Barriers to plantation activities in different agro-ecological zones of Southern India

This paper analyses environmental and socio-economic barriers for plantation activities on local and regional level and investigates the potential for carbon finance to stimulate the increased rates of forest plantation on wasteland, i.e., degraded lands, in southern India. Building on multidisciplinary field work and results from the model GCOMAP, the aim is to (1) identify and characterize the barriers to plantation activities in four agro-ecological zones in the state of Karnataka and (2) investigate what would be required to overcome these barriers and enhance the plantation rate and productivity. The results show that a rehabilitation of the wasteland based on plantation activities is not only possible but also anticipated by the local population and would lead to positive environmental and socio-economic effects at a local level. However, in many cases, the establishment of plantation activities is hindered by a lack of financial resources, low land productivity and water scarcity. Based on the model used and the results from the field work, it can be concluded that certified emission reductions such as carbon credits or other compensatory systems may help to overcome the financial barrier; however, the price needs to be significantly increased if these measures are to have any large-scale impact.

Modern energy access to all in rural India: An integrated implementation strategy

Expanding energy access to the rural population of India presents a critical challenge for its government. The presence of 364 million people without access to electricity and 726 million who rely on biomass for cooking indicate both the failure of past policies and programs, and the need for a radical redesign of the current system. We propose an integrated implementation framework with recommendations for adopting business principles with innovative institutional, regulatory, financing and delivery mechanisms. The framework entails establishment of rural energy access authorities and energy access funds, both at the national and regional levels, to be empowered with enabling regulatory policies, capital resources and the support of multi-stakeholder partnership. These institutions are expected to design, lead, manage and monitor the rural energy interventions. At the other end, trained entrepreneurs would be expected to establish bioenergy-based micro-enterprises that will produce and distribute energy carriers to rural households at an affordable cost. The ESCOs will function as intermediaries between these enterprises and the international carbon market both in aggregating carbon credits and in trading them under CDM. If implemented, such a program could address the challenges of rural energy empowerment by creating access to modern energy carriers and climate change mitigation. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The long road of climate negotiations: From Kyoto to Paris stopping over in Doha

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O Protocolo de Kyoto e o mercado de crédito de carbono: estudo de caso das emissões de gases de efeito estufa da fábrica de combustível nuclear pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil no ano de 2008

A presente dissertação discute as questões relacionadas à intensificação das mudanças climáticas por causas antrópicas conforme a evolução no uso dos recursos naturais, inovações nos processos produtivos, transformações econômicas, sociais, culturais, políticas e, especialmente ambientais. Aborda a comercialização dos créditos de carbono através de projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), um dos mecanismos de flexibilização criados pelo Protocolo de Kyoto. No contexto de mudanças climáticas, uma matriz energética que utilize fontes de energia que não emitam gases causadores do efeito estufa (GEE) se mostra uma importante estratégia de desenvolvimento sustentável. Sob essa perspectiva, a energia nucleoelétrica é apresentada como uma alternativa viável aos combustíveis fósseis, considerando que esta é uma energia limpa e compatível com a perspectiva de desenvolvimento sustentável. A Fábrica de Combustível Nuclear (FCN), localizada em Resende (Rio de Janeiro), pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil (INB), é um conjunto de sofisticadas fábricas nas quais se processam etapas importantes do ciclo do combustível nuclear. Na FCN, o Centro Zoobotânico realiza a gestão das atividades voltadas para a conservação da natureza tais como o Programa de Recuperação de Mata Ciliar, Reflorestamento e Fauna. O Relatório de inventário das emissões diretas e indiretas de GEE da FCN, elaborado pela INB para o ano de 2008, permite a auto-avaliação da empresa, retratando a preocupação corporativa com as questões relativas às mudanças climáticas. Segundo este Relatório, o total de emissões de GEE quantificado corresponde a 12,14% da capacidade total de sequestro de dióxido de carbono, no período de Janeiro a Dezembro de 2008. A proteção de florestas e a plantação de árvores são componentes essenciais de qualquer estratégia global para mitigação da mudança climática, e a participação da INB no mercado de crédito de carbono pode proporcionar externalidades positivas, tais como ganhos de imagem, adequação a padrões ambientais e melhoria do relacionamento com a sociedade.

Análise de viabilidade técnica e econômica da geração de energia através do biogás de lixo em aterros sanitários.

