ECAM Herramienta de Evaluación y Monitoreo del Desempeño Energético y Emisiones de Carbono

ECAM 2.0Herramienta de Evaluación y Monitoreo del

Desempeño Energético y Emisiones de Carbono

Water and Waste

for Climate Mitig

Introducción a ECAM

Evaluación de la huella de carbonode prestadores de servicios deagua y saneamiento urbanos

Water and Wastewater Companies

for Climate Mitigation

La Herramienta de Evaluación y Monitoreo del Desempeño Energético y de las Emisiones de Carbono (ECAM) ayuda a las empresas prestadoras de servicios de agua y saneamiento a cuantificar sus emisiones de gases de efecto invernadero y su aporte a las Contribuciones Nacionales Determinadas, ofreciendo soluciones para reducir las emisiones producidas por el uso de energía y la gestión de aguas residuales.

CONECTANDO AGUA Y CLIMAREDUCCIÓN DE LAS EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO EN EL SECTOR DE AGUA Y SANEAMIENTO

Limitar el cambio climático a 1,5°C requiere reducciones substanciales de las emisiones de GEI en todos los secto-res. El sector urbano del agua muestra oportunidades insuficientemente reconocidas para reducir las emisio-nes de carbono, mitigar el cambio climático y contribuir a la implementación exitosa del acuerdo de París, a través del aumento de las Contribuciones Nacionales Determinadas (NDC) de países que apoyan el pacto.

La demanda mundial de agua aumentará en un 55% para el año 2050, mientras que la disponibilidad de agua disminuirá en un 40%. Si bien el sector del agua tiene que hacer frente a los impactos del cambio climático, también contribuye con un 3,5% de las emisiones de CO₂ a nivel mundial por consumo de energía, así como por emisiones de metano y óxido nitroso procedentes de las aguas residuales. Si no se implementan las medidas necesarias en el sector, las emisiones podrían aumentar al menos en un 50% para el año 2050.

Se pueden lograr medidas para la reducción de emisio-nes de carbono trabajando en conjunto con las empre-sas de servicios (de agua y saneamiento) en países emergentes, donde las emisiones son más elevadas debido a la baja cobertura de aguas residuales tratadas o pobremente tratadas, así como por la gestión deficiente de lodos residuales.

ECAM ha sido desarrollada con el fin de ajustarse a las Directrices para los Inventarios Nacionales de los Gases de Efecto Invernadero del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC) y a literaturas revisadas por expertos. Ofrece un enfoque transparente y sólido para calcular emisiones dentro del sector del agua. ECAM ayuda a relacionar el Monitoreo, Reporte y Verificación dentro de las medidas de mitigación en el sector del agua y a nivel nacional.

Potabilizaciónde agua

Distribución deagua potable

Descarga deaguas residuales

Depuración deaguas residuales

Recolección deaguas residuales

Captaciónde agua

El Ciclo Urbano del Agua

2015 2050

+55%

Demanda de agua

2015 2050

-40%

Disponibilidad de agua

2015 2050

+100%

Emisiones de CO2

1 I ECAM

ENERGY PERFORMANCE &CARBON EMISSIONS ASSESSMENT & MONITORING TOOL

ECAM2.0

ECAM es la primera herramienta de este tipo. Sigue un enfoque integral del ciclo urbano del agua para impulsar la reducción de las emisiones de GEI en las empresas de prestación de servicios, e incluso en empresas con disponibilidad de datos limitados.

Rendimiento energéticoEvaluación rápida

Suministrode agua

Aguasresiduales

Captación

Tratamiento

Distribución

Recolección

Tratamiento

Vertido/reúso

Activar todos

Previo Siguiente

ECAM Herramienta de Evaluación y Monitoreo del Desempeño Energético y Emisiones de Carbono

ConfiguraciónUse el menú de la izquierda para activar las etapas del ciclo del agua para evaluar de su sistema.

Seleccionar país --select-- Info

Factor de emission de la red eléctrica

Consumo de proteína anual per cápita

DBO5 por persona por día

kg/persona/año

kgCO₂/kWh

g/persona/día

¿Tiene motores de combustible en alguna etapa?

