INVENTARIO NACIONAL DE GASES DE EFECTO
INVERNADERO 2006
INFORME FINAL
Parte 2: Procesos industriales y uso de productos
Fecha: 27/octubre/2008
Preparado por: Claudia Sheinbaum Pardo Leticia Ozawa Meida Instituto de Ingeniería,
Universidad Nacional Autónoma de México Preparado para: Instituto Nacional de Ecología
Revisado por: Santa Paola Centeno Rosales y Juan Carlos Arredondo
Resumen
De acuerdo a los Términos de Referencia y el Convenio entre el Instituto Nacional de Ecología y el Instituto de Ingeniería de la UNAM, el presente documento presenta el Informe Final del Inventario de Gases de Efecto Invernadero 1990-2006 en la categoría de procesos industriales y uso de productos, de acuerdo con la metodología del Panel Intergubernamental de Cambio Climático, 1996. El proyecto dio inicio en el mes de julio y concluyó en el mes de octubre del 2008.
Tabla de contenido
Introducción ... 7
2A. Industria de los minerales ... 14
2A1. Cemento ... 14
2A2.1 Aspectos metodológicos ... 14
Elección de datos de actividad ... 15
Elección de factores de emisión ... 19
2A1.2 Emisiones ... 20
2A1.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 21
2A2. Cal ... 22
2A2.1 Aspectos metodológicos ... 22
Elección de datos de actividad ... 23
Elección de factores de emisión ... 23
2A2.2 Emisiones ... 24
2A2.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 25
2A3. Uso de dolomita y caliza ... 25
2A3.1 Aspectos metodológicos ... 25
Elección de datos de actividad ... 26
Elección de los factores de emisión ... 28
2A3.2 Emisiones ... 28
2A3.3 Comparación con el INEGEI 1990-2002 y con las directrices del IPCC de 2006 ... 29
2A4. Carbonato de sodio ... 30
2A4.1 Aspectos metodológicos ... 30
Elección de datos de actividad ... 30
Elección de los factores de emisión ... 31
2A4.2 Emisiones ... 31
2A4.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 31
2A5. Producción de material asfáltico de techos ... 32
2A5.1 Aspectos metodológicos ... 33
Elección de datos de actividad ... 33
Elección de factores de emisión ... 33
2A5.2 Emisiones ... 34
2A5.3 Comparación con el INEGEI 1990-2002 y con las directrices del IPCC de 2006 ... 35
2A6. Pavimentación Asfáltica ... 35
2A6.1 Aspectos metodológicos ... 35
Elección de datos de actividad ... 35
Elección de factores de emisión ... 36
2A6.2 Emisiones ... 37
2A6.3 Comparación con el INEGEI 1990-2002 y con las directrices del IPCC de 2006 ... 38
2A7. Otros productos minerales: Vidrio ... 38
2A7.1 Aspectos metodológicos ... 39
2A7.2 Emisiones ... 40
2A7.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 41
2B. Industria Química ... 44
2B1. Amoniaco ... 44
2B1.1 Aspectos metodológicos ... 44
Elección de datos de actividad ... 44
Elección de factores de emisión ... 45
2B1.2 Emisiones ... 46
2B1.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 47
2B2. Ácido nítrico ... 47
2B2.1 Aspectos metodológicos ... 48
Elección de datos de actividad ... 48
Elección de factores de emisión ... 49
2B2.2 Emisiones ... 50
2B2.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 51
2B3. Ácido adípico ... 52
2B3.1 Aspectos metodológicos ... 52
Elección de datos de actividad ... 53
Elección de factores de emisión ... 53
2B3.2 Emisiones ... 54
2B3.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 55
2B4. Carburo de silicio y carburo de calcio ... 56
2B4.1 Aspectos metodológicos ... 56
Elección de datos de actividad ... 56
Elección de los factores de emisión ... 57
2B4.2 Emisiones ... 57
2B4.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 58
2B5. Otros químicos ... 58
2B5.1 Aspectos metodológicos ... 59
Elección de datos de actividad ... 59
Elección de factores de emisión ... 61
2B5.2 Emisiones ... 62
2B5.3 Diferencias con el INEGEI 1990-2002 y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 66
2C. Industria de metales ... 70
2C1. Producción de hierro y acero ... 70
2C1.1 Aspectos metodológicos ... 71
Elección de datos de actividad ... 72
Elección de factores de emisión ... 72
2C1.2 Emisiones ... 74
2C1.3 Exhaustividad y Comparación con el INEGEI 1990-2002 ... 78
2C2. Producción de ferroaleaciones ... 80
2C2.1 Aspectos metodológicos ... 80
Elección de datos de actividad ... 81
Elección de factores de emisión ... 81
2C2.2 Emisiones ... 82
2C2.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 83
2C3. Producción de aluminio ... 85
2C3.1 Aspectos metodológicos ... 85
Elección de datos de actividad ... 86
Elección de factores de emisión ... 87
2C3.2 Emisiones ... 88
2C3.3 Comparación con el INEGEI 1990-2002 y con las directrices del IPCC de 2006 ... 90
2C4. Emisiones de hexafluoruro de azufre (SF6) procedentes de la producción de aluminio y magnesio ... 91
2C4.1 Aspectos metodológicos ... 92
Elección de datos de actividad ... 92
Elección de factores de emisión ... 92
2C4.2 Emisiones ... 92
2C4.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 92
2D. Otras industrias ... 93
2D1. Celulosa y Papel ... 93
2D1.1 Aspectos metodológicos ... 93
Elección de datos de actividad ... 93
Elección de factores de emisión ... 94
2D1.2 Emisiones ... 94
2D1.3 Comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 95
2D2. Bebidas y alimentos ... 95
2D2.1 Aspectos metodológicos ... 95
Elección de datos de actividad ... 95
Elección de factores de emisión ... 98
2D2.2 Emisiones ... 98
2D2.3 Comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 99
2E. Producción de Halocarbonos y Hexafluoruro de azufre ... 100
2E.1 Aspectos metodológicos... 100
2E.2 Elección de datos de actividad y emisiones... 100
2F. Consumo de halocarbonos y hexafluoruro de azufre ... 102
2F.1 Aspectos metodológicos ... 102
Elección de datos de actividad ... 104
2F.2 Emisiones ... 105
Consumo de SF
6... 107
2F.1 Aspectos metodológicos ... 107
Elección de datos de actividad y emisiones ... 108
Comparación con en INEGEI 1990-2002 ... 110
3. Uso de solventes y otros productos ... 112
3A. Aplicación de pinturas ... 112
3A.1 Aspectos metodológicos ... 113
Elección de datos de actividad ... 113
Elección de factores de emisión ... 114
3A.2 Emisiones ... 115
3A.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006 ... 116
3B. Eliminación de grasas y lavado en seco ... 119
Elección de datos de actividad ... 120
Elección de factores de emisión ... 120
3B.2 Emisiones ... 121
3C. Fabricación o procesamiento de productos químicos ... 121
3C.1 Aspectos metodológicos ... 122
Elección de datos de actividad ... 122
Elección de factores de emisión ... 122
3C.2 Emisiones ... 122
3D. Otros usos de solventes y aplicaciones ... 122
3D.1 Aspectos metodológicos ... 123
Elección de datos de actividad ... 123
Elección de factores de emisión ... 124
3D.2 Emisiones ... 124
Resumen de emisiones por uso de solventes y comparación con el INEGEI 1990-2002 ... 125
Comparación con las Directrices del IPCC de 2006 ... 127
Discusión de resultados ... 129
Conclusiones ... 136
Referencias ... 138
Anexo 1. Análisis de incertidumbres ... 141
Incertidumbres asociados con los datos de actividad ... 141
Incertidumbres asociados con los factores de emisión extraídos de referencias publicadas ... 143
Estimación de incertidumbres ... 147
Introducción
Las emisiones estimadas en estas categorías corresponden a las emisiones procedentes de:
Procesos industriales y por el uso de gases de efecto invernadero en los productos
Uso de solventes y otros productos
Las emisiones de gases de efecto invernadero son producidas por una gran variedad de actividades industriales. Las principales fuentes de emisión son las descargas provenientes de los procesos industriales que transforman materias por métodos químicos o físicos. Además, algunos gases de efecto invernadero se utilizan en productos tales como refrigeradores, espumas o latas de aerosol, en los cuales se usan los hidrofluorocarbonos (HFC) como alternativa a las sustancias que agotan la capa de ozono. Análogamente, el hexafluoruro de azufre se emplea en productos utilizados por la industria o por los consumidores finales.
