencia en el factor de emisión implícito para la minería ha sido sin embargo parcialmente contrarrestada tanto por un incremento de la participación de la antracita en la producción nacional, cuya concentración de grisú se estima análoga al lignito como por el citado cambio estructural en 2008 en los medios de extracción (potenciación de la minería a cielo abierto en detrimento de la minería subterránea). Sin embargo, conviene destacar el ya citado descenso en la producción de antracita en el año 2013, de 2.802 kt a 924, 6 kt, lo que supone una disminución del 67% en la producción de este tipo de carbón y que marca la importante disminución en las emisiones en esta categoría en el 2013 (26,6% en lo que a minería se refiere).
Por lo que respecta a la producción de coque de carbón, la serie continúa con su tendencia general decreciente.
Entre los contaminantes emitidos por estas actividades, véase Tabla 1.9.1, destaca el metano, contaminante por el cual esta categoría se ha identificado como fuente clave, tanto por su nivel de emisión en el año base como por su tendencia en el año 2013. El otro gas con efecto directo sobre el calentamiento es el dióxido de carbono, cuyas emisiones corresponden a la apertura y extinción de hornos de coque.
Tabla 1.9.1.- Emisiones por contaminante de la categoría emisiones fugitivas de los combustibles sólidos (1B1) (Cifras en Gigagramos de CO2-eq)
1990 1995 2000 2005 2006 2007 195 196 197 198 199 2013
CO2 17,63 13,38 15,27 89,91 124,94 93,55 43,35 14,01 37,13 43,86 23,48 3,50
CH4 2.163,74 1.756,74 1.496,65 1.132,89 1.121,22 1.065,52 837,46 753,68 650,50 761,45 609,05 449,64
Total CO2-eq 2.181,37 1.770,13 1.511,92 1.222,80 1.246,16 1.159,07 880,81 767,69 687,63 805,31 632,53 453,14
La minería del carbón es la fuente predominante de las emisiones de CH4, con una participación que supera el 99% de las estimaciones de dicho contaminante en la categoría 1B1 en el año 2013. Por modo de operación, y a pesar de observarse en los últimos años una pauta de gradual retroceso de la actividad, cabe reseñar la elevada contribución de la minería subterránea tanto en la propia fase de extracción como la de primer tratamiento, véanse Tabla 1.9.2 y Figura 1.9.2.
Tabla 1.9.2.- Emisiones de CH4 de categoría emisiones fugitivas de los combustibles sólidos (1B1) (Cifras en Gigagramos de CO2-eq)
Categoría 1990 1995 2000 2005 2006 2007
1B1a1 Minería subterránea de la cual 2.052,42 1.650,60 1.398,21 1.038,02 1.029,23 975,48 1B1a1iExtracción 1.748,00 1.351,81 1.056,37 745,19 737,69 680,94 1B1a1ii Primer tratamiento 304,42 291,16 330,44 277,64 277,10 280,72
1B1a1iiiAbandonadas 0 7,63 11,40 15,19 14,44 13,82
1B1a2 Minería a cielo abierto de la cual 83,63 85,12 74,44 71,23 67,49 66,39
1B1a2i Extracción 75,55 75,24 63,05 58,24 56,34 53,46
1B1a2iiPrimer tratamiento 8,07 9,88 11,40 12,98 11,15 12,93
1B1b Transformación
combust. Sólidos 27,69 21,03 23,99 23,65 24,50 23,65
Categoría 2008 2009 2010 2011 2012 2013
1B1a1 Minería subterránea de la cual 750,53 689,75 584,33 705,84 552,46 396,34
1B1a1iExtracción 523,69 454,55 368,40 420,92 271,22 190,86
1B1a1ii Primer tratamiento 213,55 222,38 203,52 272,88 269,53 194,07
1B1a1iiiAbandonadas 13,28 12,82 12,41 12,04 11,71 11,41
1B1a2 Minería a cielo abierto de la cual 64,01 49,08 48,49 37,38 41,04 39,17
1B1a2i Extracción 53,16 41,40 42,16 30,66 29,54 29,40
1B1a2iiPrimer tratamiento 10,85 7,68 6,33 6,72 11,50 9,77
1B1b Transformación
combust. Sólidos 22,92 14,84 17,68 18,23 15,55 14,14
1B1 Combustibles sólidos 837,46 753,68 650,50 761,45 609,05 449,64
Figura 1.9.2.- Principales actividades emisoras de CH4 en la categoría emisiones fugitivas de los combustibles sólidos (1B1)
1.9.2 Metodología
Este apartado se centra fundamentalmente en la metodología aplicada para la estimación de las emisiones de metano, al considerarse fuente clave en el Inventario nacional. Al final del mismo se incluye un subapartado dedicado a especificidades metodológicas de otros contaminantes emitidos en esta categoría.