No Sí

Valores de PCG relativos a CO2 para un horizonte de tiempo de 100 años

Dióxido de carbono (CO₂)

Metano (CH₄)

Óxido nitroso (N₂O)

CO₂ equivalentes

CO₂ equivalentes

CO₂ equivalentes

1

34

298

Seleccionar la Fuente del potencial de Calentamiento GlobalIPCC 5th AR (2014/2013) CCF Info

Eficiencia energética

Evaluación de GEI

Oportunidades

(HERRAMIENTA DE EVALUACIÓN Y MONITOREO DELDESEMPEÑO ENERGÉTICO Y EMISIONES DE CARBONO)

¿Qué ofrece ECAM al sector agua?:

• ECAM es una herramienta para monitorear, comunicar y verificar la reducción de GEI en el sector de agua y su contribución a las NDC.

• ECAM usa datos usualmente disponibles en empresas de servicios en países en desarrollo.

• ECAM facilita análisis comparativos a nivel nacional y el intercambio de conocimiento entre empresas.

¿Qué ofrece ECAM a las empresas de servicios de agua y saneamiento?:

• ECAM es una herramienta que evalúa la huella de carbono, consumo de energía y los niveles de servicio.

• ECAM permite identificar áreas con potencial para la reducción de GEI y de gastos operacionales.

• ECAM es una herramienta que fortalece la supervisión del desempeño y la toma de decisiones.

ECAM I 2

Información GeneralIngresa el periodo de evaluación, nombre de archivo, moneda y si lo desea, haga comentarios. El periodo de evaluación especificado afectará a los resultados anuales.

ConfiguraciónActiva los componentes del ciclo urbano del agua que serán evaluados. Al seleccio-nar un país, se establecerán los valores bibliográficos para el factor de emisión de la red eléctrica, consumo anual de proteínas y la concentración de DBO5 por persona. Se pueden seleccionar diferentes potenciales de calentamiento atmosférico para CH₄ y N₂O eligiendo el informe de evaluación del IPCC respectivo. Al activar la función para motores de combustible se añadirán los campos de entrada correspondientes para el Nivel A y Nivel B.

PoblaciónEstablece la cantidad de población residente y atendida; para el sistema de alcan-tarillado, la cantidad de población conectada al sistema de alcantarillado y la población con tratamiento in-situ. Los cálculos sobre cargas de aguas residuales y emisiones correspondientes se basan en la población especificada.

Evaluación InicialLa evaluación inicial (Nivel A) ofrece una visión general de las emisiones de GEI y consumo energético, usando datos ya disponibles y accesibles por los gerentes de las empresas de servicios y operadores. También ofrece hipótesis básicas comple-mentarias. N

ivel

A

Conf

igur

ació

n

Arreglo

Evaluación inicial de GEI

Resultados

Nivel A

Evaluación detallada de GEI

Nivel B

ECAM sigue un enfoque estratificado con dos niveles de detalle. El Nivel A puede ser usado con datos limitados para realizar una evaluación inicial, mientras que el nivel B usa datos detallados en cada etapa del ciclo urbano del agua para producir una evaluación más precisa.

VISIÓN GENERAL DE LOSCOMPONENTES DE ECAM

Descripción de los componentes de ECAM

Assessment Options

1 I ECAM3 I ECAM

Resu

lts

Resumen de energíaObserva dónde y cuánta energía es consumida en cada fase, sistema de agua y aguas residuales, y en su totalidad. Si se evalúan sub-fases se puede observar el consumo relativo.

OportunidadesObtén una visión general de las oportunidades y el potencial para reducir GEI. Los potenciales se basan en evaluaciones procedentes.

Resumen de gases de efecto invernaderoObserva el total de emisiones y cómo están distribuidas dentro del sistema de agua y aguas residuales y sus diferentes fases. Entiende cuáles son las fuentes de emisiones y su contribución con ayuda de los gráficos. Identifica la categoría a la que dichas emisiones pertenecen según la CMNUCC (Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático).

Vertido/ReúsoEspecifica el volumen de agua residual descargada, energía consumida, cantidad total de nitrógeno en el efluente y a ser posible el volumen de agua reusada y el transporte correspondiente. La evaluación de eficiencia de bombeo es opcional.

