ENERGÍAS DEL FUTURO. AE-COFIS. Energías de Futuro. Organizada por el Colegio Oficial de Físicos. Cayetano López Director General Adjunto CIEMAT

Transcripción

1 AE-COFIS. Energías de Futuro. Organizada por el Colegio Oficial de Físicos. ENERGÍAS DEL FUTURO Cayetano López Director General Adjunto CIEMAT

2 Energías del Futuro Cayetano LópezL Director General Adjunto, CIEMAT CONAMA 08, Diciembre de 2008

3 Consumo de energía a y bienestar IDH vs Electricidad per capita 1 0,9 0,8 Argentina Portugal México Polonia Cuba China España Irlanda Francia Japón Singapur Chequia Australia USA Suecia Kuwait Canadá 0,7 Brasil Rusia 0,6 0,5 0,4 India M arruecos Zimbaw Sudáfrica Europa del Este MENA Africa América Latina Oceanía / Pacífico EUR+US+Canada Asia 0,3 Etiopía R. Dominicana: 0,2 IDH = 0,75 0,1 900 kwh/p/a kwh por persona y año Elaboración propia sobre datos del informe de Naciones Unidas Human Development Report 2006 y de la IEA 2004

4 Evolución n de las fuentes de energía a primaria

5 Consumo mundial de energía a primaria por fuente, 2007 Nuclear 5,6% Hidráulica 6,4% Petróleo 35,6% Carbón 28,6% Gas Natural 23,8%

6 El menú energético actual no es sostenible Preponderancia de los combustibles fósiles: f - Desigual distribución n territorial (petróleo, sobre todo) - Escasez (petróleo, sobre todo) - Contaminación n (carbón, sobre todo) No existe una única, y milagrosa, solución n tecnológica Debemos aprovechar todas las fuentes de energía Evitando los daños medioambientales de las más m contaminantes (si es posible)

7 Escenario verosímil Agotamiento o encarecimiento del petróleo Fin de la vida útil de las centrales nucleares GEN II Consecuencias medioambientales inaceptables Las energías del futuro: Gas Natural: La energía puente Transporte: Biocombustibles (cuáles?), electricidad Solar + eólica e + otras renovables Nuevos usos y tratamientos del carbón n (CCS) Nuevos dispositivos de fisión n (GEN IV) Fusión n (a más m s largo plazo)

8 Renovables Coste elevado. Cómo reducirlo? Tamaño o creciente de las instalaciones Avances en I + D Mejoras en la fabricación n de componentes: producción n en serie Experiencia de operación n de instalaciones Intermitencia. Cómo reducirla? Hibridación Almacenamiento (Calor, electricidad, H2)

9 Condiciones para el despliegue Política Normativa, Incentivos seguridad, etc. I + D Centros Tecnológicos Universidades, etc. Empresas Emprendedores Capital riesgo, etc.

10 Europa: Objetivos 2010 Europa: Objetivos indicativos: 12 % de energía primaria renovable 22 % de electricidad renovable 5,75 % de biocarburantes Nuevo objetivo indicativo para 2020: 20 % de energía primaria renovable 20% de reducción de emisiones de CO 2 20% de reducción del consumo

11 España: a: Objetivos 2010 PER-2010: 12 % de energía primaria renovable (7 % hoy) 30 % de electricidad renovable (20 % hoy) 5,75 % de biocarburantes (1 % hoy) 10,5 Mtep de incremento de producción renovable Financiación: M inversión total M ayudas públicas más incentivos Ayudas públicas e incentivos (%, M ) 58% 34% Incentivos fiscales (2.855 M ) Directa a proyectos (681 M ) Primas a generación (4.956 M ) (Consumidores) 8%

12 Evolución del coste de la energía eólica 1979: 40 c /kwh Tamaño de las Turbinas Avances en I+D Fabricación en serie Experiencia en O&M Parque eólico en Carnota (A Coruña) 2006: 4-7 c /kwh

13 Los países más m s dinámicos en energía a eólicae Capacidad eólica instalada a

14 Tamaño o de los aerogeneradores Hay un límite de potencia?

15 Generación n de electricidad en España, a, 2007 Nuclear 17,7% Petróleo 6,2% Carbón 24,2% Otros 20,2% Renovables Hidráulica 9,8% Eólica 9,1% Biomasa 1,2% Gas natural 31,7% Solar 0,1%

