Dr. Jorge Marcial Islas Samperio M.I. Mario Alberto Ríos, M.I. Genice K. Grande

Transcripción

1 EVALUACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL DE ESCENARIOS DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL SECTOR RESIDENCIAL DE MÉXICO 2030 Dr. Jorge Marcial Islas Samperio M.I. Mario Alberto Ríos, M.I. Genice K. Grande I Taller de Innovación Fotovoltaica y Caracterización de Celdas Solares CIE-UNAM, Temixco, Morelos

2 CONTENIDO 1.Justificación. 2.Objetivos 3.Metodología 4.Resultados 5.Conclusiones

3 JUSTIFICACIÓN El uso de la Energía Solar, un recurso abundante en México, puede dar una solución a los problemas que enfrentaremos en las próximas décadas (e.g. cambio climático, crecimiento en el uso de la energía) si continuamos con el uso de combustibles convencionales y finitos como los hidrocarburos. Recurso Solar promedio: 5 kw/m 2 /día Fuente: NASA 2007

4 JUSTIFICACIÓN En el mundo existen dos tecnologías solares comerciales, las cuales se emplean de manera importante en varios países (IEA-PVPS 2009), (IEA-SHC 2009) Sistemas Fotovoltaicos para la producción de electricidad. Calentadores Solares de Agua, para la obtención de agua caliente.

5 JUSTIFICACIÓN Las aplicaciones residenciales de estas tecnologías han demostrado en países como Alemania, España, China y Estados Unidos, líderes mundiales en el uso de estas tecnologías, que pueden desarrollar un gran mercado. Por ejemplo, Alemania de tener tan solo MW de SFV instalados en el 2000 pasó a tener una capacidad instalada de 5.34 GW en el Alemania incremento su capacidad 47 veces en 8 años

6 JUSTIFICACIÓN Sistemas Fotovoltaicos Capacidad acumulada (MW) a finales del 2008: Mundial: 13.4 GW En México: 21.8 MW Capacidad instalada en el 2008 Mundial: 5.6 GW En México: 1 MW Fuente: IEA PVPS 2009

7 JUSTIFICACIÓN Calentadores Solares de Agua Capacidad acumulada a finales del 2007: Total Global: GWth Total México: 638 MWth Instalada Global 2007: 19.9 GWth Instalada México 2007: 107 MWth Fuente: IEA-SHC 2009

8 JUSTIFICACIÓN El sector residencial de México representa un alto nicho de oportunidad para el uso de sistemas fotovoltaicos y calentadores solares de agua. Según datos del último Balance Nacional de Energía 2008, el sector residencial en México representó el 15% (750PJ) del consumo final de la energía del país.

9 OBJETIVOS El objetivo principal de esta presentación es la elaboración de un estudio económico y ambiental prospectivo sobre el uso de la energía solar en el sector residencial de México. Un segundo objetivo es la identificar cuáles son las principales barreras y actores involucrados que debería tomarse en consideración para el fomento y difusión de la energía solar en el sector residencial mexicano. El tercer objetivo es generar una propuesta de políticas publicas que fomenten el uso de la energía solar en el sector residencial de México.

10 1 METODOLOGÍA Análisis de las experiencias internacionales y nacionales del uso de la energía solar en el sector residencial en el mundo y en México Revisión bibliográfica Análisis de los nichos y potencial del uso de las tecnologías solares en el sector residencial en México Construcción de escenarios de la energía solar en el sector residencial de México Determinación del Costo- Beneficio y Mitigación de CO 2e de los escenarios 1 Análisis de barreras y actores involucrados Propuesta de Política Publicas Conclusiones

11 POLÍTICAS PÚBLICAS RELACIONADAS AL USO DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL SECTOR RESIDENCIAL DE MÉXICO Políticas públicas especificas para fomentar el uso de las tecnologías solares en el sector residencial. Normas para regular el uso de colectores solares en el sector residencial (2005-) Programa de Hipotecas verdes (2005-) Contrato de Interconexión para Fuente de Energía Solar en Pequeña Escala (2007-). Ley del ISR (2005-)

12 Energía Solar Fotovoltaica NICHOS Se analizaron los usuarios reportados por CFE (2010) encontrándose un nicho en los usuarios domésticos de alto consumo DAC Se considera un SFV Interconectado a la red. NICHOS Y POTENCIAL DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL SECTOR RESIDENCIAL EN MÉXICO Consumo en Hogar con SFV 2kWp 247 kwh/mensuales Un usuario DAC promedio consume 478 kwh/mensuales (CFE 2010) y pagaría por ejemplo en el año 2010 $1,430 (USD 2007), mientras que si instala un SFV de 2kWp su gasto de consumo eléctrico en ese año se reduciría a $392.5 (USD 2007) anuales

