Actualización de los gases de efecto invernadero ante la Sexta Comunicación Nacional de Cambio Climático

Actualización de los gases de efecto invernadero ante la Sexta Comunicación Nacional de Cambio

Climático

Invitación 6to Congreso Nacional de Investigación en Cambio Climático

Instituto de Investigaciones Jurídicas de la UNAM

Coordinación General de Contaminación y Salud Ambiental

19 de octubre de 2016

Sexta Comunicación Nacional de Cambio Climático

• La información que contenga la Sexta Comunicación Nacional contribuirá substancialmente al cumplimiento de los objetivos de México en su progreso hacia una economía baja en carbono

• A promover políticas transversales e integrales que garanticen una mitigación efectiva y acciones de adaptación factibles que conduzcan a alcanzar beneficios económicos, sociales y ambientales para México y el mundo

• Contenga los avances en materia de mitigación y adaptación logrados desde 2012

• Y demuestre el cumplimiento de los compromisos adquiridos por México ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.

Sectores

Sexta comunicación: Actualización del

inventario de gases de efecto invernadero sector residuos

• Comparación de los modelos del IPCC 2006 y el modelo mexicano de biogas

• Actualización de datos de actividad de generación,

• Volúmenes de disposición

• Precisar la ubicación y condiciones geográficas y de manejo de los sitios

• Ajustes para los datos de composición de RSU histórica (1990-2013)

• Mejorar la asignación del MCF, condiciones de manejo del sitio

Modelo IPCC (2006)

• ƒModelo de degradación de primer orden ƒ

• Usa 4 categorías de residuos

• ƒUsa 4 categorías de climas

• ƒRequiere el uso de un modelo de múltiples fases de degradación de primer orden con las variables de IPCC

• ƒIncluye un factor de corrección de metano (MCF)

• ƒIncluye un calculo de oxidación

Modelo IPCC (2006)

Emisiones de CH₄= [∑CH₄ generado_x,T –R_T]*(1- OX_T) Donde

• Emisiones de CH₄: CH₄ emitido durante el año T, Gg

• T = año del inventario

• x = categoría o tipo de desecho o material

• R_T = CH₄ recuperado durante el año T, Gg

• OX_T = factor de oxidación durante el año T

El CH₄ generado se estima para cada categoría de residuos CH₄ generado_T = DDOCm descomp_T*F*16/12

Donde:

• CH₄ generado_T : cantidad CH₄ generado a partir del material en descomposición

• DDOCm descomp_T: CH₄ descompuesto durante el año T, Gg

• F: fracción volumétrica de CH₄ en el gas de vertedero generado

• 16/12: cociente de pesos moleculares CH₄/C

Limitaciones del Modelo IPCC 2006

Modelo Mexicano de biogas 2.0

• ƒModelo no esta diseñado específicamente para México

• Usa valores de composición para todo México basado en información limitada

• ƒ4 categorías de climas, pero solo 2 regímenes de precipitación

• La transición de clima Húmedo vs. seco es 1000 mm/ año

• 2 regímenes de precipitación demasiado bastos para capturar los efectos de los valores de k

• La información de EEUU muestra variación continua de k con precipitación

• La temperatura no tiene efectos significativos

• ƒLa relación de los índices de degradación de comida vs.

madera son muy bajos

• Relación es aproximadamente 3 a 1 en climas secos

Modelo Mexicano de Biogás

(Versión 2.0 Stege G., Dávila J., 2009)

Composición de RSU y datos de climáticos

Recopila datos de composición de RSU en base a:

• Datos de 40 ciudades de México.

• Representación de 18 Estados y el D.F.

• Calcula composición promedio para cada Entidad Federativa.

• Estados sin información utilizan el promedio regional.

• Considera 5 zonas climáticas (6 grupos):

• Precipitación promedio anual de cada una de las ciudades principales de las Entidades Federativas.

• Promedios por Entidad federativa ponderando el clima de cada ciudad con la población correspondiente.

• Agrupa Entidades Federativas en zonas climáticas y separa a la CDMX.