En la categoría de uso de solventes y otros productos se contabilizan principalmente las emisiones de compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM). Varios solventes con compuestos orgánicos forman parte de productos finales, tal como las pinturas, barnices, selladores y tintas, los cuáles se evaporan eventualmente.
De acuerdo a las Directrices del IPCC de 1996, las emisiones de gases de efecto invernadero que se contabilizan en las Categorías de Procesos Industriales y Uso de Solventes incluyen al bióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O), los hidrofluorocarbonos (HFC), los perfluorocarbonos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6). Adicionalmente, también se emiten otros gases denominados precursores de ozono, como son el monóxido de carbono (CO), los óxidos de nitrógeno (NOx), los compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM) y el bióxido de azufre (SO2).
La clasificación definida por el IPCC que corresponde a las Categorías de Procesos Industriales y Uso de Solventes y otros productos, así como sus emisiones potenciales se muestran en la Tabla 1.
Este informe presenta la siguiente información para cada categoría:
Descripción del proceso industrial y su generación de emisiones de gases de efecto invernadero y precursores de ozono en su proceso de manufactura o uso del producto,
Aspectos metodológicos: elección de los datos de actividad y de factores de emisión,
Estimación de emisiones directos de GEI, precursores de ozono y SO2,
Análisis de exhaustividad y comparación con el Inventario de Gases de Efecto Invernadero 1990-2006
Comparación con la metodología del Panel Intergubernamental de Cambio Climático 2006
Finalmente, se presenta la discusión de resultados, conclusiones y recomendaciones.
Tabla 1. Emisiones potenciales de GEI y precursores de ozono y aerosoles, de las categorías de Procesos Industriales y Uso de Solventes
Subcategorías de emisión Gases de efecto invernadero Precursores de ozono y aerosoles CO2 CH4 N2O HFC, PFC,
SF6 NOx CO SO2 COVNM
2A Productos minerales
2A1 Producción de cemento X X
2A2 Producción de cal X X
2A3 Uso de caliza y dolomita X 2A4 Producción y uso de carbonato de
sodio X
2A5 Producción de material asfáltico
para techos X X
2A6 Pavimentación asfáltica X X X X
2A7 Otros X X X X X X
2B Industria química
2B1 Producción de amoniaco X X X X X
2B2 Producción de ácido nítrico X X
2B3 Producción de ácido adípico X X X X
2B4 Producción de carburos X X X X X
2B5 Otros químicos X X X X X
2C Producción de metales
2C1 Producción de hierro y acero X X X X X X
2C2 Producción de ferroaleaciones X X X X
2C3 Producción de aluminio X X X X X
2C4 Emisiones de SF6 por la
producción de aluminio y magnesio X
2D – Otras industrias
2D1 Producción de celulosa y papel X X X X
2D2 Producción de bebidas y alimentos X
2E – Producción de halocarburos y hexafluoruro de azufre 2E1 Emisiones de residuos o
subproductos X
2E2 Emisiones fugitivas X
2E3 Otros
2F – Consumo de halocarburos y hexafluoruro de azufre 2F1 Refrigeración y equipo de aire
acondicionado X
2F2 Espumas X
2F3 Extinguidores X
2F4 Aerosoles X
2F5 Solventes X
2F6 Otros X
3 – Uso de solventes y otros productos
3A Aplicación de pinturas X
3B Eliminación de grasas y lavado en
seco X
3C Productos químicos X
3D Otros X
Resumen de las tendencias de emisiones de las categorías de Procesos Industriales y Uso de solventes en el periodo 1990-2006
Las emisiones de gases de efecto invernadero (CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs y SF6) derivadas de los procesos industriales se incrementaron de 34,687 Gg de CO2e en 1990 a 63,526 Gg de CO2e en 2006 (ver Figura 1). Este aumento se debió principalmente al crecimiento en la producción y uso de ciertos productos minerales (el cemento, la cal y primordialmente la utilización de piedra caliza y dolomita) (categoría 2A), así como a un aumento significativo en el consumo de gases fluorados (HFCs y SF6) (categoría 2F). En menor medida, el incremento también se debió a un aumento en la producción de materiales siderúrgicos (categoría 2C). Por su parte, las emisiones de GEI de la industria química (categoría 2B) disminuyeron notablemente durante este periodo, debido a una reducción en la producción de petroquímicos básicos y secundarios.
FIGURA 1:EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO POR PROCESOS INDUSTRIALES, POR SUBCATEGORÍA DE FUENTE DE EMISIÓN, EN CO2 EQ.
