CT&F Ciencia, Tecnología & Futuro (Dec 2011)
COMPARISON OF POTENTIAL ENVIRONMENTAL IMPACTS ON THE PRODUCTION AND USE OF HIGH AND LOW SULFUR REGULAR DIESEL BY LIFE CYCLE ASSESSMENT
Abstract
This paper provides a comparative analysis using the concept of life cycle assessment (LCA), between high-sulfur (3 000 ppm) and low-sulfur diesel (500 ppm) diesel. The comparative LCA considers the stages of production, transport and oil refining, as well as the transport of refined products and their respective end use. This last stage of the life cycle is important for the analysis of potential environmental impacts, due to sulfur oxide (SO X) emissions, which contribute to the formation of acid rain, damage air quality and the ecosystem (land and water acidification), causing gradual damage to human health and the environment. Therefore, comparative LCA identifies critical points from the environmental perspective, weighing the contributions of pollu-tants (NO2, CH4and CO2) known as greenhouse gases (GHG) and criteria pollutants (CO, SO X, NO Xw, VOC's and PM). Simapro 7,2® was used to simulate and evaluate potential environmental impacts generated during the production and use by end consumers of the two fossil fuels. In order to evaluate the impact categories, two methods available in said calculation tool were selected: the first is the IPCC-2007 (GWP-100 years), which estimates the carbon footprint and the contributions of each stage of the production chain to the "Global War-ming" effect. The second method of evaluation is the Impact 2002+, which assesses the various contributions to the categories of toxicity to "Human Health", "Ecosystem Quality", "Climate Change" and "Depletion of Natural Resources". Thus, the preliminary results of comparative LCA show a slight increase in the carbon footprint (total emissions of CO2 equivalent in the productive chain) of low-sulfur diesel, approximately 3,8% compared to high-sulfur diesel, as a result of the increased emissions generated by the operation of the hydrogenation plant. However, low-sulfur diesel achieves a significant reduction of about 80% in comparison with high-sulfur diesel, in terms of damage to "Human Health" and "Ecosystem Quality". On the contrary, there was an increase of 2% and 6% in the categories of "Climate Change" and "Depletion of Natural Resources", respectively. Finally, despite the minor increase in the carbon footprint, although with remarkable reductions in "Ecosystem Quality" and "Human Health", the production and use of low-sulfur diesel has a single score of environmental impact equivalent to 0,23 milli points (mPt) compared to the single score obtained by high-sulfur diesel of 1,23 (mPt).En el presente trabajo se realiza un estudio comparativo utilizando el concepto de análisis de ciclo de vida (ACV), entre los combustibles diesel de alto azufre (3 000 ppm) y diesel de bajo azufre (500 ppm). El ACV comparativo contempla las etapas de producción, transporte y refinación de crudo, así como el transporte de refinados y su respectivo uso final. Esta última etapa del ciclo de vida, es importante para el análisis de potenciales impactos ambientales, dado que las emisiones de óxidos de azufre (SO X) contribuyen a la formación de lluvia ácida, deterioran la calidad del aire y el ecosistema (acidificación terrestre y acuática), causando paulatinamente daños en la salud humana y el medio ambiente. De este modo, el ACV comparativo permite identificar los puntos críticos desde la perspectiva ambiental, valorando los aportes de sustancias contaminantes (NO2, CH4 y CO2) clasificadas como gases de efecto invernadero (GEI) y algunos contaminantes criterio (CO, SO X, NO X, VOC's y MP). Mediante la herramienta Simapro 7.2® se simulan y evalúan los impactos ambientales potenciales generados durante la cadena productiva y el uso por los consumidores finales de los dos combustibles fósiles. Para la evaluación de las categorías de impacto se seleccionaron dos métodos disponibles en la herramienta de cálculo mencionada: el primero de ellos corresponde al IPCC-2007 (GWP-100años), con el cual se estimó la huella de carbono y las contribuciones de cada etapa de la cadena productiva al efecto "Calentamiento Global". El segundo método de evaluación