Modelo Mexicano de Biogás

(Versión 2.0 Stege G., Dávila J., 2009)

Considera 4 categorías de residuos orgánicos

1. Residuos de degradación muy rápida:

residuos alimenticios

2. Residuos de degradación moderadamente rápida: residuos vegetales, poda de casas o parques municipales, papel higiénico

3. Residuos de degradación moderadamente lenta: papel, cartón, textiles

4. Residuos de degradación muy lenta:

madera, caucho, piel, huesos, paja

Considera valores de índice de generación de metano (k) para los 4 grupos de residuos y 5 regiones climáticas.

Modelo Mexicano de Biogás

(Versión 2.0 Stege G., Dávila J., 2009)

Indice de generación de metano (k)

k por categoría de residuos, Modelo Mexicano de Biogás

Estado Región climatológica Clave región

1; Alimenticios, otros orgánicos y

20% de pañales

2; Vegetales, poda, papel

higiénico

3; Papel, cartón y textiles

4; Madera, caucho, piel , huesos y paja.

Aguascalientes Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Baja California Norte Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Baja California Sur Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Campeche Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

Chiapas Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

Chihuahua Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Coahuila Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Colima Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

Distrito Federal Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Durango Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Guanajuato Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Guerrero Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

Hidalgo Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Jalisco Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

México Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Michoacán Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

Morelos Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

Nayarit Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

Nuevo León Noreste 4 0.150 0.070 0.030 0.015

Oaxaca Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

Puebla Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Querétaro Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Quintana Roo Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

San Luis Potosí Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Sinaloa Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

Sonora Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Tabasco Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

Tamaulipas (Excepto Tampico) Noreste 4 0.150 0.070 0.030 0.015

Tamaulipas (Área de Tampico) Noreste 4 0.150 0.070 0.030 0.015

Tlaxcala Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Veracruz Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

Yucatán Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

Zacatecas Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Asignación de Factor de Corrección de Metano (MCF) de acuerdo a los valores de la tabla de asignación de MCF que considera entrevistas con gerentes de sitios de disposición final en México, así como observaciones in situ.

Parámetros de cálculo

Factor de Corrección de Metano (MCF)

Modelo mexicano de biogas

MCF, IPCC 2006

Tipo de sitio Valores por defecto del Factor de corrección de metano

(MCF, del inglés, Methane Correction Factor)

SDF gestionado– anaeróbico¹ 1.0

SDF gestionado– semi-aeróbico² 0.5

SDF no gestionado³ – profundo (>5 m RSU) y/o capa freática elevada.

0.8

SDF no gestionado⁴– poco profundo (<5m de RSU) 0.4

SDF no categorizado⁵ 0.6

1Sitios anaeróbicos gestionados de eliminación de RSU. Deben implementar la colocación controlada de los RSU (o sea: los RSU son dirigidos a áreas específicas de deposición donde se ejerce un cierto control sobre la recuperación informal de residuos reciclables y la quema de basuras) e incluir por lo menos uno de los siguientes elementos:

Material protector de la cubierta;

Compactación mecánica o Nivelación de los RSU

2Sitios semi-aeróbicos gestionados de eliminación de RSU. Deben garantizar la ubicación controlada de los RSU e incluir todas las estructuras siguientes para introducir aire en las capas de RSU:

Material de la cubierta permeable;

Sistema de drenaje para la lixiviación;

Estanques de regulación y Sistema de ventilación de gases.

3Sitios no gestionados de eliminación de RSU - profundos y/o con capa freática elevada. Todos los SDF que no cumplen con los criterios de los SDF gestionados y que tienen profundidades mayores o iguales a 5 metros y/o una capa freática elevada cercana al nivel del suelo. La última situación corresponde al llenado con RSU de un terreno con aguas fluviales, como un estanque, río o humedal.

4Sitios no gestionados poco profundos de eliminación de RSU: todos los SDF que no cumplen con los criterios de los SDF gestionados y que tienen profundidades de menos de 5 metros.

5Sitios no categorizados de eliminación de RSU: Sólo si los países no pueden categorizar sus SDF dentro de las cuatro anteriores categorías de SDF gestionados y no gestionados pueden emplear el MCF para esta categoría

Parámetros de cálculo

Factor de Corrección de Metano (MCF)

Factores de corrección del metano (MCF) Propuesta de cálculo inventario 2013

Manejo del sitio

Profundidad <

5 metros

Profundidad ≥ 5 metros

Sin manejo 0.4 0.8

Con manejo 0.8 1

Semi aeróbico 0.4 0.5

Condición desconocida 0.4 0.8

Cuadro resumen de MCF (Kumar et al. 2004, IPCC 2006, SCS Engineers 2009)

Sitio sin manejo, con profundidad mayor a 5m.

