Francesc Castells - Industria química y energía: un sector avanzado

Industria química y energía:
un sector avanzado en el respeto ambiental
Francesc Castells
Departament d’Enginyeria Química
Universitat Rovira i Virgili
Seminario de Fundació Gas Natural Fenosa y
Departament d’Empresa i Coneixement de Generalitat de
Catalunya
Tarragona, 26 de Mayo de 2016
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Indice
1.- Concepto de protección ambiental
2.- Tipos de carga ambiental
3.- Impactos ambientales
4.- Impactos de productos químicos
5.- Impactos de fuentes de energía
6.- Impactos del transporte
7.- Retos de la industria química
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Concepto de protección ambiental (1)
¿Qué entendemos por protección ambiental ?
Protección de los humanos y de los ecosistemas
¿ De qué ?
De efectos ambientales adversos
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Concepto de protección ambiental (2)
Protegeremos a humanos y a
ecosistemas
de efectos ambientales
adversos
Los efectos ambientales adversos no se refieren
solamente a contaminación de aire o aguas,
sino que incluyen acciones mas generales que
influyen en el entorno y que denominaremos
Carga Ambiental.
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Indice
1.- Concepto de protección ambiental
2.- Tipos de carga ambiental
3.- Impactos ambientales
4.- Impactos de productos químicos
5.- Impactos de fuentes de energía
6.- Impactos del transporte
7.- Retos de la industria química
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Tipos de carga ambiental (1)
Se pueden distinguir las siguientes Cargas
Ambientales:
• Consumo de materias primas
• Emisiones al aire
• Emisiones al agua
• Emisiones al suelo
• Generación de residuos
• Uso de suelo
• Radiaciones y vibraciones
• Deterioro del hábitat y del paisaje
• Olores, etc…
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Tipos de carga ambiental (2)
Distinguiremos dos tipos de Carga Ambiental o
Efecto ambiental adverso: Directas e indirectas
Las directas son los efectos negativos
generados en el lugar de producción por la
misma actividad industrial.
Por ej: emisiones de gases nocivos, consumo de
recursos naturales, ruidos, olores,…
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Tipos de carga ambiental (3)
Cargas Ambientales o Efectos ambientales
adversos: Directas e indirectas
Las indirectas son las generadas en la
extracción y transformación de la materia prima,
en la producción de la energía consumida, en el
transporte de materias primas, productos y
residuos, en el uso de los productos fabricados, y
en el tratamiento de los residuos.
Es decir, los generados en todas las actividades
de la vida del producto excepto en la misma
producción
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Tipos de carga ambiental (4)
La suma de las
Cargas Ambientales
directas e indirectas
constituyen las cargas
correspondientes al
Ciclo de Vida
del Producto
Recursos
naturales
A incineración o
vertedero
Recuperación
Extracción
materias
primas
Reciclaje
materiales
Final de vida
Diseño y
Producción
Reutilización
Uso y
Mantenimiento
CICLO DE VIDA DE UN PRODUCTO
Envase y
Distribución
(Referencia : “Life Cycle Management: A business guide to sustainability”, UNEP, ISBN: 978-92-807-2772-2,
www.unep.org/pdf/dtie/DTI0889PA.pdf)
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Indice
1.- Concepto de protección ambiental
2.- Tipos de carga ambiental
3.- Impactos ambientales
4.- Impactos de productos químicos
5.- Impactos de fuentes de energía
6.- Impactos del transporte
7.- Retos de la industria química
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Impactos ambientales (1)
Cómo se miden las cargas ambientales ?
Las cargas ambientales o efectos ambientales
adversos se miden a traves de los denominados
Impactos Ambientales
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Impactos ambientales (2)
Se realiza un balance para calcular las cargas
ambientales asignadas a la unidad funcional
Cantidad de
materias primas
consumidas y
emisiones generadas
para producir 1 kg
de producto
kg petróleo
kg gas natural
kg hierro
kg agua, ...
kg CO2
kg NOx, ...
kg BOD
kg NO3-, ...
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Impactos ambientales (3)
Ahora sabemos la cantidad de materias primas y
emisiones asignadas para producir 1 kg de producto:
kg petróleo
kg gas natural
kg hierro
kg agua, ...
Pero , ¿ qué tipo de
impacto
medioambiental
causan estas cargas
ambientales?
kg CO2
kg NOx, ...
kg BOD
kg NO3-, ...
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Impactos ambientales (4)
Etapas en la evaluación del impacto ambiental
Clasificación y
Caracterización
CO2
CH4
CFC
SO2
NOx
NH4
...
...
...
Cambio
Climático
Acidificación
...
