LINEA BASE COLOMBIANA - bdigital.upme.gov.co Linea base... · Figura 2. Escenario Base. Flujo de Masa dentro de la planta de producción.....8 Figura 3. Escenario Base. Consumo de

Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Física y Naturales Asesoría para la utilización del MDL en proyectos de reducción de GEI en el sector energético colombiano

LÍNEA BASE

PROYECTO MODERNIZACIÓN DE LA INDUSTRIA

SIDERURGICA INTEGRADA ACERIAS PAZ DEL RÍO S.A.

INFORME FINAL

Presentado a:

UPME

Por:

ACADEMIA COLOMBIANA DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICAS Y NATURALES

(ACCEFYN)

Bogotá, Julio de 2003


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TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................... 1

2. OBJETIVO DE ESTE DOCUMENTO ........................................... 2

3. TIPO DE PROYECTO .................................................................. 3

4. METODOLOGÍA ........................................................................... 4

4.1 ESCENARIO BASE ........................................................................................ 4

4.1.1 Frontera del proyecto ...................................................................................... 6

4.1.2 Fugas del proyecto .......................................................................................... 6

4.1.3 Tiempo de vida del proyecto ............................................................................ 6

4.1.4 Adicionalidad ................................................................................................... 6

4.2 METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS EMISIONES DE LA LÍNEA BASE ................................................................................................... 7

5. EMISIONES DE LOS ESCENARIOS ......................................... 15

5.1 ESCENARIO BASE. CALCULO DE EMISIONES ........................................ 15

5.2 ESCENARIO BASE. PROYECCIÓN DE EMISIONES .................................. 16

5.3 ESCENARIOS CON PROYECTO ................................................................. 16

5.3.1 Escenario 1. Emisiones del proyecto ............................................................. 25

5.3.2 Escenario 2. Emisiones del proyecto ............................................................. 26

5.4 CÁLCULO DE LA REDUCCIÓN DE EMISIONES ........................................ 27

5.5 PROYECCIÓN DE LA REDUCCIÓN ANUAL DE EMISIONES .................... 28

ULTIMA PAGINA DE ESTE INFORME ................................................. 28


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TABLAS

Tabla 1. Producción del Alto Horno de APDR ............................................................. 4

Tabla 2. Escenario Base. Producción, energía consumida y emisiones totales de CO2 ................................................................................................................ 15

Tabla 3. Escenario Base: Energía y emisiones de los combustibles. ......................... 15

Tabla 4. Escenario Base. Índices de energía y de emisiones. ................................... 15

Tabla 5. Escenario 1. Producción, energía consumida y emisiones totales. .............. 25

Tabla 6. Escenario 1. Cálculo de Energía y Emisiones de los Combustibles Consumidos ........................................................................................................ 26

Tabla 7. Índices de energía y de emisiones para el primer escenario. ....................... 26

Tabla 8. Escenario 2. Producción, energía consumida y emisiones totales. .............. 26

Tabla 9. Escenario 2. Cálculo de Energía y Emisiones de los Combustibles Consumidos ........................................................................................................ 27

Tabla 10. Escenario 2. Índices de energía y de emisiones ........................................ 27

Tabla 11. Calculo de la reducción de emisiones en los dos escenarios ..................... 28

FIGURAS Figura 1. Diagrama de flujo de APDR .......................................................................... 5

Figura 2. Escenario Base. Flujo de Masa dentro de la planta de producción. .............. 8

Figura 3. Escenario Base. Consumo de energía en la planta de producción ............. 10

Figura 4. Escenario Base. Producción de gas de coque en la planta de coquización. ........................................................................................................ 11

Figura 5. Todos lo escenarios. Flujos de energía en la planta de fuerza. .................. 12

Figura 6. Escenario Base. Flujos de energía y cálculo de emisiones de todo el sistema. ............................................................................................................... 13

Figura 7. Escenario 1. Flujos de masa dentro de la planta de producción. ................ 17

Figura 8. Escenario 2. Flujos de masa dentro de la planta de producción ................. 18

Figura 9. Escenario 1. Consumos de energía para cada uno de los procesos en la planta de producción ....................................................................................... 20

Figura 10. Escenario 2. Consumos de energía para cada uno de los procesos en la planta de producción .................................................................................. 21

Figura 11. Escenarios 1 y 2. Producción de gas de coque en la planta de coquización. ........................................................................................................ 22

Figura 12. Escenario 1. Flujos de energía y cálculo de emisiones de todo el sistema. ............................................................................................................... 23

Figura 13. Escenario 2. Flujos de energía y cálculo de emisiones de todo el sistema. ............................................................................................................... 24


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1. INTRODUCCIÓN

En la formulación de Proyectos para el MDL, es necesario desarrollar Líneas Base específicas para cada proyecto, y Procedimientos de Monitoreo y Verificación de la Reducción de Emisiones que genera el Proyecto. El cálculo de la reducción de emisiones depende fundamentalmente de la denominada Línea Base, la cual es el escenario de emisiones de CO2 que ocurrirían en ausencia del proyecto. El proyecto MODERNIZACIÓN DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA INTEGRADA ACERIAS PAZ DEL RIO S.A desarrolla una serie de transformaciones de tipo tecnológico que conllevan ahorro de energía, mejora de la productividad de la planta y por ende, reducción de emisiones de CO2 tanto globales para la planta como por unidad de producto terminado. En el presente documento se desarrollan los lineamientos generales para la formulación de la línea base de emisiones del mismo y para la estimación de reducción de emisiones durante la vida del proyecto.


