AULA DE ECOLOGÍA URBANA 9 y 10 de febrero de 2009 Semana Europea de la Energía Sostenible

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1 AULA DE ECOLOGÍA URBANA 9 y 10 de febrero de 2009 Semana Europea de la Energía Sostenible Con motivo de la celebración del 9 al 13 de febrero de la Semana Europea de la Energía Sostenible, el Centro de Estudios Ambientales y el Departamento de Medio Ambiente y Sostenibilidad del Ayuntamiento de Vitoria-Gasteiz organizaron dos sesiones del Aula de Ecología Urbana. 9 DE FEBRERO Energía, sostenibilidad y generación distribuida. Ander Laresgoiti. Director de la Unidad de Energía de IKERLAN. Situación energética El consumo de energía es creciente y lo es para todo tipo de energías. En casi todas las regiones del mundo el 80% de este consumo está basado en los combustibles fósiles. El sistema energético actual es fuente de problemas que van haciéndose cada vez más evidentes: aumento de la concentración de CO 2 y calentamiento global. Además, la producción de petróleo alcanzará un pico y tarde o temprano la demanda superará a la oferta. Extrapolando los datos del pasado puede concluirse que el consumo energético seguirá creciendo y por tanto seguirán también creciendo las emisiones de CO 2. Es necesario actuar para detener esta tendencia que puede tener graves consecuencias. Cadena de energía El objetivo del suministro de energía es el de proporcionar bienestar. Se trata de suministrar energía para tener luz, calefacción, transporte, alimentos, comunicaciones, etc. La energía primaria (petróleo, solar, nuclear ), a través de tecnologías de suministro (generadores ), es transformada en energía secundaria (electricidad, gas natural ), que a través de tecnologías de uso (lámparas, electrodomésticos ) proporciona servicios energéticos (iluminación, calor ). Estos servicios energéticos van a proporcionar el bienestar del que hablábamos. Para resolver o paliar el problema energético es posible actuar a todos los niveles de la cadena energética, procurando la mayor eficiencia en cada unos de ellos. Incrementar la eficiencia del estilo de vida es difícil, requiere la implicación de la población. En cuanto a las tecnologías de uso, son posibles mejoras de eficiencia del 20-50% en instalaciones existentes y del 50-90% en nuevas instalaciones. Por último, en cuanto a la eficiencia de la tecnología de suministro, los sistemas de generación actuales son muy eficientes por lo que es muy difícil mejorar. El único sistema de suministro que puede proporcionar incrementos grandes de eficiencia es la cogeneración. Ésta puede incrementar la eficiencia de transformación de los combustibles fósiles hasta el 90%. Centro de Estudios Ambientales de Vitoria-Gasteiz Página 1 de 6

2 Otra forma de contribuir a paliar el problema energético es la sustitución de las fuentes energéticas tradicionales por energías renovables. Utilizan fuentes energéticas gratuitas, su impacto ambiental es reducido y contribuyen apreciablemente a la reducción de emisiones de dióxido de carbono. El futuro del sistema energético pasa por reducir la dependencia de los combustibles fósiles potenciando las energías renovables y configurando nuevos modos de entender y gestionar la energía con criterios de eficiencia y sostenibilidad. Generación distribuida El sistema energético actual se basa en la generación y distribución centralizada. La mayor parte de la energía se produce en grandes plantas de generación (centrales térmicas a base de carbón o petróleo, de ciclo combinado a base de gas natural, nucleares...), se envía a las redes de alta tensión y se distribuye a los consumidores a través de las redes de distribución de media y baja tensión. La generación distribuida es un sistema en el que parte de la energía eléctrica se genera en unidades descentralizadas, dispersas y próximas a los centros de consumo (domicilios, comunidades de vecinos, centros comerciales, polígonos industriales...). Esto permite a los consumidores generar electricidad para sus propias necesidades (por ejemplo, con pilas de hidrógeno o con mini-renovables) y vender los excedentes de la electricidad que generan a la red eléctrica. La suma de millones de pequeños equipos de generación se convierte, así, en una gran planta virtual