Calculadora de equivalencias de gases de efecto invernadero - Cálculos y referencias

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Esta página describe los cálculos utilizados para convertir la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero en diferentes tipos de unidades equivalentes. Ir a la página de la calculadora de equivalencias para obtener más información.

Una nota sobre potenciales de calentamiento global (GWP, en inglés): Algunas de las equivalencias en la calculadora se informan como equivalentes de CO₂ (CO₂e). Estas se calculan mediante los GWP del Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (AR5), excepto las equivalencias que se calculan utilizando el Modelo de Reducción de Residuos (WARM) porque el modelo utiliza el Cuarto Informe de Evaluación (toneladas de residuos reciclados en lugar de depositados en vertederos, emisiones de GEI evitadas al reciclar X camiones de basura o vagones llenos de residuos, y bolsas de basura de residuos reciclados en lugar de depositados en vertederos). Para facilitar los cálculos de reproducibilidad del usuario que utilizan datos de WARM, los datos de entrada no se modificaron para reflejar los GWP del AR5.

Regiones de eGRID

A partir de 2024, la Calculadora de equivalencias de gases de efecto invernadero usa los factores regionales de emisiones de la Base de Datos Integrada de Recursos de Emisiones y Generaciones (eGRID), permitiendo que los usuarios mapean su residencia o código postal comercial a su región, resultando en estimaciones de emisiones con respeto a su uso de energía más precisas (en relación con el valor nacional predeterminado anterior). Esto afecta la electricidad usada y factores evitados. Las tasas de emisión regionalmente específicas y nacionales ponderadas se presentan en la Tabla 1. 

Tabla 1: Tasas subregionales de emisión de salida de la Base de Datos Integrada de Recursos de Emisiones y Generaciones (eGRID) (eGRID2022)

Acrónimo de subregión de eGRID	Nombre de subregión de eGRID	Tasa de emisión de producción total (carga base) (lb CO2/mWh)	Tasa de emisión de salida sin carga base (marginal) (lb CO2/mWh)
AKGD	ASCC Red de Alaska	1,052.1	1,224.5
AKMS	ASCC Variado	495.8	1,587.9
AZNM	WECC Suroeste	776.0	1,205.2
CAMX	WECC California	497.4	1,055.0
ERCT	ERCOT Todos	771.1	1,194.9
FRCC	FRCC Todos	813.8	1,044.4
HIMS	HICC Variado	1,155.5	1,619.2
HIOA	HICC Oahu	1,575.4	1,810.3
MROE	MRO Este	1,479.6	1,672.9
MROW	MRO Oeste	936.5	1,794.7
NEWE	NPCC New England	536.4	923.3
NWPP	WECC Noroeste	602.1	1,515.7
NYCW	NPCC NYC/Westchester	885.2	971.8
NYLI	NPCC Long Island	1,200.7	1,316.7
NYUP	NPCC Norte de NY	274.6	920.1
PRMS	Puerto Rico Variado	1,593.5	1,670.9
RFCE	RFC Este	657.4	1,278.7
RFCM	RFC Michigan	1,216.4	1,597.3
RFCW	RFC Oeste	1,000.1	1,843.6
RMPA	WECC Rockies	1,124.9	1,676.4
SPNO	SPP North	952.6	1,943.0
SPSO	SPP South	970.4	1,528.2
SRMV	SERC Valle de Mississippi	801.0	1,220.7
SRMW	SERC Medio Oeste	1,369.9	1,808.6
SRSO	SERC South	893.3	1,354.8
SRTV	SERC Valle de Tennessee	933.1	1,671.0
SRVC	SERC Virginia/Carolina	623.0	1,308.8
U.S.		823.1	1,405.3

Notas

• La caja de código postal solamente aparece si el usuario selecciona las emisiones evitadas o entrada de datos reducidos.
• Si el usuario no entra un código postal, el valor nacional predeterminado se usará (que se usaba antes de la actualización de 2024).
• Si un código postal no-existente se usa, una advertencia se presentará.

Fuentes

• EPA (2024a). eGRID. Datos del factor nacional anual de emisiones de los EE. UU. del año 2022., Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.
• EPA (2024b). Power Profiler, datos de eGRID del año 2022., Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.

Reducciones de electricidad (kilovatios-hora)

La Calculadora de equivalencias de gases de efecto invernadero utiliza la tasa de emisión marginal de CO₂ promedio regionalmente especifica o nacional ponderada de la Base de Datos Integrada de Recursos de Emisiones y Generaciones (eGRID) para convertir kilovatios-hora evitados en unidades de emisiones de dióxido de carbono evitadas, dependiendo en la entrada del usuario.

La mayoría de los usuarios de la Calculadora de equivalencias que buscan equivalencias de emisiones relacionadas con la electricidad desean conocer las equivalencias de las emisiones evitadas de los programas de eficiencia energética (EE) o energía renovable (RE). Calcular los efectos de la emisión de EE y RE sobre la red de electricidad requiere calcular la cantidad de emisiones y generación con combustibles fósiles desplazadas por EE y RE. Un factor marginal de emisiones es la mejor representación para calcular qué unidades con combustibles fósiles EE/RE se están desplazando en toda la flota de fósiles. Por lo general, no se considera que los programas de EE y RE afecten las centrales eléctricas de carga básica que funcionan todo el tiempo, sino las centrales eléctricas marginales que se ponen en línea como necesarias para satisfacer la demanda. Por lo tanto, eGRID proporciona un factor de emisión regionalmente especifico o nacional marginal para la calculadora de equivalencias, dependiendo en la entrada del usuario.

Factor de emisión

1,405.3 lb CO₂/MWh × 1 tonelada métrica/2,204.6 lb × 1/(1-0.051) MWh suministrado /MWh generado × 1 MWh/1,000 kWh = 6.72 × 10^-4 toneladas métricas CO₂/kWh
 (eGRID, tasa marginal de emisión de CO₂ de promedio ponderado nacional de EE.UU.)

Notas:

• El cálculo mostrado aquí utiliza la tasa de emisión marginal nacional por defecto.  Tabla 1 muestra las tasas de emisión regionalmente especificas o nacional marginal de eGRID.
• Este cálculo no incluye gases de efecto invernadero que no sean CO₂.
• Este cálculo incluye pérdidas de energía en los cables.

Fuentes

• EPA (2024a). eGRID. Datos del factor nacional anual de emisiones de los EE. UU. del año 2022., Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.

Electricidad consumida (kilovatios-hora)

La Calculadora de equivalencias de gases de efecto invernadero utiliza la tasa de salida de CO₂ regionalmente especifica o nacional de promedio anual de EE. UU. de eGRID para convertir los kilovatios-hora de uso de energía en unidades de emisiones de dióxido de carbono, dependiendo en la entrada del usuario.

Este cálculo es para los usuarios que desean conocer las equivalencias correspondientes a las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con la electricidad usada, no la evitada. Este es una tasa regionalmente especifica o nacional de promedio, dependiendo en la entrada del usuario.

Factor de emisión

823.1 lb CO₂/MWh × 1 tonelada métrica /2,204.6 lbs × 1/(1-0.051) MWh suministrado/MWh generado × 1 MWh/1,000 kWh = 3.94 × 10^-4 toneladas métricas de CO₂/kWh
(eGRID, tasa del total de emisiones de salida de CO₂[lb/MWh] anual de los EE. UU., datos del año 2022)

Notas:

• El cálculo mostrado aquí utiliza la tasa de emisión marginal nacional por defecto. Tabla 1 muestra las tasas de emisión regionalmente especificas o nacional marginal de eGRID.
• Este cálculo incluye pérdidas de energía en los cables.
• Las tasas de emisión promedio regionales también están disponibles en la página web de eGRID.

Fuentes

• EIA (2023b). 2022 Perfil de Electricidad de Estados de EE. UU. Totales, Tabla 10: Suministro y Disposición de Electricidad
• EPA (2024). eGRID. Tabla 1: Subregion Output Emission Rates (eGRID2022), datos del año 2022. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.

Galones de gasolina consumidos

En el preámbulo de la reglamentación conjunta de la EPA y el Departamento de Transporte del 7 de mayo del 2010 que estableció los estándares iniciales de economía de combustible del Programa nacional para los modelos de los años 2012-2016, las agencias indicaron que habían acordado usar un factor de conversión común de 8,887 gramos de emisiones de CO₂ por galón de gasolina consumida (Registro Federal 2010). Como referencia, para obtener la cantidad de gramos de CO₂ emitidos por galón de gasolina quemada, el contenido de calor del combustible por galón puede multiplicarse por kg de CO₂ por contenido de calor del combustible.

