Como calcular as Emissões de Gases do Efeito Estufa: Guia prático com exemplos

A quantificação das emissões de gases de efeito estufa (GEE) é uma das principais dúvidas que recebemos de nossos leitores e um passo essencial para a gestão ambiental e a mitigação dos impactos climáticos. Empresas e organizações precisam medir suas emissões para cumprir regulamentações, definir metas de sustentabilidade e elaborar relatórios auditáveis e verificáveis.

Neste artigo, faremos uma análise detalhada sobre como calcular as emissões de Gases do Efeito Estufa, trazendo exemplos práticos e explicando, de forma clara, como todo o processo funciona. Como o conteúdo é extenso, disponibilizamos um índice para facilitar sua navegação.

Protocolo GHG oferece planilhas gratuitas para cálculo de emissões diretas de gases de efeito estufa, mas este artigo será importante para que você entenda como os cálculos funcionam, de forma que você consiga utilizar as planilhas da forma correta.

Emissões do Escopo 1

De acordo com o padrão de contabilização e relatório corporativo do Protocolo de Gases de Efeito Estufa (GHG Protocol), as emissões do Escopo 1 são aquelas emissões diretas que ocorrem a partir de fontes de propriedade ou sob controle da empresa. Exemplos incluem:

Categorias de Emissões do Escopo 1

As emissões do Escopo 1 são classificadas em quatro categorias principais:

Considerações para Indústrias Específicas

Algumas indústrias possuem emissões específicas dentro do Escopo 1. Por exemplo:

Etapas para o Cálculo das Emissões

O cálculo das emissões do Escopo 1 é um componente essencial na gestão de emissões de GEE de uma organização. Ao identificar fontes de emissões, aplicar metodologias de cálculo e reportar os resultados corretamente, as empresas podem melhorar sua eficiência operacional e sua conformidade com regulamentações ambientais.

Coleta de dados e métodos de cálculo

A identificação e cálculo das emissões de gases de efeito estufa são essenciais no padrão de contabilidade e relatório corporativo do Protocolo GHG.

Nesta seção, abordaremos os cálculos necessários para estimar a quantidade de gases de efeito estufa dentro dos limites operacionais e organizacionais estabelecidos para o relatório.

Formas de Quantificação das Emissões

Existem duas formas de quantificar as emissões de gases de efeito estufa: medições diretas e cálculos.

Primeiramente, falemos sobre medições diretas. A medição direta das emissões de gases de efeito estufa por meio do monitoramento da concentração e da taxa de fluxo não é comum. Esse tipo de medição é mais frequentemente usado para determinar vazamentos.

Existem duas opções para os cálculos. A primeira é o cálculo baseado no balanço de massa do carbono. Esse método é utilizado quando lidamos com processos tecnológicos e emissões de CO2, dependendo do volume de componentes contendo carbono na entrada e saída dos processos. O CO2 é emitido quando o carbono faz parte da substância de entrada e do processo químico. Assim, o volume de CO2 emitido é calculado com base no balanço entre entrada e saída de carbono. Um exemplo é a calcinação do calcário, que decompõe o carbonato de cálcio em óxido de cálcio e dióxido de carbono.

A segunda opção é o método de cálculo utilizando fatores de emissão. Esse método é empregado para determinar emissões provenientes da combustão de combustíveis. Ele utiliza dois tipos de dados, dependendo da atividade da organização: fatores de emissão, que variam conforme o equipamento e o tipo de combustível fóssil utilizado, além da quantidade efetiva de combustível consumido.

Resumindo: Existem duas principais abordagens:

Emissões por Vazamento de Refrigerantes

Para vazamentos de fluidos refrigerantes, também há a possibilidade de quantificar as emissões de gases de efeito estufa. Essa opção requer os seguintes dados: tipo de equipamento de refrigeração, vida útil, período de recarga do fluido refrigerante e o risco de vazamentos acidentais e perdas durante a substituição do fluido.