que aporta indudables ventajas. Por una parte, reduce las distancias entre el punto de producción y el de consumo y, en consecuencia, aminora las inevitables pérdidas que se producen en el transporte. Por otra, facilita la integración en el sistema de energías alternativas. La generación distribuida ofrece flexibilidad, ahorro y eficiencia para los clientes, los suministradores y la sociedad. Para que realmente este sistema se implante y extienda es necesario un gran desarrollo en tecnologías de programación control y comunicaciones, en elaboración de normas y sobre todo en tecnologías de generación (pilas de combustible, fotovoltaica, etc.) que sean realmente limpias, fiables y competitivas con los sistemas centralizados actuales. Son varias las tecnologías de generación distribuida: Basadas en combustibles fósiles: motores de combustión interna (diesel, gas natural), turbinas de gas, microturbinas, pilas de combustible. Ventajas: En general tecnología probada de bajo costo. Buen rendimiento eléctrico y recuperación del calor residual. Programable. Motores de gas natural muy populares en Europa para cogeneración. Sus emisiones han sido reducidas considerablemente. Aplicaciones: cogeneración, picos y emergencia en potencias < 10 MW. Basadas en tecnologías renovables: hidroeléctrica, fotovoltaica, solarconcentración, eólica, marina, geotérmica, biomasa. Ventajas: Ruido y contaminación reducidas. Independientes de la evolución de los precios del petróleo. Centro de Estudios Ambientales de Vitoria-Gasteiz Página 2 de 6

3 Buenas para aplicaciones muy pequeñas y modulares. Pueden usarse a ambos lados del contador. La solar coincide con demanda pico bastante bien. Inconvenientes: Intermitencia (si no se usan con almacenamiento). Normas de conexión. Necesitan el soporte de la red. Alto coste de instalación. De almacenamiento: baterías, súper condensadores, volantes de inercia, SMES. Bobinas superconductoras. Un ejemplo serían los vehículos eléctricos que pudieran conectarse a la red eléctrica y formar parte de un sistema de generación distribuida. Podrían ser totalmente eléctricos o híbridos conectables. Como ejemplo, éstas son las características de un modelo de coche eléctrico, el Tesla Roadster: 100% eléctrico De 0 a 100 km/h en 4 segundos Autonomía de 340 km Consumo de 0,9 l/100 km Gasto menor a 1,25 /km Conclusiones El sistema energético actual puede causar graves daños medioambientales. Para la solución de estos problemas el ahorro, la cogeneración y las energías renovables serán fundamentales. La generación distribuida jugará un papel fundamental en la integración de estos recursos energéticos. 9 DE FEBRERO Sociedad del hidrógeno y pilas de combustible. Igor Villarreal. Investigador del Área de Sistemas Alternativos de Generación de la Unidad de Energía de IKERLAN. Sociedad del hidrógeno La sociedad del hidrógeno es un modelo económico futurible en el cual la energía se obtiene del hidrógeno. Pero el hidrógeno no es una energía primaria. En la tierra no existe hidrógeno libre, es necesario producirlo, es un vector energético, como la electricidad. El hidrógeno forma parte de: agua (H 2 0), hidrocarburos (gas natural -CH 4 -, petróleo, biomasa ), alcoholes (etanol, metanol ) y separarlo cuesta energía. Hoy día el hidrógeno se está obteniendo de hidrocarburos y las aplicaciones para las que se está utilizando son para producir amoniaco (fertilizante) y para romper cadenas largas de hidrocarburos. No se está usando para producir energía. El hidrógeno será más o menos limpio dependiendo de la fuente que se utilice para su obtención. Centro de Estudios Ambientales de Vitoria-Gasteiz Página 3 de 6

