Organización Latinoamericana de Energía Viceministerio de Minas y Energía, Ministerio de Obras Públicas de Paraguay

Transcripción

1 Organización Latinoamericana de Energía Viceministerio de Minas y Energía, Ministerio de Obras Públicas de Paraguay 1er Taller Regional de Electricidad Perspectivas de la Utilización de Energías renovables Sistemas Termosolares a Concentración para Generación de Electricidad Asunción, Paraguay, Mayo, 2010 Carlos Ramos cramos@iie.org.mx Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas, México

2 Qué son las Tecnologías Termosolares a Concentración? Los sistemas de energía solar térmica a concentración producen calor o electricidad mediante el uso de espejos que concentran los rayos del sol a temperaturas que oscilan entre los 400 y 1000 ºC Las centrales solares pueden integrarse con almacenamiento o en operación híbrida con otros combustibles En la actualidad estas centrales pueden tener potencias desde 30 MW hasta por encima de los 100 MW

3 Porqué Utilizarlas? La energía solar térmica a concentración es una forma viable de generar electricidad Esta tecnología no contribuye al cambio climático y su fuente es inagotable Técnicamente madura para crecer en su aplicación en forma exponencial (franja solar) Sustitución y desplazamiento de combustibles fósiles Otras aplicaciones importantes (calor de proceso, desalación de agua, química solar)

4 Tecnología de Receptor Central Colector (Helióstatos) Receptor (Cavidad o externo) Almacenamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático

5 Tecnología de Canal Parabólica Colector - Receptor Almacenamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático

6 Tecnología de Plato Parabólico Colector (concentrador) Receptor (motor Stirling) Estructura y mecanismos de direccionamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático

7 Tecnología Fresnel

8 Plantas Termosolares a Concentración para Generación de Electricidad Campo Solar Integrado a Ciclos Rankine Campo Solar Integrado a Ciclos Combinados (Integrated Solar Combined Cycle, ISCC) Fuente: Michael Geyer, SolarPACES Implementing Agreement

9 Canal Parabólica: Comercial Instalaciones a escala industrial Plantas Termosolares a Concentración Potencia Despachable Receptor Central: Pre-Comercial Instalaciones a escala piloto y escala industrial Plantas de hasta 200 MW o varias plantas Eficiencias moderadas (Solareléctrica) Con almacenamiento podrían obtenerse factores de planta por arriba del 70%

10 Plato Parabólico: Pre-comercial Instalaciones a nivel de planta piloto Modulares(10-25 kwe) Generación distribuida Alta eficiencia Integración para conformar plantas a gran escala Plantas Termosolares a Concentración Potencia No-Despachable

11 Plantas Termosolares a Concentración en operación (Canal Parabólica) Solar Energy Generating Systems (SEGS I-IX), Kramer Junction, Dagget y Harper Lake, CA., 9 plantas totalizando 354 MWe Arizona 1 MW Nevada Solar One 64 MW

12 Plantas Termosolares a Concentración en operación (Canal Parabólica) Andasol 1 50 MW Almacenamiento (7.5 h) Sales fundidas

13 Plantas Termosolares a Concentración en operación (Receptor Central) PS10: 10 MW 624 heliostatos Torre de 120 m de altura Receptor cavidad

14 Plantas Termosolares a Concentración en operación (Receptor Central) PS20: 20 MW 1255 heliostatos (120 m2) Torre de 165 m de altura Receptor cavidad

15 Plantas Termosolares a Concentración Volumen de Mercado Mundial (al 2009 en MW) País En operación En construcción Propuestas Total España EUA Israel Argelia Sudáfrica China Grecia México 31? 31 Egipto Marruecos Italia 5 5 Australia 2 2 Alemania 2 2 TOTAL

16 Actual Plantas Termosolares a Concentración Costos actuales y proyectados Año Próximos 5 años Próximos 10 años Costos de Inversión (US$/kW e ) Plato Parabólico 6500 (9-10 kw e ) (25 kw e ) Tecnologías Canal Parabólico ( MW e ) (200 MW e ) (200 MW e ) Receptor Central ( MW e ) (170 MW e ) Costos nivelados de generación (US cents/kwh e ) Año Tecnologías Plato Parabólico Canal Parabólico Receptor Central Actual Próximos 5 años Próximos 10 años

17 Alternativas No Fósiles para el Sector Energético de ALyC Hidroeléctrica Geotermia Nuclear Renovables No Convencionales Solar Eólica Biomasa Pequeña Hidro Océanica

18 Energía Solar Térmica Base Tecnológica Entorno Munidal Tendencias tecnológicas: Proyectos pilotos de CC con CP Desarrollo de nuevos ciclos para RC Identificación de nichos de aplicación Costos estimados: Instalación: 3500-? US$/kW Generación: actual US /kwh, proyectado al US /kwh Capacidad instalada: al 2009: 564 MW

19 Entorno Mundial Esquemas de Promoción Portafolio renovable Compra obligatoria Bonos a productores Precio verde Información ambiental abierta Políticas para extensión de líneas Planeación integrada de recursos

20 Condiciones del Entorno en México y ALyC? Recursos energéticos disponibles: no suficientemente explorados ni caracterizados Tecnologías: arsenal local limitado; disponibles en entorno internacional Nichos regionales de posibles aplicaciones rentables: electrificación rural, generación distribuida, pequeña generación, repotenciación Marco legal limitativo, en evolución Marco programático incipiente

21 Energía Solar Térmica Posibilidades en Mexico Más de 3500 MW explotables Subvención GEF para una planta de CC con CP (50 millones US$) Repotenciación Proyectos varios de desarrollo tecnológico (RC, CP, PP)

22 Escenario Bajo un escenario moderado países con recurso solar podrían: Generar una inversión de 8500 millones de USD en 2015 y unos millones de USD para el 2050 Crear más de empleos para 2020 y poco más de un millón en 2050 Ahorrar 148 millones de toneladas de CO 2 anuales en 2020 que llegarían a poco más de 2000 millones para 2050

23 Conclusiones Las TSC ofrecen buenas oportunidades para la expansión del sistema eléctrico y en otros sectores (industrial, residencial) Países con abundantes recursos energéticos alternos que no están siendo explotados, ni considerados en los planes de expansión de los diferentes sectores Para revertir esta situación es necesario instrumentar planes y programas en ES, orientados a: Mejorar el conocimiento cuantitativo y cualitativo de los recursos Incrementar el número de recursos humanos calificados en el tema Asimilar la tecnología y transferirla a la industria nacional Desarrollar nuevas tecnologías destinadas al mercado Además es necesario adecuar el marco regulatorio, a fin de que la ES tenga igualdad de oportunidades en los programas de creación de infraestructura eléctrica.

24 Gracias... Instituto de Investigaciones Eléctricas