Las emisiones procedentes de la producción y consumo de HFCs, PFCs y SF6 (categorías 2E y 2F) se han incrementado rápidamente entre 1990 y 2006. Las emisiones por la producción de HFC considera únicamente la generación de HFC-23 como subproducto en la elaboración del HCFC-22, por lo que el incremento en las emisiones de este gas es proporcional al crecimiento en la producción del HCFC-22. Por otro lado, el incremento en el consumo de HFCs se debe al uso de estas sustancias en aplicaciones como refrigeración y aire acondicionado, fabricación de espumas y uso como agente extintor de incendios, en sustitución de los clorofluorocarbonos, sustancias agotadoras de la capa de ozono controladas por el Protocolo de Montreal. Finalmente, el consumo de SF6 como
0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Gg CO2e
2A Productos minerales 2C Produccion de metales 2F Consumo de HFC, PFC y SF6 2B Industria quimica 2E Produccion de HFC, PFC y SF6
infraestructura eléctrica del país; el cálculo de sus emisiones considera las etapas del ciclo de vida útil de los equipos instalados en los sistemas de transmisión y distribución de energía eléctrica de la Comisión Federal de Electricidad y Luz y Fuerza del Centro.
La principal emisión de la categoría de Procesos Industriales es el bióxido de carbono (CO2) que en promedio representa alrededor del 89% de las emisiones totales de GEI de la categoría para el período 1990-2006. En este lapso las emisiones de CO2 se incrementaron de 32,352 Gg a 52,847 Gg CO2, lo que equivale a una tasa de crecimiento medio anual del 3.1%. La producción de cemento y de hierro y de acero son las principales fuentes de emisión de CO2 con una contribución promedio conjunta del 58%
en el período 1990-2006. La producción de amoníaco, que en 1990 contribuía con cerca del 12% de las emisiones, redujo paulatinamente su participación en el total de CO2 emitido por la categoría; en su lugar, el uso de piedra caliza y dolomita aumentó su contribución en las emisiones, desde poco menos del 9.6% en 1990 hasta el 33.5% en el 2006. Así, las emisiones de CO2 por el uso de piedra caliza y dolomita son las que presentaron una mayor tasa de crecimiento comparado con las otras fuentes de emisión de este gas; en promedio su crecimiento anual fue del 8.1% para el período 1990-2006.
En 2006, las principales fuentes que contribuyeron a las emisiones de bióxido de carbono fueron: el uso de piedra caliza y dolomita (33.5%), la producción de cemento (33.0%) y la producción de hierro y acero (22.4%). En menor medida, otras fuentes que también contribuyeron a estas emisiones fueron la producción de cal (5.1%), la elaboración de petroquímicos (3.7%), la fabricación de amoniaco (1.7%), la producción de ferroaleaciones (0.5%) y la de vidrio (0.1%).
FIGURA 2:PORCENTAJE DE CONTRIBUCIÓN A EMISIONES DE CO2 DE PROCESOS INDUSTRIALES, POR SUBCATEGORÍA DE EMISIÓN.
0.00%
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
25.00%
30.00%
35.00%
40.00%
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Contribución a la s emisiones totales de CO2de Procesos Industriales
2A1 Producción de cemento
2A2 Producción de cal
2A3 Uso de piedra caliza y dolomita
2A4 Producción y uso de carbonato de sodio 2A7 Otros (Vidrio)
2B1 Producción de amonio
2B4 Producción de carburos
2B5 Otros (petroquimica)
2C1 Producción de hierro y acero
2C2 Producción de ferroaleaciones 2C3 Producción de aluminio
Las emisiones de metano (CH4), en CO2 eq., representan en promedio cerca del 0.2% de las emisiones de GEI en esta categoría para el período 1990-2006, y son generadas casi en su totalidad durante la elaboración de ciertos productos petroquímicos (etileno, negro de humo, acronitrilo, estireno, metanol, óxido de etileno y el cloruro de vinilo). Las emisiones de metano de esta categoría disminuyeron de 4.3 Gg CH4 (89.9 Gg CO2e) en 1990 a 3.7 Gg CH4 (77.4 Gg CO2e) en 2006 debido principalmente a la reducción en la producción de algunas sustancias petroquímicas. En el período 1990-2006 las emisiones de metano generadas en la categoría de Procesos Industriales se redujeron a una tasa media anual del 0.9%.
Las emisiones de óxido nitroso, en CO2 eq., representan en promedio entre el 1 y 2% de las emisiones de GEI en esta categoría. Son generadas exclusivamente por la industria química en la producción de ácido nítrico, ácido adípico y caprolactama. Durante el periodo 1990-2006, estas emisiones se redujeron de 2.4 Gg N2O (747.1 Gg CO2e) en 1990 a 1.2 Gg N2O (360.8 Gg CO2e), equivalente a una disminución media anual del 4.4%, debido principalmente al decremento de la producción de ácido nítrico.
Las emisiones procedentes de la producción y consumo de HFCs se incrementaron de 717.7 Gg CO2e en 1990 a 9,586.4 Gg CO2e en 2006, a una tasa media anual de crecimiento del 17.6%. Al año 2006 las emisiones de hidrofluorocarbonos contribuyeron con alrededor del 7% a las emisiones de GEI, en CO2 eq, en esta categoría. La principal emisión proviene del HFC-23, que se genera como subproducto en la elaboración del HCFC-22. El resto de los hidrofluorocarbonos examinados no se producen en México, se importan y sus emisiones potenciales están asociadas a su consumo. El mayor consumo de HFCs correspondió al HFC-134a que es empleado principalmente como refrigerante.
También se incrementó de manera significativa el consumo de HFC-125 y HFC-143a, que se utilizan en sistemas de protección contra incendio y en equipos de refrigeración comercial respectivamente. En los últimos 3 años hay un emergente consumo de HFC-32, que se emplea como refrigerante en aires acondicionados estacionarios y cámaras de refrigeración, y de HFC-152a, que se emplea en la fabricación de espumas de poliuretano.
FIGURA 3: CONSUMO DE HIDROFLUOROCARBONOS (HFCS) EN MÉXICO,1990-2006.
Las emisiones de perfluorocarbonos representan cerca del 0.5% de las emisiones de GEI en esta categoría. Las emisiones de este gas fueron generadas exclusivamente en la producción de aluminio primario. No se obtuvo información sobre la producción, importación o consumo de este gas como sustituto de las sustancias agotadoras de la capa de ozono. En 1990, las emisiones de PFC fueron de 0.06 Gg CF4 (377.6 Gg CO2e) y 0.01 Gg C2F6 (57.9 Gg CO2e). En 2003, las emisiones fueron de 0.02 Gg CF4 (139.8 Gg CO2e) y 0.002 Gg C2F6 (21.4 Gg CO2e). A partir de este año, la única planta productora de aluminio primario en México cerró operaciones.