Antes de prosseguirmos, um pequeno esclarecimento geral sobre os fluidos refrigerantes e seu impacto no clima. O potencial de aquecimento global de um fluido refrigerante refere-se ao seu impacto no aquecimento global em relação ao impacto da mesma quantidade de dióxido de carbono ao longo de um período de 100 anos. Todos os efeitos além desse período são desconsiderados. Para minimizar a contribuição para as mudanças climáticas, devem-se utilizar fluidos refrigerantes com menor potencial de aquecimento global e reduzir ao máximo os vazamentos dos equipamentos de refrigeração.

Existem quatro grupos de fluidos refrigerantes:

Cálculo das Emissões de CO2

Agora, vamos analisar a fórmula para o cálculo das emissões de dióxido de carbono com base no balanço de massa do carbono:

E_CO₂ = (44/12) * (CA_stock,st + CA_input – CA_stock,end – CA_output)

E_{CO_2} – Emissões de CO₂ no período, t

CA_{input} – Quantidade de carbono que entrou na instalação vindo de fora (para o período reportado), t

CA_{output} – Quantidade de carbono que saiu da instalação (para o período reportado), t

CA_{stock,st} – Quantidade de carbono (no início do período), t

CA_{stock,end} – Quantidade de carbono (no final do período), t

Sabemos que a massa molar arredondada do dióxido de carbono é de 44 gramas por mol e a massa molar do carbono é de 12 gramas por mol. Utilizando o valor da massa de carbono na entrada e saída do processo, é possível recalcular as emissões de CO2 multiplicando a massa resultante de carbono pelo coeficiente 44/12.

Às vezes, o resultado da divisão 44 por 12, que é 3,667, é utilizado diretamente.

Para obter os dados sobre a massa de carbono, podem-se utilizar tanto os resultados de medições laboratoriais quanto os dados fornecidos pelo fabricante de um determinado produto.

Cálculos com aplicação de fatores de emissão

Para calcular as emissões de gases de efeito estufa utilizando o método baseado em fatores de emissão documentados, é necessário compreender os processos que geram emissões e a quantidade de recurso utilizada. Se estivermos lidando com resíduos, os recursos a serem considerados são a quantidade de resíduos enviados para aterros, reciclados, compostados ou incinerados. Se estamos falando de combustão estacionária, o recurso é combustível e precisamos da quantidade de combustível queimado ou valor A na fórmula.

Multiplicamos a quantidade do recurso pelo fator de emissão “F”. O fator de emissão indica a quantidade de emissões de CO2 gerada como função da quantidade de energia produzida. Por exemplo, a produção de um milhão de unidades térmicas britânicas (MMBtu) de energia por meio da combustão de carvão antracito emite 104,42 kg de CO2 equivalente.

E=A×EF

Definições:

Existem vários exemplos de fatores de emissão usados ​​no cálculo de emissões diretas. Para combustão estacionária, dois tipos de fatores de emissão podem ser usados:

Para a combustão móvel, utilizamos o coeficiente que indica a quantidade de gases de efeito estufa produzida por distância percorrida. Por exemplo, 5,75 kg de CO₂ são emitidos pela combustão de um galão de etanol no transporte.

Para refrigerantes, utilizamos um valor de potencial de aquecimento global (GWP) para refrigerantes específicos. A quantidade de refrigerante é definida como a diferença entre a quantidade de refrigerante no final e no início do ano de relatório.

Para obter uma escala comum para medir os efeitos climáticos dos diferentes gases de efeito estufa, devemos calcular o equivalente em dióxido de carbono (CO₂e) de todos os gases. Isso é feito multiplicando o potencial de aquecimento global (GWP) de cada gás pelo seu respectivo peso em massa.

Assim, o próximo fator utilizado na estimativa de gases de efeito estufa é o potencial de aquecimento global (GWP). Em outras palavras, o GWP mede a capacidade de um gás de reter calor na atmosfera ao longo do tempo, em relação ao CO₂.

A necessidade de mais um fator pode depender da localização da empresa para a qual estamos preparando o inventário de carbono e da fonte dos fatores de emissão usados no cálculo. Esse fator converte os valores do sistema métrico para o sistema imperial e vice-versa. Por exemplo, podemos usar fatores de emissão fornecidos pelo Protocolo GHG, que são expressos em unidades imperiais, para um projeto localizado em um país onde o sistema métrico é utilizado.