16 Datos de marzo de 2008

17 El recurso solar La energía primaria depositada por el sol sobre el suelo en una zona de buena insolación equivale a una lluvia de 20 cm de petróleo por m 2 cada año; 1,2 barriles/(año x m 2 ) Integrada sobre toda la superficie terrestre supone unas veces el equivalente de toda la energía primaria consumida en el mundo Con un rendimiento (conservador) de transformación de radiación en electricidad del 10 %, bastaría con un 5-7 % de las superficies desérticas (7% del total) para generar toda esa energía. La energía solar es dispersa pero abundante

18 Biomasa RESIDUOS (Agrícolas, Forestales, RSU) + Cultivos Energéticos Pretratamiento Tratamiento Calor, Electricidad (Secado, Densificación, n, etc.) (Combustión, Gasificación, Pirólisis) Azúcares + Cereales + Biomasa lignocelulósica (?) Pretratamiento Tratamiento Bioetanol (Fermentación n alcohólica) lica) Aceites de Soja + Colza + Girasol + Palma Pretratamiento Tratamiento Biodiesel (Transesterificación) Warning: : Balance energético

19 Biocombustibles vs. Combustibles fósilesf R. Zah et al., Ökobilanz von Energieprodukten: Ökologische Bewertung von Biotreibstoffen (Empa, St. Gallen, Switzerland, 2007).

20 Factores positivos de la tecnología a nuclear Segura (tecnología a madura que inventa el control y garantía a de calidad, fácil f de detectar contaminaciones, la industria más m s regulada y controlada) No emite CO2, ni otros gases de efecto invernadero ni produce lluvia ácida No modifica el paisaje a gran escala Gran capacidad de generación n de forma continua y predecible Pequeño o impacto de las variaciones del precio del combustible

21 Factores negativos de la tecnología a nuclear Residuos radiactivos: Fragmentos de Fisión n (semiperiodo < 30 años, actínidos de alta actividad y semiperiodo) Riesgos (pequeños) de accidentes (y percepción n pública p muy extendida) asociados a instalaciones nucleares A largo plazo suministro de combustibles reactores térmicos. t Necesidad de introducir una nueva generación n de reactores rápidos Riesgo de inversión n para la construcción n difícil de asumir Riesgo de proliferación n si se generaliza su uso en países con infraestructura deficiente o con proyectos de utilización n militar Es preciso un cierto nivel de desarrollo tecnológico para que existe un parque nuclear

22 La evolución n de los reactores nucleares ADS Dedicated waste management Pu inventory stabilization ADS

23 Conclusiones Preparar un porvenir (próximo) de dificultades energéticas y medioambientales Diversificar el menú energético, lo que implica disminuir el peso relativo de los combustibles fósiles Ahorrar energía (concienciación + legislación + disuasión) Aceptar que la energía limpia es más cara (a corto plazo) Conseguir la comprensión del público (ahorro, subsidios, precios, nuclear, líneas de transporte, uso del territorio, etc.)

24 Muchas Gracias!!

25 Estabilizar las emisiones de CO2 S. Pacala, R. Socolow, 2004

26 Un esfuerzo descomunal Ejemplos de cuñas de 1 GtC por año: a Aumentar la eficiencia de Mill vehículos de 12 km/l a 24 km/l Duplicar la eficiencia de todas las plantas de carbón n (de 32 % a 60 %) Introducir CCS en 800 GW de carbón n (1060 GW en 1999): Sleipners Añadir 700 GW nucleares (duplicar la dotación n actual) Añadir GW eólicos e (x 20 la actual capacidad, 30 MHa) Añadir GW solares (x 400 la actual capacidad, 5 MHa) Multiplicar por 100 la producción n brasileña a de etanol (250 MHa,, 1/6 sup. cultivable)

27 Sistemas de retribución: - Primas en el precio (referenciado a tarifas) (10/UE15). - Certificados verdes (UK, SU, I, B). - Subastas (IR). Los incentivos económicos - Mixtos (D, F, PB). Subvenciones y Otras Medidas Fiscales Prima Límite inferior Límite superior Eólica 2,9 7,1 8,5 Termoeléctrica 25,4 25,4 34,4 Tarifa regulada Fotovoltaica(P < 100 kw) Fotovoltaica (P < 10 MW) En c / kwh. Tarifa garantizada durante años

28 Las últimas generaciones Gen III: High temperature (efic %) Fuel containing Pu and a very high burning degree The safety level is improved through passive response measurements (mainly physical phenomena independent of operators and devices). Gen IV: Fast neutron reactors 235U (0.7%) 238U (99.3%) Very high temperature reactors Re-use of Pu Possible re-use of minor actinides Possibility of implementing the Thorium cycle Intrinsic Safety Internal waste treatment EPR: Finlandia, Francia Reactor refrigerado con plomo