LOS RETOS DE LA INVESTIGACIÓN EN ENERGÍA SOLAR EN EL SIGLO XXI

Transcripción

1 RESEARCH CENTER Santiago de Chile, 5 de julio de 2013 LOS RETOS DE LA INVESTIGACIÓN EN ENERGÍA SOLAR EN EL SIGLO XXI Dr. Julian Blanco Galvez Plataforma Solar de Almeria julian.blanco@psa.es

2 EL TERCER PILAR Siglos XVI-XVII ESPAÑA Superioridad militar Siglos XVIII-XIX INGLATERRA Superioridad militar Superioridad económica Siglos XX-? ESTADOS UNIDOS DE AMÉRICA Superioridad militar Superioridad económica Superioridad científica y tecnológica

3 EL PROBLEMA DE LA ENERGIA Key World Energy Statistics, 2012 Combustibles fósiles: 86,7% Combustibles fósiles: 81,1%

4 RESERVAS DE PETROLEO World's total proven oil reserves x 10 9 barrels (1.210 billion barrels) BP Statistical Review of World Energy, BP p.l.c. June 2006 U.S. Crude Oil, Natural Gas, and Natural Gas Liquids Reserves, 2005 Annual Report, DOE/EIA-0216(2005) x 10 9 barrels (1.317 billion barrels) PennWell Corporation, Oil & Gas Journal, Vol (December 18, 2006) x 10 9 barrels (1.120 billion barrels) Gulf Publishing Company, World Oil, Vol. 227, No.9 (September 2006) Production: 88 x 10 6 barrels/day 32 x 10 9 barrels/year World's total proven oil reserves x 10 9 barrels (1.200 x 10 9 barrels) / (32 x 10 9 barrels/year) = 37,5 years

5 THE OIL PEAK 1955: Austria 1966: Alemania 1970: Libia, Bahrein, Venezuela, Ucrania 1971: USA (predicted by King Hubbert, 1950) 1973: Canadá, Malasia 1976: Irán, Rumania 1977: Indonesia 1978: Brunei, Yemen, Trinidad 1981: Túnez 1982: Chile 1983: Perú, Albania 1986: Camerún 1987: Hungría, Países Bajos 1988: Croacia, Francia 1991: Turquía 1992: Pakistán 1995: Siria, Egipto 1996: Gabón 1997: Italia 1998: Uzbekistán, Argentina 1999: Yemen, Colombia 2000: Australia, Gran Bretaña 2001: Omán, Congo 2002: Dinamarca 2003: Noruega, China, México 2004: Qatar, India, Ecuador 2005: Tailandia decline de producción offshore La Agencia Internacional de la Energía ha reconocido recientemente que el problema del pico de producción de petróleo es un concepto real que se producirá, como muy tarde, en el

6 CONSUMO GLOBAL DE ENERGIA TW Evolución del consumo total de energía primaria por la humanidad desde 1973 Fuente: Key World Energy Statistics (IEA, )

7 ENERGIA NUCLEAR (PRE-FUKUSHIMA) El problema de los residuos. Los residuos de alta actividad están formados, fundamentalmente, por los restos que quedan de las varillas de combustible gastado de los reactores en las que se encuentran sustancias como: plutonio 239 (vida media de años) neptuno 237 (vida media de años) plutonio 240 (vida media de años) El problema del coste. Se entiende que el almacenamiento de este tipo de residuos debe ser garantizado por decenas de miles de años hasta que la radiactividad baje lo suficiente como para que dejen de ser peligrosos. Alguien sabe cuanto va a costar eso solo en los próximos 100 años? El problema de la seguridad. La vida media histórica de la estabilidad de los regímenes políticos de las sociedades humanas es del orden de unos 250 años. Podemos garantizar que no se va a hacer un uso terrorista de estos residuos en los próximos 1000 años?

8 ENERGIA NUCLEAR (POST-FUKUSHIMA) RIESGO = PROBABILIDAD x CONSECUENCIAS Antes de Fukushima Consecuencias Probabilidad = 0 After Fukushima Consecuencias Probabilidad 0 Riesgo Aceptable Riesgo No aceptable

9 POTENCIAL DE ENERGIAS RENOVABLES DATOS GLOBALES POTENCIA GLOBAL TEÓRICA POTENCIAL TÉCNICAMENTE FACTIBLE POTENCIAL ECONOMICAMENTE FACTIBLE (2003) CAPACIDAD INSTALADA (2003) Biomasa 8-14 TW 6-8 TW No hay datos (*) 1.6 TW Hidráulica 4.6 TW 1.6 TW 0.8 TW 0.65 TW Geotérmica 66 TW 11.6 TW 0.6 TW TW Eólica 20 TW 2 TW 0.6 TW TW Solar 600 TW 60 TW TW TW Mareas/olas 234 TW No hay datos No hay datos ---- TOTAL 1030 TW (aprox.) 85 TW (aprox.) 7 TW (aprox.) 2.3 TW (aprox.) 1 TW equivale a la producción continuada de W durante un año completo = 8760 TWh = 1,000 plantas de potencia de1,000 MW de capacidad nominal J. Blanco et al. Review of feasible solar energy applications to water processes. Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (2009)