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2. OBJETIVO DE ESTE DOCUMENTO

El objetivo de este documento es:

Desarrollar la metodología para una Línea Base aplicable al proyecto de MODERNIZACION DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA INTEGRADA ACERIAS PAZ DEL RIO S.A. y similares.


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3. TIPO DE PROYECTO

El proyecto de APDR es un proyecto de eficiencia energética, consistente en la rehabilitación de la Industria Siderúrgica Integrada de Paz de Río, con los siguientes componentes:

Cambio de equipos viejos por unos más eficientes

Rediseño de procesos con ahorros de energía.

Instalación de sistemas automáticos de control de procesos que mejoran la eficiencia energética.

Conversión de procesos de tandas a procesos continuos.

Aumento en la capacidad de producción con disminución de la intensidad energética por unidad de producto.


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4. METODOLOGÍA

4.1 ESCENARIO BASE

El proceso productivo en APDR (Siderúrgica Integrada Acerías Paz del Río), como se describe en el documento descriptivo del proyectoa, se compone de cuatro grandes etapas: Minería, Fabricación Primaria (Sinterización, Coquería y Alto Horno), Aceración (Convertidores y Horno Eléctrico) y Laminación (Ver Figura 1). APDR es una empresa que opera en Colombia desde hace más de 50 años y su capacidad de producción no ha variado de manera significativa en los últimos años. La producción anual del Alto Horno se da en la Tabla 1. En los últimos 15 años su producción ha sido ligeramente superior a 300.000 ton/año. A pesar de las variaciones en los precios de los combustibles y demás insumos, su disponibilidad y en otros factores que afectan la producción de la planta, ésta se ha mantenido prácticamente constantes. De acuerdo a lo anterior, se toma como escenario base el promedio de la producción diaria de los últimos 16 meses (año 2002 mas 4 meses del 2003) multiplicado por 365 días para obtener el comportamiento de la planta en un año en cuanto se refiere a su producción, consumos de materias primas, combustibles, y otros insumos

Tabla 1. Producción del Alto Horno de APDR

PRODUCCIÓN

Año Programado

(ton) Obtenido

(ton) Desviación

(ton) Cumplido

(%) Rendimiento

Real (%)

2003(Acum.) 140,410 140,121 -289 100 94

2002 331,350 312,878 -18,472 94 96

2001 306,900 319,821 12,921 104 98

2000 325,573 287,384 -38,189 88 98

1999 333,900 265,603 -68,297 80 96

1998 298,820 260,367 -38,453 87 96

1997 320,400 323,680 3,280 101 97

1996 301,650 288,829 -12,821 96 96

1995 315,600 287,792 -27,808 91 98

1994 261,810 250,781 -11,029 96 93

1993 330,800 249,499 -81,301 75 93

1992 325,800 307,900 -17,900 95 97

1991 334,510 316,820 -17,690 95 96

1990 326,700 331,992 5,292 102 97

1989 301,300 303,134 1,834 101 89

a Documento descriptivo de APDR de ACCEFYN.


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Figura 1. Diagrama de flujo de APDR


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La producción en el Escenario Base del Alto Horno es de 319.740 ton/año, y la producción de Terminados correspondiente es de 238.445 ton/año.

4.1.1 Frontera del proyecto

La frontera del proyecto está definida por la planta de producción en Belencito incluyendo todos los procesos que allí se realizan y se realizarán después de cambiados los equipos y automatizados los procesos. Dentro de la frontera es necesario considerar todos los flujos de masa y energía que ocurren dentro de ella en los diferentes procesos, y los flujos que entran y salen al sistema como un todo.

4.1.2 Fugas del proyecto

Las fugas del proyecto se producen cuando las reducciones alcanzadas en un lugar o proceso dentro de la frontera del proyecto causan un aumento de emisiones en otro. En el caso de APDR no se han identificado fugas.

4.1.3 Tiempo de vida del proyecto

El tiempo de vida del proyecto está relacionado con la vida útil de los equipos de los procesos. Se consideran tres períodos de acreditación de 7 años (21 años).

4.1.4 Adicionalidad

Por una parte, la adicionalidad, entendida como la reducción de emisiones por causa de la modernización de la planta es muy clara y se detalla mas adelante cuando se consideren los cálculos de emisiones tanto de la línea base como del proyecto. Por otra parte, se considera que la adicionalidad del proyecto está dada porque la aceptación de este proyecto por parte del MDL ayudará a superar barreras de tipo económico, financiero y político así:

APDR es una empresa que viene en recuperación de sus dificultades financieras, que no han permitido la participación de capital tanto nacional como extranjero para su proceso de modernización. Los recursos provenientes del MDL pueden contribuir a la superación de las barreras financieras no solamente por el monto de los ingresos que


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podrían provenir de la venta de CERs sino por el mejoramiento de la percepción internacional del Riesgo País.

