ENCUENTROS EN LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA Son las Energías Renovables una Alternativa Suficiente? Antonio Valero Capilla

Transcripción

1 ENCUENTROS EN LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA Son las Energías Renovables una Alternativa Suficiente? 1 ER encuentro EN LA UNIVERSIDAD 18 DE NOVIEMBRE 2008 Antonio Valero Capilla

2 Tres Aproximaciones: a) desde la Planificación energética b) desde la Evaluación de recursos c) desde la Tecnología

3 desde la Planificación energética

4 La situación en España. Construcción de escenarios Población PIB per cápita Intensidad energética % electricidad en el consumo de energía final Evolución factor de carga Curvas de cierre Pérdidas entre producción y consumo Compromisos internacionales Planes nacionales Evolución de la disponibilidad Ritmo de instalación (costes, empresas, inversiones) Posibilidad de aumento de la disponibilidad Evolución costes unitarios Escenarios base de emisiones Ratios de emisiones Construcción de los escenarios de demanda eléctrica Desarrollo de los límites de la planificación Evaluación de los resultados obtenidos 6 escenarios de demanda eléctrica: MÁXIMO tend, ALTO tend BAJO tend, MÍNIMO tend BAJO E, MÍNIMO E Disminución capacidad instalada Necesidad de producción Margen para la planificación Electricidad suministrada con tecnologías de CCA Demanda sin cubrir Escenarios de costes Escenarios de emisiones comparados con año base y proyecciones tendenciales Evolución de la dependencia energética ANÁLISIS Y CONCLUSIONES

5 La situación en España. Construcción de escenarios Consumo de energía final en España Millones de tep Año 4 Escenarios de energía final Población Escenario 1 Máximo Alto Bajo Mínimo Población Escenario 2 Intensidad energética tendencial hasta 2010 y con reducción del 1% anual en Intensidad energética con reducción anual del 1% entre MÁXIMO BAJO ALTO MÍNIMO

6 La situación en España. Desarrollo de los límites de la planificación Hipótesis asumidas para la construcción de los escenarios Hidráulica: Mantenimiento de la capacidad instalada. Centrales de fuel / gas: Mantenimiento de la cuota actual en términos de producción (2.75%) Centrales de carbón: Vida útil de 40 años. Nuclear: Vida útil de 40 años. Previsión del Gobierno (cierre en 2030) Ciclos combinados: Aumento hasta alcanzar entre y MW instalados Energías renovables: Incluyendo hidráulica, satisfacción del 37% de la demanda en % en 2030 y 45% en 2050 Térmica e hidráulica en régimen especial: Manteniemiento de la actual capacidad.

7 La situación en España. Desarrollo de los límites de la planificación Hipótesis asumidas para la construcción de los escenarios Cierre de la capacidad en térmica clásica con carbón instalada Capacidad restante (MW) Cierre a los 35 años Cierre a los 45 años Cierre a los 40 años 0 ene-94 ene-98 ene-02 ene-06 ene-10 ene-14 ene-18 ene-22 ene-26 ene-30 ene-34 ene-38 ene-42 ene-46

8 La situación en España. Desarrollo de los límites de la planificación Hipótesis asumidas para la construcción de los escenarios Cierre de la capacidad nuclear instalada Capacidad restante (MW) Santa María de Garoña Ascó Gr 1 Almaraz Gr 1 Ascó Gr 2 Vandellós Gr 2 Almaraz Gr 2 Cofrentes Año Trillo

9 La situación en España

10 La situación en España

11 desde la Evaluación de recursos

12 La situación mundial La cantidad de recursos renovables disponibles es enorme: 2422 Gtoe/año. No obstante, esta energía no puede recuperarse en la práctica. El uso potencial de energías renovables no es despreciable. Se podría abastecer 6 veces el consumo mundial de energía primaria. En la actualidad, sólo hacemos uso de menos del 2% del potencial de energías renovables. La ER más desarrollada es la hidroeléctrica (50% aprovechamiento de su potencial). El potencial del resto de renovables es en la mayoría de los casos inferior al 1%.

13 La situación mundial La energía disponible procedente de fuentes no renovables (nuclear, combustibles fósiles convencionales y no convencionales) es muy grande: Gtoe. De esta energía, el 67% proviene de la fusión del deuterio y tritio (tecnologías no desarrolladas en la actualidad). La energía potencial de fuentes no renovables es >6000 Gtoe. R/P =582 años. La energía potencial de combustibles fósiles convencionales y minerales es de: 886 Gtoe. R/P=91 años. NO EXISTE ESCASEZ DE ENERGÍA SINO ESCASEZ DE MINERALES!

14 La situación mundial Los minerales no energéticos más explotados son Fe, Al y Cu.

15 THE EXERGY EVOLUTION OF THE MINERALS La situación mundial Picos de producción Fe: 2068 Al: 2057 Cu: 2024 Values in ktoe

16 La situación mundial Evolución de la extracción mundial de minerales energéticos y no energéticos.

17 La situación mundial Minerales energéticos. Picos de extracción Carbón: 2060 Gas natural: 2023; Petróleo: 2008

18 THE EXERGY EVOLUTION OF THE MINERALS La situación mundial. La cuenta atrás exergética

19 desde la Tecnología

20 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Con las innovaciones tecnológicas actuales, y el desarrollo de las tecnologías emergentes Un escenario energético totalmente limpio y renovable es posible.