3.10.2.1.- Emisiones de CH
4Cada una de las fuentes emisoras descritas en el apartado anterior, esto es, minería, primer tratamiento, almacenamiento de carbón, y fugas en la apertura y extinción de los hornos de coque, ha sido tratada individualmente, asignando a la categoría 1B1 la agrupación de las estimaciones de metano así obtenidas.
Cabe destacar la nueva subcategoría incluida en la presente edición del NIR, siguiendo las Directrices IPCC 2006, que considera las emisiones de metano procedentes de las minas abandonadas (1B1a1iii).
A continuación, se describen la metodología, factores de emisión y variables de actividad aplicadas para cada fuente emisora.
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a) Producción, primer tratamiento y almacenamiento de carbón. La metodología empleada es específica nacional, adaptando el enfoque de nivel 2 de IPCC40. Con la elección de esta metodología se pretende reemplazar los factores por
defecto asociados al enfoque de nivel 141 por factores derivados de la información disponible a nivel nacional de los contenidos de metano por tipo de carbón.
Se ha empleado información nacional para los factores de emisión por tonelada de producto, distinguiendo por tipo de minería (subterránea o cielo abierto) y tipo de carbón (hulla, antracita, lignito negro o lignito pardo). Los valores (medios) de estos factores se basan en medidas de concentraciones de grisú por tonelada de carbón en distintas cuencas mineras españolas, datos recopilados en un estudio sectorial elaborado por AITEMIN42. La información disponible fue complementada con juicios de expertos, relativos a:
- la composición del gas grisú, asumiendo que el gas se encuentra constituido esencialmente de metano43;
- la caracterización de los carbones y técnicas extractivas en cada una de las cuencas analizadas en el estudio, a la hora de valorar la representatividad de los contenidos de metano obtenidos;
- la completitud de la información, estableciendo supuestos acerca de contenidos
de metano en carbones extraídos a cielo abierto (in-situ gas content) que no aparecían explícitamente identificados en la fuente de referencia consultada. Tras el examen de los valores recogidos en el informe y los rangos propuestos por IPCC44 se ha asumido que los valores de los factores de la minería a cielo abierto son un orden de magnitud inferiores a sus homólogos de la minería subterránea;
- las emisiones procedentes de capas adyacentes en la minería a cielo abierto (assumed emission factor for surrounding strata). Los expertos no estiman significativas las emisiones asociadas a esta fuente, por lo cual se asume válido obviar tal componente en la ecuación asociada al enfoque de nivel 2 de IPCC para la minería a cielo abierto;
40 Véase Manual Referencia 1996 IPCC, ecuación 1 (apartado 1.7.2.2) y ecuación 3 (apartado 1.7.2.3).
41 El Manual Referencia 1996 IPCC no propone para el enfoque de nivel 1 un valor por defecto, sino un rango amplio para cada tipo de minería en función del nivel de metano contenido.
42 AITEMIN (Asociación de Investigación Tecnológica de Equipos Mineros), “Medición de la concentración de grisú en capa en diversas cuencas carboníferas españolas”, 1989.