Este valor supone que todo el carbón en la gasolina se convierte a CO₂ (IPCC 2006).

Cálculo

8,887 gramos de CO₂/galón de gasolina = 8.887 × 10^-3 toneladas métricas de CO₂/galón de gasolina

Fuentes

• Registro Federal (2010). Light-Duty Vehicle Greenhouse Gas Emission Standards and Corporate Average Fuel Economy Standards; Final Rule, página 25,330 (PDF) (407 pág., 5.7 MB, Acerca de PDF).
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Galones de diésel consumidos

En el preámbulo de la reglamentación conjunta de la EPA y el Departamento de Transporte del 7 de mayo del 2010 que estableció los estándares iniciales de economía de combustible del Programa nacional para los modelos de los años 2012-2016, las agencias indicaron que habían acordado usar un factor de conversión común de 10,180 gramos de emisiones de CO₂ por galón de diésel consumido (Registro Federal 2010). Como referencia, para obtener la cantidad de gramos de CO₂ emitidos por galón de diésel quemado, el contenido de calor del combustible por galón puede multiplicarse por kg de CO₂ por contenido de calor del combustible.

Este valor supone que todo el carbón en el diésel se convierte en CO₂ (IPCC 2006).

Cálculo

10,180 gramos de CO₂/galón de diésel = 10.180 × 10^-3 toneladas métricas de CO₂/galón de diésel

Fuentes

• Registro Federal (2010). Light-Duty Vehicle Greenhouse Gas Emission Standards and Corporate Average Fuel Economy Standards; Final Rule, página 25,330 (PDF) (407 pág., 5.7 MB, Acerca de PDF).
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Vehículos de pasajeros a gasolina por año

Los vehículos de pasajeros se definen como vehículos de 2 ejes y 4 llantas, e incluyen automóviles de pasajeros, furgonetas, camionetas y vehículos deportivos/utilitarios.

En 2022, el promedio ponderado de la economía de combustible combinada de automóviles y camiones ligeros fue de 22.8 millas por galón (Administración Federal de Carreteras, FHWA 2024). El promedio de millas viajadas en vehículo (VMT) en 2022 fue de 10,917 millas por año (FHWA 2024).

En 2022, la proporción de las emisiones de dióxido de carbono y el total de emisiones de gases de efecto invernadero (incluido el dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso, todos expresados como equivalentes del dióxido de carbono) para los vehículos de pasajeros fue de 0.994 (EPA 2024b).

La cantidad de dióxido de carbono emitido por galón de gasolina de motor quemada es de 8.89 × 10^-3 toneladas métricas, según se calcula en la sección anterior “Galones de gasolina consumidos”.

Para determinar las emisiones de gases de efecto invernadero anuales por vehículo de pasajeros, se utilizó la siguiente metodología: La VMT se dividió por el rendimiento promedio de la gasolina con el fin de determinar los galones de gasolina consumidos por vehículo por año. Los galones de gasolina consumidos se multiplicaron por el dióxido de carbono por galón de gasolina para determinar el dióxido de carbono emitido por vehículo por año. Las emisiones de dióxido de carbono luego se dividieron por la proporción de las emisiones de dióxido de carbono y el total de emisiones de gases de efecto invernadero para dar cuenta de las emisiones de óxido nitroso y metano de los vehículos.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

8.89 × 10^-3 toneladas métricas de CO₂/galón de gasolina × 10,917 VMT _{promedio de automóvil/camión} × 1/22.8 millas por galón _{promedio de automóvil/camión} × 1 de CO₂, CH₄, y N₂O/0.994 de CO₂ = 4.29 toneladas métricas de CO₂e/vehículo/año

Fuentes

• EPA (2024b). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Chapter 3 (Energy), Tables 3-13, 3-14, and 3-15. Pág. 3-27 a 3-31, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.  U.S. EPA #430-R-24-004 (PDF) (790 pág, 15.9 MB, Sobre PDF)
• FHWA (2024). Highway Statistics 2022. Oficina de Información de Política de Carreteras, Administración Federal de Carreteras de EE.UU. Tabla VM-1. (1 pág, 92 KB, Sobre PDF)

Vehículos eléctricos de pasajeros por año

Los vehículos eléctricos de pasajeros se definen como vehículos totalmente eléctricos de tamaño completo, vehículos vendidos en los Estados Unidos y capaces de alcanzar una velocidad de 60 mph.

La eficiencia eléctrica combinada promedio ponderada de las ventas de vehículos eléctricos en EE. UU. desde 2019 y antes fue de 3.60 millas por kWh (DOE 2023). El promedio de millas recorridas por vehículo (VMT) en 2022 fue de 10,917 millas por año y se supone que es el mismo para los automóviles eléctricos (FHWA 2024).

La cantidad de dióxido de carbono equivalente emitida por MWh es de 823.1 libras (EPA 2024).

Para determinar las emisiones anuales de gases de efecto invernadero por vehículo de pasajeros totalmente eléctrico, se utilizó la siguiente metodología: VMT se dividió por el promedio de millas por kWh para determinar los kWh consumidos por vehículo por año. Luego, los kWh consumidos se convirtieron a MWh consumidos multiplicando la relación de MWh a kWh. La electricidad consumida se multiplicó por libras de dióxido de carbono equivalente por MWh para determinar el equivalente de dióxido de carbono emitido por vehículo por año. Luego, las emisiones de dióxido de carbono se convirtieron de libras a toneladas métricas multiplicándolas por la relación entre toneladas métricas y libras.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, es posible que al realizar los cálculos indicados en las ecuaciones siguientes no se obtengan los resultados exactos que se muestran.

823.1 libras CO₂e/MWh × 10,917 VMT _{promedio de automóvil/camión} × 1/3.60 millas por kWh _{promedio de todos los vehículos eléctricos} x 1/1000 MWh/kWh x 1 tonelada métrica/2,204.6 lb = 1.13 toneladas métricas de CO₂e/vehículo/año

Fuentes

• DOE (2023). Alternative Fuels Data Center: Data Sources and Assumptions for the Electricity Sources and Fuel-Cycle Emissions Tool.
• EPA (2024). eGRID, Datos del factor nacional anual de emisiones de los EE. UU. del año 2022., Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.
• FHWA (2024). Highway Statistics 2022. Oficina de Información de Política de Carreteras, Administración Federal de Carreteras de EE.UU. Tabla VM-1. (1 pág., 92 KB, Sobre PDF)

Millas recorridas por el vehículo de pasajeros a gasolina promedio

Los vehículos de pasajeros se definen como vehículos de 2 ejes y 4 llantas, e incluyen automóviles de pasajeros, furgonetas, camionetas y vehículos deportivos/utilitarios.

En 2022, el promedio ponderado de la economía de combustible combinada de automóviles y camiones ligeros fue de 22.8 millas por galón (FHWA 2024). En 2022, la proporción de las emisiones de dióxido de carbono y el total de emisiones de gases de efecto invernadero (incluido el dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso, todos expresados como equivalentes del dióxido de carbono) para los vehículos de pasajeros fue de 0.994 (EPA 2024).

La cantidad de dióxido de carbono emitido por galón de gasolina de motor quemada es de 8.89 × 10^-3 toneladas métricas, según se calcula en la sección anterior “Galones de gasolina consumidos”.

Para determinar las emisiones de gases de efecto invernadero anuales por milla, se utilizó la siguiente metodología: las emisiones de dióxido de carbono por galón de gasolina se dividieron por el promedio de la economía de combustible de vehículos con el fin de establecer el dióxido de carbono emitido por milla viajada por un vehículo de pasajeros típico. Las emisiones de dióxido de carbono luego se dividieron por la proporción de las emisiones de dióxido de carbono y el total de emisiones de gases de efecto invernadero para dar cuenta de las emisiones de óxido nitroso y metano de los vehículos.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

8.89 × 10^-3 toneladas métricas de CO₂/galón de gasolina × 1/22.8 millas por galón _{promedio de automóvil/camión} × 1 de CO₂, CH₄, y N₂O/0.994 de CO₂ = 3.93 x 10-4 toneladas métricas de CO₂e/milla

Fuentes

• EPA (2024). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Chapter 3 (Energy), Tables 3-13, 3-14, and 3-15. Pág. 3-27 a 3-31, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. U.S. EPA #430-R-24-004 (PDF) (790 pág., 15.9 MB, Sobre PDF)
• FHWA (2024). Highway Statistics 2024. Oficina de Información de Política de Carreteras, Administración Federal de Carreteras de EE.UU. Tabla VM-1 (1 pág, 193 KB, Sobre PDF)

Termias y Mcf de gas natural

Las emisiones de dióxido de carbono por termia se determinan al convertir un millón de unidades térmicas británicas (mmbtu) en termias, luego al multiplicar el coeficiente de carbono por la fracción oxidada por la proporción del peso molecular del dióxido de carbono y el carbón (44/12).