13 NICHOS Y POTENCIAL DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL SECTOR RESIDENCIAL EN MÉXICO Energía Solar Fotovoltaica Usuarios domésticos promedio de alto consumo DAC NICHOS Usuarios 1A Usuarios 1B Usuarios 1C

14 ESCENARIOS DE SFV EN EL SECTOR RESIDENCIAL EN MÉXICO Energía Solar Fotovoltaica Potencial SFVs de 2kWp 555,164 usuarios DAC reportados en CFE (2010) Crecimiento esperado: 1.54% (INEGI-ENIGH,2008) Capacidad instalada de 1.12 GW 765 mil Usuarios

15 Energía Solar Fotovoltaica Escenario ESCENARIOS DE SFV EN EL SECTOR RESIDENCIAL EN MÉXICO Supuesto de 46% de tasa de crecimiento anual en el periodo (en Alemania en el periodo se tuvo un tasa de crecimiento anual de 62%) Capacidad instalada de 957 MW 655 mil Usuarios

16 ANÁLISIS COSTO-BENEFICIO Energía Solar Fotovoltaica Análisis Costo Beneficio Parámetros: Costo Sistema FV 2kWp : $6,851 - $13,360(USD 2007) Costo medidor bidireccional: $298 - $1,000 (USD 2007) Reducción de precios es afectada por el desarrollo tecnológico generando una mejor eficiencia y disminución de costos de manufactura Costo esperado SFV al 2030: $1.25 /Wp (USD 2007), (DOE 2008) Horas Solares Pico 5.2 horas (considerando 9:30-16:30) (SENER 2008) Se evita el funcionamiento de Turbinas de gas, que funcionan en horas pico intermedio (CENACE 2001)

17 ANÁLISIS COSTO-BENEFICIO Energía Solar Fotovoltaica Análisis Costo Beneficio Beneficios acumulados: Dejar de operar turbinas de gas en horas pico intermedio Costos evitados de O&M ($107 millones USD 2007) Costos evitados de combustibles ($874.5 millones USD) Costos evitados de transmisión y distribución ($30.8 millones USD 2007) Ahorros en la factura eléctrica de los usuarios DAC ($3,029 millones USD) Los beneficios acumulados totales suman $4,401 millones de dólares (2007)

18 ANÁLISIS COSTO-BENEFICIO Energía Solar Fotovoltaica Análisis Costo Beneficio Costos acumulados Costos del Estado en subsidios adicionales En el periodo de 20 años, el Estado gastaría $1,337 millones (USD 2007) en subsidios adicionales en los usuarios DAC que empleen SFV. Costos acumulados de los usuarios DAC Costos de inversión en SFV ($1,026 millones - $2,191 millones USD 2007) Costos de O&M de los SFV ($8 millones - $18 millones USD 2007) Los costos acumulados totales suman $2,371 - $3,546 millones Beneficios totales Costos totales = $1,670 millones - $496 millones de dólares (USD 2007)

19 CONSTRUCCIÓN DE ESCENARIOS DE LA ENERGÍA SOLAR EN MÉXICO Energía Solar Fotovoltaica Mitigación de CO 2e Factor de Emisión: 524 tco 2e / kwh (Programa GEI Mexico 2010) Promedio de 500 tons / anuales 10.5 Millones de Tons acumuladas de CO2e El costo de mitigación es de -$ $46.11/ tonelada evitada de CO 2 equivalente.

20 CONSTRUCCIÓN DE ESCENARIOS PARA CALENTADORES SOLARES DE AGUA EN EL SECTOR RESIDENCIAL MEXICANO. De manera similar se realizo un estudio para Calentadores Solares de Agua en el sector residencial Mexicano. Utilizando un CSA frente a un sistema convencional de Gas Natural y de Gas LP VS.