43 En el Libro Guía EMEP/CORINAIR, capítulo B511, apartado 9, se informa de una especiación del gas grisú con un contenido de metano entre el 80% y 95% (Williams 1993). Según esta misma fuente, las concentraciones de dióxido de carbono resultan inferiores al 6% y el contenido de nitrógeno no supera el 8%.
44 Los rangos sugeridos en el Manual de Referencia 1996 IPCC para la metodología de nivel 1 son 10-25 m3 CH4/tonelada de carbón extraído para minería subterránea (ecuación 1,
apartado1.7.2.2) y, para minería a cielo abierto, 0,3-2 m3 CH
4/tonelada (ecuación 2,
- la fracción de gas emitido durante el almacenamiento y primer tratamiento de carbones. Basándose en un juicio de experto se ha establecido que el 20% del contenido de metano in situ de carbones procedentes tanto de minería subterránea como a cielo abierto es emitido durante el primer tratamiento y el almacenamiento. Dado que las emisiones son estimadas por separado se ha asignado un porcentaje del 10% a cada una de las dos actividades citadas. En la Tabla 1.9.3 se presentan los factores de emisión derivados de la información recopilada y de los juicios de expertos.
Tabla 1.9.3.- Contenidos medios y factores de emisión de CH4 por tipo de carbón y actividad
Factores de emisión de CH4
Hulla Antracita Lignito Negro Lignito Pardo Unidades.
PRODUCCIÓN
Contenido CH4(Cielo Abierto) 0,7 0,1 0,5 0,1 m3 CH4/t carbón
FE (Cielo Abierto) 469 67 335 67 g CH4/t producción bruta
Contenido CH4 (Subterránea) 7 1 5 NA m3 CH4/t carbón
FE (Subterránea) 4.690 670 3.350 NA g CH4/t producción bruta
TRATAMIENTO
FE (Cielo Abierto) 46,9 6,7 33,5 6,7 g CH4/t consumida
FE (Subterránea) 469 67 335 NA g CH4/t consumida
ALMACENAMIENTO
FE 469 67 335 6,7 g CH4/t almacenada
Los factores de la tabla anterior han sido aplicados para la estimación de metano asumiendo que la totalidad del gas liberado en las actividades de minería es emitido.
En la tabla anterior de factores, véase columna de unidades, se han distinguido distintas variables de actividad, diferenciadas por tipo de carbón y/o técnica extractiva, en función de la actividad emisora:
- Para la extracción se ha seleccionado la producción bruta de carbones. Los datos, dispuestos a nivel provincial por clase de carbón y tipo de minería, son facilitados por la Subdirección General de Minas del Ministerio de Industria, Energía y Turismo (MINETUR).
- Respecto al primer tratamiento de carbones, se ha adoptado como variable el consumo interior disponible (domestic supply) siguiendo las recomendaciones de expertos que aseguraban que la práctica totalidad del carbón consumido es tratado previamente antes de su uso final.
La fuente de información principal son los balances energéticos de la Agencia Internacional de la Energía disponibles, complementada con el cuestionario internacional de carbones que elabora el MINETUR. Los datos recopilados no presentan una distinción por tipo de minería y la clasificación de carbones no coincide con la determinada en los factores de emisión, al presentar agregadas hasta el año 2003 las partidas de hullas y de antracitas. En la elaboración posterior de la información, para subsanar las limitaciones en el nivel de desglose facilitado, se adoptaron los siguientes criterios: la aplicación de los porcentajes correspondientes a la producción bruta nacional para diferenciar por
96
tipo de minería y de los ratios obtenidos en el cuestionario internacional de carbones referido al año 2004 para estimar por separado las cantidades anuales de hulla y de antracita asignadas al periodo 1990-2003.