Aseguramiento de la equity del proyecto debido a la difícil situación financiera de la empresa.

Los potenciales financiadores requieren una garantía de que el proyecto se ejecutará y de que el proyecto pagará la deuda oportunamente.

Los inversionistas para mitigar el Riesgo País esperan tasas de retorno de la inversión superior a las acostumbradas.

Una carta de intención de compra de los CER por parte de una organización u agencia internacional reduce la percepción del Riesgo País.

4.2 METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS EMISIONES DE LA LÍNEA BASE

Los tres grandes componentes que se encuentran dentro de la frontera definida para este proyecto son:

Planta de coquización

Planta de producción

Planta de fuerza Para calcular las emisiones de CO2 en el escenario base, es necesario establecer los flujos de masa y energía, y cuantificarlos en cada una de las etapas del proceso y para todos los procesos dentro de la frontera del sistema. La Figura 2 muestra los flujos de masa dentro de la planta de producción en el escenario base.


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Figura 2. Escenario Base. Flujo de Masa dentro de la planta de producción.

615089 290447

Total Mineral de

HierroCoque Total

456634

51270

Caliza Fina Mineral de Fe FinoCoque Para

Sinter

269267

Mineral de Fe

GruesoPlanta de Sinter

Coque para Alto

Horno

158455 488282 239177

Alto Horno Chatarra

319740 24480

300715

Convertidor Chatarra

385532 84817

313322

Lingotes

236403 76419

Tochos Planchones

67447

207811

Palanquillas Lámina Curva

195301 64237

Productos

LargosProductos Planos

182000 56445

Alambrones Redondos Lámina Gruesa Lámina Delgada

148239 33761 10369 46076

PRODUCCIÓN ALTO HORNO=319.740 ton/año

876 ton/día x 365 días/año

5.95% en perdidas

Acero liquido = 81,27% de carga total

ton/año ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año ton/año ton/año

ton/año ton/año

ton/año

ton/año ton/año

ton/año

ton/año ton/año

ton/año

ton/año

ton/año ton/año

ton/año ton/año

ton/año ton/año ton/año ton/año


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Este Escenario Base corresponde a una producción del alto horno de 319.740 ton/año, valor establecido como el promedio anual, evaluado sobre la base del promedio diario del año 2002 mas los primeros cuatro meses del año 2003, multiplicado por 365 días. La Figura 3 muestra los consumos de energía del escenario base para cada uno de los procesos en la planta de producción. Todos los valores allí consignados han sido calculados a partir de las intensidades energéticas de cada proceso multiplicadas por el total de producto. La Figura 4 muestra la producción de gas de coque en la planta de coquización, calculada a partir del índice de producción de gas de coque por tonelada de coque producido. Se muestran también los flujos de gas de coque hacia la planta de fuerza y los otros procesos. La Figura 5 muestra los flujos de energía en la planta de fuerza, en la cual se generan tanto electricidad para consumo interno como vapor y aire caliente. Los combustibles empleados en esta planta de fuerza son carbón mineral, gas de coque y gas de alto horno, productos de la planta de coquización y de la planta de producción, respectivamente. La Figura 6 muestra los flujos de energía de todo el sistema. Aquí se distinguen dos tipos de flujos de energía: los flujos entrantes al sistema y los flujos internos entre componentes del sistema. Para calcular las emisiones de CO2, basta con calcular las emisiones producidas por los flujos de energía entrantes al sistema haciendo caso omiso de los flujos internos entre las componentes del sistema.


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Figura 3. Escenario Base. Consumo de energía en la planta de producción

