Industria química y energía: un sector avanzado en el ...€¦ · solamente a contaminación de...

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Francesc CastellsDepartament 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

Industria química y energía:un sector avanzado en el respeto ambiental

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1.- Concepto de protección ambiental

2.- Tipos de carga ambiental3.- Impactos ambientales4.- Impactos de productos químicos5.- Impactos de fuentes de energía6.- Impactos del transporte7.- Retos de la industria química

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Indice

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¿Qué entendemos por protección ambiental ?

Protección de los humanos y de los ecosistemas

¿ De qué ?

De efectos ambientales adversos

Concepto de protección ambiental (1)

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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.

Protegeremos a humanos y a ecosistemasde efectos ambientales adversos

Concepto de protección ambiental (2)

555

1.- Concepto de protección ambiental2.- Tipos de carga ambiental

3.- Impactos ambientales4.- Impactos de productos químicos5.- Impactos de fuentes de energía6.- Impactos del transporte7.- Retos de la industria química

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Indice

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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…

Tipos de carga ambiental (1)

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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,…

Tipos de carga ambiental (2)

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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

Tipos de carga ambiental (3)

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La suma de lasCargas Ambientalesdirectas e indirectas constituyen las cargas correspondientes al Ciclo de Vidadel Producto

Recursosnaturales

A incineración o vertedero

Extracciónmaterias primasRecuperación

Reciclajemateriales Diseño y

Producción

Reutilización

Envase yDistribución

Uso yMantenimiento

Final de vida

CICLO DE VIDA DE UN PRODUCTO

(Referencia : “Life Cycle Management: A business guide to sustainability”, UNEP, ISBN: 978-92-807-2772-2,www.unep.org/pdf/dtie/DTI0889PA.pdf)

Tipos de carga ambiental (4)

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1.- Concepto de protección ambiental2.- Tipos de carga ambiental3.- Impactos ambientales

4.- Impactos de productos químicos5.- Impactos de fuentes de energía6.- Impactos del transporte7.- Retos de la industria química

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Indice

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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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Se realiza un balance para calcular las cargas ambientales asignadas a la unidad funcional

kg petróleokg gas naturalkg hierrokg agua, ...kg CO2kg NOx, ...kg BODkg NO3

-, ...

Cantidad de materias primas

consumidas y emisiones generadas

para producir 1 kg de producto

Impactos ambientales (2)

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Ahora sabemos la cantidad de materias primas y emisiones asignadas para producir 1 kg de producto:

kg petróleokg gas naturalkg hierrokg agua, ...

kg CO2kg NOx, ...kg BODkg NO3

-, ...

Pero , ¿ qué tipo de impacto

medioambiental causan estas cargas

ambientales?

Impactos ambientales (3)

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Etapas en la evaluación del impacto ambiental

Clasificación y Caracterización

CO2

CH4

CFC

SO2

NOx

NH4

...

...

...

Cambio Climático

Acidificación

...

Perfil ambiental

Impactos ambientales (4)

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)

Tipos de impactos ambientales considerados

global

local

Calentamiento Global(kg CO2 eq. )

Agotamiento de recursos fósiles(kg petróleo eq.)

Uso de suelo (m2a) Eutrofización (kg P eq.)

Radiación ionizante(kg U235 eq.)

Formación de oxidantes fotoquímicos(kg NMVOC )

Toxicidad (kg 1,4DCB eq.)

Consumo de agua (m3)

Destrucción de capa de ozono (CFC-11 eq.)

Acidificación(kg SO2 eq.)

Demanda acumuladade energía (MJ eq.)

Impactos ambientales (5)

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1.- Concepto de protección ambiental2.- Tipos de carga ambiental3.- Impactos ambientales4.- Impactos de productos químicos

5.- Impactos de fuentes de energía6.- Impactos del transporte7.- Retos de la industria química

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Indice

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Impactos ambientales de productos químicos (1)

Ejemplos de impacto ambiental de productos petroquímicos

Etileno y Derivados (1)

Fuente: Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent 3.2

Calentamiento Agotamiento Demanda Porcentaje Acidificacion AgotamientoGlobal Rec. Fósiles acc. Energia no renovable Terrrestre de agua

Producto (1kg) kg CO2 eq. kg petroleo eq. MJ % kg SO2 eq. LCrudo de petróleo 0,25 1,17 49,21 99,8 0,0029 0,27Etileno 1,39 1,55 67 99,7 0,0035 0,42Polietileno Alta Densidad 2,01 1,73 78,58 98,8 0,0064 1,2Polietileno Baja Densidad 2,18 1,71 80,82 98,3 0,0077 1,05Polietilentereftalato 2,96 1,69 79,09 96,6 0,0117 8,25

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Ejemplos de impacto ambiental de productos petroquímicos

Etileno y Derivados (2)

Fuente: Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent 3.2

Calentamiento Agotamiento Demanda Porcentaje Acidificacion AgotamientoGlobal Rec. Fósiles acc. Energia no renovable Terrrestre de agua

Producto (1kg) kg CO2 eq. kg petroleo eq. MJ % kg SO2 eq. LCrudo de petróleo 0,25 1,17 49,21 99,8 0,0029 0,27Etileno 1,39 1,55 67 99,7 0,0035 0,42Oxido de etileno 2,13 1,49 68,07 97,8 0,0067 3,73Etilenglicol 1,92 1,17 54,47 96,9 0,077 4,22

Impactos ambientales de productos químicos (2)

