MESA TEMATICA INTERRREGIONAL ENERGIA I+D+i en la generación de energía

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1 MESA TEMATICA INTERRREGIONAL ENERGIA I+D+i en la generación de energía Enrique Soria Lascorz División de Energías Renovables CIEMAT Madrid 26 de octubre de 2015

2 SET- PLAN Energy has become one of the grand Challenges that Europe is currently facing SET PLAN, la oportunidad para Europa de mantener el liderazgo en Tecnologías energéticas con bajas emisiones de Carbono. Revolución energética - Crecimiento de la contribución de las energías renovables en el mix energético. - Inicio de la generación distribuida - Progresivo incremento de la eficiencia energética - Nueva energía nuclear más sostenible - Cambio entre recursos fósiles y captura y almacenamiento CO2 - Nuevo papel del consumidor como agente activo en un mercado complejo. Necesidad de un suministro de energía fiable, competitivo y compatible con los objetivos y políticas climáticas Refuerzo de la Investigación y la Innovación Ref: SET PLAN. Towards an Integrated Roadmap. Dec 2014

3 CLIMATE AN ENERGY PACKAGE The EU 2020 climate and energy package ( ) OBJETIVOS ESPAÑA ,8% Energías renovables en energia final (20% según la directiva) 11,3% Energías renovables en el transporte (10% según la directiva) 38,1% Energías renovables en la producción de electricidad 3

4 SET PLAN EU ENERGY ROADMAP 2050 Ref.: SET PLAN. EU Energy Roadmap

5 La Unión Energética Europea (Energy Union Package) - SEGURIDAD ENERGÉTICA - Diversificación de suministro (fuentes, suministradores, rutas) - Seguridad de suministro - Europa en los mercados globales - Mas trasparencia en los suministros de gas - MERCADO EUROPEO INTEGRADO - Interconexiones - Cooperación regional en el marco europeo - Nuevo papel de los consumidores / consumidores vulnerables - EFICIENCIA ENERGETICA ( Edificios, Transporte) - ECONOMIA LIBRE DE CARBONO - INVESTIGACIÓN INNOVACIÓN Y COMPETITIVIDAD (SET Plan) - 1.Líder en la nueva generación de tecnologías renovables, - 2.Redes inteligentes. Facilitar la participación de los consumidores - 3.-Eficiencia energética ( edificios con consumo casi nulo, eficiencia energética en la industria) - 4.-Trasporte sostenible (Baterías, Combustibles renovables) - Adicional 1. Ambicioso Plan en CCS - Adicional 2 Aumento de la seguridad en el uso de la energía nuclear 5

6 La situación en España. Energía Primaria 6

7 La situación en España. Producción de Electricidad 7

8 LA SITUACIÓN EN ESPAÑA Algunos aspectos del panorama energético con implicación en la I+D+i en energía - España es una isla eléctrica (necesidad de interconexiones eléctricas) - Infraestructuras de gas para ser parte de la cadena de suministro europeo - Elevada dependencia energética del exterior ( superior a la media europea, necesidad de potenciar la generación autóctona) - Importante presencia de las renovables en el sistema eléctrico - Relativo fracaso de los mecanismos de apoyo a la tecnologías térmicas (biomasa) y de eficiencia energética - Reforma del sector eléctrico ( No se han realizado nuevas instalaciones de energías renovables ni nuevos proyectos de demostración) - Anuncio de nuevos concursos ( 500 MW en energía eólica, 450 MW en Canarias, 200 MW de biomasa ) - Relativa recuperación de la demanda energética

9 Energía Nuclear de Fisión Acciones propuestas en la Hoja de ruta SET PLAN de la UE - Seguridad y eficiencia en la operación de reactores nucleares y operación a largo plazo en condiciones seguras, - Sostenibilidad a largo plazo en la gestión de combustible usado y residuos de alta actividad. Plantas de demostración, diseño, materiales y combustibles para la nueva generación de reactores nucleares, - Optimizar la integración de reactores nucleares en el mix energético en particular con alto contenido en renovables variables, - Nuevos conceptos de reactores nucleares con cogeneración de electricidad y calor para usos industriales. Situación en España - La energía nuclear aporta un 20 % de la electricidad sin emisiones de CO2, una de las mayores contribuciones a la reducción de emisiones, - Grupos españoles trabajando en todas las líneas de I+D para garantizar seguridad en esta generación y gestión avanzada y segura de residuos radiactivos, - Importantes Retornos para la I+D e industriales de proyectos nacionales y en la UE, - Apoyo a la trasposición de las normativas europeas de seguridad y residuos, - Oportunidades de investigación y desarrollo tecnológico ligadas a la construcción del Almacén Temporal Centralizado ( ATC). 9