Las emisiones de hexafluoruro de azufre contribuyen con alrededor del 0.1% a las emisiones de GEI en esta categoría, y fueron generadas exclusivamente por el consumo de este gas en la adquisición de equipos eléctricos del sistema de distribución eléctrica de CFE. Las emisiones se incrementaron de 14.4 toneladas de SF6 (344.5 Gg CO2e) en 1990 a 27.4 toneladas de SF6 (654.1 Gg CO2e) en 2006.
El ozono en la parte baja de la atmósfera (troposfera) actúa como un gas de efecto invernadero. Los precursores de ozono son compuestos atmosféricos que no son gases de efecto invernadero, ni aerosoles, pero que tienen un efecto sobre las concentraciones de gases de efecto invernadero o aerosoles, al influir en los procesos físicos o químicos que regulan sus niveles de producción o destrucción. En este informe se estimaron las emisiones de monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM) y bióxido de azufre (SO2).
Dentro de los procesos industriales, las emisiones de monóxido de carbono se generan principalmente en la producción del aluminio primario, en la elaboración de amoniaco y en la producción siderúrgica. En menor medida, también se generan en la fabricación de
0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
toneladas de gas
HFC-23 HFC-32 HFC-43-10 HFC-125 HFC-134a HFC-143 HFC-143a HFC-152a HFC-227ea HFC-236fa
diversos petroquímicos, en la producción de papel y en la producción y uso de asfalto.
Estas emisiones se redujeron de 65.6 Gg CO en 1990 a 12.0 Gg CO en 2006, principalmente por el cierre de la producción de aluminio primario en México y por la disminución en la producción de amoniaco.
Las emisiones de óxidos de nitrógeno se emiten principalmente durante la fabricación de ácido nítrico, y en menor medida, en la producción de petroquímicos, hierro y acero, ferroaleaciones, aluminio, celulosa y papel y en la pavimentación asfáltica. Las emisiones de NOx disminuyeron de 4.7 Gg NOx en 1990 a 1.6 Gg NOx, principalmente debido a una reducción en la producción de ácido nítrico.
Las emisiones de bióxido de azufre se generan principalmente en la producción de ácido sulfúrico y bióxido de titanio en la industria petroquímica y en la fabricación de cemento y productos siderúrgicos. Las emisiones de SO2 se redujeron de 89.9 Gg SO2 en 1990 a 54.5 Gg SO2 en 2006. Mientras que las emisiones de SO2 de la industria del cemento y la siderúrgica se incrementaron ligeramente, las emisiones procedentes de la producción de ácido sulfúrico se redujeron de manera drástica a partir de 2002.
Finalmente, los procesos industriales que emiten mayores cantidades de compuestos orgánicos volátiles diferentes al metano son: la pavimentación asfáltica, la producción de bebidas y alimentos, la fabricación de petroquímicos y amoniaco, y la elaboración de vidrio y papel. Las emisiones de COVNM en esta categoría se incrementaron de 390.7 Gg COVNM en 1990 a 452.0 Gg COVNM en 2006, que se debió al aumento en la producción de ciertos petroquímicos (propileno, poliestireno y las resinas de acronitrilo-butadieno- estireno).
La categoría del uso de solventes y otros productos también generan grandes cantidades de COVNM, debido a la evaporación eventual de los compuestos orgánicos que contienen estos productos. Las Directrices del IPCC no proporcionan una orientación específica para la estimación de emisiones, pero recomiendan emplear las metodologías de las Guías de Inventarios de Emisiones Atmosféricas de la EMEP/CORINAIR de la Agencia Ambiental Europea. Durante el periodo 1990 a 2006, las emisiones de COVNM de esta categoría se incrementaron de 273.5 Gg a 699.4 Gg COVNM. En 2006, estas emisiones se debieron en un 86.6% a la aplicación de pinturas (esmaltes, selladores, tintes, lacas, pinturas, barnices, pintura para automóviles) en edificios, viviendas, construcciones, recubrimiento de madera, usos industriales y manufactura de automóviles; en un 8.6% en la aplicación de adhesivos y tintas para imprentas (offset, rotograbado y flexografía); y un 4.8% al uso de solventes en la eliminación de grasas y el lavado en seco.
2A. Industria de los minerales
Esta categoría estima las emisiones procedentes de la producción de cemento (2A1), la producción de cal (2A2), de la utilización de piedra caliza y dolomita (2A3), de la producción de carbonato de sodio natural (2A4), de la producción de material asfáltico para techos (2A5), de la pavimentación asfáltica (2A6) y la elaboración de vidrio (2A7).
2A1. Cemento
En la fabricación del cemento, el CO2 se genera durante la producción de clínker, un producto intermedio constituido de nódulos, que luego se somete a una molienda fina conjuntamente con una pequeña proporción de yeso para formar el cemento hidráulico (generalmente conocido como cemento Portland). Durante la producción del clínker, se calcina la piedra caliza, compuesta esencialmente de carbonato de calcio (CaCO3), para producir cal (CaO) y CO2 como productos derivados. El CaO reacciona entonces con la sílice (SiO2), la alúmina (Al2O3), y el óxido de hierro (Fe2O3) presentes en las materias primas, para formar minerales de clínker (principalmente silicatos de calcio). La proporción de otros carbonatos diferentes del CaCO3 en las materias primas es en general muy pequeña. Es deseable que haya una pequeña cantidad de MgO (entre 1 – 2%) en el proceso de fabricación del clínker, pues actúa como fundente. Pero una cantidad mayor puede generar problemas con el cemento.
2A2.1 Aspectos metodológicos
Las emisiones de CO2 dependen de la fracción de clínker en el cemento producido y en el contenido de CaO en el clínker. La Guía de Buenas Prácticas1 presenta dos métodos para estimar las emisiones de CO2 procedentes de la producción de cemento:
Nivel 1. Usando datos de producción de cemento. Se emplean datos de producción de cemento para estimar la producción de clínker (tomando en cuenta los tipos de cemento producido: cemento Portland, cemento puzolánico, cemento compuesto, cemento de escoria de alto horno, etc.) e incluyendo las importaciones y exportaciones de clínker (cuando sea posible). Empleando las siguientes ecuaciones:2
Producción estimada de clínker = (Producción de cemento * fracción de clínker) – clínker importado + clínker exportado
Emisiones de CO2 = Factor de emisión de clínker * Producción estimada de clínker * Factor de corrección por CKD
1 IPCC, 2000. Orientación del IPCC sobre buenas prácticas y la gestión de la incertidumbre en los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero. J. Penman, D. Kruger, I. Galbally, T. Hiraishi, B. Nyenzi, S.