TratamientoIngresa el volumen de agua residual tratada, energía consumida, la tecnología de tratamiento y las cargas efluentes y afluentes de DBO5. Si se desea, se puede adaptar el valor estimado de DBO5 eliminado como lodos. La evaluación de eficiencia de tratamiento, bombas, producción de biogás, valorización y gestión de lodos es opcional.

RecolecciónIngresa la energía consumida y el volumen de agua transportada. Si se desea, se pueden modificar los valores ya predeterminados por país para DBO5, cargas y consumo anual de proteínas por persona. La evaluación de eficiencia hídrica, eficacia de bombeo y nuevas bombas es opcional.

DistribuciónIngresa la energía consumida, y si está disponible el volumen de agua en el sistema de distribución, el consumo autorizado y el consumo medido y facturado. Al ofrecer un valor para los diferentes tipos de volumen de agua se calculará la cantidad agua perdida en el sistema. Evaluaciones de desempeño de servicio, energía, eficiencia de bombas y nuevas bombas es opcional.

TratamientoEspecifica la energía consumida, y si esta disponible el volumen de agua tratada. La evaluación de la eficacia de las bombas es opcional.

CaptaciónIngresa la energía consumida, y si está disponible el volumen de agua extraída. Evaluaciones de la eficacia de las bombas, producción de energía y potencial de reducción de GEI con nuevas bombas son opcionales.

Niv

el B

ECAM I 4

Nivel A: Evaluación inicial de GEI

Nivel B: Evaluación detallada de GEI

Emisiones GEI por etapas y sub-etapas

Captación APRecolección ARTratamiento ARDescargue AR

emisiones GEI por sistemade suministro y saneamiento

Emisiones GEI por fuente

Agua Portable (AP)Agua Residuales (AR)

ElectricidadCH₄N₂O

9000 t CO₂eq (%)9000 t CO₂eq (%) 9000 t CO₂eq (%)

Evaluación Avanzada en Nivel BNivel B permite a los usuarios visualizar campos de entrada que pueden ser usados opcionalmente para una evaluación avanzada. Dependiendo de la fase, esta evaluación avan-zada incluye desempeño de bombeo, uso de energía topográfica, eficiencia hídrica, gestión de lodos, desempeño de tratamiento, produc-ción de biogás y más.

ENFOQUE ESTRATIFICADO PARA AUMENTAR LA PRECISIÓN

Hipótesis principales en Nivel A• Cargas de DBO5 en afluentes y efluentes• Cargas de DBO5 eliminadas como lodos• Tecnologías de factores de emisión de CH₄• Producción masiva de lodos• Volumen de producción de biogás• Volumen de biogás valorizado• Peso seco de lodos eliminados• Temperatura en el reactor de lecho fluidizado (solo para incineración de lodos)

Manejo de lodos Benchmarking deeficiencia delbombeo

Emisiones GEI porManejo de lodos

CH4

N2O

30

2020

1396

4 143

46 54 44

25

31

Nivel A es una evaluación inicial de GEI que ayuda a las empresas de prestación de servicios a conocer las emisiones de GEI en todo el sistema (agua potable y aguas residuales), y el consumo de energía. Nivel A usa hipótesis que permiten a los usuarios reducir la entrada de datos.

Nivel B es una evaluación detallada de GEI enfocada en el uso de emisiones de GEI y energía a nivel etapa del ciclo urbano del agua (ej.: captación, tratamiento, distribución de agua potable, recolección, tratamiento y vertido de aguas residuales) ofreciendo una evaluación exhaustiva.

En nivel B encontrarás campos rellenados automática-mente con valores basados en hipótesis del Nivel A. Se pueden editar estos valores si se dispone de información más precisa.

5 I ECAM

¿QUÉ DATOS SE REQUIERE?¿QUÉ SE PUEDE ESPERAR?