- Para el almacenamiento, se toma como variable de actividad la cantidad en stock existente a final de año en cuatro categorías de localizaciones básicas: depósitos de las centrales térmicas de carbón, depósitos a pie de mina, depósitos en siderurgia y otros. La información procede de las siguientes fuentes: CARBUNION45, Red Eléctrica Española46 y de las estadísticas nacionales del carbón elaboradas por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo47. Sin embargo, al no proporcionar ninguna de las fuentes mencionadas un desglose por tipo de minería, se ha asumido que los carbones se extraen en minería subterránea, excepción hecha del lignito pardo, de procedencia exclusivamente nacional y del cual se conoce que su extracción, desarrollada en el periodo 1990-2007, se ha realizado a cielo abierto.
b) Minería abandonada
La metodología de estimación de las emisiones procedentes de las minas abandonadas en España está recogida en el estudio “Estimación de las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de las minas abandonadas en España y desarrollo de una mejora metodológica en la estimación de las mismas en el Inventario Nacional de Emisiones”, realizado en 2014 por AITEMIN, actualmente denominada, Asociación para la Investigación y Desarrollo Industrial de los Recursos Naturales.
El estudio consta de dos partes: un Inventario de minas de carbón en España hasta 2013 (i) y una estimación de las emisiones de metano de minas abandonadas en el período 1990-2013 siguiendo las directrices IPCC 2006 (ii).
i. El Inventario de minas recoge informaciones tales como: empresa minera,
centros de producción, tipo de carbón, estado (activa/abandonada), año de cierre, producción (t/año), características de gaseosidad, estado de inundación, CCAA/provincia, etc.
Como resultado, se señala que en el año 1988 se encontraban activas 270 explotaciones de carbón (tanto subterráneas como a cielo abierto) y que en la actualidad sólo permanecen activas 26 explotaciones.
Asimismo, en el desarrollo del estudio, se constató la no existencia de proyectos de recuperación de metano en las minas abandonadas.
45 CARBUNION (Federación nacional de empresarios de minas de carbón) proporciona datos globales de pequeñas partidas almacenadas en siderurgia y ‘Otros’ hasta 1996, año a partir del cual se replican las cifras asumiendo estabilidad en la serie. El carbón depositado se asume que corresponde íntegramente a hulla.
46 Red Eléctrica Española, en su estadística “Informe de explotación del sistema eléctrico”, publica las existencias en centrales térmicas por tipo de carbón y planta.
47 El Ministerio de Industria, Turismo y Comercio facilita los datos de depósitos en minas por clase de carbón.
Asimismo, se consideró que las minas abandonadas e inundadas no emiten metano.
ii. Además de las Directrices IPPC 2006, las estimaciones también recogen factores y parámetros de la bibliografía especializada.
Entre los factores considerados y que tienen una influencia significativa sobre las emisiones de las minas abandonadas cabe destacar:
• Tiempo transcurrido desde el abandono
• Contenido en gas y características de adsorción del carbón que
permanece en la mina
• Transmisibilidad del gas en el carbón
• Condiciones de la mina abandonada (inundación, sellado, etc).
El estudio ha calculado las emisiones aplicando tanto un Tier 1 como un Tier 2 de las Directrices IPCC 2006, siendo estas últimas estimaciones las recogidas en el presente informe por ser más precisas.
Tras aplicar los criterios metodológicos citados anteriormente, tan sólo 4 explotaciones fueron consideradas como potencialmente emisoras. Las cuatro se ubican en la zona norte de España, en concreto en la región de Asturias.
Los factores de emisión aplicados se calcularon mediante la ecuación 4.1.12 del Capítulo 4, Emisiones Fugitivas, del Volumen 2 de las Directrices IPCC 2006.
En la Figura 1.9.3 se reflejan las emisiones de metano de las minas abandonadas calculadas siguiendo el Tier 2 de la metodología. Los picos que se observan en los años 1996 y 2001 corresponden a las fechas de cierre de dos de las minas tenidas en cuenta en el estudio citado. La cuarta mina considerada en el estudio se cerró en 2013, con lo que su impacto se verá reflejado en la próxima edición del Inventario.