21 CONSTRUCCIÓN DE ESCENARIOS PARA CALENTADORES SOLARES DE AGUA EN EL SECTOR RESIDENCIAL MEXICANO. Un CSA de 4m 2 (PROCALSOL 2007) frente a un sistema convencional de Gas LP genera un ahorro de $4,275 (USD 2007) por vivienda, una TIR del 20% y un periodo de recuperación de inversión de 4.2 años. Utilizando un CSA frente a un sistema convencional de Gas Natural nos genera un ahorro de $3,069 (USD 2007), a una TIR del 15.81%, y un retorno de la inversión en 5.3 años Potencial: 7 millones de viviendas, 19.3GWth Escenario : 5.5 millones de viviendas, 15.43GWth Costo Beneficio : -530 Millones (USD 2007) Mitigación de CO 2e : 69 Millones de Toneladas

22 RESULTADOS Al 2030 se espera evitar consumir casi 74PJ de energía convencional, lo que representa el 10% del consumo del sector residencial en el Lo que significa que el 2% de las viviendas en México tengan SFV al 2030 El 14% de las viviendas en México estimadas por CONAPO (2005) al 2030 tengan un Calentador Solar de Agua. Uso de la energía solar sector Residencial México al 2030 Ahorros energéticos acumulados al 2030 (GW) Beneficios económicos acumulados al 2030 (millones USD 2007) Reducción acumulada de emisiones de CO 2eq al 2030 (millones toneladas) Costo de mitigación ($/tons CO2 evitado) SFV CSA Total $1,670 - $496 $530 $2,201- $1, $ $ $7.71 -$ $53.82

23 ANÁLISIS DE BARRERAS Y ACTORES INVOLUCRADOS EN EL FOMENTO DE LA ENERGÍA SOLAR EN EL SECTOR RESIDENCIAL MEXICANO Barrera Acción Actores 1.- Altos costos iníciales de inversión para SFV y CSA. 2.-Falta de recursos humanos capacitados en la instalación y mantenimiento de SFV y CSA. 3.- Falta de políticas públicas para el uso masivo de tecnologías solares en el sector residencial. 4.- Desconfianza del consumidor 5.- Falta de información pública Desarrollar esquemas de financiamiento blandos y de medio plazo para la compra de CSA (hasta 5 años) y SFV (hasta 6 años) Capacitación técnica a instaladores a través de las cámaras industriales Formación de técnicos en establecimientos públicos de educación media superior. Revisar las políticas públicas para fomentar el uso extensivo de las tecnologías solares en el sector residencial. Generación de normas de equipos solares y la venta de equipo certificado Campaña de concientización destinadas al público en general. Difundir información sobre los beneficios económicos y las ventajas ambientales del uso de estas tecnologías solares en el sector residencial. SHCP, SENER, CONUEE, tiendas comerciales, distribuidores y fabricantes. SENER, SEP, Secretaria de Economía, Cámaras de la Industria. SENER, CONUEE, ONGs SENER, CRE, CONUEE SENER, CRE, CONUEE, SENER, CONUEE, tiendas comerciales

24 PROPUESTA DE POLÍTICAS PUBLICAS Propuesta de Acciones de Políticas Publicas para el fomento de la Energía Solar en el sector residencial Mexicano. Implementar una política de créditos de mediano plazo (hasta 5 años para CSA y 6 años para SFV) a una tasa blanda Constituir un fondo para el fomento de la energía solar en el sector residencial, que sea manejado por la SHCP y la SENER, a partir de los ingresos provenientes de la venta de las toneladas evitadas de CO 2-e proveniente del uso masivo de SFV y CSA en el sector residencial. Limitar las tarifas subsidiadas únicamente por 6 años a los usuarios DAC que decidan utilizar SFV. Realizar campañas de información a nivel nacional. Promover el desarrollo de normas nacionales para la protección del usuario. Llevar a cabo a nivel nacional talleres de capacitación y la creación de carreras técnicas enfocadas a la implementación de tecnologías solares en el sector residencial.

25 CONCLUSIONES Se demuestra que: Los altos costos de capital iníciales de los SFV y los CSA, pueden ser superados para ciertos grupos de población en el sector residencial en México, en particular los usuarios DAC tienen importantes incentivos para adoptar SFV provenientes del sistema de subsidios del consumo eléctrico en México. Utilizar estas tecnologías solares evitaría el uso de 16.4 GW de energía convencional al Evitando la generación de cerca de 80 millones de toneladas de CO 2eq en el periodo. Los escenarios creados generan además un ahorro a nivel sectorial de aproximadamente $ mil millones de dólares. La información proporcionada en este estudio permitió proponer políticas publicas de fomento de las tecnologías solares en el sector residencial y pone en relieve las barreras y actores que debieran de tomarse en cuenta para el fomento de la tecnología solar en el sector residencial Mexicano.

26 GRACIAS Dr. Jorge M. Islas Samperio Centro de Investigación en Energía CIE-UNAM