Factores de emisión de combustibles

Los factores de emisión de combustibles se utilizan como multiplicadores para calcular las emisiones contaminantes derivadas del consumo de energía de combustibles. Este cuadro de diálogo, accesible desde Regiones , permite definir la contaminación causada por cada combustible tratado por EnergyPlus. Los datos de cada combustible se encuentran en su propia pestaña.

General

En la pestaña General puede introducir un nombre para este conjunto de factores de emisión y un método de definición que indique si se introducirán factores constantes o variables en el tiempo.

Nombre

Introduzca el nombre del conjunto de factores de combustible. Puede ser la región cubierta por los factores y la fecha a la que se aplican los datos.

Método de definición

Los factores de emisión pueden definirse como valores constantes o variables en el tiempo:

• 1-Constante donde se proporcionan factores de emisión constantes para cada combustible.
• 2-Programado donde uno o varios factores de emisión varían con el tiempo. Esta opción puede utilizarse, por ejemplo, cuando hay variaciones estacionales, como más generación hidroeléctrica en la mezcla durante el invierno.

Pestañas Electricidad, Gas natural, Fuel Oil 1, etc.

A la derecha de la pestaña General hay otras 10 pestañas, una por cada tipo de combustible admitido:

• Electricidad

• Gas natural

• Fuel Oil 1

• Fuel Oil 2

• Carbón

• Gasolina

• Propano

• Diésel

• Otro combustible 1

• Otro combustible 2

En cada una de estas pestañas pueden introducirse los datos siguientes.

Fuente

Introduzca un texto que describa la fuente de los datos.

Factor de energía primaria

EnergyPlus utiliza el concepto de «energía primaria» para contabilizar la energía consumida en la generación y suministro de combustible a un edificio. Esto ofrece una imagen más completa del impacto ambiental que la energía consumida únicamente en el emplazamiento.

¿Qué es la energía primaria?

 

La energía primaria define todos los costes energéticos anteriores al consumo en el edificio, ayudando a mirar más allá del contador y considerar todo el ciclo de suministro. Cuando se utiliza electricidad en un edificio, la central que la generó tuvo que quemar combustible, como carbón o gas natural. Además, se pierde energía durante el transporte por las líneas hasta el edificio. La energía primaria tiene en cuenta estas pérdidas. Puede entenderse como la energía en el origen, como la central o el pozo de extracción de gas natural, necesaria para suministrar la energía finalmente utilizada en el edificio.

 

El factor de energía primaria es un multiplicador que indica cuántas unidades de energía se consumieron en la fuente original por cada unidad suministrada al edificio.

 

Por ejemplo:

 

• Electricidad: Cuando utiliza 1 kWh de electricidad en su edificio, la central puede haber tenido que quemar suficiente combustible para generar, por ejemplo, 3 kWh de energía primaria. Esto incluye:

  • Pérdidas de generación: La ineficiencia de conversión de combustible en electricidad en la central. Una cantidad importante de energía se pierde como calor.

  • Pérdidas de transporte y distribución: Energía perdida como calor cuando la electricidad viaja por los cables desde la central hasta el edificio.

  • Extracción y procesamiento de combustible: Energía utilizada para extraer el carbón o gas natural, transportarlo a la central y procesarlo.

  Por tanto, una relación típica entre energía primaria y final de electricidad puede ser alrededor de 3.0. Esto significa que por cada 1 unidad de electricidad utilizada en el edificio se consumieron 3 unidades de energía en origen.

   

• Gas natural: El gas natural tiene una relación entre energía primaria y final mucho menor, a menudo cercana a 1.1. Suele ser menor porque:

  • Es un combustible «primario» suministrado directamente al emplazamiento con pérdidas mínimas de procesamiento y transporte respecto a la generación eléctrica.

  • Las pérdidas principales están relacionadas con la extracción, el procesamiento y el transporte por gasoducto.

     

• Otros combustibles: Otros combustibles, como el fuelóleo o la calefacción y refrigeración urbanas, también tienen sus propias relaciones entre energía primaria y final, que reflejan la energía necesaria para producirlos y suministrarlos.

Si se utiliza el método de definición predeterminado 1-Constante método de definición , este valor fijo se multiplica por el consumo de combustible para calcular su contribución de energía primaria.