Emmanuel, L. Buendia, R. Hoppaus, T. Martinsen, J. Meijer, K. Miwa, K. Tanabe (editores), IPCC/OECD/IEA/IGES, Hayama, Japón.
2 Si la producción de cemento no puede desagregarse por tipo y se conoce que se producen otros tipos de cementos compuestos además del Cemento Portland, la Guía de Buenas Prácticas recomienda emplear una fracción de clínker del 75%. En su defecto, emplear el Cuadro 3.1 (página 3.15).
Nivel 2. Usando datos de producción de clínker. Se emplean datos agregados de producción de clínker por planta o nacionales y datos sobre el contenido de CaO en el clínker, y utiliza un factor de corrección por pérdida del polvo de cemento (CKD por sus siglas en inglés).
Emisiones de CO2 = Factor de emisión de clínker * Producción real de clínker * Factor de corrección por CKD
Con base en la información disponible públicamente, el presente documento emplea el método del nivel 1 para la estimación de emisiones de CO2 para la producción de cemento.
En cuanto a precursores de ozono, también se generan emisiones de SO2 debido al contenido de azufre en el combustible y en las materias primas. De un 70 a un 95% del SO2 generado durante el proceso es absorbido por el clínker.
Elección de datos de actividad
El Banco de Información Económica3 del INEGI reporta estadísticas del volumen de producción de cemento gris, cemento blanco, mortero y otros tipos de cemento para el periodo 1990-2006. No hay distinción en los diferentes tipos de cemento (cemento Portland, cemento puzolánico, cemento compuesto, cemento de escoria de alto horno, etc.).
Tabla 2A1.1 Producción anual de cemento
Fuente: INEGI, Banco de información Económica
Estimación de la producción de clínker
Se desconoce la fracción de clínker en el cemento. De acuerdo a la información de un documento de una empresa cementera en México,4 la producción del cemento compuesto clase 30R en México en 2006 fue de aproximadamente 21.2 millones de toneladas de cemento, lo que representa alrededor del 60% de la producción del cemento gris. Por otro lado, otros documentos reportan que la producción de cementos compuestos (principalmente cemento puzolánico) fue de cerca del 30% en 1981,5 y del 42% en 1992.6 Con base en estos datos se realizó una regresión lineal para estimar el porcentaje de la producción de cementos compuestos respecto al total del cemento gris durante el periodo de 1990 a 2006.
Tabla 2A1.2 Porcentaje de la producción de cementos compuestos en México
Estimación (correlación lineal) con base en datos disponibles
De acuerdo a la norma mexicana sobre especificaciones y métodos de prueba de los cementos hidráulicos NMX-C-414-ONNCCE-2004,7 el porcentaje de aditivos contenidos en el cemento Portland y en los cementos compuestos puede variar en los siguientes rangos:
4 UNFCCC, 2007. Reducing the Average Clinker Content in Cement at CEMEX Mexico Operations, version 2.0, June 2007. (Documento de diseño de proyecto para el Mecanismo para un Desarrollo Limpio). Disponible en línea: http://www.semarnat.gob.mx
5 Cámara Nacional de cemento (CANACEM), 1987, Anuario Estadístico 1978 - 1987, México.
6 Secretaría de Energía, Minas e Industria Paraestatal (SEMIP), 1992, Características del consumo de energía en la industria del cemento en México, evolución y perspectivas, México.
7 Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación (ONNCCEE), 2004, Norma Mexicana NMX-C-414-ONNCCE-2004, Industria de la construcción – cementos hidráulicos – especificaciones y métodos de prueba, México, D.F.
Tabla 2A1.3 Porcentaje de aditivos en el cemento (NMX-C-414-ONNCCE-2004)
Clínker y yeso
Escoria de alto horno
Material puzolánico
Humo de sílice
Caliza Otros
Cemento Portland Ordinario (CPO)
95-100 - - - - 0-5
Cemento Portland Puzolánico (CPP)
50-94 - 6-50 - - 0-5
Cemento Portland con escoria de alto horno
40-94 6-60 - - - 0-5
Cemento Portland Compuesto (CPC)
50-94 6-35 6-35 1-10 6-35 0-5
Fuente: ONNCCE, 2004.
De acuerdo a la información del documento de la empresa cementera antes mencionada,8 el promedio ponderado del contenido de clínker en la producción de cemento compuesto clase 30R en México (2006) es 80.6%, es decir, un porcentaje de aditivos de aproximadamente 19.4%. Se desconoce el volumen de producción y contenido de clínker de otros tipos de cementos producidos en México (por ejemplo, CPP 30R, CPC 40, CPC 40 RS, etc.), por lo que se considera que el porcentaje de clínker en los cementos compuestos producidos en México es del 20%.
De acuerdo a la Guía de Buenas Prácticas del IPCC, el cuadro 3.1 recomienda emplear los siguientes porcentajes de clínker en la mezcla de producción de cemento por país.
Tabla 2A1.4 Porcentaje de clínker en la mezcla de producción de cemento recomendado por el IPCC
Mezcla de producción por país (Cemento Portland/Cemento Compuesto)
Porcentaje de clínker en la producción de cemento considerando un 20% de aditivos en el cemento compuesto
40/60 84%
50/50 85%
60/40 87%
Por otro lado, el Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero (INEGEI) 1990-2002, consideró que el porcentaje de clínker en el cemento blanco es del 62%, y del 64% en el mortero. En este documento se emplean los mismos porcentajes supuestos para el cemento blanco y el mortero.
Con base en el volumen de producción de cada tipo de cemento (Tabla 2A1.1), el porcentaje estimado de cementos compuestos (Tabla 2A1.2), el porcentaje de clínker en la producción de cemento (Tabla 2A1.4) y los supuestos considerados en el INEGEI 1990- 2002, se estimó la producción de clínker en México para el periodo 1990-2006 (ver Tabla 2A1.5).
Tabla 2A1.5 Producción estimada de clínker (excluyendo su importación y exportación)
Exportaciones e importaciones de clínker
La base de datos de estadísticas de las Naciones Unidas sobre comercio exterior, reporta la siguiente información sobre las importaciones y exportaciones de clínker en México para el periodo 1990-2001 (ver Tabla 2A1.6).
La Tabla 2A1.7 muestra la estimación de la producción total de clínker adicionando las exportaciones y sustrayendo las importaciones.
Tabla 2A1.6 Exportaciones e importaciones de clínker 1990-2001
Fuente: http://unstats.un.org/unsd/comtrade
Tabla 2A1.7 Producción estimada de clínker (incluyendo exportaciones e importaciones)
Elección de factores de emisión
Las Guías de Buenas Prácticas recomiendan que los factores de emisión tanto para los métodos del nivel 1 como del 2 consideren la estequiometria del proceso de elaboración del clínker (en este caso, la fracción en peso del óxido de calcio, CaO, en el clínker). Cabe mencionar que en el nivel 2, el IPCC recomienda considerar un factor de corrección para el polvo del horno de clínker (CKD, por sus siglas en inglés).