0.1 mmbtu equivale a una termia (EIA 2024). El coeficiente de carbono promedio del gas natural de la cañería que se quemó en el año 2022 es 14.43 kg MMT C/QBtu (EPA 2024). Se asume que la fracción que se oxida a CO₂ es del 100 por ciento (IPCC 2006).

Nota: Al usar esta equivalencia, tenga en cuenta que representa la equivalencia de CO₂ del CO₂ liberado para el gas quemado como combustible, no del gas natural liberado a la atmósfera. Las emisiones directas de metano liberadas a la atmósfera (sin quemar) son aproximadamente 28 veces más potentes que el CO₂ en términos de su efecto de calentamiento en la atmósfera.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

0.1 mmbtu/1 termia × 14.43 kg de C/mmbtu × 44 kg de CO₂/12 kg de C × 1 tonelada métrica/1,000 kg = 0.0053 tonelada métrica de CO₂/termia

Las emisiones de dióxido de carbono por termia pueden convertirse en emisiones de dióxido de carbono por mil pies cúbicos (Mcf) usando el promedio del contenido de calor de gas natural en 2022, 10.360 termias/Mcf (EIA 2024).

0.0053 tonelada métrica de CO₂/termia x 10.40 termias/Mcf = 0.0548 tonelada métrica de CO₂/Mcf

Fuentes

• EIA (2024). Heat Content of Natural Gas Consumed. (PDF) (1 pág, 54 KB, Sobre PDF)
• EIA (2023). Natural Gas Conversions – Frequently Asked Questions.
• EPA (2024). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Annex 2 (Methodology for estimating CO₂ emissions from fossil fuel combustion), Tabla A-20 “C Content Coefficients by Year (MMT C/QBtu)” pg. A-51, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. U.S. EPA #430-R-24-004 (PDF) (790 pág, 15.9 MB, Sobre PDF)
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Barriles de petróleo consumidos

Las emisiones de dióxido de carbono por barril de petróleo crudo se determinan al multiplicar el contenido de calor por el coeficiente de carbono por la fracción oxidada por la proporción del peso molecular del dióxido de carbono y el del carbono (44/12).

El contenido de calor promedio del petróleo crudo es de 5.80 mmbtu por barril (EPA 2024). El coeficiente de carbono promedio del petróleo crudo es 20.31 MMT C/QBtu (EPA 2024). Se asume que la fracción que se oxida es del 100 por ciento (IPCC 2006).

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

5.80 mmbtu/barril × 20.31 kg de C/mmbtu × 44 kg de CO₂/12 kg de C × 1 tonelada métrica/1,000 kg = 0.43 tonelada métrica de CO₂/barril

Fuentes

• EPA (2023). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Annex 2 (Methodology for estimating CO₂ emissions from fossil fuel combustion), Tabla A-20 "C Content Coefficients by Year (MMT C/QBtu),” pg. A-51, U.S. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. EPA de EE. UU. #430-R-24-004 (PDF) (760 pág., 15.9 MB, Sobre PDF)
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Camiones cisterna llenados con gasolina

La cantidad de dióxido de carbono emitido por galón de gasolina de motor quemada es de 8.89 × 10^-3 toneladas métricas, según se calcula en la sección anterior “Galones de gasolina consumidos”. Un barril equivale a 42 galones. Un camión cisterna de gasolina típico contiene 8,500 galones.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

8.89 × 10^-3 toneladas métricas de CO₂/galón × 8,500 galones/camión cisterna = 75.54 toneladas métricas de CO₂/camión cisterna

Fuentes

• Registro Federal (2010). Light-Duty Vehicle Greenhouse Gas Emission Standards and Corporate Average Fuel Economy Standards; Final Rule, página 25,330 (PDF) (407 pág., 5.7 MB, Sobre PDF).
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Consumo de electricidad en el hogar

En 2022, 126.4 millones de hogares en los Estados Unidos consumieron 1,541 mil millones de kilovatios-hora (kWh) de electricidad (EIA 2023a). En promedio, cada hogar consumió 12,194 kWh de electricidad suministrada (EIA 2023a). La tasa de salida de dióxido de carbono promedio nacional para la electricidad generada en 2022 fue de 823.1 libras de CO₂ por megavatio-hora (EPA 2024a), lo que se traduce en aproximadamente 867.5 libras de CO₂ por megavatio-hora por electricidad suministrada, si suponemos pérdidas de transmisión y distribución del 5.12% (EIA 2023b; EPA 2024b).

Las pérdidas anuales the transmisión y distribución (T&D) de 2022 fueron determinadas como pérdidas estimadas divididas por la disposición total menos el uso directo.

Este porcentaje de perdida de T&D considera datos reportados por las utilidades incluyendo perdidas de T&D estimadas que ocurren por la electricidad transmitida y distribuida en los Estados Unidos basados en la disposición (es decir, el suministro total de electricidad) neta del uso directo (es decir, electricidad usada por la misma industria o complejo de sector comercial donde está producida, por lo tanto, nunca entra a la red eléctrica).

El consumo anual de electricidad en el hogar se multiplicó por la tasa de emisión de dióxido de carbono (por unidad de electricidad suministrada) para determinar las emisiones de dióxido de carbono anuales por hogar.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

214.4 mil millones/ (4,287.6 mil millones kWh - 139.7 mil millones kWh) = 5.12% MWh perdidas por T&D

12,194 kWh por hogar × 823.1 lb por megavatio-hora generado × 1/(1-0.051) MWh suministrado/MWh generado × 1 MWh/1,000 kWh × 1 tonelada métrica/2,204.6 lb = 4.798 toneladas métricas de CO₂/hogar.

Fuentes

• EIA (2023a). 2023 Annual Energy Outlook, Table 4: Residential Sector Key Indicators and Consumption.
• EIA (2023b) 2022 Perfil de Electricidad de Estados de EE. UU. Totales, Tabla 10: Suministro y Disposición de Electricidad.
• EPA (2024a). eGRID, datos del factor nacional anual de emisiones de los EE. UU del año 2022. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.

Uso energético en el hogar

En 2022, había 126.4 millones de hogares en los Estados Unidos (EIA 2023a). En promedio, cada hogar consumió 12,194 kWh de electricidad suministrada. El consumo de gas natural, propano y fuelóleo en el hogar a nivel nacional alcanzó un total de 5.15, 0.49 y 0.43 mil billones de Btu, respectivamente, en 2022 (EIA 2023a). Promediado en todos los hogares de los Estados Unidos, esto equivale a 39,319 pies cúbicos de gas natural, 42.5 galones de propano y 24.7 galones de fuelóleo por hogar.

La tasa de salida de dióxido de carbono promedio nacional para la electricidad generada en 2022 fue de 823.1 lb de CO₂ por megavatio-hora (EPA 2024a), lo que se traduce en aproximadamente 867.5 lb de CO₂ por megavatio-hora por electricidad suministrada (si suponemos pérdidas de transmisión y distribución del 5.12%) (EPA 2024a; EIA 2023b).1

El coeficiente promedio de dióxido de carbono de gas natural es 14.43 MMT C/QBtu, que se convierte a 0.05510 kg de CO₂ por pie cúbico (EPA 2024b). La fracción que se oxida a CO₂ es del 100 por ciento (IPCC 2006).

El coeficiente promedio de dióxido de carbono de fuelóleo destilado es 20.22 MMT C/QBtu, que se convierte a 431.64 kg de CO₂ por barril de 42 galones (EPA 2024b). La fracción que se oxida a CO₂ es del 100 por ciento (IPCC 2006).