Disposición de residuos parcialmente controlada, quema esporádica, existencia de pepenadores y cubierta de residuos periódica en relación al volumen depositado.

(Se incluye en la asignación tiraderos a cielo abierto y sitios controlados)

Sitio con manejo con profundidad mayor a 5 m.

Disposición de residuos controlada, sin pepenadores y sin registro de incendios, compactación mecánica y cubierta diariamente.

¿Cambios históricos en el manejo de los RSU dentro de los mismos SDF?

Rellenos sanitarios

Sitio CH4 CO2 O2 N2

Prados e la Montaña 55.31 38.1 0.94 5.7

Tlalnepantla 57.41 41.0 0.23 1.4

Querétaro 57.27 42.2 0.08 0.5

Puebla 59.13 37.5 0.83 2.5

Tehuacán 54.43 38.8 1.44 5.3

Jalapa 55.80 42.3 0.39 1.5

Promedio 56.56 40 0.65 3

Desviación STD 1.70 2.1 0.51 2.2

Sitios controlados

Sitio CH4 CO2 O2 N2

Tepotzotlán 52.99 38.9 0.70 7.4

Chimalhuacán 57.08 37.5 0.98 4.4

San Andrés Cholula 55.76 42.0 0.47 1.7

San Pedro Cholula 49.75 36.3 1.26 12.7

Poza Rica 54.62 42.1 0.70 2.6

Promedio 54.04 39 0.82 6

Desviación 2.83 2.6 0.30 4.4

F= 55

Parámetros de cálculo

Factor de generación de CH⁴

en biogás del sitio de disposición final (F)

Ajuste en el Factor de generación de CH⁴ en biogás del sitio de disposición final (F).

(Estudios de monitoreo de biogás en rellenos sanitarios y sitios controlados realizados por INECC).

Observaciones

Emisiones por DF de RSU

• Actualización de datos de actividad de generación,

• % de disposición y sitios de disposición de RSU

• Precisar su ubicación y condiciones geográficas

• Ajustes para los datos de composición de RSU histórica (1990-2013)

• Mejorar la asignación del MCF

• Investigación en la Fracción de Carbono Orgánico Degradable asimilado (DOC^f) (se emplea valor por default de 0.5)

• Ajustes de las emisiones brutas para obtención de emisiones netas por Recuperación de Metano (R) y Factor de Oxidación (OX)

• Revisar constantes de reacción de degradación de residuos por categoría

• Utilizar los datos generados por los rellenos sanitarios

• NORMA Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003, Especificaciones de protección

ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial.

Actualización de datos de actividad

• Generación y disposición

• Caracterización

• Condiciones de manejo dentro del Sitio de disposición final

• Información oficial autoridades estatales

Actualización de datos de actividad

• Nombre del Sitio de Disposición Final (SDF)

• Municipio donde se encuentra ubicado Latitud (decimal) Longitud (decimal)

• ¿Cumple con la NOM-083?

• ¿Qué clasificación tiene bajo la NOM-083?

(A, B, C, D)

• Operación (municipal o concesionada)

• Población atendida

• Si el servicio es intermunicipal, ¿a qué municipios atiende?

• Año de apertura

• Año proyectado de clausura

• Método de estimación de la disposición anual

Actualización de datos de actividad

• Profundidad del relleno (m)

• Método de estimación de peso de RSU a la entrada

• ¿Cuenta con planta de separación?

• Tipo de cubierta

• % del área de residuos con cobertura

• ¿Realizan el procedimiento de cobertura diaria? (si la respuesta es NO, indicar cada cuándo lo hacen)

• ¿Cuéntan con registros de incendios?

• ¿Cuenta con sistema de captura de biogas?

• En caso de que si, año de arranque del sistema de captura

• % de área cubierto por el sistema de captura de biogas

Actualización de datos de actividad

• ¿Cuentan con proceso de compactación?

• ¿Se realiza un proceso de nivelación de RSU?