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Perfil ambiental
Impactos ambientales (5)
Tipos de impactos ambientales considerados
Calentamiento Global
(kg CO2 eq. )
Agotamiento de
recursos fósiles
(kg petróleo eq.)
global
Consumo de agua (m3)
Demanda acumulada
de energía (MJ eq.)
Uso de suelo (m2a)
)
Acidificación
(kg SO2 eq.)
Toxicidad
(kg 1,4DCB eq.)
Destrucción de capa de
ozono (CFC-11 eq.)
local
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Eutrofización (kg P eq.)
Radiación ionizante
(kg U235 eq.)
Formación de oxidantes
fotoquímicos
(kg NMVOC )
Indice
1.- Concepto de protección ambiental
2.- Tipos de carga ambiental
3.- Impactos ambientales
4.- Impactos de productos químicos
5.- Impactos de fuentes de energía
6.- Impactos del transporte
7.- Retos de la industria química
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Impactos ambientales de productos químicos (1)
Ejemplos de impacto ambiental de productos petroquímicos
Etileno y Derivados (1)
Calentamiento Agotamiento Demanda Porcentaje Acidificacion Agotamiento
Global
Rec. Fósiles acc. Energia no renovable Terrrestre
de agua
Producto (1kg)
kg CO2 eq. kg petroleo eq.
MJ
%
kg SO2 eq.
L
Crudo de petróleo
0,25
1,17
49,21
99,8
0,0029
0,27
Etileno
1,39
1,55
67
99,7
0,0035
0,42
Polietileno Alta Densidad
2,01
1,73
78,58
98,8
0,0064
1,2
Polietileno Baja Densidad
2,18
1,71
80,82
98,3
0,0077
1,05
Polietilentereftalato
2,96
1,69
79,09
96,6
0,0117
8,25
Fuente: Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent 3.2
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Impactos ambientales de productos químicos (2)
Ejemplos de impacto ambiental de productos petroquímicos
Etileno y Derivados (2)
Calentamiento Agotamiento Demanda Porcentaje Acidificacion Agotamiento
Global
Rec. Fósiles acc. Energia no renovable Terrrestre
de agua
Producto (1kg)
kg CO2 eq. kg petroleo eq.
MJ
%
kg SO2 eq.
L
Crudo de petróleo
0,25
1,17
49,21
99,8
0,0029
0,27
Etileno
1,39
1,55
67
99,7
0,0035
0,42
Oxido de etileno
2,13
1,49
68,07
97,8
0,0067
3,73
Etilenglicol
1,92
1,17
54,47
96,9
0,077
4,22
Fuente: Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent 3.2
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Impactos ambientales de productos químicos (3)
Ejemplos de impacto ambiental de productos petroquímicos
Propileno y Derivados
Calentamiento Agotamiento Demanda Porcentaje Acidificacion Agotamiento
Global
Rec. Fósiles acc. Energia no renovable Terrrestre
de agua
Producto (1kg) kg CO2 eq. kg petroleo eq.
MJ
%
kg SO2 eq.
L
Crudo de petróleo
0,25
1,17
49,21
99,8
0,0029
0,27
Propileno
1,44
1,59
68,48
99,7
0,0036
0,43
Polipropileno
1,97
1,68
75,1
99,4
0,0057
0,98
Fuente: Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent 3.2
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Indice
1.- Concepto de protección ambiental
2.- Tipos de carga ambiental
3.- Impactos ambientales
4.- Impactos de productos químicos
5.- Impactos de fuentes de energía
6.- Impactos del transporte
7.- Retos de la industria química
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Impactos ambientales de fuentes de energía (1)
Indicadores de impacto ambiental de cambio climático de la
producción de 1 kWh de energía a partir de diferentes fuentes de
energía doméstica
Tipos de energía
Electricidad
Gasoil
Gas natural
Fotovoltaica
Biomasa
Solar térmica
g CO2 equivalente
467
317
256
65
56
3
Impacto ambiental en gramos de dióxido de carbono
equivalente
Elaboración propia basada en Ref. J. Rodrigo y otros, “El consumo de energía y el medio
ambiente en la vivienda en España: Análisis de Ciclo de Vida”, Ed. Fundación Gas Natural,
2008. ISBN 978-84-612-2604-7
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Impactos ambientales de fuentes de energía (2)
Indicadores de impacto ambiental de cambio climático del
consumo de 1 kWh de energía eléctrica a partir de diferentes
centrales de generación
Tipos central
gr CO2 equ.
Fuel-gas
1673
Antracita
1292
Lignito
1271
Fuel-oil
1140
Hidroeléctrica bombeo 868 ?