Alto Horno

319740 ton/año 488282 ton/año

Unidad 16.87 kWh/ton Unidad 56.6 kWh/ton

Total 5394 MWh/año Total 27637 MWh/año

Energía 14273 Gcal/año Energía 73127 Gcal/año

ConvertidoresTren

MorganAlambrones

313322 ton/año 207811 ton/año 148239 ton/año 148239 ton/año

Unidad 38.2 kWh/ton Unidad 42 kWh/ton Unidad 160 kWh/ton

Total 11969 MWh/año Total 8728 MWh/año Total 23718 MWh/año

Energía 31670 Gcal/año Energía 23094 Gcal/año Energía 62758 Gcal/año

Unidad 66.763335 m3/ton Unidad 28.9066 m

3/ton

Total 13874155 m3/año Total 4285084 m

3/año


146074.97 Gcal/año 100741 Gcal/año

Horno de Fosos Tren 450 Barras

236903 ton/año 33761 ton/año 33761 ton/año




Unidad 31.8 kg/ton Unidad 87.13 m3/ton

Total 7533515 kg/año Total 2941595 m3/año


111993.1 Gcal/año 35195.1 Gcal/año

Laminas

CalentadorTren

SteckelCalentador

Bobinas

Placas

64237 ton/año

Gas de coke 5200 kcal/m3 Unidad 165 kWh/ton

Gas Natural 8864 kcal/m3 Total 10599 MWh/año

Heavy Oil 9654 kcal/l Energía 28045 Gcal/año

Crudo Oil 36540 kcal/gal Unidad 115.42419 m3/ton 287033 Gcal/año

Aceite Diesel 9151 kcal/l Total 7414504 m3/año 343525 Gcal/año

ACPM 34635 kcal/gal Energía 65722 Gcal/año 630557 Gcal/año

Alquitrán 8900 kcal/kg Unidad 71 m3/ton 2.64 Gcal/año

Electricidad 2646 kcal/kWh Total 4560827 m3/año

Energía 23716 Gcal/año

117483.69 Gcal/año

Electricidad

Planta de Sinter

Electricidad

Productos

Productos

Productos

Electricidad

Horno para Tochos

Energía Total

Tren 710

Productos

Electricidad

Gas Natural

182000 ton/año

Producción total

de planos56445 ton/año

Colado de

Lingotes

Poder Calorífico Productos

Electricidad

Horno Planchones

Energía Total

Tren 1.100

Productos

Electricidad

Alquitrán

Horno de

Sostenimiento

Productos

Electricidad

Gas Natural

Energía Total

Productos

Horno para

palanquillas

Línea de Corte

Productos

Producción total

largos

Energía Total

Productos

Electricidad

Gas Natural

Energía Total

Consumo unitario

Gas Natural

Gas de

Coque

Producción total 238445 ton/año

Energía eléctrica total

Energía de combustibles total

Energía total


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Figura 4. Escenario Base. Producción de gas de coque en la planta de coquización.

31828385 m3/año

122754520 m3/año

422.64 m3/ton coke

90926135 m3/año

418210 ton/año 0.6945 ton coque/carbón 290447 ton/año

Planta de Fuerza

Coque

Otros Procesos y

Pérdidas

Carbón Coquizable Horno de Coque

Gas Coque


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Figura 5. Todos lo escenarios. Flujos de energía en la planta de fuerza.

Escenario Base 31828 103m

3/año

Escenario Base 81393 ton/año Escenario No. 1 34584 103m

3/año

Escenario No. 1 104121 ton/año Escenario No. 2 34584 103m

3/año

Escenario No. 2 104121 ton/año

GENERADOR Escenario Base 521315 103m

3/año

Escenario Base 132481 MWh/año Escenario No. 1 536030 103m

3/año

Escenario No. 1 175000 MWh/año Escenario No. 2 536030 103m

3/año

Escenario No. 2 175000 MWh/año

Escenario Base 649775 103m

3/año

Escenario No. 1 686585 103m

3/año

Escenario No. 2 686585 103m

3/año

VAPOR 100076 MWh-equiv.

CARBON

GENERACION DE ELECTRICIDAD

GAS DE COQUE

GAS DE ALTO HORNO

AIRE CALIENTE

PLANTA DE FUERZA

CALDERA


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Figura 6. Escenario Base. Flujos de energía y cálculo de emisiones de todo el sistema.

PRODUCCIÓN 238445 ton/año


Emisiones 1580807 ton CO2/año

Energía Específica 17.53 Gcal/ton

Emisiones Especifica 6.63 ton CO2/ton producto

Gas de Coque

418210 ton/año 28515337 m3/año

Alquitrán

81393 ton/año 87050 kWh/año

Gas de coke 5200 kcal/m3

Alquitrán 25.8 tC/TJ

Gas Natural 8864 kcal/m3

Crudo de Castilla 20.0 tC/TJ Gcal/año TJ/año ton C/año ton CO2/año

Heavy Oil 9654 kcal/l Carbón 25.8 tC/TJ 3094756 12967 334549 1226681

Crudo Oil 36540 kcal/gal Gas Natural 15.3 tC/TJ 602308 2524 65111 238739

Aceite Diesel 9151 kcal/l Gas de Coque 29.5 tC/TJ 252760 1059 16204 59414

ACPM 34635 kcal/gal ACPM 20.2 tC/TJ 230334 55973

Alquitrán 8900 kcal/kg Gas de alto horno 29.5 tC/TJ 4180158 1580807

Electricidad 2646 kcal/kWh

Carbon 7400 kcal/kg

Electricidad de la red 643 t CO2/GWh

Factor de Emisión de Línea Base Colombiana

Poder Calorífico

PLANTA DE FUERZA

PLANTA DE

PRODUCCIÓN

Carbón Coquizable

TOTALES

Combustible

ESCENARIO BASE. CALCULO DE EMISIONES DE CO2

Carbón Mineral

Gas Natural

Carbón Mineral

Carbón Coquizable

Calculo de Energía y Emisiones

Factores de Emisión del IPCC

PLANTA DE

COQUIZACIÓN

Compra de Energía

Eléctrica

ÍNDICES

Gas Natural

Energía Eléctrica Comprada

Energía

Eléctrica

Vapor

Aire

Caliente

Gas de

Coque


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Las emisiones se calculan a partir de la cantidad de cada unos de los combustibles entrantes al sistema, sus respectivos poderes caloríficos y Factores IPCC de Emisiones: Para cada combustible entrante al sistema:

Emisiones (tCO2) = Consumo combustible (unidad) * Poder calorífico (kCal/unidad) *(4.1868 TJ/106 kCal)* Factor IPCC Emisiones del Combustible (t C/TJ) *(44 tCO2/12 tC) En el caso de la energía eléctrica que se compra de la red:

Emisiones (tCO2) = Electricidad comprada (MWh) * Factor Emisiones de la Línea Base Colombiana (x,xxxx tCO2/MWh)b Las emisiones totales anuales son la suma de las emisiones de cada combustible.

b El coeficiente de emisiones de la Línea Base es el resultado de considerar el mix sin la energía hidroeléctrica. Ver documento de la Línea Base Colombiana en este estudio


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5. EMISIONES DE LOS ESCENARIOS

5.1 ESCENARIO BASE. CALCULO DE EMISIONES

La producción, la energía consumida y las emisiones totales de CO2 del escenario base son:

Tabla 2. Escenario Base. Producción, energía consumida y emisiones totales de CO2

Producción 238445 ton/año



La Tabla 3 resume los resultados de energía y emisiones para los combustibles consumidos en el escenario base.

Tabla 3. Escenario Base: Energía y emisiones de los combustibles.

Gcal/año TJ/año ton C/año ton CO2/año

3094756 12967 334549 1226681

602308 2524 65111 238739

252760 1059 16204 59414

230334 55973

4180158 1580807TOTALES

Combustible

Gas Natural

Carbón Mineral

Carbón Coquizable



Fuente: Cálculos de ACCEFYN

Se calculan también los índices de energía y de emisiones por unidad de producto como el cuociente de las emisiones totales de CO2 equivalente del proceso de producción dividido por la cantidad de producto.

Tabla 4. Escenario Base. Índices de energía y de emisiones.


Emisiones Especifica 6.63 ton CO2/ton producto

ÍNDICES

Este índice permitirá comparar las emisiones actuales con las emisiones futuras después de realizado el proyecto. Esta consideración es importante porque como


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resultado del proyecto aumentará la producción, aumentando las emisiones con relación a las actuales, pero las emisiones por unidad de producto disminuirán.

5.2 ESCENARIO BASE. PROYECCIÓN DE EMISIONES

Para la proyección de las emisiones se considera que el nivel de producción actual de terminados estimado en 238.445 ton/año y el consumo de combustibles se mantendrá durante los próximos quince años, lo cual implicaría que las emisiones del escenario base se mantendrán constantes en los próximos 21 años.

5.3 ESCENARIOS CON PROYECTO

En el caso del proyecto se consideran dos escenarios a saber:

Un primer escenario en el cual se aumenta la producción del alto horno de 319.740 ton/año a 335.800 ton/año por medio de reformas en el proceso de extracción del mineral y en la alimentación de la planta de sinter, mejoras en la planta de sinter, y en el alto horno, tal como se detallan en el documento descriptivo del proyecto.

Un segundo escenario en el cual se aumenta la producción en el alto horno a 335.800 ton/año por medio de las mismas reformas del escenario anterior y además se introduce en la planta de acero, la metalurgia de cuchara y el proceso de colada continua.

Para calcular las emisiones de CO2 en los dos escenarios, se sigue la metodología propuesta para el escenario base se establecen los flujos de masa y energía, y se cuantifican en cada una de las etapas del proceso y para todos los procesos dentro de la frontera del sistema. La Figura 7 muestra los flujos de masa dentro de la planta de producción en el primer escenario de proyecto. La Figura 8 muestra los flujos de masa dentro de la planta de producción en el segundo escenario de proyecto.


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Figura 7. Escenario 1. Flujos de masa dentro de la planta de producción.

646000 285000

Total Mineral de

HierroCoque Total

514000

50000


Sinter292000

Mineral de Fe


Coque para Alto

Horno132000 550000 235000

Alto Horno Chatarra

335800 25500

315820


404900 89100

329100

Lingotes

248816 80262

Tochos Planchones

70340

218261

Palanquillas Lámina Curva

205100 67467

Productos


191153 59284


155751 35402 10891 48393

PRODUCCION ALTO HORNO POR MEJORAS A 335.000 ton/año

920 ton/dia x 365 dias/año

ton/año ton/año

ton/año

ton/año

ton/año


ton/año ton/año

ton/año

ton/año ton/año

ton/año

ton/añoton/año

ton/año

ton/año

ton/año ton/año

ton/añoton/año

ton/año ton/año ton/año ton/año


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Figura 8. Escenario 2. Flujos de masa dentro de la planta de producción