Nos países onde a regulamentação climática é avançada, os fatores de emissão locais geralmente estão disponíveis e podem ser usados nos cálculos. Se não houver bancos de dados climáticos confiáveis em um país, fatores de emissão baseados em boas práticas podem ser adotados, desde que convertidos para um sistema nacional de medição compatível.

Fator principal para cálculo das emissões de gases de efeito estufa

O principal fator utilizado no cálculo das emissões de gases de efeito estufa é o fator de emissão de um recurso específico. Quando falamos de gases de efeito estufa, dióxido de carbono e atividade de combustão de combustível, este fator é estimado com base no teor de carbono dos diferentes combustíveis.

Os fatores de emissão podem variar dependendo das características do combustível, que por sua vez dependem de fatores como:

Os coeficientes de emissão podem ser determinados de diversas formas:

Por exemplo, o Protocolo GHG fornece uma tabela de fatores de emissão para combustão estacionária, abrangendo mais de 70 tipos de combustíveis.

Isso inclui combustíveis sólidos, líquidos, gasosos, turfa e diversos tipos de resíduos que emitem gases de efeito estufa durante a combustão.

Fator opcional no cálculo

Há um fator opcional que pode ser utilizado nos cálculos, dependendo dos dados disponíveis. Esse fator converte os valores do sistema métrico para o sistema imperial e vice-versa.

Por exemplo, suponha que estamos preparando o inventário de gases de efeito estufa para uma empresa em Luxemburgo, onde o projeto consumiu 1.000 kWh de energia. A fonte de emissão de gases de efeito estufa é a combustão estacionária e o combustível utilizado é o gás natural. Utilizamos o fator de emissão fornecido pelo Protocolo GHG, que estabelece que o fator de emissão de CO₂ para combustão estacionária de gás natural é de 53 kg de CO₂ por MMBtu.

Para calcular as emissões desses 1.000 kWh, precisamos converter as unidades de MMBtu para kWh e definir as emissões por quilowatt-hora. Sabemos que 1 MMBtu equivale a 293 kWh. Assim, o fator de emissão de CO₂ por kWh será:

53 kg de CO₂ / 293 kWh = 0,181 kg de CO₂ por kWh.

Conversão de emissões de gases de efeito estufa para CO₂ equivalente

Como mencionado anteriormente, devemos usar uma unidade padronizada para medir os efeitos climáticos dos diferentes gases de efeito estufa. Essa unidade é chamada de equivalente de dióxido de carbono (CO₂e).

O CO₂e é uma medida métrica usada para comparar as emissões de diferentes gases de efeito estufa com base no seu potencial de aquecimento global (GWP). Isso significa que convertemos as quantidades de outros gases para equivalentes de CO₂ com o mesmo impacto climático.

Por exemplo, segundo o Relatório de Avaliação do IPCC, o GWP do metano (CH₄) é 28, e o do óxido nitroso (N₂O) é 265. Isso significa que 1 tonelada métrica de metano equivale a 28 toneladas métricas de CO₂, e 1 tonelada métrica de óxido nitroso equivale a 265 toneladas métricas de CO₂.

Os gases de efeito estufa têm tempos de vida diferentes na atmosfera:

Nos cálculos de gases de efeito estufa, o período de 100 anos é o padrão para manter inventários e relatórios. Por exemplo, o impacto do óxido nitroso no aquecimento global ao longo de 100 anos é 265 vezes maior que o do CO₂. Alguns gases fluorados, como os freons, podem ter um impacto milhares de vezes maior do que o CO₂.

Exemplo de cálculo de CO₂ equivalente

Ao aplicar fatores de emissão para cada gás de efeito estufa estimado, obtemos o total de emissões em kg. Para converter esses valores para uma unidade comum, multiplicamos a quantidade de cada gás pelo seu potencial de aquecimento global (GWP).

Exemplo de cálculo:

Resultado final: 34.260 kg de CO₂ equivalente.

Exemplos de cálculo dos Gases do Efeito Estufa

Neste capítulo, estudaremos como detectar fontes diretas de emissões de gases de efeito estufa para o Escopo 1 e realizaremos alguns cálculos para emissões diretas.