Nota: Si se utilizan archivos TDV, el valor debe ser 0.293 para electricidad y 0.01 para gas natural para tener en cuenta las unidades utilizadas en los archivos. Las unidades son J/J.

Programación de energía primaria

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , la programación especificada aquí representa el factor de conversión de energía primaria.

Factores de emisión

Introduzca los factores de emisión de cada contaminante (en g/MJ).

CO2

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de dióxido de carbono (CO2) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. El dióxido de carbono se produce naturalmente por la respiración de los animales y la descomposición de biomasa, y las plantas lo utilizan en la fotosíntesis. Aunque solo representa el 0.04 por ciento de la atmósfera, es uno de los gases de efecto invernadero más importantes. La combustión de combustibles fósiles aumenta su concentración atmosférica, contribuyendo al calentamiento global.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

CO

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de monóxido de carbono (CO) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. Es un gas incoloro, inodoro y venenoso producido por la combustión incompleta de combustibles fósiles. Se combina con la hemoglobina humana y reduce su capacidad de transportar oxígeno, con efectos nocivos.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

CH4

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de metano (CH4) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. El metano es un gas incoloro, no venenoso e inflamable creado por la descomposición anaerobia de compuestos orgánicos y es uno de los gases de efecto invernadero más potentes. Es un componente principal del gas natural doméstico.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

NOx

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de óxidos de nitrógeno (NOx) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. Los óxidos de nitrógeno incluyen el óxido nítrico (NO), el dióxido de nitrógeno (NO2) y muchos otros óxidos gaseosos de nitrógeno. Sus principales fuentes urbanas son los escapes de vehículos y las cocinas de gas y calefactores de queroseno interiores. La neblina parda sobre las ciudades se debe principalmente a estos óxidos, que también contribuyen a la formación de ozono al reaccionar con otras sustancias bajo la luz solar. La exposición elevada al dióxido de nitrógeno puede interferir con el transporte de oxígeno en la sangre y causar mareos y dificultad respiratoria. La exposición prolongada puede provocar insuficiencia respiratoria.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

N2O

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de óxido nitroso (N2O) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. Este óxido relativamente inerte se produce por actividad microbiana en el suelo, uso de fertilizantes nitrogenados, combustión de madera y carbón, industria química, etc. Puede contribuir al efecto invernadero y a la reducción del ozono.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

SO2

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de dióxido de azufre (SO2) liberada a la atmósfera. Las unidades son gramos por MegaJoule. Se forma al quemar combustibles con azufre, como carbón y petróleo, y al extraer gasolina del petróleo o metales de minerales. Reacciona con otras sustancias del aire y forma pequeñas partículas de sulfato, asociadas a síntomas y enfermedades respiratorias, dificultad para respirar y muerte prematura. El dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno reaccionan con otras sustancias atmosféricas para formar ácidos que caen como lluvia, niebla, nieve o partículas secas. La lluvia ácida daña bosques y cultivos, modifica el suelo y acidifica lagos y arroyos, haciéndolos inadecuados para los peces. También acelera el deterioro de materiales de construcción y pinturas.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

PM

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de partículas (PM) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. PM es la suma de todas las partículas emitidas, incluidas PM10 y PM2.5. Son partículas presentes en el aire, como polvo, suciedad, hollín, humo y gotas líquidas, que pueden permanecer suspendidas durante largos periodos. Algunas son lo bastante grandes u oscuras para verse como hollín o humo; otras solo pueden detectarse individualmente con un microscopio electrónico. Su inhalación se relaciona con problemas respiratorios importantes.

PM10

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de partículas 10 (PM10) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. PM10 incluye partículas de diámetro aerodinámico inferior a 10 micras. Estas partículas pequeñas son probablemente responsables de los efectos adversos en la salud porque pueden llegar a las regiones torácicas o inferiores del aparato respiratorio.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

PM2.5

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de partículas 2.5 (PM2.5) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. Las normas nacionales de calidad del aire de la EPA para partículas finas, conocidas como «PM2.5 standards», establecen los niveles permitidos en el aire exterior de partículas de diámetro 2.5 micras o menor. La EPA publicó las normas PM2.5 en 1997 para proteger la salud y el medio ambiente. Los estudios relacionan una mayor exposición a PM2.5 con más muertes prematuras y diversos efectos respiratorios y cardiovasculares graves.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