A geração de energia a partir do biogás do lixo em aterros sanitários é uma maneira de produzir energia elétrica renovável e limpa, reduzindo os impactos globais provocados pela queima dos resíduos sólidos urbanos. A contribuição ambiental mais relevante é a redução de emissões dos gases de efeito estufa (GEE), por meio da conversão do metano em dióxido de carbono, visto que o metano possui um potencial de aquecimento global cerca de 21 vezes maior, quando comparado ao dióxido de carbono (através da combustão do mesmo). De acordo com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), os países ricos podem comprar créditos de carbono (CERs) dos países em desenvolvimento (que possuam projetos sustentáveis) para cumprir suas metas ambientais. O objetivo é transformar um passivo ambiental (destinação final dos resíduos sólidos urbanos) em um recurso energético, além do estudo da alternativa de obtenção de recursos financeiros através dos CERs. São analisadas as tecnologias de conversão energética (tecnologia de gás de lixo, incineração, entre outras), com a seleção da melhor alternativa para a geração de energia através do biogás de lixo em aterros sanitários. A metodologia utilizada é a recomendada pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - USEPA (2005). Serão apresentadas outras duas metodologias de cálculo da geração de metano: a do Banco Mundial e a do IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas). São apresentados estudos comparativos demonstrando quando as turbinas a gás, motores de combustão interna (ciclos Otto ou Diesel) ou outras tecnologias de conversão energética serão viáveis na área técnica e econômica para implantação de Unidades Termoelétricas a biogás. No caso do Aterro de Gramacho, o projeto é viável com a utilização de motores a combustão interna e a obtenção de receitas com a venda da produção de energia e créditos de carbono. Por fim, será apresentada a alternativa do uso do biogás como substituto do gás natural para fins energéticos ou outros fins industriais.

Análise das estimativas de emissão de metano por aterros sanitários em projetos de MDL no Brasil.

Para a maioria dos municípios brasileiros, a instalação de um aterro sanitário é um desafio, sendo uma das dificuldades o custo elevado. Existem algumas formas de mitigar estes custos e uma delas é através do mercado de emissões. Com planejamento prévio suficiente, é possível queimar o metano gerado através da degradação do resíduo, podendo resultar em benefícios para o aterro tanto através do aproveitamento (geração de energia ou venda direta) quanto recebimento de algum tipo de certificado de emissões negociável. Incluído neste planejamento prévio suficiente está a realização da estimativa ex-ante de emissão de metano para saber previamente qual será o aproveitamento mais indicado e a eventual receita oriunda da queima. Quando analisados os projetos de MDL feitos em aterros sanitários, pode ser notado que estas estimativas são muitas vezes mal feitas, gerando valores estimados muito acima do realmente observado durante a operação. Este erro acarreta uma perda de credibilidade deste tipo de projeto, já que o número esperado é raramente alcançado. Existem alguns fatores que contribuem para esta discrepância de valores, sendo problemas operacionais (como exemplo podem ser citados deficiência no sistema de captura do biogás e problemas na captação e recirculação de lixiviado) e de modelagem (utilização de valores de entrada experimentais obtidos sob situações muito diferentes das encontradas nos aterros brasileiros, por exemplo) os possíveis principais vilões. Este trabalho visa apresentar e discutir os principais problemas na realização de estimativas prévias de emissão de metano em aterros sanitários utilizando projetos brasileiros de MDL registrados e que estejam atualmente emitindo créditos de carbono como base para analisar a qualidade das estimativas feitas atualmente. Além disto, busca-se também entrevistar profissionais da área para tentar obter diferentes pontos de vista sobre esta questão. Fica claro que os valores estimados, de um modo geral, são entre 40 e 50% superiores aos observados. Metade dos especialistas aponta problemas operacionais diversos como os principais contribuintes desta diferença, mas problemas na modelagem parecem influenciar decisivamente na realização das estimativas. A utilização de valores de entrada no modelo precisa ser criteriosamente analisada e devem ser utilizados números obtidos através de pesquisas que representem a realidade do aterro em questão.

