Presentación Hacia un aprovechamiento óptimo de las energías sustentables: vectores energéticos

Transcripción

1 Presentación Hacia un aprovechamiento óptimo de las energías sustentables: vectores energéticos

2 SEMINARIO ENERGIAS ALTERNATIVAS DE CORDOBA HACIA UN APROVECHAMIENTO ÓPTIMO DE LAS ENERGÍAS SUSTENTABLES: VECTORES ENERGÉTICOS Ezequiel P. M. Leiva Osvaldo Cámara Ramiro Rodríguez

3 CIFRAS DE DESARROLLO HUMANO millones de seres humanos 26 ciudades con población superior a los 10 millones de personas 850 millones de vehículos, ICE. 13 veces la distancia de la Tierra a la Luna. 18 M barriles diarios en la propulsión de automóviles, emiten 7.4 M diarios ton CO 2 38 y 2 M ton CO 2 /año a nivel nacional y provincial

4 DISTRIBUCIÓN DE LA POBLACIÓN MUNDIAL Distribución actual de la población mundial Distribución de la población mundial para 2050 Resto 45% Centros Urbanos 55% Resto 30% Centros Urbanos 70%

5 CIUDADES INTELIGENTES Esta propensión puede convertirse en un auténtico problema, a no ser que se logre mantener la armonía entre los aspectos espacial, social y ambiental de las localidades, así como entre sus habitantes. En este nuevo escenario sociológico y demográfico, con claros efectos económicos, políticos y medioambientales, surge con fuerza el concepto de ciudad inteligente. Cómo afrontar el reto de manejar ciudades cada vez más grandes y complejas es un eje central sobre el que gira la discusión de los escenarios de desarrollo de todos los países.

6 NECESITAMOS UN CRECIMIENTO INTELIGENTE Y SUSTENTABLE Qué queremos decir con esto? Sustentabilidad inteligente, consiste en una estrategia sistémica que busca la mayor eficiencia de la performance del sistema completo, considerando no solamente el funcionamiento de los diferentes componentes y subsistemas, sino del sistema como un todo. Esto implica la utilización de una red de inteligencia distribuida, formando un sistema nervioso que permita el control de sistemas de energía urbanos.

7 DESARROLLO INTELIGENTE Para determinar si una ciudad es inteligente, se valora de manera integral el uso de tecnologías para mejorar los servicios ciudadanos, optimizar el uso de recursos, ahorro de energía, la mejora general del nivel de vida y la reducción de emisiones de carbono.

8 ABASTECIMIENTO DE ENERGÍAS LIMPIAS E INTELIGENTES Aparecen en el escenario las fuentes de energías sustentables, entre las que podemos enumerar principalmente: solar, eólica, geotérmica, biomasa, hidráulica, marina. Todas las fuentes de energía sustentables o no, necesitan en general de un vector energético (VE) para su aprovechamiento. Los VE consisten en sustancias o dispositivos que almacenan energía, de tal manera que ésta pueda liberarse posteriormente en forma controlada. A diferencia de las fuentes primarias, los vectores energéticos son productos manufacturados que requieren un proceso de elaboración.

9 VECTORES ENERGÉTICOS Se pueden señalar tres grandes vectores energéticos: combustibles líquidos, electricidad (vía red o baterías) e hidrógeno, donde cada uno requiere de una infraestructura singular para su implementación.

10 HIDRÓGENO EÓLICO EN CÓRDOBA En sistemas de Generación Distribuida, es necesaria la complementariedad de sistemas de almacenamiento energético para acumular los excedentes de energía eólica o solar Diferencia entre generación y demanda anual 3000 Energía [kwh] Diferencia generación-carga (kwh) Carga eléctrica (kwh) Generación renovable (kwh/mes) Meses Analizar diferentes escenarios, tanto de consumo de hidrógeno puro, como de la mezcla GNC plus, donde este último combustible se puede suministrar en una mezcla próxima al 20 % en volumen con hidrógeno, sin modificaciones de infraestructura.

11 HIDRÓGENO EÓLICO EN CÓRDOBA Determinar el potencial de producción de hidrógeno electrolítico vía energía eólica en Córdoba. Evaluación del Recurso Eólico Requerimientos de energía eólica anual para la producción de Hidrógeno Costo de producción De Hidrógeno vía electrólisis de agua.

12 HIDRÓGENO EÓLICO EN CÓRDOBA

13 HIDRÓGENO EÓLICO EN CÓRDOBA Distribución de potencia eólica en Córdoba Distribución de la Densidad de Potencia Eólica media anual a 50m de altura en la Provincia. Las zonas de mayor potencial son de color negro ( W/m 2 ).