Gas Natural
607
Gas Natural cc
502
Fotovoltaica
65
Eólica
18
Nuclear
14
Hidroeléctrica
13
Ref. Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent v3
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Impactos ambientales de fuentes de energía (3)
Impacto ambiental de la generación de 1 kWh de
electricidad de bajo voltaje según país de origen
1kWh Mix Electricidad
Bajo Voltaje
País
Alemania
España
Francia
Noruega
Calentamiento Agotamiento
Global
Rec. Fósiles
kg CO2 eq. kg petroleo eq.
0,637
0,177
0,467
0,141
0,117
0,037
0,036
0,0096
Fuente: Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent 3.2
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Indice
1.- Concepto de protección ambiental
2.- Tipos de carga ambiental
3.- Impactos ambientales
4.- Impactos de productos químicos
5.- Impactos de fuentes de energía
6.- Impactos del transporte
7.- Retos de la industria química
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Impactos ambientales del transporte (1)
Evolución de las emisiones de GEI en España (1990-2012) (kt CO2)
http://www.cadenadesuministro.es/wp-content/uploads/2013/06/Informe-WWF-emisiones-degases-de-efecto-invernadero.pdf
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Impactos ambientales del transporte (2)
GEI en transporte en Europa
Distribución de GEI en EU27 por sectores y por tipo de transporte
http://ec.europa.eu/clima/policies/transport/index_en.htm
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Impactos ambientales del transporte (3)
HUELLA DE CARBONO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE
kg de CO2 eq. por 1tkm (1 tonelada transportada durante 1km)
Camioneta
< 3,5 t
1,97
Avión
Europa
1,7
Camión
3,5 - 7,5 t
0,49
Camión
7,5 - 16 t
0,23
Camión
16 - 32 t
0,17
Avión
Tren
Barco transocean.
Intercontinental diesel/elect. carga/tanker
1,09
0,061/0,047 0,011/0,0061
Fuente: Ecoinvent database V3 (2013)
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Indice
1.- Concepto de protección ambiental
2.- Tipos de carga ambiental
3.- Impactos ambientales
4.- Impactos de productos químicos
5.- Impactos de fuentes de energía
6.- Impactos del transporte
7.- Retos de la industria química
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Retos de la industria química (1)
EFICIENCIA ENERGETICA EN SECTOR INDUSTRIAL EN 2013
RETO 1: MEJORA DE EFICIENCIA ENERGETICA
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Retos de la industria química (2)
Reducción de:
1. Consumo de energía y materias primas
2. Transporte
3. Residuos
Reducción de carga ambiental en todo el
Ciclo de Vida
RETO 2: REDUCCIÓN EN ORIGEN Y FINAL
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Retos de la industria química (3)
ENERGIA PRIMARIA CONSUMIDA EN ESPAÑA ENTRE 2000 Y 2014
Clasificada por fuentes de energía (Miles de tep)
RETO 2: REDUCCIÓN EN ORIGEN Y FINAL
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Retos de la industria química (4)
EMISIONES DE CO2 DERIVADAS DE LA PRODUCCION DE ELECTRICIDAD
2011- 2015
RETO 2:
REDUCCIÓN EN
ORIGEN Y FINAL
http://www.ree.es/es/estadisticas-del-sistema-electrico-espanol/informe-anual/avance-del-informe-del-sistema-electrico-espanol-2015
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Retos de la industria química (5)
Paso de:
Objetivo Producto
Objetivo Servicio
Buscar el producto óptimo que con menos
recursos y con menos impacto proporcione el
mismo servicio
RETO 3: INGENIERÍA DE PRODUCTO
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Retos de la industria química (6)
Reto 4: Comunicación al consumidor
Huella de carbono
Huella de agua
Consumo de energia
Impactos sociales
Etc.
Suma de impactos:
Extracción Materias Primas
+
Transporte y procesado MP
+
Generación de Energia
+
Fabricación
+
Distribución
+
Uso
+
Procesado de residuos
Retos de la industria química (7)
Incluir en precio de producto los costes
ambientales y sociales.
El producto con menos impacto sería más
barato.
La diferencia de coste podría ser utilizada en
proyectos de mitigación de daños.
La idea no es nueva:
Frank Popoff and David T. Buzzelli, “Full-Cost Accounting”, Chemical &
Engineering News, January 11, 1993, 71(2), pp 8-10, Copyright 1993,
American Chemical Society.
RETO 5: INTERNALIZACIÓN DE COSTES AMBIENTALES
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Industria química y energía:
un sector avanzado en el respeto ambiental
Francesc Castells
[email protected]
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