Contabilidade Ambiental: proposta de contabilização dos créditos de carbono

O meio ambiente, habitat natural do ser humano, tem sido degradado com tamanha velocidade que o planeta já não é mais capaz de renovar suas reservas naturais. A mudança climática é sentida nas alterações do tempo, tendo como exemplo as calamidades ocorridas constantemente em diversos países, envolvendo furacões, enchentes e aquecimento global. Este estudo objetiva investigar como são formados os créditos de carbono, suas implicações contábeis e gerenciais e propor uma forma de contabilização desses créditos nas Demonstrações Contábeis das empresas. As abordagens, envolvendo energias renováveis e limpas, visando reduzir a escala de monóxido de carbono que é jogado na atmosfera do planeta, têm sido uma constante no cenário mundial, envolvendo o acordo firmado em Kyoto e suas normatizações impostas às grandes economias, ou seja, os grandes poluidores. A partir do ano de 2008, com a convergência às Normas Internacionais de Contabilidade no Brasil, torna-se imperioso desbravar essa fronteira que envolve o tema mudança climática, elucidando a contabilização dos créditos de carbono. A metodologia utilizada foi a revisão bibliográfica. Os resultados demonstram que as poucas normas contábeis existentes não atendem nem normatizam o assunto de forma a elucidá-lo. Visando responder este questionamento e mitigar o descaso das empresas pelo assunto, buscaram-se vários trabalhos na literatura atual, que serviram de base para um modelo proposto de contabilização e evidenciação dos valores ambientais.

Incidencia de la estrategia colombiana de desarrollo bajo en carbono en el mercado de bonos de carbono en Colombia

La presente investigación tiene como objetivo principal determinar el papel de la estrategia colombiana de desarrollo bajo en carbono en el mercado de bonos de carbono en Colombia. Esto con el fin de demostrar que las acciones nacionalmente apropiadas de mitigación NAMAS son un mecanismo de mitigación y puede no tener una incidencia en la oferta ni tampoco en la demanda del mercado de bonos de carbono en Colombia. Esta investigación se llevará a cabo por medio de un estudio de caso con un enfoque institucionalista. Se utilizará el método de investigación cualitativo, ya que se intenta medir las cualidades de la estrategia colombiana de desarrollo bajo en carbono mediante un análisis documental, teniendo como referencia las fuentes primarias; el Conpes 3700 de 2011, entrevistas a expertos del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, Fundación Natura, ConTREEbute, Área Metropolitana del Valle de Aburra, y fuentes secundarias, entre otras.

Mudanças climáticas: um caminho para a avaliação da política pública brasileira para o setor

Diante da relevância da questão das mudanças climáticas para o mundo, esta dissertação tem por objetivo a avaliação da atual política pública brasileira para o tema. Partindo da análise da atual política ambiental brasileira, examina os programas e ações do país voltados para as mudanças climáticas, pesquisa o desenvolvimento dos projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo no Brasil, e avalia a sua atual política pública de mudanças climáticas. Essa avaliação, embora a complexidade do tema, utiliza metodologia caracterizada ao mesmo tempo por sua riqueza e simplicidade, qual seja, a metodologia de avaliação de políticas públicas desenvolvida por Oliveira e Martins (2003). Construída com base nas três principais dimensões a serem consideradas quando da avaliação de políticas públicas: dimensões social, econômica e política, a metodologia de Oliveira e Martins (2003) nesta pesquisa é adaptada para receber, em cada dimensão, atributos (variáveis), e seus respectivos indicadores, relacionados com a questão das mudanças climáticas no Brasil. Selecionados os atributos são inseridos ponderadores com base em pesquisa de campo, em que os entrevistados têm a liberdade de expor as suas preferências. Extendendo-se até o nível de avaliação intermediário da metodologia de avaliação de Oliveira e Martins (2003), esta pesquisa revela como é possível avaliar a política pública brasileira de mudanças climáticas, e quiçá servirá de motivação ao contínuo desenvolvimento do modelo aqui proposto, a fim de servir como mais um instrumento de participação direta da sociedade na definição do rumo que o Brasil deve seguir nas questões climáticas, e que inclusive outras regiões do mundo poderão vir a adotar, dada a flexibilidade de contextualização da referida metodologia de avaliação.

