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Cambio Climático Global
Bases 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
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
Concentración
de Gases de
efecto
Invernadero
(CO2, CH4,
N2O, HFCs,
PFCs, SF6) en
la atmósfera
Aumento de la
temperatura del
planeta
Incertidumbres
Principio de precaución
Consecuencias
Aumento del nivel del mar
Cambios en los patrones
temporales y espaciales de
precipitación
Implicaciones
comerciales
Sociales
Políticas
Impactos
Acciones de Mitigación
Cambio Climático
Gases de efecto invernadero
Potencial de
Calentamiento
Global (GWP)
CO2
CH4
N2O
HFCs/PFCs
SF6
NOx
SO2
O3
Partículas
Incluidos dentro
del Protocolo de
Kioto
1
21
310
650-11700
23900
-
Cambio Climático
Enfriamiento
O3 Troposférico
CFCs
N2O
CH4
CO2
Calentamiento
Partículas de nubes
Partículas
O3 Estratosférico
Retroalimentaciones
Cambio Climático
Concentración de CO2 (ppm)
Registros de concentración de CO2
370
360
350
340
330
320
310
1957
1963
1969
1975
1981
año
1987
1993
1999
Cambio Climático
Concentración de CO2
Cambio Climático
Concentración de CO2
Núcleos de hielo en Law Dome
CO2 (ppm)
Núcleos de hielo
Valores medidos
Línea de ajuste
año
Cambio Climático
Variación de la Temperatura
T (C)
Anomalía
Línea de ajuste
año
Variación respecto al promedio 1961-1990
Cambio Climático
2
0
-2
-4
-6
Temperatura (c)
Variación de la temperatura
-8
--10
400
300
200
100
Miles de años antes del presente
Cambio Climático
Variación de la concentración de CO2
325
275
250
225
200
175
Conc. CO2 (ppmv)
300
100
400
300
200
100
Miles de años antes del presente
Cambio Climático
Variación de la temperatura y la
concentración de CO2
300
275
0
250
-2
225
-4
200
-6
175
-8
150
--10
400
Temperatura (c)
Conc. CO2 (ppmv)
2
300
200
100
Miles de años antes del presente
Cambio Climático
Incertidumbres
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
Cambio Climático
IPCC
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 Rio
Conferencia de las Partes (CoP)
Grupos de Trabajo
Evaluación científica
Estrategias de respuesta
Evaluación de impactos
Cambio Climático
Conferencia de Rio
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
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
Cronología de eventos
1988
OMM
ONU
IPCC
1992
1998
Rio
Kioto
2000 2002
CoP
Establece reducción de 5,2%
de GI para los países
desarrollados
2006 2008 2012
¿Ratificación?
55 países que
tengan
al
menos 55% de
las emisiones
(1990) de los
países
desarrollados
Medidas en
efecto 5,2%
reducción
Mecanismos
Mecanismos
JI
implantados
ET
CDM
I&D en Tecnologías de Mitigación
Restricciones a
países en
desarrollo
¿Cuál es el futuro probable?
Cambio Climático
Tecnologías de Mitigación y Control
Rutas de I&D
• Eficiencia en el uso de la Energía en las etapas de producción y uso
• Combustibles de menor relación
C/H o libres de C
•Descarbonización
•Cambios de Combustibles
•Aumentar el número de sistemas energéticos
libres de C (Renovables y nuclear)
Rutas
• Absorción (química y física)
• Adsorción (física)
• Captura
• Destilación a bajas temperaturas
• Membranas de separación de gases
• Procesos biológicos avanzados
• Vegetación
• Secuestro de C
Para alcanzar la meta del
FCCC es improbable que los
dos primeros enfoques sean
suficiente
• Océanos
• Ecosistemas Terrestres
• Almacenamiento
• Formaciones Geológicas
Cambio Climático
Almacenamiento de CO2 en el océano
• Fertilización de la superficie oceánica: Incrementar la
fijación de C por parte del fitoplancton (producción
primaria)
Rutas
•Inyección directa: Almacenar por cientos de años CO2
líquido o gaseoso concentrado, a profundidades
superiores a 1000 m
Cambio Climático
Almacenamiento de CO2 en el océano
Cambio Climático
Almacenamiento de CO2 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
Almacenamiento en ecosistemas terrestres
Capacidad de Secuestro de Carbono Mundial
Trópicos
61 % del
Total
Mundial
Cambio Climático
Almacenamiento en ecosistemas terrestres
Capacidad de secuestro de carbono
tC/ha/año
Venezuela
Cambio Climático
Almacenamiento en ecosistemas terrestres
Reporte Unep 2001
80 % de los bosques
están en 15 países,
Venezuela
tiene
40.709.000 ha de
Bosques Densos
Cambio Climático
Almacenamiento 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
Actividad
Bosques
Inyección de CO2
(para
recuperación
Costo $/t de C (2)
1-16
Beneficios
adicionales
+++
25-40(1)
++
secundaria)
Otras tecnologías
>20
(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
Cambio Climático
Costos de captura y almacenamiento de CO2
Actividad
Bosques
Costo $/t de C
Países tropicales
Países
industrializados
16
76
Cambio Climático
Almacenamiento de CO2
Cambio Climático
Almacenamiento de CO2
Recuperación mejorada de Crudo
Cambio Climático
Almacenamiento
Sumideros de CO2
Biosfera
Geosfera
1356 Gt C
457 Gt C
Oceanos
Bosques
Suelos
Recuperación Mejorada de Crudo
Yacimientos agotados de petróleo
Minas de Carbón
Acuiferos profundos
Materiales
Productos Químicos
Productos de madera
o fibra (durables)
Plásticos
No oficialmente
reconocido como opción
de 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
Cambio Climático
109 Ton CO2
año
Cambio Climático
Capacidad de secuestro de carbono
Existen
grandes
áreas del país con
potencial
para
proyectos de:
Reforestación
Plantaciones
Agroforestería
Recuperación
de
áreas degradadas
Cambio Climático
Contribución a las emisiones de CO2
1996
22 Gt CO2/año
2010
31 Gt CO2/año
Africa
Europa
Sur y Centro América
5%
3% 3%
Norte América
Asia y Oceanía
5%
3%
41%
30%
3%
22%
25%
28%
36%
2020
38 Gt CO2/año
46%
26%
24%
Cambio Climático
Formaciones 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
Conclusiones
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
Cambio Climático