• ¿Tiene actividades de pepena dentro del SDF?

• ¿Cuenta con drenaje de lixiviados?

• ¿Cuenta con estanque de regulación de lixiviados?

• ¿Cuenta con pozos de ventilación de biogas?

• ¿Cuenta con sistema de quema de biogas?

• ¿Cuenta con sistema de generación eléctrica?

• ¿Cuenta con estudios de caracterización de RSU? (ir a pestaña de Caracterización)

Actualización de datos de actividad

• ¿Se cuenta con sitios clausurados en su Estado? (ir a pestaña Sitios Clausurados)

• ¿Se cuenta con proyectos de creación de nuevos SDF? (ir a pestaña Sitios Nuevos)

Caracterización

• Nombre del Sitio de Disposición Final (SDF)

• Año de estudio de caracterización

• Método utilizado para su desarrollo (NMX-AA-015-1985, u otro) (indicando si se realizó en estudios de generación en casa, en sitio de disposición final, u otro)

• Comida (%)

• Papel y cartón (%)

• Metales (%)

• Vidrio y cerámica (%)

• Plásticos (%)

• Otros (%)

Registros

• AÑO

• Nombre del Sitio de Disposición Final (SDF

• ¿Operó bajo el cumplimiento de la NOM-083?

(SI/NO)

• Disposición anual (ton/año)

• Frecuencia estimada de incendios (veces/año)

• Área estimada de residuos afectados por incendio (m2)

• De tener un sistema de recuperación de biogas, ¿qué cantidad es recuperada? (m3)

• De tener un sistema de generación de energía, ¿qué cantidad se genera? (MW/año)

Sitios Clausurados

• Año de clausura

• Estimado de la cantidad de residuos contenida (ton)

• Durante su operación ¿cumplió con la NOM-083-2003? o

¿se clasificó como sitio controlado o no controlado?

• Si el sitio cambió operación de sitio no controlado a cumplimiento de la NOM-083. Mencionar año de regularización

Nuevos proyectos

• ¿Se cuenta con proyectos de creación de nuevos SDF?

• Municipio de ubicación

• Año estimado de inicio

• Año estimado de clausura

• Número de habitantes que atenderá

• Si el servicio es intermunicipal, ¿a qué municipios atiende?

Validación de resultados

• Las emisiones de biogas son muy variables tanto espacial como temporalmente en un relleno sanitario

• Las emisiones varían de manera cotidiana, como resultado de los cambios en la presión atmosférica y debido a las lluvias que afectan la permeabilidad de la capa superior

• Más aún, existe una variación estacional de las emisiones como resultado de una oxidación reducida durante el invierno

• Además, las emisiones varían entre las secciones de los SDF debido a diferencias en las cantidades, la edad y la composición de los desechos.

Metodologías de medición IPCC 2006

• Mediciones en cámaras estáticas o de flujo forzado

• Métodos de equilibrio de masas

• Mediciones micro-meteorológicas

• Mediciones de pluma

Percepción remota

• Optical Remote Sensing (ORS) technologies.

• EPA desarrolló un Manual para ayudar en la comprensión y uso de los datos y la información generada por ORS.

• Abierto

• Las técnicas de ORS suelen utilizar los telescopios ópticos para

transmitir y recibir energía (UV), infrarrojos (IR), o longitud de onda visible.

• Pasivo

• Las técnicas abiertas ORS, reciben energía de la luz de los

contaminantes activados por una fuente externa no controlada, tales como los gases de combustión (por ejemplo, la radiación

pasiva FTIR) o el sol (por ejemplo, ocultación solar y Espectroscopia de Absorción Diferencial DOAS móvil)

Validación

Técnica Mide metano?

VOCs?

CO?

Rango Típico de

aplicació n

Sensibilidad (Limites de

Detección)

Exactitud Presición Rango de Costos (Doláres EEUU,

2010)

FTIR CH4, HAPs, (incluidos algunos COVs) y CO.

0-50 ppm < 1.0 ppmm 0-30% < 1.0% $75,000 a $120,000

TDL CH4 y también algunos

compuestos gaseosos¹

0-800 ppm < 15.0 ppmm 0-40% < 5.0% $35,000 a $75,000

GRACIAS