El contenido de calor bruto de LPG es 3.841 MMBtu/Barril, que se convierte a 236.0 kg de CO₂ por barril de 42 galones (EPA 2024c). La fracción que se oxida es del 100 por ciento (IPCC 2006).

Las cifras de consumo doméstico total de electricidad, gas natural, fuelóleo destilado y propano fueron convertidas desde sus diversas unidades a toneladas métricas de CO₂ y sumadas para obtener el total de emisiones de CO₂ por hogar.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

1. Electricidad: 12,194 kWh por hogar × 823.1 lb de CO₂ por megavatio-hora generado × (1/(1-0.051)) MWh suministrado/MWh generado × 1 MWh/1,000 kWh × 1 tonelada métrica/2,204.6 lb = 4.799 toneladas métricas de CO₂/hogar.

2. Gas natural: 39,319 pies cúbicos por hogar × 0.0550 kg de CO₂/pie cúbico × 1/1,000 kg/tonelada métrica = 2.16 toneladas métricas de CO₂/hogar

3. Propano: 42.5 galones por hogar × 1/42 barriles/galón × 236.0 kg de CO₂/barril × 1/1,000 kg/tonelada métrica = 0.24 tonelada métrica de CO₂/hogar

4. Fuelóleo: 24.7 galones por hogar × 1/42 barriles/galón × 431.64 kg de CO₂/barril × 1/1,000 kg/tonelada métrica = 0.25 tonelada métrica de CO₂/hogar

Total de emisiones de CO₂ por consumo de energía por hogar: 4.799 toneladas métricas de CO₂ por electricidad + 2.16 toneladas métricas de CO₂ por gas natural + 0.24 tonelada métrica de CO₂ por propano + 0.25 tonelada métrica de CO₂ por fuelóleo = 7.45 toneladas métricas de CO₂ por hogar por año.

Fuentes

• EIA (2023a). 2023 Annual Energy Outlook, Table 4: Residential Sector Key Indicators and Consumption.
• EIA (2023b) 2022 Perfil de Electricidad de Estados de EE. UU. Totales, Tabla 10: Suministro y Disposición de Electricidad.
• EIA (2024). Heat Content of Natural Gas Delivered to Consumers. (PDF) (1 pág., 54 KB, Sobre PDF)
• EPA (2024a). eGRID, Datos del factor nacional anual de emisiones de los EE. UU del año 2022. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.
• EPA (2024b). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Annex 2 (Methodology for estimating CO₂ emissions from fossil fuel combustion), Tabla A-20 "C Content Coefficients by Year (MMT C/QBtu),” pág. A-51, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. EPA de EE. UU. #430-R-24-004 (PDF) (790 pág., 15.9 MB, Sobre PDF)
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Cantidad de plántulas de árboles urbanos crecidas durante 10 años

Un árbol de hojas caducas o conífera de crecimiento medio, plantado en una zona urbana y que se lo deja crecer durante 10 años, captura 23.2 y 38.0 lb de carbono, por año respectivamente. Estos cálculos se basan en las siguientes suposiciones:

• Los árboles de hojas caducas y coníferas de crecimiento medio son criados en viveros durante un año hasta que alcanzan 1 pulgada de diámetro a 4.5 pies por encima del suelo (el tamaño del árbol comprado en un recipiente de 15 galones).
• Los árboles criados en viveros luego se plantan en una zona urbana/suburbana; los árboles no son densamente plantados.
• El cálculo tiene en cuenta los “factores de supervivencia” desarrollados por el Departamento de Energía (DOE) de los EE. UU (1998). Por ejemplo, después de 5 años (un año en el vivero y 4 en la zona urbana), la posibilidad de supervivencia es del 68 %; después de 10 años, la posibilidad disminuye al 59 %. Para calcular pérdidas de árboles en crecimiento, en lugar de un censo realizado para explicar con precisión la cantidad total de plántulas plantadas en comparación con la supervivencia a una determinada edad, la tasa de captura (en libras por árbol por año) se multiplica por el factor de supervivencia para generar una tasa de captura anual ponderada por la probabilidad. Estos valores se suman por el período de 10 años comenzando desde el momento de la plantación, y divididos por el periodo de 10-años para obtener el resultado del capturo anual de promedio de 23.2 lb de carbono por conífera o de 38.0 lb de carbono por árbol de hojas caducas.

Los cálculos de carbono capturado por coníferas y árboles de hojas caducas luego fueron ponderados por el porcentaje de participación de coníferas en comparación con los árboles de hojas caducas en ciudades de todos los Estados Unidos. De una muestra de aproximadamente 14,000 coníferas y árboles de hojas caducas en 17 ciudades principales de los EE. UU., casi el 11 % y el 89 % de árboles muestreados eran coníferas y árboles de hojas caducas, respectivamente (McPherson et al. 2016). Por lo tanto, el promedio ponderado anual de carbono capturado por un árbol de hojas caducas o conífera de crecimiento medio, plantado en una zona urbana y que se lo deja crecer durante 10 años, es de 36.4 lb de carbono por árbol. Los árboles capturan significativamente menos carbón en los primeros años de vida que en la media vida, y la captura ralentiza en la vida tarde. La edad típica de cada especie de árbol es variable al igual que la tasa de crecimiento, por lo tanto, este método determina un promedio anual asumiendo diez años de crecimiento.

Tenga en cuenta las siguientes salvedades a estas suposiciones:

• Aunque la mayoría de los árboles tarda 1 año en un vivero para llegar a la etapa de plántula, los árboles que crecen en condiciones diferentes y los árboles de ciertas especies pueden tardar más: hasta 6 años.
• Las tasas de supervivencia promedio en áreas urbanas se basan en suposiciones generales, y las tasas variarán significativamente según las condiciones del sitio.
• La captura de carbono depende de la tasa de crecimiento, que varía por especie, edad, ubicación y otras condiciones.
• Este método calcula solamente la captura directa de carbono, y no incluye el ahorro de energía que resulta de los edificios que reciben la sombra de la cobertura de árboles urbanos.
• Este método se utiliza mejor como un cálculo para las áreas urbanas/suburbanas (es decir, parques, a lo largo de aceras, patios) con plantaciones de árboles muy dispersas y no es adecuado para proyectos de reforestación.

Para convertir a unidades de toneladas métricas de CO₂ por árbol, se debe multiplicar por la proporción del peso molecular del dióxido de carbono y el del carbón (44/12) y la proporción de toneladas métricas por libra (1/2,204.6).

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

(0.11 [porcentaje de coníferas en entornos urbanos muestreados] × 23.2 lb de C/conífera) + (0.89 [porcentaje de árboles de hojas caducas en entornos urbanos muestreados] × 38.0 lb de C/árbol de hojas caducas) = 36.4 lb de C/árbol

36.4 lb de C/árbol × (44 unidades de CO₂ /12 unidades de C) × 1 tonelada métrica/2,204.6 lb = 0.060 tonelada métrica de CO₂ por árbol urbano plantado

Fuentes

• McPherson, E. G.; van D. N. S.; Peper, P. J. (2016). Urban tree database and allometric equations. Gen. Tech. Rep. PSW-GTR-253. Albany, CA: Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de los EE. UU., Estación de Investigación del Pacífico Sudoeste. 86 pág.
• Departamento de Energía (DOE) de EE. UU. (1998). Method for Calculating Carbon Sequestration by Trees in Urban and Suburban Settings. Voluntary Reporting of Greenhouse Gases, Departamento de Energía de los EE. UU., Administración de Información Energética (16 pág., 111 K, Sobre PDF)

Acres de bosques de los EE. UU. que capturan CO₂ durante un año

Los bosques se definen aquí como bosques de los EE. UU. que se han clasificado de esta forma durante más de 20 años (es decir, sin incluir los bosques convertidos recientemente a/de otros tipos de uso de la tierra). Consulte el Inventario de sumideros y emisiones de gases de efecto invernadero de los EE. UU.: 1990-2022 para ver un análisis de la definición de los bosques estadounidenses y la metodología para calcular el carbono almacenado en estos bosques (EPA 2024).