21 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Los dos tópicos típicos divulgados hasta el momento: Las energías renovables son insuficientes, caras, y tecnológicamente inmaduras. Los sistemas de almacenamiento directo de energía eléctrica son ineficientes y caros.

22 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Las principales innovaciones (disponibles unas, y en desarrollo otras), que están revolucionando los convencionales límites de la tecnología eléctrica y electrónica son: La nanotecnología. Los nuevos semiconductores (p. ej. el Carburo de Silicio,.). Los materiales cerámicos ferroeléctricos (p.ej.titanato de Bario).

23 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Los principales campos en los que las aplicaciones de las nuevas tecnologías están revolucionando el escenario energético El almacenamiento directo de la energía eléctrica. La captación fotovoltaica de la radiación solar con alta eficiencia. Las tecnologías de Electrónica de Potencia. Los sistemas de generación distribuida activa implementada en microrredes locales.

24 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Entre los campos en los que las aplicaciones de las nuevas tecnologías están revolucionando el escenario energético, el más relevante por su incidencia en la utilización de las energías renovables es: El almacenamiento directo de la energía eléctrica.

25 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Almacenamiento electroquímico: Baterías de ión-litio y nano-titanio La alternativa al plomo y al cadmio. Eficiencia 95%.Duración miles de ciclos. Densidad 150 Wh/k Almacenamiento electrostático: Los ultra y los hipercondensadores cerámicos. Eficiencia 98%. Duración millones de ciclos.densidad 280 Wh/k. El fin de los procesos electroquímicos..?

26 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Otro campo de las aplicaciones de las nuevas tecnologías que proporciona un profundo cambio en el escenario energético es: Las innovaciones tecnológicas en los semiconductores: Los semiconductores de banda ancha. SiC (Carburo de Silicio) Se está iniciando una gran transformación en los sistemas de generación, transporte, distribución y uso de la energía eléctrica, propiciando la generalización de su uso y haciendo viables los sistemas distribuidos activos, mediante la proliferación de microrredes locales autosuficientes.

27 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? La aplicación de las nuevas tecnologías están transformando totalmente el escenario energético eléctrico, incidiendo principalmente en estos momentos sobre: El automóvil eléctrico. Regulación y estabilización del sistema eléctrico. Control flexible e inteligente de los sistemas eléctricos. Implantación de microrredes locales en sistemas distribuidos activos.

28 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? El imparable coche eléctrico eficiencia 85%-95%

29 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? SOLARES Foto-Voltaicas Eficiencia 40% Con rendimiento superiores al 40%, la potencia de pico por m2 es es superior a los 0,4 KW. Considerando 1400 h eq.año, la producción es de 560 kwh. año por m2

30 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Escenario actual: Las cuentas. En general, de toda la energía que consumimos, el 42% lo dedicamos a generación de energía eléctrica, otro cuarenta por ciento al transporte, y el resto a los usos residenciales y comerciales no eléctricos. En el sistema eléctrico actual: Por cada kwh eléctrico que utilizamos, tomados en el punto final, consumimos 4 kwh. de las fuentes energéticas.(eficiencia 25%) En el transporte: Por cada kwh. utilizado, tenemos que extraer 10 kwh.(eficiencia 10%). En el sector residencial y comercial: Se estima una eficiencia del 30%. Rendimiento global estimado 20%

31 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Escenario actual

32 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Claves tecnológicas del nuevo escenario Generalización de los sistemas energéticos eléctricos En todos los ámbitos de la generación, transporte y distribución energética, también como energía final en los casos en que las ventajas de su utilización sea evidente (vehiculo eléctrico, cocina inductiva ) Generación energética fría, sin procesos térmicos ni electroquímicos, basados en la captación de la energía solar incidente en la tierra, mediante transformaciones fotovoltaicas, eólicas e hidroeléctricas. Almacenamiento de energía eléctrica directa con procedimientos electrostáticos, sin pérdidas sin envejecimiento. Generación distribuida activa pequeñas generaciones adosadas y adaptadas a las necesidades de cada consumo local.

33 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? El Nuevo Escenario Energético Vector energético eléctrico y generación distribuida activa fría Energía Primaria necesaria, 30% de la actual Energía Final Útil 80-90% de la primaria

34 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Microrredes locales Optimización de recursos y consumos energéticos.

35 Innovación tecnológica y escenario energético: Son las energías renovables una alternativa suficiente..? Son las energías renovables una alternativa suficiente?... SÍ Si de verdad nos lo proponemos, decididamente..

36 La situación mundial

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38 Muchas gracias por su atención Antonio Valero Capilla 18/11/08

39 530 publicaciones 103 en revistas científicas y técnicas con índice de impacto. 15 libros 42 tesis 8 masters y diplomas de especialización universitaria 918 alumnos egresados 492 técnicos y profesionales en curso de especialización técnica 237 convocatorias de Becas de Iniciación a la investigación 56 Becas FPI de Formación de Personal Investigador 53 becas de cooperación proyectos ejecutados