646500 285000

Total Mineral de

HierroCoque Total

514400

50000


Sinter292000

Mineral de Fe


Coque para Alto

Horno132100 550000 235000

Alto Horno Chatarra

335800 25500

315820


89100

336650

Lingotes

257725 78916

Colada Continua Planchones

250225 69659

Bobinas

66342

Productos


233185 58289


194678 38395

PRODUCCIÓN ALTO HORNO=335.800 ton/año MAS COLADA CONTINUA

920 ton/día x 365 días/año

Total de Productos = 291.362 ton/año

ton/año ton/año

ton/año

ton/año

ton/año


ton/año ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año

ton/año ton/año


LB APDR 19

La Figura 9 muestra los consumos de energía del primer escenario con proyecto para cada uno de los procesos en la planta de producción. Todos los valores allí consignados han sido calculados a partir de las intensidades energéticas de cada proceso multiplicadas por el total de producto. La Figura 10 muestra los consumos de energía del segundo escenario con proyecto para cada uno de los procesos en la planta de producción. Todos los valores allí consignados han sido calculados a partir de las intensidades energéticas de cada proceso multiplicadas por el total de producto. La Figura 11 muestra la producción de gas de coque en la planta de coquización, para los escenarios uno y dos, calculada a partir del índice de producción de gas de coque por tonelada de coque producido. Se muestran también los flujos de gas de coque hacia la planta de fuerza y los otros procesos. La Figura 12 y la Figura 13 muestran los flujos de energía de todo el sistema para el primer y segundo escenario de proyecto respectivamente. En estos se distinguen dos tipos de flujos de energía: los flujos entrantes al sistema y los flujos internos entre componentes del sistema. Para calcular las emisiones de CO2, basta con calcular las emisiones producidas por los flujos de energía entrantes al sistema haciendo caso omiso de los flujos internos entre las componentes del sistema.


LB APDR 20

Figura 9. Escenario 1. Consumos de energía para cada uno de los procesos en la planta de producción

Alto Horno





Convertidore

s

Tren

MorganAlambrones


Unidad 38.2 kWh/ton Unidad 42 kWh/ton Unidad 160 kWh/ton



Unidad 66.763335 m3/ton Unidad 28.90659 m

3/ton

Total 14571832 m3/año Total 4502230 m

3/año


153421 Gcal/año 105847 Gcal/año

Horno de

FososTren 450 Barras





Unidad 31.8 kg/ton Unidad 87.12996 m3/ton

Total 7912349 kg/año Total 3084575 m3/año


117625 Gcal/año 36906 Gcal/año

Laminas

CalentadorTren

SteckelCalentador

Bobinas

Placas

67467 ton/año

Gas de coke 5200 kcal/m3 Unidad 165 kWh/ton

Gas Natural 8864 kcal/m3 Total 11132 MWh/año

Heavy Oil 9654 kcal/l Energía 29455 Gcal/año

Crudo Oil 36540 kcal/gal Unidad 115.42419 m3/ton 306750 Gcal/año

Aceite Diesel 9151 kcal/l Total 7787324 m3/año 360770 Gcal/año

ACPM 34635 kcal/gal Energía 69027 Gcal/año 667519.3 Gcal/año

Alquitrán 8900 kcal/kg Unidad 71 m3/ton 2.67 Gcal/año

Electricidad 2646 kcal/kWh Total 4790157 m3/año


123391 Gcal/año

Gas de

Coque

Consumo unitario

Energía Total

59284 ton/año

Gas Natural


Energía de combustibles totalProducción total 250437 ton/año

Energía total

Poder Calorífico Productos

Electricidad Producción total

de planos

Energía Total Energía Total

Horno Planchones Línea de Corte

191153 ton/año

Alquitrán Gas Natural

Productos

Electricidad Electricidad Producción total

largos

Tren 1.100Horno para

palanquillas

Productos Productos

Gas Natural Gas NaturalColado de

Lingotes


Productos

Electricidad Electricidad Electricidad

Horno para Tochos Tren 710Horno de

Sostenimiento

Productos Productos Productos

Planta de Sinter

Productos Productos

Electricidad Electricidad


LB APDR 21

Figura 10. Escenario 2. Consumos de energía para cada uno de los procesos en la planta de producción