BENEFICIOS DE ECAM A PRIMERA VISTA

Evaluación deEnergía y GEI

Monitoreo

Código abiertoy gratuito

EnfoqueIntegral

Oportunidadespara mejorar

el sistema

ECAM

CO2e

Aportes Resultados

Costos Operacionales y de Energía

PoblaciónEmisiones de GEI

Evaluaciónde Energía

Oportunidades parala reducción de GEI

Volumende Agua

Volumende AguasResiduales

Descarga deNitrógeno

Tecnología deTratamiento

Consumo de Energía

Lodos

Biogás

Niveles deservicio

Análisis comparativos

ECAM I 6

Suministrode agua

Aguasresiduales

Activar todos

Captación

Tratamiento

Distribución

Recolección

Tratamiento

Vertido/reúso

Evaluación rápida Rendimiento energético

185000 I 190000

90000 I 90000 I 190000

Inputs — Ingrese valores de su sistema

Electricidad consumida de la red

Volumen de agua que es inyectada a la red de distribución

Volumen de consumo autorizado

Volumen de consumo autorizado facturado

Costos operativos

Costos electricidad

15,000,000

9,000,000

5,000,000

4,500,000

7,000,000

3,500,000

kWh

USD

USD

m³

m³

m³

Suministro de agua

Aguas residuales

Electricidad consumida de la red

USD

USD

m³

m³

kWh

mg/L

Volumen de aguas residuales tratadas

Volumen de aguas residuales descargadas a cuerpos de agua

Costs operativos

Costos electricidad

Nitrógeno total promedio en el efluente

¿Está produciendo biogáspor digestión anaerobia de lodos?

¿Está valorizando el biogás?

Seleccione principal tipo de tratamiento

Seleccione el método de disposición de lodos Ninguno

Lodos Activados - bien operado

No

No

Sí

Sí

2,000,000

2,000,000

2000000

0

0

0

Añadir sub-etapas

¿Quiere evaluar el desempeño del tratamiento? No Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

SíNo

No

No

No

No

No

Sí

¿Quiere evaluar eficiencia en bombeo?

¿Está produciendo biogás por digestión anaerobia de lodos?

¿Está valorizando el biogás?

Evaluar manejo de lodos (SM)?

Evaluar almacenamiento de lodos en PTAR?

Is lodos enviados a compostaje?

Is lodos enviados a incineración?

Is lodos enviados mejoramiento de suelos?

Is lodos enviados a rellenos de terrenos?

Is lodos enviados a stockpiling?

No Sí

No Sí

Sí

SíNo

No

No Sí

¿Utiliza camiones para transporter los lodos al sitiode disposición ?

ECAM Herramienta de Evaluación y Monitoreo del Desempeño Energético y Emisiones de Carbono

CÓMO INGRESAR DATOS?

Configura fácilmente los límites y las condiciones del sistema usando elementos gráficos y cuadros desplegables.

Encuentra campos de entrada explicativos, selecciona los cuadros y listas desplegables en Nivel A y B para ingresar datos.

Usa las preguntas en la evaluación avanzada para visualizar campos de entrada adicionales.

Añade sub-fases para poder evaluar por separado las diferentes estaciones de bombeo e instalaciones de tratamiento, etc.

Navega a través de ECAM haciendo clic en los iconos.

Barra de navegación de ECAM

Ajustes y configuración de datos

Evaluación Avanzada

7 I ECAM

Aguas residuales (90,000 people)

6,500,000

Suministro de agua (185,000 people)

8,500,000

La emisión más alta

GEI Total

15,000,000

Captación

Tratamiento

Distribución

Recolección

Tratamiento

Vertido/reúso

5,000,000

3,000,000

650,000

2,750,000

2,750,000

850,000

Emisiones GEI - Kg CO₂ eq

Emisiones de GasesEfecto Invernadero Consumo Energético

Las fuentes de emisiones y su distribución dentro del ciclo urbano del agua son mostradas gráficamente. También se puede observar la categoría a la que cada emisión pertenece según la CMNUCC.

¿COMÓ SE PRESENTAN RESULTADOS?