concierne al Impact 2002+, el cual permite valorar los diferentes aportes a las categorías de toxicidad a la "Salud Humana", "Calidad del Ecosistema", "Cambio Climático y "Agotamiento de los Recursos Naturales". De esta manera, los resultados preliminares del ACV comparativo muestran un ligero incremento en la huella de carbono (emisiones totales de CO2equivalente en la cadena productiva) del diesel de bajo azufre, aproximadamente de 3,8% con relación al diesel de alto azufre, esto como consecuencia del incremento de emisiones generado por la operación de la planta de hidrotratamiento. Sin embargo, el diesel de bajo azufre alcanza una reducción significativa del orden de 80% con respecto al diesel de alto azufre, en términos de menor afectación a la "Salud Humana" y "Calidad del Ecosistema", mientras que por el contrario se observa un incremento del 2% y 6% en las categorías de "Cambio Climático" y "Agotamiento de los Recursos Naturales" respectivamente. Finalmente y a pesar del leve aumento en la huella de carbono, pero con notables reducciones en los aspectos de "Calidad del Ecosistema" y "Salud Humana", la producción y el uso del combustible diesel de bajo azufre alcanza una puntuación única de impacto ambiental equivalente a 0,23 mili puntos (mPt) comparada con la puntuación única obtenida por el diesel de alto azufre correspondiente a 1,23 (mPt).No presente trabalho é realizado um estudo comparativo utilizando o conceito de análise de ciclo de vida (ACV), entre os combustíveis diesel de alto teor de enxofre (3 000 ppm) e diesel de baixo teor de enxofre (500 ppm). O ACV comparativo contempla as etapas de produção, transporte e refinação de cru, assim como o transporte de refinados e seu respectivo uso final. Esta última etapa do ciclo de vida é importante para a análise de potenciais impactos ambientais, dado que as emissões de óxidos de enxofre (SO X) contribuem para a formação de chuva ácida, deterioram a qualidade do ar e do ecossistema (acidificação terrestre e aquática), causando paulatinamente danos para a saúde humana e para o meio ambiente. Deste modo, o ACV comparativo permite identificar os pontos críticos desde a perspectiva ambiental, avaliando as contribuições de substâncias contaminantes (NO2, CH4 e CO2) classificadas como gases de efeito estufa (GEI) e alguns contaminantes critério (CO, SO X , NO X , VOC's e MP). Mediante a ferramenta Simapro 7.2® são simulados e avaliados os impactos ambientais potenciais gerados durante a cadeia produtiva e o uso pelos consumidores finais dos dois combustíveis fósseis. Para a avaliação das categorias de impacto foram selecionados dois métodos disponíveis na ferramenta de cálculo mencionada: o primeiro deles corresponde ao IPCC-2007 (GWP-100 anos), com o qual foi estimada a pegada de carbono e as contribuições de cada etapa da cadeia produtiva para o efeito "Aquecimento Global". O segundo método de avaliação concerne ao Impact 2002+, o qual permite avaliar as diferentes contribuições para as categorias de toxicidade para a "Saúde Humana", "Qualidade do Ecossistema", "Mudança Climática" e "Esgotamento dos Recursos Naturais". Desta maneira, os resultados preliminares do ACV comparativo mostram um leve aumento na pegada de carbono (emissões totais de CO2 equivalente na cadeia produtiva) do diesel de baixo teor de enxofre, aproximadamente de 3,8% com relação ao diesel de alto enxofre, isto como consequência do aumento de emissões gerado pela operação da planta de hidrotratamento. Porém, o diesel de baixo teor de enxofre alcança uma redução significativa da ordem de 80% com relação ao diesel de alto teor de enxofre, em termos de menor afetação para a "Saúde Humana" e "Qualidade do Ecossistema", enquanto que ao contrário é observado um aumento de 2% e 6% nas categorias de "Mudança Climática" e "Esgotamento dos Recursos Naturais" respectivamente. Finalmente, e apesar do leve aumento na pegada de carbono, mas com notáveis reduções nos aspectos de "Qualidade do Ecossistema" e "Saúde Humana", a produção e o uso do combustível diesel de baixo teor de enxofre alcança uma pontuação única de impacto ambiental equivalente a 0,23 mili pontos (mPt) comparada com a pontuação única obtida pelo diesel de alto teor de enxofre correspondente a 1,23 (mPt).