10 Energía Eólica Acciones propuestas en la Hoja de ruta SET PLAN - Desarrollo de turbinas y componentes avanzados para offshore (incluidas plataformas flotantes) y onshore. - Metodologías mas precisas de evaluación de recursos - Componentes y tecnologías para offshore, logística, montaje - Mejora de los sistemas de mantenimiento, sobre todo marinos. - Integración en red de la energía eólica Situación de la industria eólica en España - La eólica aporta un 20 % a la cobertura de la demanda, con valores máximos instantáneos por encima del 64%. - El mercado nacional se ha estancado y no ejerce un papel tractor de nuevos desarrollos tecnológicos). - Exportación: 1900 M / Mercado mundial, fusiones para alcanzar tamaño crítico, riesgo de deslocalización de la I+D+i - Tendencia al alargamiento de la vida útil de los aerogeneradores: reducción de la disponibilidad - Códigos de red cada vez mas exigentes. Posibilidad de ingresos adicionales por la participación en los servicios de regulación potencia/frecuencia Centros de investigación y 14 Universidades con actividad en el sector. 10

11 Energía Solar Fotovoltaica Estado actual: GW en el mundo en el año Rápido crecimiento en los últimos años - Muy importante reducción de costes Acciones propuestas en hoja de ruta SET PLAN - Desarrollo de nuevas tecnologías - Incremento del rendimiento con nuevos materiales - Reducción de costes en los procesos de fabricación - Integración en edificios, conexión a red - Reducción de costes Situación en España - Estancamiento del mercado nacional - Importante esfuerzo de desarrollo tecnológico y grupos de I+D+i - Importante sector empresarial en la promoción e instalación de sistemas fotovoltaicos 11

12 Energía Solar Termoeléctrica Situación actual: - 4,5 GW instalados en el mundo - Varias Tecnologías en el mercado ( cilindroparabólicos, torre central, colectores Fresnel, discos Stirling) - Gestionabilidad - Rápida evolución de la curva de aprendizaje - Elevado componente local Acciones propuestas en hoja de ruta SET PLAN - General: coste de 12 c /kwh para emplazamientos con 2050 kwh/m2/y y de 10 c /kwh para emplazamientos con 2600 kwh/m2/y en Mejorar la fiabilidad y disponibilidad de las plantas STE/CSP (control, diseños de planta optimizados) - Hibridación e Integración de plantas STE (desalación, plantas convencionales) - Mejoras en Sistemas de Almacenamiento Térmico (nuevos conceptos ) - Reducción del impacto medioambiental (menor consumo de agua - Predicción del Recurso Solar (para optimizar la operación y ganar en gestionabilidad) Situación en España - Líder en esta tecnología (2,3 Gwe instalados y en operación rutinaria) - Estancamiento del mercado nacional debido a los cambios regulatorios - Gran capacidad de Investigación y desarrollo empresarial 12

13 Energía de la Biomasa Estado actual: - Actualmente el 10% de la demanda global de energía es biomasa (53EJ). La mayor parte dedicada a usos tradicionales (cocinar y calor) - Gran diversidad de materias primas, procesos de conversión y usos finales. - Se prevén 180EJ en 2030 y las aplicaciones variarán sustancialmente (30% para electricidad y calor y 30% para biocombustibles) - Aporta gestionabilidad: puede controlarse la producción en todo momento. - Elevada generación de empleo y contribución al desarrollo rural - Reducción de residuos (evitación de incendios + contaminación) y de emisiones (en sectores difusos + sustitución de combustibles fósiles) Acciones propuestas en hoja de ruta SET PLAN - Desarrollo de las tecnologías avanzadas de producción de biocombustibles, calor y electricidad - Construcción de las primeras instalaciones comerciales - Desarrollo de la cadena de suministro Situación en España - Grandes cantidades de recursos de biomasa infrautilizados - Líder en tecnología - Estancamiento del mercado nacional 13 - Gran capacidad de investigación y desarrollo empresarial

14 Energías Oceánicas Acciones propuestas en la Hoja de ruta SET PLAN - Desarrollo de metodologías para caracterización de emplazamientos - Desarrollo de dispositivos y componentes - Plantas de ensayo y demostración de componentes, tecnologías y sistemas - Despliegue de las primeras plantas pre-comerciales, desarrollo de standards Situación en España - Mercado prácticamente inexistente - Buenas capacidades de Investigación y Desarrollo - Importantes recursos en algunas de las tecnologías ( p.e. olas) - Infraestructuras de experimentación de prototipos y demostradores compatibles con usos para energía eólica offshore - Industria (sector naval) capaz de asumir y explotar estas tecnologías 14