Los bosques en crecimiento acumulan y almacenan carbono. Mediante el proceso de fotosíntesis, los árboles quitan CO₂ de la atmósfera y lo almacenan como celulosa, lignina y otros compuestos. La tasa de acumulación de carbono en un paisaje boscoso es igual al crecimiento total de los árboles menos las extracciones (es decir, la cosecha para la producción de papel y productos de madera, y la pérdida de árboles por perturbaciones naturales) menos la descomposición. En décadas recientes, el crecimiento en los bosques estadounidenses supera las extracciones y la descomposición, por lo que la cantidad de carbono almacenado a nivel nacional en las tierras boscosas está en aumento en general, aunque con desaceleración.

Cálculo de bosques de los EE. UU.

El Inventario de sumideros y emisiones de gases de efecto invernadero de los EE. UU.: 1990-2022 (EPA 2024) proporciona datos sobre el cambio neto en las reservas de carbono forestal y el área forestal.

Cambio neto anual en las reservas de carbono por área en el año t = (Reservas de carbono(t+1) - Reservas de carbonot)/Área de tierra que queda en la misma categoría de uso de la tierra

Paso 1: Determine el cambio en la reserva de carbono entre los años al sustraer las reservas de carbono en el año t de las reservas de carbono en el año (t+1). En este cálculo, que también se encuentra en el Inventario de emisiones y disipadores de gases de efecto invernadero en EE. UU.: 1990-2022 (EPA 2024), se utilizan estimaciones del Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de los EE. UU. (USDA) con respecto a las reservas de carbono del año 2022 menos las de 2021. (Este cálculo incluye reservas de carbono en la biomasa aérea, la biomasa subterránea, la madera muerta, la basura y los depósitos de carbono orgánico y mineral del suelo. Los aumentos de carbono atribuidos a la recolección de productos de madera no están incluidos en este cálculo).

Cambio neto anual en las reservas de carbono en el año 2022 = 162,320 MMT C – 62,130 MMT C = 189 MMT C

Paso 2: Determine el cambio neto anual en las reservas de carbono (es decir, la captura) por área dividiendo el cambio en las reservas de carbono en los bosques de EE. UU. del Paso 1 por el área total de bosques de EE. UU. que queda en los bosques en el año t (es decir, el área de tierra que no cambió las categorías de uso de la tierra entre los períodos).

Aplicar los cálculos del Paso 2 a los datos desarrollados por el Servicio Forestal del USDA para el Inventario de sumideros y emisiones de gases de efecto invernadero de los EE. UU.: 1990-2022 produce un resultado de 221 toneladas métricas de carbono por hectárea (u 89 toneladas métricas de carbono por acre) por la densidad de la reserva de carbono de los bosques de los EE. UU. en 2022, con un cambio neto anual en la reserva de carbono por área en 2022 de 0.67 tonelada métrica de carbono capturado por hectárea por año (o 0.27 tonelada métrica de carbono capturado por acre por año).

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

Densidad de las reservas de carbono en el año 2022 = (62,130 MMT C × 10⁶)/(281,752 miles de hectáreas × 10³) = 221 toneladas métricas de carbono almacenado por hectárea

Cambio neto anual en las reservas de carbono por área en el año 2022 = (-189 MMT C × 10⁶)/(281,752 miles de hectáreas × 10³) = -0.67 tonelada métrica de carbono capturado por hectárea por año*

* Los valores negativos indican la captura de carbono.

De 2014 a 2022, la captura de carbono anual promedio por área fue de 0.58 tonelada métrica de C/hectárea/año (o 0.23 tonelada métrica de C/acre/año) en los Estados Unidos, con un valor mínimo de 0.52 tonelada métrica de C/hectárea/año (o 0.21 tonelada métrica de C/acre/año) en 2019, y un valor máximo de 0.67 tonelada métrica de C/hectárea/año (o 0.27 tonelada métrica de C/acre/año) en 2022.

Estos valores incluyen el carbono presente en las cinco reservas de bosques: biomasa aérea, biomasa subterránea, madera muerta, basura y carbono orgánico y mineral del suelo, y se basan en los datos del Inventario y análisis forestal (Forest Inventory and Analysis, FIA) de nivel estatal. El cambio en la reserva de carbono y las reservas de carbono forestal se basan en los algoritmos y la metodología de diferencia de reservas descritos por Smith, Heath y Nichols (2010).

Factor de conversión para el carbono capturado en un año por 1 acre de un bosque de EE. UU. promedio

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

-0.27 tonelada métrica de C/acre/año* × (44 unidades de CO₂/12 unidades de C) = -1.00 tonelada métrica de CO₂/acre/año capturadas anualmente por un acre de un bosque de EE. UU. promedio.

* Los valores negativos indican la captura de carbono.

Tenga en cuenta que este es un cálculo para los bosques de los EE. UU. “promedio” de 2021 a 2022; es decir, el cambio neto anual en la reserva de carbono para los bosques estadounidenses en su totalidad entre 2021 y 2022. Variaciones geográficas significativas subyacen los cálculos nacionales, y los valores calculados aquí pueden no ser representativos de los estados, las regiones individuales o los cambios en la composición de las especies de acres adicionales de bosques.

Para estimar el carbono capturado (en toneladas métricas de CO₂) por acres forestales “promedio” adicionales en un año, multiplique la cantidad de acres adicionales por -1.0 tonelada métrica de CO₂ acre/año.

Fuentes

• EPA (2024). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Chapter 6, Tabla 6-9: Net C Flux from Forest Ecosystem Pools in Forest Land Remaining Forest Land and Harvested Wood Pools (MMT C), Tabla 6-10: Forest Area (1,000 ha) and C Stocks in Forest Land Remaining Forest Land and Harvested Wood Pools (MMT C), Pág. 6-31, Pág. 6-31, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. EPA de EE. UU. # 430-R-24-004 (PDF) (790 pág., 15.9 MB, Sobre PDF)
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 4 (Agriculture, Forestry and Other Land Use). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.
• Smith, J., Heath, L., & Nichols, M. (2010). U.S. Forest Carbon Calculation Tool User's Guide: Forestland Carbon Stocks and Net Annual Stock Change. General Technical Report NRS-13 revised, U.S. Department of Agriculture Forest Service, Northern Research Station. (Guía para el usuario de la Herramienta de cálculo de carbono forestal de EE. UU.: Reservas de carbono forestal y cambio neto anual de las reservas. Informe Técnico General NRS-13 revisado), Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de los EE. UU., Estación de Investigación del Norte.

Acres de bosques de EE. UU. preservados de la conversión a tierra de desarrollo

Los bosques se definen aquí como bosques de los EE. UU. que se han clasificado de esta forma durante más de 20 años (es decir, sin incluir los bosques convertidos recientemente a/de otros tipos de uso de la tierra). Consulte el Inventario de sumideros y emisiones de gases de efecto invernadero de los EE. UU.: 1990-2022 para ver un análisis de la definición de los bosques estadounidenses y la metodología para calcular el carbono almacenado en estos bosques (EPA 2024).

En función de los datos desarrollados por el Servicio Forestal del USDA para el Inventario de sumideros y emisiones de gases de efecto invernadero de los EE. UU.: 1990-2022, la densidad de las reservas de carbono de los bosques de EE. UU. en 2022 fue de 221 toneladas métricas de carbono (C) por hectárea (u 89 toneladas métricas de carbono por acre) (EPA 2024b). Esta estimación está compuesta por los cinco depósitos de carbono: biomasa aérea (63 toneladas métricas de C/hectárea), biomasa subterránea (11 toneladas métricas de C/hectárea), madera muerta (11 toneladas métricas de C/hectárea), hojarasca (13 toneladas métricas de C/hectárea) y carbono del suelo, que incluye suelos minerales (101 toneladas métricas de C/hectárea) y suelos orgánicos (21 toneladas métricas de C/hectárea).

El Inventario de sumideros y emisiones de gases de efecto invernadero de los EE. UU.: 1990-2022 estima los cambios en las reservas de carbono del suelo utilizando ecuaciones, consejo del IPCC y datos específicos de los EE. UU. del Inventario de Recursos Naturales del USDA y el modelo biogeoquímico DayCent (EPA 2024). Al calcular los cambios en las reservas de carbono en la biomasa debido a la conversión de tierras forestales a tierras de desarrollo, las pautas del IPCC 2019 indican que el cambio en las reservas de carbono promedio es igual que el carbono en la biomasa en el uso de la tierra inmediatamente después de la conversión (es decir, desarrollo) menos el carbono que fue perdido en la biomasa en el uso de la tierra antes de la conversión (es decir, tierra forestal) más las reservas de carbono de un año de crecimiento de biomasa y cambio en las reserves de carbono orgánico del suelo en el uso de tierra nuevo o actual. (IPCC 2019). Se supone que todo el carbono de la biomasa del uso anterior de la tierra saliente se pierde en el año en que se produce el cambio de uso de la tierra para la conversión al desarrollo; por lo tanto, se estima de manera conservadora que la reserva de carbono en la biomasa de desarrollo anual después de un año es 0 toneladas métricas de C por hectárea (IPCC 2019).