NH3

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de amoniaco (NH3) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. El amoniaco reacciona con compuestos de nitrógeno y azufre atmosféricos, principalmente ácidos nítrico y sulfúrico, para formar partículas.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

NMVOC

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de compuestos orgánicos volátiles distintos del metano (NMVOC) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. Estos compuestos, incluidos propano, butano y etano, proceden principalmente del transporte, procesos industriales y consumo no industrial de disolventes orgánicos. Reaccionan con óxidos de nitrógeno en la atmósfera para formar ozono.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

Hg

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de mercurio (Hg) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. Este metal pesado puede acumularse en el medio ambiente y es muy tóxico si se inhala o ingiere. En Estados Unidos, las centrales de carbón son una fuente principal de emisiones atmosféricas de mercurio.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

Pb

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de plomo (Pb) liberada a la atmósfera. Las unidades son g/MJ. Es un metal pesado peligroso para la salud si se inhala o ingiere. Su uso en gasolina, pinturas y productos de fontanería se ha restringido considerablemente o eliminado mediante leyes y reglamentos federales.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

Agua

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular el volumen de agua (H2O) consumida o evaporada en la generación de electricidad. Las unidades son g/MJ. Es el agua consumida en la producción de energía, por ejemplo la evaporada en torres de refrigeración o depuradores de electricidad generada fuera del emplazamiento, o en la producción o procesamiento del propio combustible, como el refinado de gasolina o diésel.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

Residuos nucleares de alta actividad

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular la masa de residuos nucleares de alta actividad retirados como combustible gastado de un reactor cuando deja de ser eficaz para alimentarlo. Las unidades son g/MJ. Una vez al año se sustituye aproximadamente un tercio del combustible nuclear. El combustible gastado es muy radiactivo y contiene plutonio y otros radionúclidos. Aunque hay poca información sobre las cantidades de residuos de alta actividad, algunas compañías empiezan a publicarla.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

Residuos nucleares de baja actividad

Coeficiente de impacto ambiental del combustible para calcular el volumen de residuos nucleares de baja actividad retirados de un reactor tras la contaminación por radiación. Las unidades son g/MJ o una medida de volumen. Pueden proceder de reactores nucleares u otros usuarios de material radiactivo, como hospitales o institutos de investigación. Son menos peligrosos que los residuos de alta actividad.

Si se utiliza el método de definición 2-Programado método de definición , seleccione la programación que define el factor de emisión en unidades SI.

Los datos de emisión de los demás combustibles se introducen igual que los de electricidad.

Datos de biblioteca de emisiones de combustibles

DesignBuilder incluye una biblioteca de datos de emisiones de combustibles para varias ubicaciones. Procede principalmente de los datos de EnergyPlus, que incluyen tasas específicas para cada estado de Estados Unidos y un conjunto de media nacional de Estados Unidos en:

• ElectricityUSAEnvironmentalImpactFactors.idf

• FossilFuelEnvironmentalImpactFactors.idf

Los factores de emisión de combustibles del Reino Unido proceden de la metodología nacional de cálculo (NCM) británica de 2013.

Para otras ubicaciones mundiales se utiliza un conjunto «genérico» basado en la media nacional de Estados Unidos:

Factores medios nacionales de emisiones eléctricas de Estados Unidos de 1999 basados en eGRID, 1605, AirData

 

Los factores estadounidenses de emisión de agua de combustibles son las medias ponderadas combinadas termoeléctricas e hidroeléctricas

de:

 

• Torcellini, Paul; Long, Nicholas; Judkoff, Ron; "Consumptive Water Use for U.S. Power Production"; NREL Report No. TP-550-33905. Golden, CO; 2003; http://www.nrel.gov/docs/fy04osti/33905.pdf;

   

o:

 

• Torcellini, Paul; Long, Nicholas; Judkoff, Ron; "Consumptive Water Use for U.S. Power Production"; ASHRAE Transactions 2003, Vol 110, Part 1. Atlanta, GA; January 2004;

Nota: Si dispone de datos de emisiones de combustibles más específicos para la ubicación del proyecto, utilícelos en lugar de los datos genéricos de la biblioteca.

Resultados

Para obtener resultados detallados de la contaminación causada por el consumo de combustible, utilice las casillas de verificación de la pestaña Región a nivel de emplazamiento.