A continuación se presentan los factores de emisión recomendados por el IPCC y por el Protocolo de Cemento del WBCSD.9
Tabla 2A1.8 Factores de emisión de CO2 para la producción de clínker
Factor de emisión Supuestos
IPCC (Nivel 2) 520 kg CO2/tonelada de clínker
65% de CaO en el clínker Factor de corrección de CKD:
1.02 Programa GEI
México (WBCSD Cement Protocol)
525 kg CO2/tonelada de clínker
65% de CaO en el clínker 2% de MgO en el clínker Factor de corrección de CKD: 1 Fuente: IPCC, 2000 (páginas 3.12-3.13), WBCSD, 2005.
9
Con la finalidad de tener mayor consistencia con las emisiones reportadas por las empresas cementeras en el Programa GEI México, se empleó el factor de emisión de 525 kg CO2/tonelada de clínker, que considera un contenido de CaO del 65% y de MgO (óxido de magnesio) del 2% en los carbonatos empleados.
En cuanto a las emisiones de SO2, las Directrices de 1996 recomiendan un factor de 0.3 kg SO2/tonelada de cemento, si se desconoce el contenido de azufre en las materias primas y el grado de absorción de estas emisiones en el clínker o si no existen mediciones directas de estas emisiones.
2A1.2 Emisiones
Las emisiones de CO2 procedentes de la producción de cemento se estimaron con el método de nivel 1 con base en la información disponible públicamente, utilizando la producción estimada de clínker (incluyendo exportaciones e importaciones) y el factor de emisión que las empresas cementeras usan para sus inventarios de emisiones corporativas de GEI reportadas en el Programa GEI México.
Tabla 2A1.8 Emisiones de CO2 procedentes de la producción de clínker (Nivel 1)
+
Las emisiones de SO2 se estimaron utilizando la producción de cemento y el factor de emisión recomendado por el IPCC.
Tabla 2A1.9 Emisiones de SO2 procedentes de la producción de cemento
2A1.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006
La principal diferencia de las Directrices del IPCC de 1996 respecto a la Guía de Buenas Prácticas y a las Directrices de 1996 es la introducción de un factor de corrección para el polvo del horno de cemento (Cement Kiln Dust – CKD).
Por otro lado, las emisiones de CO2 estimadas en este documento son mayores a las calculadas en el INEGEI 1990-2002 debido a que el factor de emisión empleado en el inventario anterior fue de 510 kg CO2/tonelada de clínker. Además, la producción de clínker se estimó considerando un porcentaje de clínker del 75% en el cemento gris.
La metodología recomendada por las Directrices del 2006 es similar a la de la Guía de Buenas Prácticas. Para emplear el método del nivel 2 se requeriría recopilar datos de producción de clínker basados en estadísticas nacionales, estimar el contenido de CaO del clínker y corregir para el CKD. En caso de utilizar el método del nivel 3, se requiere recopilar datos específicos de las plantas sobre producción de clínker, de los carbonatos consumidos (su composición química y calcinación alcanzada) y emplear los factores de emisión pertinentes a este nivel, y corregir para el CKD.
La incertidumbre de la estimación de la producción de clínker es muy alta (mayor a
±35%), debido a que se desconoce el volumen de producción de los cementos compuestos y el porcentaje de aditivos en estos tipos de cemento. Esta incertidumbre
manera, se podría emplear el método de nivel 2 obteniendo una mayor precisión en la estimación de emisiones y una mayor consistencia con las emisiones reportadas por el Programa GEI México.
2A2. Cal
En la producción de cal se emite CO2 por la descomposición térmica (calcinación) del carbonato de calcio (CaCO3) en la caliza para producir cal viva (CaO).
La cal hidratada es el nombre comercial del hidróxido de calcio y se forma al agregar agua al óxido de calcio o cal viva para que una vez apagada (hidratada) pueda ser utilizada.
Desde el punto de vista de su pureza, es decir, del contenido de óxido de calcio (CaO), las cales empleadas en la construcción pueden ser clasificadas del modo siguiente:
Cales aéreas, denominadas así porque endurecen al aire mediante su reacción con el CO2 atmosférico y se clasifican a su vez en:
o Cal dolomítica (CaO·MgO), también conocida como dolomita calcinada, resulta de la calcinación de rocas dolomíticas, de donde surge el óxido de calcio y de magnesio. Para la producción de cales dolomíticas de calidad se utilizan dolomías con riqueza en carbonatos cálcico y magnésico superior al 95% y cuyo contenido en óxido de magnesio sea superior al 5%
o Cal cálcica o grasa, que es una cal muy pura o con muy escaso contenido de arcillas y es altamente eficiente en la preparación de las mezclas aéreas. Las cales grasas fabricadas con piedras calizas de gran pureza, contienen 95% o más de óxido de calcio. Cuando se apagan dan una pasta blanca, untuosa y fuertemente adhesiva.
Cales hidráulicas, porque fraguan y endurecen con el agua. Contienen entre un 10% y 20% de arcillas y en ellas el efecto cementante se logra tanto por medio de la carbonatación de la cal, como por el proceso de hidratación de los silicatos y aluminatos formados por reacción a bajas temperaturas entre la caliza y la arcilla presente. Cuando se trabaja con calizas moderadamente arcillosas (del 10 a 20% de arcilla) resultan cales hidráulicas intermedias entre cales y cementos.
2A2.1 Aspectos metodológicos
De acuerdo a las Directrices del IPCC de 1996, las emisiones de CO2 procedentes de la fabricación de cal se estiman al multiplicar la producción de cal por su factor de emisión correspondiente. Considerando que la razón estequiométrica (contenido de CaO o de CaO MgO en la cal) es del 100%, estas directrices recomiendan el empleo de los siguientes factores:
785 kg de CO2 por tonelada métrica de cal grasa viva, y
913 kg de CO2 por tonelada métrica de cal dolomítica viva.
Sin embargo, el empleo de estos factores puede sobrestimar las emisiones ya que el contenido de CaO o de MgO puede ser inferior al 100%.
En este documento se empleó la metodología recomendada por la Guía de Buenas Prácticas donde se ajustan los factores de emisión de acuerdo a la razón estequiométrica de cada tipo de cal y su contenido de CaO y/o de CaO MgO (ver elección de factores de emisión).
Elección de datos de actividad
Las estadísticas nacionales del INEGI proporcionan la siguiente información sobre la producción de cal.