La reserva de carbono del suelo de referencia promedio (para arcilla de alta actividad, arcilla de baja actividad y suelos arenosos para todas las regiones climáticas en los Estados Unidos) es de 40.83 toneladas métricas de C/hectárea (EPA 2024a). El cambio en las reservas de carbono en los suelos depende del tiempo, con un período de tiempo predeterminado para transición entre valores de equilibrio de carbono en la tierra de 20 años (IPCC 2006). En consecuencia, se supone que el cambio en el carbono del suelo de equilibrio se anualizará durante más de 20 años para representar el flujo anual en suelos minerales y orgánicos.

Los suelos orgánicos también emiten CO₂ cuando drenan. Las emisiones generadas por suelos orgánicos drenados en tierras forestales y suelos orgánicos drenados en tierras de desarrollo varían en función de la profundidad del drenaje y del clima (IPCC 2006). El Inventario de sumideros y emisiones de gases de efecto invernadero de los EE. UU.: 1990-2022 estima las emisiones generadas por suelos orgánicos drenados utilizando factores de emisiones específicos de EE. UU. para tierras de desarrollo y factores de emisiones predeterminados del IPCC (2014) para tierras forestales (EPA 2022).

El cambio anual en las emisiones generadas por una hectárea de suelos orgánicos drenados puede calcularse como la diferencia entre los factores de emisiones correspondientes a suelos forestales y a suelos de desarrollo. Los factores de emisiones correspondientes al suelo orgánico drenado en tierras forestales templadas son 2.60 toneladas métricas de C/hectárea/año y 0.31 tonelada métrica de C/hectárea/año (EPA 2024a, IPCC 2014), y el factor de emisiones promedio para el suelo orgánico drenado en tierras de desarrollo para todas las regiones climáticas (temperaturas frías, temperaturas cálidas, y subtropicales) es 13.17 toneladas métricas de C/hectárea/año (EPA 2024a). Estados identificados por tener suelo orgánico drenado incluyen Florida, Georgia, Michigan, Minnesota, North Carolina, Virginia, Washington, y Wisconsin (EPA 2024b).

Las pautas del IPCC (2006) suponen que todo el carbono de la madera muerta y la hojarasca se pierde en la conversión al desarrollo y no se acumula posteriormente, por lo que se supone que las reservas de carbono de estos reservorios después de la conversión son 0 (IPCC 2006).

Cálculo para convertir bosques de EE. UU. en desarrollo de EE. UU.

Cambio anual en las reservas de carbono de la biomasa sobre tierras convertidas a la categoría de desarrollo de la tierra

∆CB = ∆C_G + C_Conversión - ∆C_L

Donde:

∆CB = Cambio anual en las reservas de carbono presentes en la biomasa sobre tierras convertidas a otra categoría de uso de la tierra (es decir, cambio en la biomasa sobre tierras convertidas de bosques a tierras de desarrollo)

∆C_G = Incremento anual en las reservas de carbono presentes en la biomasa debido al crecimiento en la cantidad de tierras convertidas a otra categoría de uso de la tierra (es decir, 0.00 toneladas métricas de C/hectárea sobre desarrollo un año después de la conversión desde terrenos forestales)

C_Conversión = Cambio inicial en las reservas de carbono presentes en la biomasa sobre tierras convertidas a otra categoría de uso de la tierra. La suma de las reservas de carbono en la biomasa aérea, subterránea, de madera muerta y de basura (-98.47 toneladas métricas de C/hectárea). Inmediatamente después de la conversión de tierra forestal a tierra de desarrollo, se supone que la reserva de carbono en la biomasa aérea queda en cero, ya que la tierra se limpia de toda la vegetación para el desarrollo.

∆C_L = Disminución anual en las reservas de biomasa debida a pérdidas por la cosecha, la recolección de leña y las perturbaciones en la tierra convertida a otra categoría de uso de la tierra (que se supone que es cero)

Por lo tanto: ∆CB = ∆C_G + C_Conversión - ∆C_L = -98.47 toneladas métricas de C/hectárea/año de reservas de carbono en la biomasa se pierden cuando la tierra forestal se convierte a tierra de desarrollo en el año de conversión.

Cambio anual en las reservas de carbono orgánico en suelos minerales y orgánicos

∆C_Suelo = (SOC₀ - SOC_(0-T))/D

Donde:

∆C_Suelo = Cambio anual en las reservas de carbono en suelos minerales y orgánicos

SOC₀ = Reservas de carbón orgánico en suelos en el último año del período del inventario (es decir, 41.63 tm/hectárea, las reservas de carbono en suelo de referencia promedio)

SOC_(0-T)= Reservas de carbón orgánico en suelos al comienzo del período del inventario (es decir, 112 tm de C/hectárea, que incluyen 93 tm de C/hectárea en suelos minerales más 19 tm de C/hectárea en suelos orgánicos)

D = Dependencia temporal de factores de cambio en las reservas, que es el período predeterminado de transición entre los valores de carbono orgánico del suelo (Soil Organic Carbon, SOC) de equilibrio (es decir, 20 años)

Por lo tanto: ∆C_Suelo = (SOC₀ - SOC_(0-T))/D = (40.83 - 122)/20 = -4.06 toneladas métricas de C/hectárea/año de C en suelo perdido.

Fuente: (IPCC 2006).

Cambio anual en la cantidad de emisiones generadas por suelos orgánicos drenados

El Inventario de sumideros y emisiones de gases de efecto invernadero de los EE. UU.: 1990-2022 emplea factores predeterminados del IPCC (2014) para suelos orgánicos drenados en tierras forestales y factores específicos de EE. UU. para tierras de desarrollo, que se utilizó como indicar del desarrollo, del IPCC. El cambio en la cantidad de emisiones generadas por suelos orgánicos por hectárea se estima como la diferencia entre los factores de emisiones correspondientes a suelos forestales orgánicos drenados y a suelos de tierras de desarrollos orgánicos drenados.

∆L_Orgánico = EF_{tierra de desarrollo} – EF_{tierra forestal}

Donde:

∆LOrgánico = Cambio anual en la cantidad de emisiones generadas por suelos orgánicos drenados por hectárea

EF_{tierra de desarrollo} = 13.17 toneladas métricas de C/hectárea/año (promedio de factores de emisiones correspondientes a suelos de tierras de desarrollo orgánicos drenados en climas subtropicales, templados fríos y templados cálidos en los Estados Unidos) (EPA 2024a)

EF_{tierra forestal} = 2.60 + 0.31 = 2.91 toneladas métricas de C/hectárea/año (factores de emisiones correspondientes a suelos forestales orgánicos drenados de climas templados) (IPCC 2014)

∆L_orgánico = 13.17 - 2.91 = 10.26 toneladas métricas de C/hectárea/año emitidas

En consecuencia, el cambio en la densidad de carbono por convertir tierras forestales a tierras de desarrollo sería de -98.47 toneladas métricas de C/hectárea/año de biomasa más -4.06 toneladas métricas de C/hectárea/año de C del suelo, menos 10.26 toneladas métricas de C/hectárea/año generadas por suelos orgánicos drenados, equivalente a una pérdida total de 112.79 toneladas métricas de C/hectárea/año (o -45.64 toneladas métricas de C/acre/año) en el año de conversión. Para convertir a dióxido de carbono, se debe multiplicar por la proporción entre el peso molecular del dióxido de carbono y el del carbono (44/12) para generar un valor de -413.56 toneladas métricas de CO₂/hectárea/año (o -167.36 toneladas métricas de CO₂/acre/año) en el año de conversión.

Factor de conversión para el carbono capturado por 1 acre de bosque preservado de la conversión a tierras de desarrollo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

-45.64 toneladas métricas de C/acre/año* x (44 unidades de CO₂/12 unidades de C) = -167.36 toneladas métricas de CO₂/acre/año (en el año de conversión)

*Los valores negativos indican el CO₂ que NO se emite.