4 El uso del hidrógeno para el sector del transporte plantea bastantes dudas relacionadas fundamentalmente con la eficiencia en la producción, distribución y almacenamiento del hidrógeno. Tendrían más sentido los coches eléctricos y los híbridos. Al contrario de la creencia extendida, no parece que el problema de los coches de hidrógeno sea la seguridad. Otras aplicaciones basadas en el hidrógeno son: Pequeños equipos electrónicos: ordenadores, juguetes, como sustitución de las baterías actuales. Proporcionaría mayor autonomía y comodidad de recarga. Cogeneración de electricidad y calor: combustión interna, stirling, pilas de combustible Sistemas auxiliares de generación y aislados de red. Sistemas que requieran almacenamiento: tanto aplicaciones que requieran largo tiempo de almacenamiento como producción de hidrógeno proveniente de energías renovables que sea rentable almacenar. Pilas de combustible La pila de combustible es un sistema que permite mediante una reacción electroquímica producir electricidad y calor. La pila de combustible puede ser alimentada por hidrógeno, alcoholes e hidrocarburos (gas natural, biogás, diesel ). Una caldera de gas de casa sólo permite sacar calor no electricidad. Una central de gas combinado permite aprovechar el calor para producir electricidad pero se pierde mucho calor. Tipos de pilas de combustible Pilas de combustible de baja temperatura (100 C). Permiten un arranque muy rápido y tienen un peso y tamaño pequeños. La principal desventaja es que necesitan hidrógeno muy puro. Tendrían aplicación en pequeños aparatos, sistemas auxiliares, vehículos especiales, equipos portátiles Pilas de combustible de alta temperatura ( C). Alta eficiencia. La desventaja está en que la alta temperatura supone tiempos más largos de arranque y necesita de materiales resistentes. Entre sus aplicaciones potenciales pueden citarse: Generador doméstico de electricidad y calor. Generación distribuida para edificios. Generador de electricidad para aplicaciones aisladas: casas aisladas, casas móviles, yates, telecomunicaciones. Auxiliary Power Units para autobuses y camiones. Puede hacerse la comparación con otros sistemas de generación. Por ejemplo, una central de gas tiene una eficiencia de generación del 58%, con unas pérdidas en el transporte del 6%, lo que supone un 52% de energía para el uso final. Una pila de combustible tiene una eficiencia de generación del 90% sin pérdidas en el transporte lo que supone un 90% de energía para el uso final. Conclusiones Necesidad de un cambio del sistema energético. El hidrógeno no tendrá la importancia que se le está dando en automoción, quizá tendrá otras oportunidades. Centro de Estudios Ambientales de Vitoria-Gasteiz Página 4 de 6

5 Las pilas de combustible, tanto de alta como de baja temperatura, tendrán un papel muy importante a corto y/o medio plazo. 10 DE FEBRERO Geopolítica del cambio climático. Copenhague 2009, la hora de la verdad. Antxon Olabe. MSc en Economía y Gestión Ambiental por la Universidad de York, Reino Unido. Analista Ambiental y socio de NAIDER. La cumbre internacional de Copenhague, que se celebrará en diciembre de 2009, es una cita muy importante. En ella deberán alcanzarse acuerdos para el periodo post- Kyoto. Kyoto fue importante. Fue un punto de inflexión pero de éxito relativo porque no consiguió atraer a grandes economías muy emisoras de gases de efecto invernadero (EEUU y países emergentes). Constituyó un primer paso en la dirección correcta. En Copenhague se espera sentar y centrar los objetivos de reducción para el periodo post-kyoto fue un año decisivo. La comunidad científica internacional, a través del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), elaboró un informe enviando un mensaje claro y contundente: es preciso actuar ya y hay que hacerlo con decisión. También en 2007 se elaboró un informe económico que hablaba de una pérdida de riqueza colectiva del 5-20% del PIB si no se reaccionaba y encauzaba el problema del calentamiento global. La revolución industrial con un consumo ingente de energías fósiles, la explosión demográfica mundial y el enorme desarrollo de producción y consumo han provocado las fuertes emisiones de gases de efecto invernadero. La emisión a la atmósfera de toneladas de CO 2 en los últimos 200 años ha causado el efecto invernadero. El clima de la Tierra ha sido alterado y la temperatura media de la atmósfera se ha incrementado en 0,76 ºC. Se corre el riesgo de superar lo que los científicos llaman el umbral de seguridad y que sitúan en un incremento de la temperatura media de la atmósfera por encima de los 2 ºC respecto a la existente en tiempos preindustriales. Esto supondría entrar en una situación de alto riesgo para las personas y la biosfera. La Unión Europea acude a la cita de Copenhague con una propuesta ambiciosa: para los países ricos disminución