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Ejemplos de impacto ambiental de productos petroquímicos

Propileno y Derivados

Fuente: Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent 3.2

Calentamiento Agotamiento Demanda Porcentaje Acidificacion AgotamientoGlobal Rec. Fósiles acc. Energia no renovable Terrrestre de agua

Producto (1kg) kg CO2 eq. kg petroleo eq. MJ % kg SO2 eq. LCrudo de petróleo 0,25 1,17 49,21 99,8 0,0029 0,27Propileno 1,44 1,59 68,48 99,7 0,0036 0,43Polipropileno 1,97 1,68 75,1 99,4 0,0057 0,98

Impactos ambientales de productos químicos (3)

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1.- Concepto de protección ambiental2.- Tipos de carga ambiental3.- Impactos ambientales4.- Impactos de productos químicos5.- Impactos de fuentes de energía

6.- Impactos del transporte7.- Retos de la industria química

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Indice

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Impacto ambiental en gramos de dióxido de carbono equivalente

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 g CO2 equivalenteElectricidad 467 Gasoil 317Gas natural 256Fotovoltaica 65 Biomasa 56Solar térmica 3

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

Impactos ambientales de fuentes de energía (1)

2222

Indicadores de impacto ambiental de cambio climático del consumo de 1 kWh de energía eléctrica a partir de diferentescentrales de generación

Tipos central gr CO2 equ.Fuel-gas 1673Antracita 1292Lignito 1271Fuel-oil 1140Hidroeléctrica bombeo 868 ?Gas Natural 607Gas Natural cc 502Fotovoltaica 65Eólica 18Nuclear 14Hidroeléctrica 13

Ref. Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent v3

Impactos ambientales de fuentes de energía (2)

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Impacto ambiental de la generación de 1 kWh de electricidad de bajo voltaje según país de origen

Fuente: Elaboración propia a partir de Base de datos Ecoinvent 3.2

Impactos ambientales de fuentes de energía (3)

1kWh Mix Electricidad Calentamiento AgotamientoBajo Voltaje Global Rec. Fósiles

País kg CO2 eq. kg petroleo eq.Alemania 0,637 0,177España 0,467 0,141Francia 0,117 0,037Noruega 0,036 0,0096

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1.- Concepto de protección ambiental2.- Tipos de carga ambiental3.- Impactos ambientales4.- Impactos de productos químicos5.- Impactos de fuentes de energía6.- Impactos del transporte

7.- Retos de la industria química

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Indice

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http://www.cadenadesuministro.es/wp-content/uploads/2013/06/Informe-WWF-emisiones-de-gases-de-efecto-invernadero.pdf

Evolución de las emisiones de GEI en España (1990-2012) (kt CO2)

Impactos ambientales del transporte (1)

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GEI en transporte en Europa

http://ec.europa.eu/clima/policies/transport/index_en.htm

Distribución de GEI en EU27 por sectores y por tipo de transporte

Impactos ambientales del transporte (2)

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HUELLA DE CARBONO DE SISTEMAS DE TRANSPORTEkg de CO2 eq. por 1tkm (1 tonelada transportada durante 1km)

Camioneta Camión Camión Camión< 3,5 t 3,5 - 7,5 t 7,5 - 16 t 16 - 32 t1,97 0,49 0,23 0,17

Avión Avión Tren Barco transocean.

Europa Intercontinental diesel/elect. carga/tanker1,7 1,09 0,061/0,047 0,011/0,0061

Fuente: Ecoinvent database V3 (2013)

Impactos ambientales del transporte (3)

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1.- Concepto de protección ambiental2.- Tipos de carga ambiental3.- Impactos ambientales4.- Impactos de productos químicos5.- Impactos de fuentes de energía6.- Impactos del transporte7.- Retos de la industria química

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Indice

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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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Reducción de: 1. Consumo de energía y materias primas2. Transporte3. Residuos

Reducción de carga ambiental en todo el Ciclo de Vida

RETO 2: REDUCCIÓN EN ORIGEN Y FINAL

Retos de la industria química (2)

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ENERGIA PRIMARIA CONSUMIDA EN ESPAÑA ENTRE 2000 Y 2014Clasificada por fuentes de energía (Miles de tep)

Retos de la industria química (3)

RETO 2: REDUCCIÓN EN ORIGEN Y FINAL

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EMISIONES DE CO2 DERIVADAS DE LA PRODUCCION DE ELECTRICIDAD2011- 2015

http://www.ree.es/es/estadisticas-del-sistema-electrico-espanol/informe-anual/avance-del-informe-del-sistema-electrico-espanol-2015

Retos de la industria química (4)

RETO 2: REDUCCIÓN EN ORIGEN Y FINAL

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Paso de:

Objetivo Producto Objetivo Servicio

Buscar el producto óptimo que con menosrecursos y con menos impacto proporcione elmismo servicio

RETO 3: INGENIERÍA DE PRODUCTO

Retos de la industria química (5)

Reto 4: Comunicación al consumidor

Retos de la industria química (6)

Extracción Materias Primas

Transporte y procesado MP

Generación de Energia

Fabricación

Distribución

Uso

Procesado de residuos

Suma de impactos:

+

+

+

+

+

+

Huella de carbonoHuella de agua

Consumo de energiaImpactos sociales

Etc.

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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

Retos de la industria química (7)

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Industria química y energía:un sector avanzado en el respeto ambiental

Francesc Castellsfrancesc.castells@urv.cat