Tabla 2A2.1 Producción anual de cal por tipo
1991 y 1993 – Estimados.
Fuente: INEGI, Banco de Información Económica (clase 369112 – Elaboración de cal)
Elección de factores de emisión
Las normas mexicanas sobre las especificaciones y métodos de prueba para la fabricación de cal mencionan los valores mínimos o máximos del contenido de óxidos de calcio y de magnesio:
Tabla 2A2.2 Especificaciones de la normas mexicanas para la fabricación de cal
Tipo de cal Norma Contenido de CaO Contenido de
MgO Cal viva NMX-C-004-1991-ONNCEE 60% mínimo de CaO y MgO sobre la
muestra calcinada
Cal hidratada NMX-C-003-1996-ONNCCE 80% mínimo 5% máximo Cal hidráulica NMX-C-005-1996-ONNCCE 60% mínimo de CaO y MgO
Los factores de emisión para los diferentes tipos de cal fueron calculados con base en los valores por defecto recomendados por las Guías de las Buenas Prácticas, estos valores se encuentran dentro del rango de valores mínimos o máximos establecidos en estas normas:
Tabla 2A2. 3 Factores de emisión para la producción de cal y los parámetros básicos para calcularlos
Tipo de cal Razón
estequiométrica
Rango de contenido de CaO
Rango de contenido de MgO
Contenido de CaO / CaO MgO
Factor de emisión
Cal grasa 0.79 93%-98% 0.3%-2.5% 0.95 0.75
Cal dolomítica 0.91 55%-57% 38%-41% 0.85 0.77
Cal hidráulica 0.79 65%-92% 0.75 0.59
Cal siderúrgica y
química a 0.79 n.d. n.d. 1.0 0.79
a Suponiendo que la cal siderúrgica se obtiene con caliza de alto contenido de CaO y empleando los valores por defecto de las Directrices del IPCC del 1996.
2A2.2 Emisiones
Con base en los datos de actividad y los factores de emisión mencionados se estimaron las emisiones de CO2 procedentes de la fabricación de cal para el periodo1990-2006.
Tabla 2A2.4 Emisiones de CO2 de la producción de cal
2A2.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006
Las Guías de Buenas Prácticas recomiendan considerar el uso o la producción de cal como intermedio no comercializado en otras industrias, por ejemplo, en las plantas que producen acero, sosa comercial sintética, carburo de calcio, magnesia y magnesio metálico, fundiciones de cobre, molinos azucareros, o en aquellas industrias que regeneran cal a partir de carbonatos de calcio residuales, como en las plantas que fabrican celulosa y papel.
Gran parte de la producción de cal de estas industrias está considerada en las estadísticas nacionales bajo el tipo de ―cal siderúrgica y química‖, pero se desconoce si los datos incluyen el uso o la producción de cal en la industria azucarera o en la de celulosa y papel. Cabe mencionar que existen datos para la cal metalúrgica, pero únicamente para el periodo 2006-2008. Estos datos no fueron considerados en el 2006, para poder obtener una serie de tiempo coherente.
La principal diferencia de las Directrices del IPCC de 2006 con las de 1996 y la Guía de Buenas Prácticas es la introducción de un factor de corrección para el polvo del horno de cal (Lime Kiln Dust – LKD).
Para emplear el nivel 2 de las Directrices del IPCC de 2006 en esta categoría se requeriría considerar el factor de corrección LKD que podría ser proporcionado por los productores de cal. Para emplear el nivel 1, los datos proporcionados por las estadísticas del INEGI son suficientes.
2A3. Uso de dolomita y caliza
La piedra caliza (CaCO3), la dolomita CaCO3MgCO3 y otros carbonatos son materias primas básicas que tienen aplicaciones comerciales en numerosas industrias. Además de emplearse en la producción de cemento, de cal y de vidrio, los carbonatos también se consumen en la metalurgia, en la agricultura, en la construcción y en el control de la contaminación ambiental (por ejemplo, en los sistemas de desulfuración de gases de combustión por vía húmeda). La calcinación de los carbonatos a altas temperaturas produce CO2.
2A3.1 Aspectos metodológicos
Conforme a las Directrices del 1996, las emisiones de CO2 generadas por el uso de caliza y dolomita deberán ser estimadas de acuerdo a su consumo.
El consumo de caliza y dolomita puede estimarse conociendo la cantidad del mineral extraído más el mineral que es importado, menos el mineral que es exportado. Sin embargo, este consumo deberá excluir el mineral empleado durante la producción de cemento, cal y magnesio u otros usos que no generen CO2.
Elección de datos de actividad
Los datos de producción de caliza y dolomita se obtuvieron de las estadísticas del INEGI (La Minería en México) y de la Encuesta Geológica de Estados Unidos – USGS – respectivamente.
El consumo aparente se estima como la diferencia de la suma de producción e importaciones menos las exportaciones (Tablas 2A3.1 y 2A3.2). Por lo que se obtuvo información sobre el volumen y valor de las importaciones y exportaciones. Cuando se disponía del valor de las operaciones, se empleó el precio para estimar el volumen. Estos precios se obtuvieron de los índices de precios de las exportaciones e importaciones publicados por el Banco de México.
El consumo de caliza en la producción de cal y de cemento se estimó en función de la producción de cal (ver Tabla 2A2.1) y la producción estimada de clínker (ver Tabla 2A1.7).
En el caso de la producción de cemento, se asumió que la composición del clínker es 75% caliza.10 Para la fabricación de cal, se consideró que se requieren 1.36 toneladas de caliza para la producción de cal.11 Para estimar la utilización de caliza, se restó el consumo de caliza en la producción de cal y cemento del consumo aparente de cal (ver Tabla 2A3.3).
Tabla 2A3.1 Consumo aparente de la piedra caliza
Producción. USGS, The Mineral Industry of Mexico (varios años). Exportaciones e Importaciones: (1994-2004) Secretaría de Economía, 2005, Perfil de mercado de la caliza y sus derivados, Dirección General de Promoción Minera, México. Disponible en: http://www.economia-dgm.gob.mx/dgpm/perfiles/Caliza.pdf ; (2005- 2006) Secretaría de Economía, 2006, Anuario Estadístico de la Minería Mexicana 2006, SE, México.
10 Secretaría de Economía, 2005, Perfil de mercado de la caliza y sus derivados, Dirección General de Promoción Minera, México.
11 Con base en el INEGEI 1990-2002. INE, 2006, Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero 1990-2002, INE-SEMARNAT, México.
