Cambio Climático
Cambio Climático GlobalBases Científicas y
Soluciones Tecnológicas
Ramirez, Armando UCV May. 2002
Cambio Climático
Contenido
Efecto invernadero, sus bases científicas, las incertidumbres y los gases responsables
Opciones de mitigación y predicciones
Conclusiones
Cambio Climático
1. Luz solar entrante, calienta la superficie del planeta
2. La superficie irradia calor (IR)
3. Los gases de efecto invernadero absorben la radiación IR y parte es reirradiada a la tierra
Cambio Climático
Cambio Climático
Cambio Climático
Concentración de Gases de efecto Invernadero (CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6) en la atmósfera
Aumento de la temperatura del planeta
Incertidumbres
Consecuencias
ImplicacionescomercialesSocialesPolíticas
Aumento del nivel del marCambios en los patrones temporales y espaciales de precipitación
Impactos
Acciones de MitigaciónPrincipio de precaución
Cambio Climático
Cambio Climático
Gases de efecto invernadero
CO2
CH4
N2OHFCs/PFCsSF6
NOxSO2
O3
Partículas
Potencial de Calentamiento Global (GWP)
121
310650-11700
23900----
Incluidos dentro del Protocolo de
Kioto
Cambio Climático
Enfriamiento
Calentamiento
CO
2
CH
4
N2O
CF
Cs
O3 T
rop
osfé
rico
O3 E
stra
tosf
éric
o
Par
tícu
las
Par
tícu
las
de
nu
bes
Retroalimentaciones
Cambio Climático
Registros de concentración de CO2
Con
cen
trac
ión
de
CO
2 (p
pm
)
año1957 1963 1969 1975 1981 1987 1993 1999
370
350
340
330
320
310
360
Cambio Climático
Concentración de CO2
Cambio Climático
Concentración de CO2
CO
2 (p
pm
)
año
Núcleos de hielo en Law DomeNúcleos de hieloValores medidos
Línea de ajuste
Cambio Climático
T (
C)
año
Anomalía Línea de ajuste
Variación de la Temperatura
Variación respecto al promedio 1961-1990
Cambio Climático
Variación de la temperatura
Tem
per
atu
ra (
c)
Miles de años antes del presente100200300400
2
0
-2
-4
-6
-8
--10
Cambio Climático
Variación de la concentración de CO2
Con
c. C
O2 (
pp
mv)
Miles de años antes del presente100200300400
100
325
300
275
250
225
200
175
Cambio Climático
Variación de la temperatura y la concentración de CO2
Con
c. C
O2 (
pp
mv)
150
300
275
250
225
200
175
Miles de años antes del presente100200300400
Tem
per
atu
ra (
c)
2
0
-2
-4
-6
-8
--10
Cambio Climático
Procesos relacionados con la física de la atmósfera (vapor de agua, nubes y albedo) y sus interacciones
Conocimientos detallados de las interacciones química-biología
El rol de la circulación profunda oceánica en el almacenamiento del calor
Ciclo del Carbón y sus interacciones con la circulación oceánica y la biósfera
Dirección de las interacciones entre los gases invernaderos y el cambio climático
El impacto de los cambios ocasionados por el CC en los ecosistemas
Las interacciones y retroalimentaciones en este fenómeno
Contribución Antropogénica Vs Natural
Limitación de los modelos disponibles para el clima
Observación: No se ha demostrado una vinculación entre el aumento de la temperatura del planeta y la ocurrencia del Niño
Incertidumbres
Cambio Climático
Respuesta: Por iniciativa de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) las Naciones Unidas crearon, en 1988, el Panel Intergubernamental para los Cambios Climáticos (Intergovernmental Panel on Climate Change o IPCC). Este agrupa los centros de investigación y expertos del mundo en climatología y otras ciencias relacionadas. Este organismo establece las bases científicas para la toma de decisiones
Conferencia de las Partes (CoP)
Grupos de TrabajoEvaluación científicaEstrategias de respuestaEvaluación de impactos
Conferencia de Rio
IPCC
Cambio Climático
Convención Marco para los Cambios Climáticos (FCCC):
Tratado Internacional de la Naciones Unidas (Rio Summit, 1992). Convenio marco cuyo objetivo es lograr estabilizar estabilizar la concentración de gases invernadero (GI) en la atmósfera a niveles que anticipen interferencias peligrosas con el clima mundial. Requiere que todos los países signatarios desarrollen un inventario nacional de emisiones antropogénicas de GI
Conferencia de Rio
La concentración que produciría la estabilización constituye un aspecto técnico abierto al debate, hay mas o menos consenso alrededor del rango 350-750, el punto medio 550 ppm es usado como un valor de referencia. Utilizando este valor el DOE estima que se desarrollarían tecnologías costo-efectivas en los próximos 10-15 años que podrían implantarse en caso de ser necesario
Cambio Climático
20001988 1992 1998 2002 2006 2008 2012
OMMONU
IPCC
RioCoP
Kioto
MecanismosJIETCDM
¿Ratificación?55 países quetengan al menos 55% de las emisiones (1990) de los países desarrollados
Mecanismosimplantados
Medidas en efecto 5,2% reducción
Restricciones a países en desarrollo
Establece reducción de 5,2% de GI para los países desarrollados
I&D en Tecnologías de Mitigación
Cronología de eventos
¿Cuál es el futuro probable?