Para estimar el CO₂ no emitido cuando se preserva un acre de bosque de la conversión a tierras de desarrollo, simplemente se debe multiplicar la cantidad de acres de bosque no convertido por -167.36 tm de CO₂/acre/año. Tenga en cuenta que esto representa el CO₂ evitado en el año de conversión. También tenga en cuenta que este método de cálculo supone que toda la biomasa forestal se oxida durante la limpieza (de decir, ninguna biomasa quemada permanece como carbón vegetal o ceniza) y no incluye el carbono almacenado en los productos de madera recolectados después de la cosecha. También se destaca que esta estimación incluye reservas de carbono tanto en suelos minerales como en suelos orgánicos.

Fuentes

• EPA (2024a). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Annex 3b, Tabla A-179: U.S. Soil Groupings Based on the IPCC Categories and Dominant Taxonomic Soil, and Reference Carbon Stocks (Metric Tons C/ha), Pág. A-374
• EPA (2024b). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Chapter 6, Tabla 6-10: Forest Area (1,000 ha) and C Stocks in Forest Land Remaining Forest Land and Harvested Wood Pools (MMT C), Pág. 6-31, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. EPA de EE. UU. #430-R-24-004 (PDF) (790 pág., 15.9 MB, Sobre PDF)
• IPCC (2014). 2013 Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wetlands. Capítulo 2: Drained Inland Organic Soils. Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 4 (Agriculture, Forestry and Other Land Use). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.
• IPCC (2019). 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 4 (Agriculture, Forestry and Other Land Use), Chapter 5, Table 5.9. Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Cilindros de propano usados para barbacoas en el hogar

El propano es 81.8 por ciento carbono (EPA 2024). Se asume que la fracción que se oxida es del 100 por ciento (IPCC 2006).

Se determinaron las emisiones de dióxido de carbono por libra de propano al multiplicar el peso del propano en un cilindro por el porcentaje de contenido de carbono por la fracción oxidada por la proporción del peso molecular del dióxido de carbono y el del carbón (44/12). Los cilindros de propano varían con respecto al tamaño; a los fines de este cálculo de equivalencia, se asumió que un cilindro típico para el uso doméstico contenía 16 libras de propano.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

16 libras de propano/1 cilindro × 0.818 libra de C/libra de propano × 0.4536 kilogramo/libra × 44 kg de CO₂/12 kg de C × 1 tonelada métrica/1,000 kg = 0.022 tonelada métrica de CO₂/cilindro

Fuentes

• EPA (2024). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Annex 2 (Methodology for estimating CO₂ emissions from fossil fuel combustion), Tabla A-32 " Physical Characteristics of Hydrocarbon Gas Liquids,” pág. A-78, U.S. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. EPA de EE. UU. #430-R-24-004 (PDF) (790 pág., 15.9 MB, Sobre PDF).
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Vagones de carbón quemado

El contenido térmico promedio del carbón que consumió el sector de generación de energía eléctrica en EE. UU. en el año 2022 fue de 20.71 mmbtu por tonelada métrica (EIA 2024). El coeficiente de carbono promedio del carbón que se quemó para generar electricidad en el año 2022 fue de 26.13 kilogramos de carbono por mmbtu (EPA 2024). Se asume que la fracción que se oxida es del 100 por ciento (IPCC 2006).

Se determinaron las emisiones de dióxido de carbono por tonelada de carbón al multiplicar el contenido de calor por el coeficiente de carbono por la fracción oxidada por la proporción del peso molecular del dióxido de carbono y el del carbón (44/12). Se asumió que la cantidad de carbón en un vagón promedio fue de 100.19 toneladas cortas o 90.89 toneladas métricas (Hancock 2001).

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

20.71 mmbtu/tonelada métrica de carbón × 26.13 kg de C/mmbtu × 44 kg de CO₂/12 kg de C × 90.89 toneladas métricas de carbón/vagón × 1 tonelada métrica/1,000 kg = 180.4 toneladas métricas de CO₂/vagón

Fuentes

• EIA (2024). Monthly Energy Review May 2024, Table 5: Approximate Heat Content of Coal and Coal Coke. (PDF) (272 pág., 3.04 MB, Sobre PDF)
• EPA (2024). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Annex 2 (Methodology for estimating CO₂ emissions from fossil fuel combustion), Table A-25 " C Content Coefficients by Year (MMT C/QBtu)" pg A-59, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. U.S. EPA #430-R-24-004 (PDF) (96 pág., 3 MB, Sobre PDF).
• Hancock (2001). Hancock, Kathleen y Sreekanth, Ande. Conversion of Weight of Freight to Number of Railcars. Transportation Research Board, Paper 01-2056, 2001.
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Libras de carbón quemado

El contenido térmico promedio del carbón que consumió el sector de generación de energía eléctrica en EE. UU. en el año 2022 fue de 20.71 mmbtu por tonelada métrica (EIA 2024). El coeficiente de carbono promedio del carbón que se quemó para generar electricidad en el año 2022 fue de 26.13 kilogramos de carbono por mmbtu (EPA 2024). La fracción que se oxida es del 100 por ciento (IPCC 2006).

Se determinaron las emisiones de dióxido de carbono por libra de carbón al multiplicar el contenido de calor por el coeficiente de carbono por la fracción oxidada por la proporción del peso molecular del dióxido de carbono y el del carbón (44/12).

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

20.71 mmbtu/tonelada métrica de carbón × 26.13 kg de C/mmbtu × 44 kg de CO₂/12 kg de C × 1 tonelada métrica de carbón/2,204.6 libras de carbón x 1 tonelada métrica/1,000 kg = 9.00 x 10-4 toneladas métricas de CO₂/libra de carbón

Fuentes

• EIA (2024). Monthly Energy Review May 2024, Table 5: Approximate Heat Content of Coal and Coal Coke. (PDF) (272 pág., 3.04 MB, Sobre PDF)
• EPA (2024). Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2022. Annex 2 (Methodology for estimating CO₂ emissions from fossil fuel combustion), Tabla A-20 " C Content Coefficients by Year (MMT C/QBtu)" pág. A-51, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C. U.S. EPA #430-R-24-004 (PDF) (96 pág., 3 MB, Sobre PDF).
• IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2 (Energy). Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland.

Toneladas de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos

Con el fin de desarrollar el factor de conversión para reciclar en vez de eliminar residuos en vertederos, se utilizaron los factores de emisiones del Modelo de reducción de residuos (Waste Reduction Model, WARM) de la EPA (EPA 2024). Estos factores de conversión se desarrollaron siguiendo una metodología de evaluación durante el ciclo de vida mediante técnicas de estimación desarrolladas para inventarios nacionales de emisiones de gases de efecto invernadero. De acuerdo con el WARM, la reducción neta de emisiones del reciclado de diversos materiales reciclables (p. ej.: papel, metales, plásticos), en comparación con un punto de referencia en el cual los materiales se eliminan en vertederos (es decir, lo que representan las emisiones evitadas por la eliminación en vertederos), es de 2.83 toneladas métricas de dióxido de carbono equivalentes por tonelada corta.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

2.83 toneladas métricas de CO₂ equivalente/tonelada de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos

Fuentes

• EPA (2024). Waste Reduction Model (WARM), Version 16. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.. 

Número de camiones de basura de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos

Las emisiones equivalentes de dióxido de carbono evitadas del reciclaje en vez de la eliminación en vertederos de 1 tonelada de residuos son de 2.83 toneladas métricas de CO₂ equivalentes por tonelada, según se calcula en la sección anterior “Toneladas de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos”.

Se determinaron las emisiones de dióxido de carbono reducidas por camión de basura lleno de residuos al multiplicar las emisiones evitadas del reciclaje en vez de la eliminación en vertederos de 1 tonelada de residuos por la cantidad de residuos en un camión de basura promedio. Se asumió que la cantidad de residuos en un camión de basura promedio fue de 7 toneladas (EPA 2002).

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

2.83 toneladas métricas de CO₂ equivalente/tonelada de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos x 7 toneladas/camión de basura = 19.81 toneladas métricas de CO₂e/camión de basura de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos

Fuentes

• EPA (2024). Waste Reduction Model (WARM), Version 16. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU..
• EPA (2002). Waste Transfer Stations: A Manual for Decision-Making.  Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (PDF) (66 pág., 523 KB, Sobre PDF).