en 2020 del 30% de las emisiones respecto a las de 1990 y para los países emergentes (China, India ) disminución en 2020 del 15-30% respecto a la tendencia. El contexto de la emisión de gases de efecto invernadero es complejo. Se da una conjunción de factores de presión: Presiones surgidas de la actual crisis económica-financiera. Horizonte de escasez de petróleo. Quizás 10 años? Fuerte crecimiento demográfico. En 2020 el 90% de la población vivirá en países emergentes y en desarrollo cuya prioridad va a ser el crecimiento y desarrollo económico. Cambio profundo en las relaciones de poder internacionales. Multilateralismo. Poderosa inercia en las emisiones de gases de efecto invernadero. Centro de Estudios Ambientales de Vitoria-Gasteiz Página 5 de 6

6 Se da pues una confluencia de tendencias poderosas cuyo potencial para desestabilizar la situación socio-política y de seguridad es alto, así como fuertes tensiones por el control de los recursos energéticos y del agua. Respecto a la geografía de las emisiones conviene pensar en cuáles serán los países claves. El 90% de la población mundial vivirá en 2020 en países emergentes y en desarrollo. A partir de esa fecha, la mayoría de las emisiones se originarán en USA, China, EU-25, Rusia, India, Japón, Brasil e Indonesia; si bien con grandes diferencias entre las emisiones brutas y las emisiones per cápita (China e India emiten per cápita mucho menos que los países ricos). Esto lleva a una conclusión: sin los países emergentes es imposible resolver el problema del cambio climático. O somos capaces de una solución cooperativa o, si no, no habrá solución. El cambio climático se está empezando a ver como un problema emergente de seguridad global. En 2007, el Consejo de Seguridad de las Naciones Unidas, a solicitud del Gobierno Británico, celebró una sesión monográfica sobre el cambio climático. Otro hito en este sentido fue, en la primavera de 2008, el Informe del Alto Representante para la Política Exterior y la Comisión al Consejo Europeo Cambio climático y seguridad internacional. En este informe se hablaba de escasez de recursos energéticos, alimentarios y de agua, con problemas de sequías y desertización; de emigraciones masivas e inestabilidad y de una mayor frecuencia e intensidad de eventos climáticos extremos. Está claro que todo ello puede provocar problemas de seguridad internacional; es necesario dejar de verlo únicamente como un problema ambiental, ni siquiera de sostenibilidad. Hay que crear una nueva arquitectura institucional internacional. Las instituciones que surgieron de la Convención Marco sobre el Cambio Climático han sido positivas, pero se han mostrado insuficientes para contener y encauzar este grave reto global. Es preciso implicar al organismo de mayor poder político, el Consejo de Seguridad de las Naciones Unidas. Las instituciones, y en particular este Consejo, han de ser actualizadas. El Consejo de Seguridad debe ser reformado y ampliado para dar cabida a los principales países emisores (USA, UE, Rusia, China, India, Japón, Brasil, Indonesia) incorporando también a Sudáfrica. Es imprescindible evitar que la temperatura media de la atmósfera aumente por encima de los 2 ºC respecto a la existente en tiempos preindustriales. Ello supondría un riesgo grave de desestabilización del clima de efectos potencialmente catastróficos. En Copenhague hay que llegar a acuerdos que puedan evitarlo. Para ello será necesario tomar distintos tipos de medidas: Medidas de mitigación, de reducciones concretas de emisiones, por las que los países ricos reduzcan sus emisiones y los emergentes incrementen menos las suyas. Medidas de adaptación. Puesto que un cierto nivel de impacto es ya irreversible, será necesario poner en marcha estrategias integradas de adaptación en todos los países. Medidas de financiación y transferencia tecnológica: el sistema de compraventa de permisos de emisión en toda la OCDE y una revolución energética mundial basada en el ahorro, la eficiencia y las energías renovables. La cita de diciembre de 2009 en Copenhague es pues muy importante. Uno de los elementos definitorios del siglo XXI será la forma en que la humanidad enfrente el cambio climático. Centro de Estudios Ambientales de Vitoria-Gasteiz Página 6 de 6