Cambio Climático
Tecnologías de Mitigación y Control
Rutas
• Eficiencia en el uso de la Energía en las etapas de producción y uso
• Combustibles de menor relación C/H o libres de C
• Secuestro de C
• Absorción (química y física)
• Adsorción (física)
• Destilación a bajas temperaturas
• Membranas de separación de gases
• Procesos biológicos avanzados
• Vegetación
• Captura
• Almacenamiento
• Océanos
• Ecosistemas Terrestres
• Formaciones Geológicas
•Descarbonización•Cambios de Combustibles•Aumentar el número de sistemas energéticos libres de C (Renovables y nuclear)
Para alcanzar la meta del FCCC es improbable que los dos primeros enfoques sean suficiente
Rutas de I&D
Cambio Climático
Almacenamiento de COAlmacenamiento de CO22 en el océano en el océano
Rutas
• Fertilización de la superficie oceánica: Incrementar la fijación de C por parte del fitoplancton (producción primaria)
•Inyección directa: Almacenar por cientos de años CO2 líquido o gaseoso concentrado, a profundidades superiores a 1000 m
Cambio Climático
Almacenamiento de COAlmacenamiento de CO22 en el océano en el océano
Cambio Climático
Almacenamiento de COAlmacenamiento de CO22 en el océano en el océano
Se requiere
Entender las interacciones físicas y químicas entre el CO2 y el agua de mar
Investigar como el efecto buffer de los sedimentos del fondo podrían incrementar capacidad de almacenamiento
Cinética asociada a los hidratos de CO2
Modelos de circulación oceánica
Evaluación de efecto ambiental
Cambio Climático
Trópicos 61 % del TotalMundial
Capacidad de Secuestro de Carbono MundialCapacidad de Secuestro de Carbono Mundial
Almacenamiento en ecosistemas terrestresAlmacenamiento en ecosistemas terrestres
Cambio Climático
Venezuela
tC/ha/año
Capacidad de secuestro de carbonoCapacidad de secuestro de carbono
Almacenamiento en ecosistemas terrestresAlmacenamiento en ecosistemas terrestres
Cambio Climático
Reporte Unep 2001 80 % de los bosques están en 15 países, Venezuela tiene 40.709.000 ha de Bosques Densos
Almacenamiento en ecosistemas terrestresAlmacenamiento en ecosistemas terrestres
Cambio Climático
Almacenamiento en ecosistemas terrestresAlmacenamiento en ecosistemas terrestres
Oportunidades de Venezuela en Secuestro de Carbono Biomasa en bosques, Millardos de toneladas por país
Venezuela, 8vo lugar a nivel mundial
Cambio Climático
Costos de captura y almacenamiento de CO2 Costos de captura y almacenamiento de CO2
(1)Estos serían los costos que harían los proyectos de recuperación mejorada económicos a precios del petróleo $ 14-27/bbl) (2) IEA. Carbon dioxide utilization. Greenhouse Gas R&D Programme, January 1995
Actividad
Bosques
Costo $/t de C (2)
1-16
Beneficios adicionales
+++
++Inyección de CO2
(para recuperación secundaria)
Otras tecnologías
25-40(1)
>20
Cambio Climático
Costos de captura y almacenamiento de CO2 Costos de captura y almacenamiento de CO2
Actividad
Bosques
Países tropicales
16
Países industrializados
76
Costo $/t de C
Cambio Climático
Almacenamiento de COAlmacenamiento de CO22
Cambio Climático
Recuperación mejorada de Crudo
Almacenamiento de COAlmacenamiento de CO22
Cambio Climático
Sumideros de CO2
Biosfera1356 Gt C
Geosfera457 Gt C
Materiales
OceanosBosquesSuelos
Recuperación Mejorada de CrudoYacimientos agotados de petróleoMinas de CarbónAcuiferos profundos
Productos QuímicosProductos de madera o fibra (durables)PlásticosNo oficialmente reconocido como opciónde mitigación
Ref: Gunter, W.D., Large CO2 Sinks: Their role in the mitigation of greenhouse gases from an international, national and provincial perspective. Applied Energy 61, 209-227, 1998
Almacenamiento
Cambio Climático
109 T
on C
O2
año
Cambio Climático
Existen grandes áreas del país con potencial para proyectos de:
Reforestación Plantaciones Agroforestería Recuperación de áreas degradadas
Capacidad de secuestro de carbonoCapacidad de secuestro de carbono
Cambio Climático
3%
28%
30%
36%
3%
Contribución a las emisiones de COContribución a las emisiones de CO22
3%25%
26%
41%
5%
Africa Norte América
Europa Asia y Oceanía
Sur y Centro América
3%22%
24%
46%
5%
199622 Gt CO2/año
201031 Gt CO2/año
202038 Gt CO2/año
Cambio Climático
Formaciones GeológicasFormaciones Geológicas
Recuperación mejorada de crudo y yacimientos agotados de P y G
Cuantificación de los yacimientos
Afectación de los yacimientos por otros contaminantes (SO2, NOx, PTS)
Problemas potenciales de precipitación de asfaltenos
Elaboración de escenarios para almacenamiento de CO2 o recuperación mejorada
Jerarquización de yacimientos de acuerdo a: Presión de factura, costos de inyección y otros criterios
Requerimiento de separación y captura de CO2 o posibilidad de inyectar gases de combustión
Fijación del C en la formación
Cambio Climático
ConclusionesConclusiones
Aunque existen incertidumbres, la comunidad científica (IPCC) sostiene la tésis de que las actividades humanas afectarán el clima
Existen tecnologías probadas y en desarrollo que contribuiran a la mitigación del problema
Venezuela tiene ventajas competitivas para el almacenamiento en ecosistemas terrestres y en formaciones geológicas
Cambio Climático
Muchas gracias
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