14 EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE ENERGÍA EÓLICA Energía anual en un sitio especifico: u V E N P( u) f ( u) du anual 0 u V i

15 HIDRÓGENO EÓLICO EN CÓRDOBA Se utilizaron los FC de la turbina Vestas V-90 de 2 MW y 95 m de altura del eje, con una PN instalada de 5 MW/km 2. Con este generador, se observó la EA producida en cada sitio. Se calcularon las áreas equipotenciales dentro de cada departamento y se multiplicaron por la energía calculada anteriormente, suponiendo una densidad de 2,50 turbinas/km 2. De este modo, cada región equipotencial del departamento, genera una cantidad de energía igual a: i E( A ) E A i anual i 2,50 Así, la energía anual generada en un dado departamento será: E depto i E( A ) i Para el cálculo de las áreas, se descontaron las reservas naturales y las zonas con pendientes mayores a 20% que no son adecuadas para la instalación de generadores eólicos

16 POTENCIAL DE EE POR DEPTO EN CÓRDOBA Punilla General Ro ca Roque Saenz Peña Santa M aría San Javier Gral. San M artín Tercero A rriba Río Segundo Unión M arcos Juarez Juarez Celman Río Cuarto Calamuchita San Alberto San Justo Río Seco Río Primero Colón Totoral Pocho M inas Cruz del Eje Ischilin Tulumba Sobremonte 0E+00 1E+08 2E+08 3E+08 4E+08 5E+08 Energía Eólica/Departamento [MWh/Año]

17 CONSUMO DE COMBUSTIBLE vs HIDRÓGENO EÓLICO Naftas [m 3 ] GNC [m 3 ] Gas Oil [m 3 ] Combustible Fósil ,32 x Equivalente [kg de H 2 ] 1.24x x x10 8 El análisis realizado indica que sería necesarios 5.25 x 10 8 kg H 2 /año para movilizar el parque automotor en la provincia de Córdoba.

18 COSTO DE PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO EÓLICO El Costo del combustible líquido vehicular $7-8/litro. 1 kg de hidrógeno 4 litros de combustible líquido. La producción sería competitiva para $28-32/kg H 2. El costo de producción de la energía eólica se obtuvo mediante el uso del software RETScreen, obteniendo el costo umbral con VAN = 0. El objetivo de esta evaluación fue establecer el costo de producción de hidrógeno, basado en el costo obtenido de la energía eólica necesaria para la electrólisis del agua. Para esta última evaluación se utilizó el programa H2A de la DOE.

19 COSTO DE HIDRÓGENO EÓLICO Costo de la electricidad eólica [US$/MWh] Costo del H 2 [$/kg] Costo equivalente H 2 Litro de nafta [$] 27,59 15,73 3,93 40,00 19,29 4,82 60,00 25,07 6,27 80,00 30,86 7,71 100,00 36,59 9,15

20 HIDRÓGENO EÓLICO EN CÓRDOBA Toneladas de H 2 /Km 2 para cada Departamento de la Provincia de Córdoba Sobremonte Tulumba Ischilin Cruz del Eje Minas Pocho Totoral Colón Río Primero Río Seco San Justo San Alberto Calamuchita Río Cuarto Juarez Celman Marcos Juarez Unión Río Segundo Tercero Arriba Gral. San Martín San Javier Santa María Roque Saenz Peña General Roca Punilla 14 departamentos de la provincia superan las 250 toneladas de hidrógeno por km 2.

21 POTENCIAL NACIONAL DE HIDRÓGENO

22 POTENCIAL NACIONAL DE HIDRÓGENO

23 HIDRÓGENO EN ARGENTINA ( Pico Truncado, ubicada en el norte de la provincia de Santa Cruz, es sede de la primera estación de servicio del continente que mezcle hidrógeno con (GNC). El combustible tendrá un precio de venta de alrededor de $1,5/m³. Inicialmente la mezcla tendrá sólo un 2% de hidrógeno, pero la idea es elevar ese porcentaje en el mediano plazo.

24 HIDRÓGENO EN ARGENTINA ( Hychico considera que el hidrógeno tendrá un papel significativo en el futuro como Vector Energético. Siguiendo esta visión, sus acciones se han enfocado en la producción de Hidrógeno a partir de energía eólica en la Patagonia Argentina para acompañar el crecimiento de la demanda energética que no será satisfecha con las fuentes convencionales así como también contribuir a mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero.

25 HIDRÓGENO EN BRASIL ( Coppe lança Ônibus a Hidrogênio com tecnologia nacional. O primeiro ônibus a hidrogênio do Brasil com tecnologia 100% nacional foi lançado, nesta quarta-feira, dia 26 de maio, em evento realizado no Rio de Janeiro. O veículo, desenvolvido pela Coppe, em parceria com a Fetranspor e com as secretarias municipal e estadual de transportes, circulará nas ruas do Rio a partir do segundo semestre de 2010.

26 AGRADECIMIENTOS - COLABORACIONES Estos trabajos se realizan en conjunto con: Empresa Generadora Córdoba (GCSA) Secretaría de Desarrollo Energético de Cba Dr. Ezequiel P. M. Leiva (FCQ-UNC) Dr. Oscar Oviedo (FCQ-UNC) Lic. Agustín Sigal (FaMAF-UNC) Ing. Patricia Villarroel Sáez (FCEFyN-UNC) Ing. Mirta Roitman (FCEFyN-UNC) Instituto Universitario Aeronautico

27 MUCHAS GRACIAS Video: REVOLUCIÓN ENERGÉTICA PARA UN FUTURO SUSTETABLE Ramiro Rodríguez