Bolsas de basura de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos

De acuerdo con el WARM, la reducción neta de emisiones del reciclaje de diversos materiales reciclables (p. ej., papel, metales, plásticos), en comparación con un punto de referencia en el cual los materiales se eliminan en vertederos (es decir, lo que representan las emisiones evitadas de la eliminación en vertederos), es de 2.83 toneladas métricas de CO₂ equivalente por tonelada corta, según se calcula en la sección anterior “Toneladas de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos”.

Se determinaron las emisiones de dióxido de carbono reducidas por bolsa de basura llena de residuos al multiplicar las emisiones evitadas del reciclaje en vez de la eliminación en vertederos de 1 tonelada de residuos por la cantidad de residuos en una bolsa de basura promedio.

Se calculó la cantidad de basura en una bolsa de basura promedio al multiplicar la densidad promedio de diversos reciclables por el volumen promedio de una bolsa de basura.

De acuerdo con los factores de conversión estándar de volumen-peso de la EPA, la densidad promedio de diversos materiales reciclables es de 111 lb por yarda cúbica (EPA 2016a). El volumen de una bolsa de basura de tamaño estándar en los Estados Unidos se asumió a ser 13 galones, basado en el tamaño típico para un bote de basura en la cocina de los hogares (Mattison, J. 2022, Trash Cans Unlimited 2024).

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

2.83 toneladas métricas de CO₂ equivalente/tonelada corta de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos × 1 tonelada corta/2,000 lb × 111 lb de reciclables mixtos/yarda cúbica × 1 yarda cúbica/173.57 galones secos × 13 galones/bolsa de basura = 1.18 x 10-2 toneladas métricas de CO₂ equivalente/bolsa de basura de residuos reciclados en vez de ser eliminados en vertederos

Fuentes

• EPA (2024). Waste Reduction Model (WARM), Version 15.2. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU..
• EPA (2016a). Volume-to-Weight Conversion Factors (PDF). Oficina de Conservación y Recuperación de Recursos. Abril de 2016. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (7 pág., 318 KB, Sobre PDF)
• Mattison, J. (2022). Trash Bag Sizes. May 2022. Trashcans Warehouse. https://www.trashcanswarehouse.com/Trash-Bag-Sizes_b_15.html

Emisiones de centrales eléctricas con carbón durante un año

En 2022, 197 centrales eléctricas utilizaron carbón para generar al menos el 95 % de su electricidad (EPA 2024). Estas centrales emitieron 746,630,725.6 toneladas métricas de CO₂ en 2022.

Las emisiones de dióxido de carbono por central eléctrica se calcularon al dividir las emisiones totales de las centrales eléctricas cuya fuente principal de combustible fue el carbón por la cantidad de centrales eléctricas.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

746,630,725.6 toneladas métricas de CO₂ × 1/197 centrales eléctricas = 3,790,003.72 toneladas métricas de CO₂/central eléctrica

Fuentes

• EPA (2024). eGRID datos del año 2022. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.

Emisiones de centrales de energía a gas natural durante un año

En 2022, 1,637 centrales eléctricas utilizaron gas natural para generar al menos el 95 % de su electricidad (EPA 2024). Estas centrales emitieron 625,669,621.5 toneladas métricas de CO₂ ese 2022.

Las emisiones de dióxido de carbono por central eléctrica se calcularon al dividir las emisiones totales de las centrales eléctricas cuya fuente principal de combustible fue el gas natural por la cantidad de centrales eléctricas.

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

625,669,621.5 toneladas métricas de CO₂ × 1/1,637 centrales eléctricas = 382,205.02 toneladas métricas de CO₂/central eléctrica

Fuentes

• EPA (2024). eGRID datos del año 2022. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.

Cantidad de turbinas eólicas que funcionan durante un año

En 2023, la capacidad de la placa promedio de las turbinas eólicas instaladas en los EE. UU. fue de 1.76 MW (Hoen et al. 2023). El factor de capacidad eólica promedio en los EE. UU. en 2022 fue del 36.0 por ciento (DOE 2023).

La generación de electricidad de una turbina eólica promedio se determinó al multiplicar la capacidad de la placa promedio de una turbina eólica en los Estados Unidos (1.76 MW) por el factor de capacidad eólica promedio en los EE. UU. (0.36) y por la cantidad de horas por año. Se asumió que la electricidad generada de una turbina eólica instalada reemplazaría las fuentes marginales de electricidad de red.

La tasa de emisión eólica marginal anual de los EE. UU. para convertir las reducciones de kilovatios-hora en unidades de emisiones de dióxido de carbono evitadas es de 6.03 x 10-4 (EPA 2024).

Se determinaron las emisiones de dióxido de carbono evitadas por año por turbina eólica instalada al multiplicar la electricidad generada promedio por turbina eólica en un año por la tasa de emisión eólica marginal anual nacional (EPA 2024).

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

1.76 _{MW de capacidad promedio} x 0.36 x 8,760 horas/año x 1,000 kWh/MWh x 6.0273 x 10-4 toneladas métricas de CO₂/kWh reducido = 3,348 toneladas métricas de CO₂/año/turbina eólica instalada

Fuentes

• DOE (2023). Wind Market Report: 2021 Edition. Departamento de Energía de EE. UU., Washington, DC.
• Hoen, B.D. Diffendorfer, J.E. Rand, J.T. Kramer, L.A. Garrity, C.P. and Hunt, H.E., 2018, United States Wind Turbine Database v.5.3 (January 13, 2023): U.S. Geological Survey, American Clean Power Association, and Lawrence Berkeley National Laboratory data release, https://doi.org/10.5066/F7TX3DNO
• EPA (2024) AVERT, datos de la tasa de emisión eólica marginal anual nacional de los EE.UU. para el año 2022. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.

Cantidad de teléfonos inteligentes cargados

De acuerdo con el DOE de los EE. UU., la energía consumida durante 24 horas por una batería de teléfono inteligente común es de 28.446 vatios-hora (Dommu 2024). Esto incluye la cantidad de energía necesaria para cargar una batería de teléfono inteligente totalmente agotada y mantener esa carga completa durante todo el día. El tiempo promedio requerido para recargar completamente una batería de teléfono inteligente es de 2 horas (Ferreira et al. 2011). El consumo del modo de mantenimiento, también conocido como la energía consumida cuando el teléfono está completamente cargado y el cargador sigue enchufado, es de 0.0411 vatios (Dommu 2024). Para obtener la cantidad de energía consumida para cargar el teléfono inteligente, reste la cantidad de energía consumida en “modo de mantenimiento” (0.0411 vatios por 22 horas) de la energía consumida durante 24 horas (28.446 vatios-hora).

Se determinaron las emisiones de dióxido de carbono por teléfono inteligente cargado al multiplicar el uso energético por teléfono inteligente cargado por la tasa de emisión de dióxido de carbono promedio ponderada nacional por la electricidad suministrada. La tasa de emisión de dióxido de carbono promedio ponderada nacional para la electricidad suministrada en 2022 fue de 1,405.3 lb de CO₂ por megavatio-hora, que representa las pérdidas durante la transmisión y la distribución (EPA 2024).

Cálculo

Nota: Debido al redondeo, realizar los cálculos dados en las siguientes ecuaciones puede no arrojar los resultados exactos que se muestran.

[28.446 Wh – (22 horas x 0.411 vatios)] x 1 kWh/1,000 Wh = 0.019 kWh/teléfono inteligente cargado

0.019 kWh/carga x 1,405.3 libras de  CO₂/MWh de electricidad suministrada x 1 MWh/1,000 kWh x 1 tonelada métrica/2,204.6 lb = 1.24 x 10-5 toneladas métricas de CO₂/teléfono inteligente cargado

Fuentes

• Jeremy Dommu, U.S. DOE, Comunicaciones personales, Octubre 4, 2024.
• EPA (2024a). eGRID. datos de la tasa de emisión marginal de CO₂ promedio ponderada de los EE. UU del año 2022. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Washington, D.C.
• Registro Federal (2016). Energy Conservation Program: Energy Conservation Standards for Battery Chargers; Final Rule, page 38,284 (PDF) (71 pág., 0.7 MB, Sobre PDF).
• Ferreira, D., Dey, A. K., & Kostakos, V. (2011). Understanding Human-Smartphone Concerns: A Study of Battery Life. Pervasive Computing, pág.19-33. doi:10.1007/978-3-642-21726-5_2.