¿Cuánto CO2 prevengo con el uso de energía solar FV?

En este artículo puedes encontrar una descripción breve del método de cálculo para la emisión marginal de CO2 en la producción de energía en Colombia del año 2022, actualizado mediante la resolución 762 de noviembre de 2023.

El factor de emisión de CO2 es una característica propia de cada país en donde, a partir del análisis de la matriz energética del mismo, se obtiene la emisión de CO2 marginal por cada kWh de energía generado por fuentes convencionales no renovables. El ahorro específico de C02 por unidad de energía en países como Alemania asciende a 468 g/kWh, el cual tras la introducción de las energías renovables no convencionales se ha reducido a la mitad en comparación con el valor para el año 1990.

Esto da cabida a la necesidad del uso de energías renovables no solo para suplir la demanda creciente en el mundo, sino también para disminuir la huella de carbono por efecto de la producción de electricidad. La Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME) en Colombia, es la encargada de emitir un informe anual del factor de emisión de CO2 para MDL (Mecanismos de desarrollo limpios), es decir, proyectos nuevos de generación renovable no convencional. Dentro de la metodología de cálculo se hace una ponderación teniendo el marco de operación y el marco de construcción

El factor de emisión del marco de operación tiene en cuenta toda la generación instalada y operando actualmente en el país. En la memoria de cálculo publicada por la UPME como soporte de la resolución 320 de 2022, se realiza el método "MO (Margen de Operación)" simple ajustado dado que en Colombia la generación de las plantas low-cost/must-run supera el 50%. Las plantas low-cost/must-run son plantas de bajos costos marginales de generación que distribuyen la energía hacia las cargas diarias de forma independiente (por lo general, plantas de origen hidroeléctrico, eólico, geotérmico, biomasa de bajo costo, nuclear y solar). El cálculo comprende la ponderación de la energía generada (en MWh) y la emisión de dióxido de carbono (en tCO2). Se debe de tener en cuenta un factor que expresa el porcentaje de tiempo en que las unidades low-cost/must-run marginaron la producción de energía. La ecuación de cálculo del método MO simple ajustado se muestra a continuación:

Donde:

Variable	Descripción
EFgrid,OM-adj,y	Factor de emisión margen de operación simple ajustado para el año "y" [t CO2/MWh]
λy	Factor porcentual del tiempo en que las unidades low-cost/must-run marginaron en el año "y"
EGm,y	Energía neta entregada a la red por cada unidad de generación "m" en el año "y" [MWh]
EGk,y	Energía neta entregada a la red por cada unidad de generación "k" en el año "y" [MWh]
EFEL,m,y	Factor de emisión de las unidades de generación "m" en el año "y" [t CO2/MWh]
EFEL,k,y	Factor de emisión de las unidades de generación "k" en el año "y" [t CO2/MWh]
m	Unidades de generación conectadas a la red a excepción de las unidades low-cost/must-run
k	Unidades de generación conectadas a la red consideradas como unidades low-cost/must-run
y	Año correspondiente a los datos utilizados

Por su parte, el margen de construcción (MCo) tiene en cuenta un conjunto de plantas que corresponden al 20% de la generación en el balance anual. Para cada planta se observa su generación de dióxido de carbono por unidad de energía incluyendo los proyectos MDL, el factor de emisión del margen de construcción se calcula utilizando la siguiente ecuación:

Donde:

Variable	Descripción
EFgrid,BM,y	Factor de emisión margen de construcción para el año "y" [t CO2/MWh]
EGm,y	Energía neta entregada a la red por cada unidad de generación "m" en el año "y"[MWh]
EFEL,m,y	Factor de emisión de unidades de generación "m" en el año "y" [t CO2/MWh]
m	Unidades de generación incluidas en el margen de construcción
y	Año más reciente con datos de generación de electricidad disponible

El resultado de ambos márgenes debe de tenerse en cuenta para obtener un único valor final de acuerdo con la matriz energética colombiana. Esto se realiza con dos ponderadores porcentuales, a saber, ponderador de margen de operación (Wom) y ponderador de margen de construcción (Wbm), que se definen de forma diferente según la naturaleza del generador. En Colombia, para los mecanismos de generación eólica y solar, que son de especial interés en nuestro blog, para el primer periodo crediticio y subsecuentes, se definieron: 

Wom = 0.75

Wbm = 0.25

Realizando la ponderación final se obtiene un valor del Factor de Emisiones (FE) para proyectos eólicos y solares de 154 gCO2/kWh. 

Para otros proyectos de generación diferentes a eólicos y solares, tanto en el primer período crediticio, como en el segundo y tercer periodo, se obtuvieron valores de 165 gCO2/kWh y 176 gCO2/kWh, respectivamente.

Cabe resaltar que la resolución también indica que "...el empleo de estos factores de emisión es optativo y los formuladores de proyectos podrán utilizar otro factor de emisión diferente al calculado en esta resolución, para lo cual deberán seguir los procedimientos definidos para tal fin por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático, la reunión de las partes del Protocolo de Kyoto y/o la Junta Ejecutiva del Mecanismo de Desarrollo Limpio y las metodologías actualizadas consideradas para tal fin." lo que abre la posibilidad de aplicar procedimientos como los que se describen en el "Programa de Incentivos Para Energía Renovable" donde este coeficiente alcanza un valor de 586 gCO2/kWh para el año 2023.

Por tanto, es posible analizar cómo la reactivación económica en todo el mundo después del detenimiento ocasionado por la COVID 19 y sus consecuentes resultados en materia de calidad de aire (que se encuentra dentro de sus mínimos recientes) da pie a establecer las energías renovables no convencionales como alternativas válidas de generación dentro de un sistema eléctrico. Esto se refuerza con la voluntad de disminuir desde todas las fuentes potencialmente contaminantes la huella de carbono y en consecuencia, velar por la conservación del medio ambiente, que en Colombia se intenta perfilar de acuerdo con los compromisos adquiridos en cuanto a lograr una reducción del 51% de sus emisiones a 2030 a través de diferentes acciones, objetivos, políticas y medidas de acción.

Con este coeficiente podrás hacer un acercamiento para determinar el impacto ambiental positivo de reducciones de emisiones de CO2, mediante el desarrollo de sistemas solares fotovoltaicos en Colombia.