10 REDUCCION DE COSTE EN MODULOS FV Precios de mercado de módulo Fotovoltaicos Entre un 70 a 75% de reducción de costes sólo durante los últimos 4 años Data source:

11 MAYOR PLANTA FOTOVOLTAICA EN 2010 Parque Fotovoltaico de Olmedilla (Olmedilla de Alacon, España). Mayor parque FV del mundo 60 MWp. Construido en 2008, está formado por más de 160,000 paneles FV (Siliken SLK60 233/235 Wp) Producción nominal anual: 85 GWh. Factor de capacidadr: 0.16 Completado en 15 meses con un coste de 350 M. SILICIO CRISTALINO

12 FOTOVOLTAICA: FACTOR DE CAPACIDAD Parque Solar de Waldpolenz, Alemania (40 MWp), construido por Juwi Solar en una base aérea militar al este de Leipzig (Diciembre 2008) 40 MW Campo solar de tecnología de lámina delgada CdTe(mayor campo del mundo de esta tecnología). Producción nominal anual: 40 GWh 550,000 First Solar módulos de teluro de cadmio. Inversión total de la planta: 130 M. Precio: 3.25 Euro/Watio Factor de Capacidad: 0.11 LAMINA DELGADA

13 TECNOLOGIAS DE CONCENTRACION SOLAR

14 ALMACENAMIENTO TÉRMICO EN SALES Operación nocturna de planta solar gracias al almacenamiento térmico

15 24 H/DIA DE OPERACION: GEMASOLAR 60-65% de Factor de Capacidad con 16 horas de almacenamiento La tecnología de sales fundidas propociona un eficiente almacenamiento y despachabilidad de energía eléctrica permitiendo operar como plantas de base

16 ELECTRICIDAD SOLAR: HORAS DE REF. Tecnología Horas de Ref. / año Factor de Capacidad Torre Central con almacenamiento de sales de 15h 6, % Cilindro Parabólico con 9 h. de almacenamiento en sales 4, % Cilindro Parabólico con 7 h. de almacenamiento en sales 3, % Cilindro Parabólico con 4 h. de almacenamiento en sales 3, % Cilindro Parabólico sin almacenamiento 2, % Torre Central de vapor saturado 2, % Fresnel 2, % Disco Parabólico Motor Stirling 2, % Fotovoltaica (instalación fija) 1, % Fotovoltaica (seguimiento en 1 eje) 1, % Fotovoltaica (seguimiento en 2 ejes) 1, % Horas equivalentes de referencia para instalaciones de tecnología solar en España

17 RAZONES DE UN BRILLANTE FUTURO Energía Solar Termoeléctrica (CSP) 1. Tecnicas. CSP es la única fuente renovable que proporciona energía totalmente despachable aumentando a su vez la estabilidad de la red y con el potencial suficiente para satisfacer las demandas de energía eléctrica sin huella de carbono alguna. 2. Desarrollo Económico Local. El contenido local de las plantas CSP, con su correspondiente contribución al PIB, será uno de los principales argumentos detrás de las políticas de soporte para su desarrollo en la mayoría de los países con significativo potencial solar. 3. Competitividad y coste económico. El coste de las plantas CSP muestra una importante reducción al aproximarse a las potencias instaladas de otras tecnologías (3 GW instalados de CSP frente a 300 GW de energía eólica y 100 GW de fotovoltaica)

18 COSTE ELECTRICIDAD TERMOSOLAR Fuente: European Solar Thermal Electricity Association (ESTELA)

19 BALANCE ECONOMICO ESPAÑA 2012 Balance económico del sector Termosolar en España en 2012

20 EUROPEAN ENERGY RESEARCH ALLIANCE En un intento por acelerar el desarrollo e implementación de ERNC, tanto en Europa como en el resto del mundo, ha surgido el concepto de EERA. Asociación de los principales centros de investigación en en Energía con el respaldo explícito de la Comisión Europea. Dentro de EERA el programa conjunto sobre CSP está liderando una ambiciosa iniciativa global para aunar esfuerzos y coordinar el desarrollo de la investigación y desarrollo tecnológico durante los próximos 20 años. Chile y el SERC se encuentran representados en esta iniciativa a través de la Universidad de Chile.

21 PLATAFORMA SOLAR DE ALMERIA (PSA) Mayor y más completa instalación existente en el mundo para el ensayo de tecnologías solares de concentración y desarrollo de sus aplicaciones

22 POTENCIAL SOLAR EN CHILE

23 CONCLUSIONES Misión y objetivo del SERC: Ser el motor de la creación y desarrollo de un tejido industrial y de ingeniería nacional alrededor de las tecnologías de aplicación de la energía solar más relevantes para su aplicación en el contexto chileno Nuestros padres creyeron que luchaban por el salitre Nosotros creemos que lucharon por la minería Pero nuestros hijos sabrán que realmente por lo que lucharon fué por la energía solar Rodolfo Guillermo Barbosa Barrios, 2013

24 Muchas gracias por su atención