57 %43 % GEI total en el suministro

GEI total en aguas residuales

Emisiones de GEI por sistema

Emisiones de GEI por fase

Extracción AP Recolección ARTratamiento AP Tratamiento ARDistribucion AP Descargue AR

20 %

18 %

18 %

33 %

4 %

7 %

Consumo de energía por el sistema

Consumo total de energíaAgua Portable (AP)Consumo total de energíaAgua Residuales (AR)

88 %

12 %

Consumo de energía por fase

Captación AP Recolección ARTratamiento AP Tratamiento ARDistribucion AP Descargue AR29 %

28 %

27 %

5 %5 %6 %

Emisiones de GEI por fuente

ElectricidadN₂OCH₄

72 %

24 %

4 %

Emisiones de GEI porcategorías de la CMNUCC

Energía – Electricidad y calefacciónResiduos – Residuos sólidosResiduos – Tratamiento y descargue de aguas residuales 3 %

72 %

25 %

Es posible observar dónde y cuánta energía es consumida dentro del ciclo urbano del agua. Se indica la contribución de los gastos de energía respecto de los gastos totales operacionales.

Fracción energética decostos operacionales

Agua potableOtros

Fracción energética de costos operacionales

Aguas residualesOtros

50 % 50 %

40 %

60 %

Nótese que los resultados de los análisis comparativos e indicadores de desempeño se muestran dentro del Nivel B y en la evaluación avanzada.

ECAM I 8

Exporta tus datos...Visitando la página de exportación dentro de ECAM, resaltando los tableros deseados y luego copiándolos en una hoja de cálculo.

Trabaja Offline...El código fuente de ECAM puede ser descargado. Para poder usar el programa sin conexión a internet, solo tienes que tener un servidor web. Encuentra las instrucciones en la página de ayuda de ECAM.

Entender ecuaciones...Haz clic en los códigos de las variables en Nivel B para ver su descripción, la fórmula para calcularlo y su valor actual. Resalta las variables relevantes.

Oportunidades...ECAM te permite ver todas las oportunidades para reducir las emisiones de GEI a través de diferentes medidas dentro de todo el ciclo urbano del agua.

ConfigurationSelect the stages which form your system

Detailed GHG Assessment

Initial GHG Assessment

Water Supply

Wastewater

Abstraction

Treatment

Distribution

Collection

Treatment

Discharge

Activate all

ECAM Energy performance and Carbon emissions Assessment and Monitoring Tool

Select country --select--InfoEmission factor for grid electricity

Annual protein consumption per capitaBOD

5 per person per day kg/person/year

kgCO₂/kWh

g/person/day

Do you have fuel engines in any stages?No Yes

Select Global Warming Potential sourceInfo

IPCC 5th AR (2014/2013) CCFGWP values relative to CO₂ for a 100 year time horizonCarbon dioxide (CO₂)

Methane (CH₄)Nitrous Oxide (N₂O)

CO₂ equivalentsCO₂ equivalentsCO₂ equivalents

1

34

298

ECAM Energy performance and Carbon emissions Assessment and Monitoring Tool

INPUTS - Enter values for Treatment StagesCode

Description

Current value Unit

Volume of treated wastewater

BOD5 mass removed

CH₄ emission factor

Influent BOD5 load

Energy consumed from the gridActivated Sludge - Minor poorly aerated zones (0.6)Effluent BOD

5 loadBOD removed as sludge

2,000,000

1,000,000

0.06

2,000,000

60,000

01,950,000

m³

kWh

kgCH4/kgBOD

kg

kg

kg

kg

OUTPUTS — GHG Emissions (kg CO₂)

OUTPUTS — Energy Performance & Service Level Indicators

Origin

kg CO₂whole period kg CO₂per year

kg CO₂per yearper inhab

kg CO₂per yearper serv.pop

kg CO₂per yearper inhab

ElectricityFrom treatment processFrom sludge managementTotal GHG Wastewater Treatment

Energy consumption per treated wastewaterEnergy consumption per BOD5 mass removedTreated wastewater per person per dayServiced population in Wastewater

Description

Current value

Unit

%

L/serv.pop./day

kWh/kg BOD removed

kWh/m³0.5

0.52

60.50

kWh/m³

650,0004,100,000

550,0005,200,000

650,0004,100,000

550,0005,200,000

3.3921.39

2.8927.67

7.1545.176.09

58.41

0.322.030.270.52

3 %

72 %25 %

ECAM Energy performance and Carbon emissions Assessment and Monitoring Tool

20 %

18 %

18 %

33 %

4 %

7 %

OTRAS FUNCIONALIDADES

9 I ECAM

FAQ - PREGUNTAS FRECUENTES

La herramienta ECAM ofrece un enfoque transparente, integrado y consistente para monitorear, reportar y verificar (MRV) el proceso de mitigación en el sector del agua, el cual es un pre-requisito para alcanzar financiamiento climático.