Conforme já discutido antes, As emissões do Escopo 1 são classificadas em quatro categorias principais: emissões fugitivas, combustão estacionária, combustão móvel, emissões de processos físicos ou químicos.

Vamos começar nossos cálculos com a combustão estacionária de combustível.

1. Emissões de uma Caldeira a Gás Natural

Considere que uma empresa opera uma caldeira que consome 15 toneladas de gás natural para geração de energia. Nosso objetivo é calcular as emissões de gases de efeito estufa (GEE) provenientes dessa combustão.

1.1 Conversão de Unidades

Os fatores de emissão estão expressos em unidades britânicas (BTU), portanto, devemos convertê-los para unidades métricas.

1.2 Cálculo da Energia Gerada

Para determinar a energia produzida pela combustão do gás natural, utilizamos os seguintes dados:

1.3 Cálculo das Emissões de GEE

Multiplicamos a energia gerada pelos fatores de emissão:

Por fim, convertendo para CO₂ equivalente (GWP do IPCC):

2. Emissões do Transporte (Carro a Diesel)

A empresa tembém utiliza um carro movido a diesel para transporte, que percorre 28.000 km por ano e consome 2100 litros de diesel anualmente. Nosso objetivo é calcular as emissões de gases de efeito estufa provenientes desse veículo.

2.1 Conversão de Unidades

2.2 Estimativa da Distância Percorrida

2.3 Cálculo das Emissões

Convertendo para CO₂ equivalente:

3. Emissões do Tratamento de Resíduos Orgânicos

A empresa gera 750 kg de resíduos orgânicos. O objetivo é calcular as emissões de gases de efeito estufa associadas ao descarte desses resíduos em aterros sanitários ou compostagem.

3.1 Conversão de Unidades

  • Fatores de emissão:

3.2 Cálculo das Emissões

Conclusão: Compostagem é a opção mais sustentável.

4. Emissões Fugitivas de Equipamentos de Refrigeração

4.1 Cálculo da Perda de Refrigerante

O sistema de refrigeração deles contém 500 kg de gás refrigerante no início do ano e 400 kg no final do ano. Durante o ano, 5 kg de gás foram comprados e 10 kg foram descartados. Nosso objetivo é calcular as emissões fugitivas desse sistema.

4.2 Conversão para CO₂e

Resumo Final

Esses cálculos são essenciais para monitorar as emissões e buscar soluções mais sustentáveis.

Ferramentas de cálculo do Protocolo GHG

O Protocolo GHG oferece planilhas gratuitas para cálculo de emissões diretas de gases de efeito estufa.

Os cálculos podem ser feitos para:

Além disso, a ferramenta do Protocolo GHG permite calcular emissões do Escopo 2, relacionadas à eletricidade, vapor e calor adquiridos, e algumas categorias do Escopo 3, como transporte upstream e downstream, viagens de negócios e deslocamento de funcionários.

O Protocolo GHG também fornece ferramentas específicas para setores industriais, conhecidas como ferramentas intersetoriais, aplicáveis a diversos segmentos de negócios.

Elaboração de relatórios

Após identificar todas as fontes de emissão e selecionar a metodologia de cálculo utilizada, é necessário documentar corretamente todas as etapas e anexar toda a documentação de suporte utilizada nos cálculos.

Todo relatório de gases de efeito estufa, independentemente das atividades principais da empresa ou dos limites organizacionais incluídos no inventário, deve conter as seguintes informações:

Se esse tipo de coleta de dados for utilizado, o relatório final poderá ser auditado ou verificado posteriormente.

Um relatório público de emissões de gases de efeito estufa, de acordo com o Protocolo GHG – Padrão Corporativo, deve incluir as seguintes informações:

As seguintes informações podem ser reportadas opcionalmente, se estiverem disponíveis:

O último passo do relatório de gases de efeito estufa é a entrega do documento à gestão da empresa. Um relatório bem elaborado pode ser utilizado como base para futuros projetos climáticos, podendo ser verificado por especialistas externos antes de ser arquivado.

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