98 Figura 1.9.3.- Emisiones de las minas abandonadas en España
Fuente: Estudio AITEMIN “Estimación de las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de las minas abandonadas en España y desarrollo de una mejora metodológica en la
estimación de las mismas en el Inventario Nacional de Emisiones”
Figura 1.9.4.- Comparativa de las emisiones de CH4 de las minas activas y las minas abandonadas en España
Como puede apreciarse en la Figura 1.9.4 más arriba, las emisiones de la minería activa en España, predominan sobre las nuevas emisiones calculadas procedentes de las minas abandonadas.
En el transcurso del presente estudio se ha podido constatar por parte de AITEMIN la no existencia en España de recuperación de metano ni el uso de antorchas en las minas tanto activas como abandonadas.
0 500 1000 1500 2000 2500 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 E m is io n es C H 4 ( G g d e C O 2 eq )
c) Apertura y extinción de los hornos de coque. Se ha seleccionado como método de estimación de metano el procedimiento sugerido por el Libro Guía EMEP/CORINAIR, basado en la producción de coque, al presentarse éste en forma adecuada para el cálculo con la información disponible de actividad. Respecto al factor de emisión, se ha tomado el valor por defecto propuesto en el Libro Guía EMEP/CORINAIR (345 g CH4/t coque)48.
La producción de coque se desarrolla fundamentalmente dentro de plantas siderúrgicas integrales49, cuya información asociada se ha recogido mediante cuestionarios a plantas. Los datos de producción en otros sectores (coquerías independientes), han sido históricamente analizados al nivel de fuente superficial, descontando de las cifras totales de producción reflejadas en los cuestionarios de carbones remitidos a la Agencia Internacional de la Energía y EUROSTAT, o en estadísticas nacionales (“Estadística de Fabricación de Pasta Coquizable, de Coquerías y de Gas de Horno Alto” del MINETUR), la cantidad agregada obtenida de los cuestionarios de las plantas siderúrgicas integrales. Como consecuencia de la revisión efectuada al Inventario por el equipo revisor de UNFCCC en las ediciones 2010 y 2011, en la que se instaba a proporcionar mayor detalle de los procesos productivos (entradas-salidas) de estas instalaciones, el Inventario ha desarrollado un ejercicio de levantamiento de información individualizada a nivel de planta para este conjunto de plantas no emplazadas en siderurgia integral, solicitando a las mismas datos de actividad y características de los insumos y productos para los años 2008- 2013.
3.10.2.2.- Emisiones de CO
2Aunque las emisiones fugitivas de CO2 de la categoría 1B1 “combustibles sólidos” no constituyen una fuente clave del Inventario, se hace mención por haberse tratado con una metodología específica nacional. En cuanto a su cobertura, se ha limitado en la presente edición del Inventario, a falta de información relativa a emisiones potenciales de CO2 en las actividades mineras50, a las actividades de apertura y extinción en hornos de coque. Véase Anexo 3 para una descripción de sus aspectos metodológicos.
48 Libro Guía EMEP/CORINAIR (ed. 1996), capítulo B146, Tabla 4, referencia [6] (Polonia, 1992).
49 En la actualidad en España existen 2 coquerías localizadas en el sector siderúrgico integral. 50 CO
2 en el gas de las vetas carboníferas, quemas de carbón, combustión y oxidación de
residuos de carbón y otros materiales con carbono (véase Guía de Buenas Prácticas 2000 IPCC, apartado 2.6.1.4)
100
1.10 Emisiones fugitivas – petróleo y gas natural (1B2)
1.10.1 Descripción de la actividad
Esta categoría integra las emisiones generadas en los procesos de extracción, almacenamiento, transporte, procesamiento o eliminación de combustibles derivados del petróleo o gas natural en los que no se realiza un aprovechamiento energético del combustible. Así, se incluyen entre otras actividades la quema en antorchas de