MONITOREANDO, REPORTANDO Y VERIFICANDO - CAMBIO CLIMÁTICO EN EL

SECTOR DEL AGUA

ECAM como una herramienta para MRVLos métodos para medir, reportar y verificar información difieren en nivel de evaluación y en objetivos. A veces, una variedad de métodos está disponible; para cons-truir los inventarios nacionales solo las directrices de la IPCC son aceptadas a nivel internacional.

ECAM puede ofrecer la metodología para el MRV de las emisiones de GEI en el sector del agua, ya que está mayor-mente basado en las directrices de la IPCC. ECAM apoya el desarrollo de un inventario nacional sobre emisiones de GEI y también un inventario de GEI en instalaciones.

MATERIAL DE CAPACITACIÓN DE ECAM

Material paraentrenadores• Manual de capacitación• Diapositivas• Soluciones para ejercicios• Archivos de ECAM para ejercicios• Información general• Agendas

Material paraparticipantes• Manual para participantes• Archivos ECAM para ejercicios• Agendas• Formularios de comentarios M

ódul

os d

eca

paci

taci

ón

• ¿Dónde puedo encontrar ECAM? ECAM esta disponible en la página web:

• ¿Cuáles son los requerimientos para usar ECAM? ECAM se puede utilizar tanto en línea como fuera de línea (tras descargarlo). ECAM está optimizado para el buscador Google Chrome, sin embargo ECAM funciona perfectamente en cualquier buscador basado en Chromium.

• ¿Necesito registrarme o pagar para usar ECAM? No. ECAM es una herramienta gratuita que puede ser usada por cualquiera sin registro previo.

• ¿Qué sucede con los datos de mi empresa? Los datos de entrada y resultados son guardados temporalmente en tu buscador online local (caché). Puedes guardar tus datos en un archivo .json dentro de tu disco duro en tu computador.

• ¿Dónde puedo encontrar más información? Puedes encontrar información detallada, incluyendo la guía de metodología en la página de ayuda de ECAM.

www.wacclim.org/ecam

6. Evaluación energética

5. Evaluación de GEI

4. Herramienta ECAM

3. Plan de trabajo

2. Preparando la escena

7. Gestión de lodos

8. Oportunidades

9. Conectándolo todo

1. Introducción

10. Recapitulación y clausura

ECAM I 10

www.wacclim.org/ecam

vertidode aguasresiduales

reuso deagua tratada

tratamiento deaguas residuales

recolecciónde aguasresidualesusuarios

distribuciónde agua

tratamientode agua

captaciónde agua

tratamientode agua

para reuso

Publicado por:c/o Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbHPostfach 5180 / 65726 Eschborn / GermanyT: +49 61 96 79-0E: info@giz.deI: www.giz.de

El proyecto forma parte de la Iniciativa Internacional del Clima (IKI):www.international-climate-initiative.com/en

c/o IWA - International Water AssociationAlliance House / 12 Caxton Street / London SW1H 0QS / United KingdomT: +44 207 654 5500E: water@iwahq.orgI: www.iwa-network.org

Contacto:info@wacclim.orgwww.wacclim.org

Astrid Michels / michels.astrid@giz.deEva Promes / eva.promes@iwahq.org

Enero/2018

@WaCCliM_Project

Accede a ECAM a través de:

ECAM ha sido desarrollada por el proyecto WaCCliM, el cual forma parte de la Iniciativa Internacional del Clima (IKI – International Climate Inititative). El Ministerio Federal de Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza, Obras Públicas y Seguridad Nuclear de la República Federal Alemana (BMUB) apoya esta iniciativa sobre la base de una decisión adoptada por el Parlamento Federal Alemán.