15 Captura, almacenamiento y uso de CO2 Acciones propuestas en la Hoja de ruta SET PLAN - Desarrollo y demostración de novedosos procesos de captura de CO2, y desarrollo de sistemas de transporte. - Desarrollo de métodos mejorados para el almacenamiento, caracterización, explotación y supervisión para el almacenamiento de CO2 - Desarrollo y demostración de procesos de utilización del CO2: combustibles sintéticos, productos para la industria química y producción de carbonatos. - Aumento de flexibilidad de operación de plantas con CCS. Reducción de tiempos de puesta en marcha y parada. Aumento de velocidad en rampas de variación de potencia. COMBUSTIBLE FOSIL NO CONVENCIONAL (gas de esquistos y gasificación subterránea): Desarrollo de estudios de impacto ambiental. Investigar el potencial de almacenamiento de CO2 en procesos de gasificación subterránea. Situación en España - Mercado reducido a corto y medio plazo - España tiene centros de I+D e instalaciones experimentales - Necesidad de acuerdo Publico privados para desarrollar estas tecnologías - Instalaciones de demostración 15

16 Geotermia Estado actual Generación eléctrica: - 12 GW instalados en el mundo + 1,85 GW en Europa (70 plantas) - Aporta gestionabilidad: puede controlarse la producción en todo momento. Generación térmica: -17 GW instalados en Europa (1,3 millones sistemas climatización con geointercambio) - Generación de frío/calor/acs con un mismo sistema (24h/día los 365 días del año) Acciones propuestas en la Hoja de ruta SET PLAN Producción de electricidad: Mejora de sistemas de perforación profunda, materiales, ingeniería de yacimientos y exploración de recursos / Desarrollo de programas piloto / Mitigación del riesgo financiero en las fases iniciales del proyecto Sistemas de Calefacción y Refrigeración: Mejora de materiales / Producción combinada de calor y electricidad / Soluciones tecnológicas para su uso en edificios existentes Situación en España - Mercado aún reducido en aplicaciones térmicas, implementación constante pero limitada - Mercado inexistente para producción de electricidad (a pesar de la existencia de recurso tanto en Canarias como en la Península), muy afectado por la reforma eléctrica - Sinergias con biomasa y energía solar térmica, con gran potencial de mercado en la climatización de edificios (tanto edificación nueva como rehabilitación) - Déficit de centros de I+D+i 16

17 Energía Solar Térmica de Baja Temperatura Acciones propuestas en la Hoja de ruta SET PLAN - Desarrollo de nuevos componentes a costes competitivos (controles inteligentes, almacenamiento térmico, sistemas híbridos para aplicaciones en edificios) - Investigación en nuevos sistemas integrados para rehabilitación energética de edificios - Nueva generación de captadores solares para procesos industriales - Integración de sistemas solares térmicos en redes de distrito de calefacción y refrigeración. Situación en España - Mercado nacional de gran interés ( muy ligado a la construcción y con fuerte caída en los últimos años ) - Tecnologías maduras - Existen capacidades de I+D+i e infraestructuras de certificación y homologación - Retos para esta tecnología: Sistemas de refrigeración solar Sistemas solares para procesos industriales 17

18 Hidrógeno y Pilas de combustible Acciones propuestas en la Hoja de ruta SET PLAN - Transporte, establecimiento de grandes redes de vehículos con pilas de combustible - Estaciones de servicio, incremento de la capacidad de las estaciones de servicio - Energía, producción de hidrógeno a partir de fuentes renovables e integración de electrolizadores y almacenamiento y pilas de combustible en la red - Demostración de plantas de pilas de combustible de diferentes capacidades tanto en sitios residenciales como industriales. Situación en España - Grupos de investigación españoles trabajando en todas las líneas de I+D - Apoyo de: Plataforma Tecnológica Española del Hidrógeno y de las Pilas de Combustible (PTE-HPC), Asociación Española del Hidrógeno (AEH2), Asociación Española de Pilas de Combustible (APPICE), Alianza por la Investigación y la Innovación Energéticas (ALINNE) - Trasposición de las normativas europeas - Poco apoyo institucional tanto al desarrollo tecnológico como a la implantación social - Muy pocas iniciativas empresariales 18

19 I + D + i en España. Comentarios finales Elementos de la cadena de la innovación en energía - Universidades / Centros de Investigación - Centros Tecnológicos - Demostradores - Fabricantes de Componentes ( PYMES) - Grandes Fabricantes - Usuario final /Compañías Eléctricas / Promotores - Es difícil ser líder en todas las tecnologías energéticas, pero es posible en ser líder en algunos elementos de la cadena de suministro ( necesidad de especialización ) -La visión empresarial es crucial para la innovación pero debe emplear a los agentes de I+D+i - Desde ALINNE como foro en el que se integran el sector publico y el sector privado se ofrece el compromiso de contribuir a estos aspectos

20 Gracias por su atención.

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