Tabla 2A3.2 Consumo aparente de dolomita
Producción: INEGI, La Industria Química en México (varios años). Exportaciones e importaciones: (1990- 2000) Secretaría de Economía, Base de Datos de Comercio Exterior, (2001-2006) INEGI, Anuario Estadístico del Comercio Exterior de los Estados Unidos Mexicanos, volúmenes de importaciones y exportaciones en dólares (varios años)
Tabla 2A3.3 Estimaciones de utilización de caliza
El consumo de dolomita en la producción de cal se estimó en la producción total de cal (ver Tabla 2A2.1). Se asumió que se requiere 0.10 toneladas de dolomita en la fabricación de cal.12 La utilización de dolomita se estimó de manera similar a la utilización de cal (ver Tabla 2A3.4).
Tabla 2A3.4 Estimaciones de utilización de dolomita
Elección de los factores de emisión
Se emplearon los siguientes factores de emisión:
Tabla 2A3.4 Factores de emisión por la utilización de caliza y dolomita Factores de emisión
Consumo de caliza 440 kg CO2/tonelada de caliza utilizada Consumo de dolomita 477 kg CO2/tonelada de dolomita utilizada Fuente: IPCC, 1996 (Libro de Trabajo, páginas 2.6 y 2.7)
2A3.2 Emisiones
Con base en los datos de actividad y los factores de emisión mencionados se estimaron las emisiones de CO2 procedentes de la utilización de caliza y dolomita para el periodo1990-2006.
12 Con base en el INEGEI 1990-2002. INE, 2006, Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero 1990-2002, INE-SEMARNAT, México.
Tabla 2A3.4 Emisiones de CO2 por la utilización de caliza y dolomita
2A3.3 Comparación con el INEGEI 1990-2002 y con las directrices del IPCC de 2006 Las emisiones de CO2 procedentes de la utilización de dolomita son significativamente mayores a las del INEGEI 1990-2002, debido a que en la publicación anterior no se consideraron las importaciones de este producto, lo cual aumenta notablemente su consumo aparente. Existen pequeñas discrepancias en las emisiones derivadas de la utilización de caliza, debido a las diferencias de los datos de las fuentes de información consultadas.
Las Directrices del IPCC de 2006 brindan orientación específica sobre el uso de carbonatos en otros procesos industriales. Esta categoría incluye el uso de la piedra caliza, la dolomita y otros carbonatos, por ejemplo, el carbonato de fierro (FeCO3) y el carbonato de magnesio (MgCO3). Entre el uso de estos carbonatos en otros procesos industriales, estas directrices recomiendan incluir la elaboración de cerámica, otros usos del carbonato de sodio y la producción de magnesia no metalúrgica.
Para estimar las emisiones con el método del nivel 1 de esta categoría, se requiere la información empleada en esta sección:
Masa de carbonatos consumidos (piedra caliza o dolomita)
Factor de emisión por la calcinación de la piedra caliza y dolomita (toneladas de CO2/tonelada de piedra caliza o dolomita consumida)
2A4. Carbonato de sodio
El carbonato de sodio (Na2CO3), también conocido como ceniza de sosa, es un sólido cristalino blanco que se usa como materia prima en un gran número de industrias incluida la fabricación de vidrio, jabón y detergentes, producción de pulpa y papel y el tratamiento de aguas.
Las emisiones de CO2 de la producción de carbonato de sodio varían de manera sustancial según el proceso de fabricación. Se pueden emplear cuatro procesos diferentes. Tres de estos procesos, el del monohidrato, el del sesquicarbonato de sodio (trona) y el de la carbonización directa, se denominan procesos naturales. El cuarto, o proceso de Solvay, se clasifica como un proceso sintético. El carbonato de calcio (piedra caliza) se emplea como fuente de CO2 para el proceso de Solvay.
Durante el proceso de producción, la trona (el mineral principal del cual se extrae la ceniza de sosa natural) se calcina en un horno rotatorio de altas temperaturas y se transforma químicamente en carbonato de sodio. En este proceso se genera CO2 y agua, como productos derivados.
2A4.1 Aspectos metodológicos
Conforme a las Directrices del 1996, las emisiones de CO2 se generan tanto por la producción como por el consumo de carbonato de sodio.
Elección de datos de actividad
Las estadísticas del INEGI proporcionan datos del volumen de producción de carbonato de sodio (natural y sintético) de 1990 a 1994 en el Banco de Información Económica (BIE) y para 2003 (Censos económicos 2004, Industrias manufactureras). Por otro lado, la Encuesta Geológica de Estados Unidos USGS proporciona datos del carbonato de sodio sintético de 1990 a 2006. Se estimó la producción de carbonato de sodio natural a través de la diferencia de estos datos (Tabla 2A4.1)
Tabla 2A4.1 Producción de carbonato de sodio natural y sintético
Carbonato de sodio natural y sintético: (1990-1994) INEGI, BIE; 2003 (INEGI, Censos económicos 2004)
Carbonato de sodio sintético (1990-2006) USGS, The Mineral Industry of Mexico (varios años).
Para estimar las emisiones procedentes del consumo de carbonato de sodio, se consideró la producción de carbonato de sodio natural y sintético. No se obtuvieron datos sobre las importaciones y exportaciones de estos productos.
Elección de los factores de emisión
Las Directrices del IPCC de 1996 proporcionan los siguientes factores de emisión de CO2 para la producción y uso de carbonato de sodio. Es importante mencionar que las Directrices de 2006 proporcionan el factor de emisión asociado a la producción de carbonato de sodio natural por unidad de salida de carbonato de sodio producido. En este caso se empleó este factor (0.138 kg CO2/tonelada de carbonato de sodio natural producido), para reducir la imprecisión relativa a la estimación de trona utilizada.
Tabla 2A4.2 Factores de emisión para la producción y uso de carbonato de sodio Factores de emisión
Producción de carbonato de sodio natural (por
entrada de trona) a 0.097 kg CO2/tonelada de trona producida Producción de carbonato de sodio natural (por
salida de carbonato de sodio producido) b
0.138 kg CO2/tonelada de carbonato de sodio producido
Uso de carbonato de sodio a 415 kg CO2/tonelada de carbonato de sodio utilizado
a IPCC, 1996 (Libro de Referencia, páginas 2.1-2.13)
b IPCC, 2006 (Volumen 3, Capítulo 3, página 3.53)
2A4.2 Emisiones
Con base en los datos de actividad y los factores de emisión mencionados se estimaron las emisiones de CO2 procedentes de la producción y uso de carbonato de sodio.
Tabla 2A4.3 Emisiones de CO2 procedentes de la producción y uso de carbonato de sodio
2A4.3 Exhaustividad y comparación con las directrices del IPCC de 2006
Se espera corroborar con INEGI y la Asociación Nacional de la Industria Química (ANIQ), si se cuenta con la información para los años faltantes.