A preliminary physicochemical, exergetic and economic study of hydrogen production utilizing glycerol

This work has as objective to demonstrate technical and economic viability of hydrogen production utilizing glycerol. The volume of this substance, which was initially produced by synthetic ways (from oil-derived products), has increased dramatically due mainly to biodiesel production through transesterification process which has glycerol as main residue. The surplus amount of glycerol has been generally utilized to feed poultry or as fuel in boilers, beyond other applications such as production of soaps, chemical products for food industry, explosives, and others. The difficulty to allocate this additional amount of glycerol has become it in an enormous environment problem, in contrary to the objective of biodiesel chain, which is to diminish environmental impact substituting oil and its derivatives, which release more emissions than biofuels, do not contribute to CO2-cycle and are not renewable sources. Beyond to utilize glycerol in combustion processes, this material could be utilized for hydrogen production. However, a small quantity of works (theoretical and experimental) and reports concerning this theme could be encountered. Firstly, the produced glycerol must be purified since non-reacted amounts of materials, inclusively catalysts, contribute to deactivate catalysts utilized in hydrogen production processes. The volume of non-reacted reactants and non-utilized catalysts during transesterification process could be reutilized. Various technologies of thermochemical generation of hydrogen that utilizes glycerol (and other fuels) were evaluated and the greatest performances and their conditions are encountered as soon as the most efficient technology of hydrogen production. Firstly, a physicochemical analysis must be performed. This step has as objective to evaluate the necessary amount of reactants to produce a determined volume of hydrogen and determine thermodynamic conditions (such as temperature and pressure) where the major performances of hydrogen production could be encountered. The calculations are based on the process where advance degrees are found and hence, fractions of products (especially hydrogen, however, CO2, CO, CH4 and solid carbon could be also encountered) are calculated. To produce 1 Nm3/h of gaseous hydrogen (necessary for a PEMFC - Proton Exchange Membrane Fuel Cell - containing an electric efficiency of about 40%, to generate 1 kWh), 0,558 kg/h of glycerol is necessary in global steam reforming, 0,978 kg/h of glycerol in partial oxidation and cracking processes, and 0,782 kg/h of glycerol in autothermal reforming process. The dry reforming process could not be performed to produce hydrogen utilizing glycerol, in contrary to the utilization of methane, ethanol, and other hydrocarbons. In this study, steam reforming process was preferred due mainly to higher efficiencies of production and the need of minor amount of glycerol as cited above. In the global steam reforming of glycerine, for one mole of glycerol, three moles of water are necessary to produce three moles of CO2 and seven moles of H2. The response reactions process was utilized to predict steam reforming process more accurately. In this mean, the production of solid carbon, CO, and CH4, beyond CO2 and hydrogen was predicted. However, traces of acetaldehyde (C2H2), ethylene (C2H4), ethylene glycol, acetone, and others were encountered in some experimental studies. The rates of determined products obviously depend on the adopted catalysts (and its physical and chemical properties) and thermodynamic conditions of hydrogen production. Eight reactions of steam reforming and cracking were predicted considering only the determined products. In the case of steam reforming at 600°C, the advance degree of this reactor could attain its maximum value, i.e., overall volume of reactants could be obtained whether this reaction is maintained at 1 atm. As soon as temperature of this reaction increases the advance degree also increase, in contrary to the pressure, where advance degree decrease as soon as pressure increase. The fact of temperature of reforming is relatively small, lower costs of installation could be attained, especially cheaper thermocouples and smaller amount of thermo insulators and materials for its assembling. Utilizing the response reactions process in steam reforming, the predicted volumes of products, for the production of 1 Nm3/h of H2 and thermodynamic conditions as cited previously, were 0,264 kg/h of CO (13% of molar fraction of reaction products), 0,038 kg/h of CH4 (3% of molar fraction), 0,028 kg/h of C (3% of molar fraction), and 0,623 kg/h of CO2 (20% of molar fraction). Through process of water-gas shift reactions (WGSR) an additional amount of hydrogen could be produced utilizing mainly the volumes of produced CO and CH4. The overall results (steam reforming plus WGSR) could be similar to global steam reforming. An attention must to be taking into account due to the possibility to produce an additional amount of CH4 (through methanation process) and solid carbon (through Boudouard process). The production of solid carbon must to be avoided because this reactant diminishes (filling the pores) and even deactivate active area of catalysts. To avoid solid carbon production, an additional amount of water is suggested. This method could be also utilized to diminish the volume of CO (through WGSR process) since this product is prejudicial for the activity of low temperature fuel cells (such as PEMFC). In some works, more three or even six moles of water are suggested. A net energy balance of studied hydrogen production processes (at 1 atm only) was developed. In this balance, low heat value of reactant and products and utilized energy for the process (heat supply) were cited. In the case of steam reforming utilizing response reactions, global steam reforming, and cracking processes, the maximum net energy was detected at 700°C. Partial oxidation and autothermal reforming obtained negative net energy in all cited temperatures despite to be exothermic reactions. For global steam reforming, the major value was 114 kJ/h. In the case of steam reforming, the highest value of net energy was detected in this temperature (-170 kJ/h). The major values were detected in the cracking process (up to 2586 kJ/h). The exergetic analysis has as objective, associated with physicochemical analysis, to determine conditions where reactions could be performed at higher efficiencies with lower losses. This study was performed through calculations of exergetic and rational efficiencies, and irreversibilities. In this analysis, as in the previously performed physicochemical analysis, conditions such as temperature of 600°C and pressure of 1 atm for global steam reforming process were suggested due to lower irreversibility and higher efficiencies. Subsequently, higher irreversibilities and lower efficiencies were detected in autothermal reforming, partial oxidation and cracking process. Comparing global reaction of steam reforming with more-accurate steam reforming, it was verified that efficiencies were diminished and irreversibilities were increased. These results could be altered with introduction of WGSR process. An economic analysis could be performed to evaluate the cost of generated hydrogen and determine means to diminish the costs. This analysis suggests an annual period of operation between 5000-7000 hours, interest rates of up to 20% per annum (considering Brazilian conditions), and pay-back of up to 20 years. Another considerations must to be take into account such as tariffs of utilized glycerol and electricity (to be utilized as heat source and (or) for own process as pumps, lamps, valves, and other devices), installation (estimated as US$ 15.000 for a plant of 1 Nm3/h) and maintenance cost. The adoption of emission trading schemes such as carbon credits could be performed since this is a process with potential of mitigates environment impact. Not considering credit carbons, the minor cost of calculated H2 was 0,16288 US$/kWh if glycerol is also utilized as heat sources and 0,17677 US$/kWh if electricity is utilized as heat sources. The range of considered tariff of glycerol was 0-0,1 US$/kWh (taking as basis LHV of H2) and the tariff of electricity is US$ 0,0867 US$/kWh, with demand cost of 12,49 US$/kW. The costs of electricity were obtained by Companhia Bandeirante, localized in São Paulo State. The differences among costs of hydrogen production utilizing glycerol and electricity as heat source was in a range between 0,3-5,8%. This technology in this moment is not mature. However, it allows the employment generation with the additional utilization of glycerol, especially with plants associated with biodiesel plants. The produced hydrogen and electricity could be utilized in own process, increasing its final performance.