Convertidores Alto Horno


Unidad 38.2 kWh/ton Unidad 23 kWh/ton Unidad 49.6 kWh/ton



Hornos

para

Laminado

Tren

MorganAlambrones


Unidad (Calen) 30 kWh/ton Unidad 15 kWh/ton Unidad 190 kWh/ton

Unidad (gener) 13.2 kWh/ton Total 3753 MWh/año Total 44305 MWh/año

Total 11134 MWh/año Energía 9931 Gcal/año Energía 117231 Gcal/año

Energía 29460 Gcal/año Unidad 1.165 m3/ton Unidad 31.6 m

3/ton Barras

Unidad 0.53 m3/ton Total 291512 m

3/año Total 7368614 m

3/año

Total 136594 m3/año Energía 2584 Gcal/año Energía 65315 Gcal/año

Energía 1211 Gcal/año 12515 Gcal/año 182546 Gcal/año 38395 ton/año

Energía Total 30671 Gcal/año

Laminas

Horno de

Sostenimiento

Tren

Steckel

Calentad

or

Bobinas

Placas


Unidad 71.7 kWh/ton Unidad 165 kWh/ton



Unidad 31.8 kg/ton Unidad 115.4242 m3/ton 325449 Gcal/año

Total 2215156 kg/año Total 7657471 m3/año 181194 Gcal/año

Energía 19715 Gcal/año Energía 67876 Gcal/año 506643 Gcal/año

32930 Gcal/año Unidad 71 m3/ton 1.74 Gcal/año

Total 4710282 m3/año


121334 Gcal/año

Productos

Electricidad

Alquitrán

Energía Total Consumo unitario

Energía Total

Electricidad

58289

Productos

Calentador

Gas de

Coque

291362

Productos

Gas Natural

ton/añoEnergía total

Electricidad Producción

total de planos

Gas Natural


Energía de combustibles total Producción

total

233073

ton/año

ton/añoProducción

total largos

Colado de

Lingotes


Horno Planchones Línea de Corte

Productos

Gas Natural

Productos

ElectricidadElectricidad Electricidad

Productos Productos

Gas

Natural

Horno Cuchara Colada ContinuaHorno de

Recalentamiento

Productos

Planta de Sinter

Productos

ElectricidadElectricidad

Productos


LB APDR 22

Figura 11. Escenarios 1 y 2. Producción de gas de coque en la planta de coquización.

34584000 m3/año

120452400 m3/año

422.64 m3/ton coque

85868400 m3/año

410367 ton/año 0.6945 ton coque/carbón 285000 ton/año

Planta de Fuerza

Otros Procesos y

Pérdidas

Carbón

CoquizableHorno de Coque

Gas Coque

Coque


LB APDR 23

Figura 12. Escenario 1. Flujos de energía y cálculo de emisiones de todo el sistema.





Emisiones Especifica 6.42 ton CO2/ton prod.

Gas de Coque

410367 ton/año 29945961 m3/año

Alquitrán



Alquitrán 25.8 tC/TJ


Crudo de Castilla 20.0 tC/TJ Gcal/año TJ/año ton C/año ton CO2/año

Heavy Oil 9654 kcal/l Carbón 25.8 tC/TJ 3036717 12724 328275 1203676

Crudo Oil 36540 kcal/gal Gas Natural 15.3 tC/TJ 770495 3228 83292 305404

Aceite Diesel 9151 kcal/l Gas de Coque 29.5 tC/TJ 265441 1112 17017 62394

ACPM 34635 kcal/gal ACPM 20.2 tC/TJ 154540 37554

Alquitrán 8900 kcal/kg Gas de alto horno 29.5 tC/TJ 4227193 1609029

Electricidad 2646 kcal/kWh

Carbon 7400 kcal/kg

Electricidad de la red 643 ton CO2/GWh


Poder Calorífico

PLANTA DE FUERZA

PLANTA DE

PRODUCCIÓN

Carbón Coquizable

TOTALES

ESCENARIO 1. CALCULO DE EMISIONES DE CO2

Carbón Mineral

Gas Natural

Carbón Mineral

Carbón Coquizable



PLANTA DE

COQUIZACIÓN

Compra de Energía

Eléctrica

ÍNDICES

Gas Natural


Combustible

Energía

Eléctrica

Vapor

Aire

Caliente

Gas de

Coque


LB APDR 24

Figura 13. Escenario 2. Flujos de energía y cálculo de emisiones de todo el sistema.






Gas de Coque

410367 ton/año 15454192 m3/año

Alquitrán



25.8 tC/TJ


20.0 tC/TJ Combustible Gcal/año TJ/año ton C/año ton CO2/año

Heavy Oil 9654 kcal/l 25.8 tC/TJ 3036717 12724 328275 1203676

Crudo Oil 36540 kcal/gal 20.0 tC/TJ 770495 3228 83292 305404

Aceite Diesel 9151 kcal/l 29.5 tC/TJ Gas Natural 136986 574 8782 32200

ACPM 34635 kcal/gal 20.2 tC/TJ Energía Eléctrica Comprada 184402 44811

Alquitrán 8900 kcal/kg 29.5 tC/TJ 4128601 1586091

Electricidad 2646 kcal/kWh 15.3 tC/TJ

Carbon 7400 kcal/kg

Electricidad de la red 643 ton CO2/GWh

Gas Natural


Poder Calorífico

PLANTA DE FUERZA

PLANTA DE

PRODUCCIÓN

Carbón Coquizable

TOTALES

Gas Natural

Carbón

Crudo de Castilla

ESCENARIO 2. CALCULO DE EMISIONES DE CO2

Carbón Mineral

Carbón Mineral

Carbón Coquizable



PLANTA DE

COQUIZACIÓN

Compra de Energía

Eléctrica

ÍNDICES

Alquitrán

Gas de alto horno

ACPM

Gas de Coque

Heavy Oil

Energía

Eléctrica

Vapor

Aire

Caliente

Gas de

Coque


LB APDR 25

Las emisiones en los dos escenarios de proyecto calculan a partir de la cantidad de cada unos de los combustibles entrantes al sistema, sus respectivos poderes caloríficos y factores IPCC de emisiones: Para cada combustible entrante al sistema:

Emisiones (tCO2) = Consumo combustible (unidad) * Poder calorífico (kCal/unidad) *(4.1868 TJ/106 kCal)* Factor IPCC Emisiones del Combustible (t C/TJ) *(44 tCO2/12 tC) En el caso de la energía eléctrica que se compra:

Emisiones (tCO2) = Electricidad comprada (MWh) * Factor Emisiones de la Línea Base Colombiana (0.643 tCO2/MWh)c Las emisiones totales anuales son la suma de las emisiones de cada combustible.

5.3.1 Escenario 1. Emisiones del proyecto

La producción, la energía consumida y las emisiones totales de CO2 del primer escenario con proyecto son:

Tabla 5. Escenario 1. Producción, energía consumida y emisiones totales.

Producción 250437 ton/año



c El coeficiente de emisiones de la Línea Base es el resultado de considerar el mix sin la energía hidroeléctrica. Ver documento de la Línea Base Colombiana en este estudio. Este valor aún no ha sido definido por la UPME pero se toma este valor del estudio antes referido.


LB APDR 26

La Tabla 6 resume los resultados del Cálculo de Energía y Emisiones de los Combustibles Consumidos en el Escenario 1.

Tabla 6. Escenario 1. Cálculo de Energía y Emisiones de los Combustibles Consumidos

Gcal/año TJ/año ton C/año ton CO2/año

3036717 12724 328275 1203676

770495 3228 83292 305404

265441 1112 17017 62394

154540 37554

4227193 1609029TOTALES

Gas Natural

Carbón Mineral

Carbón Coquizable



Combustible


Se calculan también los índices de energía y de emisiones por unidad de producto.

Tabla 7. Índices de energía y de emisiones para el primer escenario.



ÍNDICES

Estos índices resultan menores que los del Escenario Base (Tabla 4).

5.3.2 Escenario 2. Emisiones del proyecto

La producción, la energía consumida y las emisiones totales de CO2 del segundo escenario con proyecto son:

Tabla 8. Escenario 2. Producción, energía consumida y emisiones totales.



Emisiones 1586091 ton CO2/año La Tabla 9 resume los resultados del Cálculo de Energía y Emisiones de los Combustibles Consumidos para el segundo escenario de proyecto.


LB APDR 27

Tabla 9. Escenario 2. Cálculo de Energía y Emisiones de los Combustibles Consumidos

Combustible Gcal/año TJ/año ton C/año ton CO2/año

3036717 12724 328275 1203676

770495 3228 83292 305404

Gas Natural 136986 574 8782 32200

Energía Eléctrica Comprada 184402 44811

4128601 1586091TOTALES

Carbón Mineral

Carbón Coquizable



Se calculan también los índices de energía y de emisiones por unidad de producto

Tabla 10. Escenario 2. Índices de energía y de emisiones



ÍNDICES

Estos índices resultan mucho menores que los del Escenario Base (Tabla 4).

5.4 CÁLCULO DE LA REDUCCIÓN DE EMISIONES

Para calcular la reducción de emisiones causada por la modernización de APDR se procede a hacer la diferencia entre las emisiones en el Escenario Base y las emisiones en el caso de los dos escenarios con proyecto. La Tabla 11 resume los resultados de esta operación para los dos escenarios considerados.


LB APDR 28

Tabla 11. Calculo de la reducción de emisiones en los dos escenarios

ProducciónConsumos

energíaIndice Emisiones Indice

Reducciones

con caso base

Escenarioston/año Gcal/año

Gcal/ ton

prodton CO2/año

ton CO2/ton

prodton CO2

Base 238445 4180158 17.53 1580807 6.63 0

Proyecto 1 250437 4227193 16.88 1609029 6.42 51281

Proyecto 2 291362 4128601 14.17 1586091 5.44 345537

Reducción de

emisiones

acreditable 238445 282780 En el caso del primer escenario de proyecto la reducción anual de emisiones resultante es de 51.281 ton/año. En el caso del segundo escenario de proyecto la reducción anual de emisiones resultante es de 345.537 ton/año La reducción de emisiones acreditable (referida a la producción del caso base) es de 282.780 tCO2

5.5 PROYECCIÓN DE LA REDUCCIÓN ANUAL DE EMISIONES

Para estimar la proyección de la reducción de emisiones de CO2 como consecuencia de la modernización de APDR se considera que si la empresa continúa con desarrollo evolutivo de los últimos quince años, no se esperan modificaciones importantes adicionales a las de los escenarios planteados y entonces la reducción anual de emisiones se mantendrá para los próximos 21 años con los niveles calculados anteriormente.

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