Development of a burner to measure biogas generation

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estado da arte da obtenção de crédito de carbono via adoção de veículo elétrico

This paper aims to highlight the state of the art of obtaining carbon credits through the use of electric vehicles. This is one of the solutions to significantly reduce the emission of GHG (Greenhouse Gas) emissions in the case of CO 2, NOx, SOx, and CH 4 (thermochemical reactions arising from the combustion of gasoline with ethanol) in motor vehicles. For this quantitative study was done based on the survey of bibliographic data available and the development of basic calculations considering the car fleet of the Country of Brazil and the CO 2 emissions generated by the same. Thus explaining the considerable gain in air quality and reduction of vectors of greenhouse gases in the case of replacing the current fleet of vehicles combustion of hydrocarbon aliphatic chain, for an eco-efficient fleet consists of electric vehicles and/or hybrids.

Development of a thermoeconomic methodology for the optimization of biodiesel production - Part I: Biodiesel plant and thermoeconomic functional diagram

This work developed a methodology that uses the thermoeconomic functional diagram applied for allocating the cost of products produced by a biodiesel plant. The first part of this work discusses some definitions of exergy and thermoeconomy, with a detailed description of the biodiesel plant studied, identification of the system functions through Physical Diagram, calculation of the irreversibilities of the plant, construction of the Thermoeconomic Functional Diagram and determination of the expressions for the plant's exergetic functions. In order to calculate the exergetic increments and the physical exergy of certain flows in each step, the Chemical Engineering Simulation Software HYSYS 3.2 was used. The equipments that have the highest irreversibilities in the plant were identified after the exergy calculation. It was also found that the lowest irreversibility in the system refers to the process with a molar ratio of 6:1 and a reaction temperature of 60 °C in the transesterification process. In the second part of this work (Part II), it was calculated the thermoeconomic cost of producing biodiesel and related products, including the costs of carbon credits for the CO2 that is not released into the atmosphere, when a percentage of biodiesel is added to the petroleum diesel used by Brazil's internal diesel fleet (case study). © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Análise do aproveitamento energético do biogás produzido numa estação de tratamento de esgoto

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS