El mix eléctrico a largo plazo. Externalidades, costes económicos y opciones de desarrollo tecnológico, industrial y de empleo de las tecnologías.

Transcripción

1 El mix eléctrico a largo plazo. Externalidades, costes económicos y opciones de desarrollo tecnológico, industrial y de empleo de las tecnologías. El sistema energético que viene: distribuido y con energías renovables Valeriano Ruiz Hernández Universidad de Sevilla Centro Tecnológico Avanzado de Energías Renovables (CTAER) PROTERMOSOLAR

2 El sistema energético actual nos está llevando al desastre. Relación entre el sistema energético y el cambio climático La pregunta clave es obvia: es posible un sistema energético sin petróleo, sin carbón y sin gas natural? La solución? Sustituir los combustibles fósiles por energía nuclear? O acaso por energías renovables? EL ASUNTO ES MAS COMPLEJO

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4 Dónde estamos? Aspectos y conceptos generales del sistema energético Total EP (2008), 152 Mtep Electricidad total bruta, GWh = 27 Mtep Combustibles, 99 Mtep Rendimiento global < 3 %

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6 Sistema eléctrico actual (algunos detalles) Fuente de Calor T 2 Combustión Reacción Nuclear Captación Solar Calor Q=3 2 Máquina Térmica Trabajo W = 1 Electricidad Calor Q=2 1 Sumidero de Calor T = T 1 a Agua (mar, río) Aire Agua-aire (Torre de refrigeración) Esquema de central termoeléctrica

7 Forma eficiente de generar electricidad Fuente de Calor T 2 Combustión Reacción Nuclear Captación Solar Calor Q=3 2 Máquina Térmica Trabajo W = 1 Electricidad Calor Q=2 1 Sumidero de Calor T > T 1 a Proceso consumidor de calor Esquema de cogeneración

8 Aspectos y conceptos generales del sistema energético GG GG Power Plants G G Transmission Grid (400/225 kv) Switching Substation Sub-transmission Grid (90/63 KV) Substation Distribution Grid (20 kv, 230 V) Service Transformer Service Line (380V-220V) Esquema del sistema eléctrico

9 Aspectos y conceptos generales del sistema energético Sistema eléctrico español. Un aspecto

10 GWh /08 Estructura % GWh Estructura % % Régimen ordinario , ,6-12,7 Hidroeléctrica , ,0 11,3 Nuclear , ,8-10,6 Carbón , ,4-25,3 Product. Petrolíferos , ,5-3,2 Gas natural , ,8-14,3 Electricidad con renovables: 2008, GWh (20,40 %) 2009, GWh (25,5 %) 2010, parece ser que vamos por el 36 % Régimen especial , ,4 10,6 Hidráulica , ,8 10,9 Eólica , ,3 12,7 Solar , ,1 140,2 -Fotovoltaica , ,0 137,7 -Termoeléctrica 16 0, ,0 542,9 Carbón 824 0, ,3-8,4 Gas natural , ,4 2,4 Product. Petrolíferos , ,3-4,7 Biomasa y Residuos , ,3 3,1 -Biomasa , ,8 7,0 -Biogas 632 0, ,2-6,3 -R.S.U , ,3 0,4 Producción bruta , ,0-6,7 Consumos en generación ,4 Producción neta ,6 Consumo en bombeo Saldo de intercambios Demanda (bc) ,9

11 Sistema actual España Electricidad 2008 Forma energética de origen Electricidad generada (GWh) % Carbón ,9 Térmica convencional Cogeneración 460 Gas natural ,9 Ciclos combinados+convencional Cogeneración Productos petrolíferos ,9 Térmica convencional Cogeneración 5866 Nuclear ,7 Renovables ,7 Hidráulica Eólica Biomasa 2487 Solar Termoeléctrica 22 Biogás 803 Solar fotovoltaica 2460 RSU 1641 Bombeo 2610 TOTAL bruta

12 Medida global del ahorro energético

13 Evolución del consumo de energía primaria en España

14 Sistema energético actual. Gases de efecto invernadero GRÁFICO 1. EVOLUCIÓN DE LAS EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO EN ESPAÑA ( ) 160% 152,24% 152,64% 150% 147,02% 149,45% 140% 139,10% 141,58% 142,70% 133,13% 133,25% 130% 128,24% 120% 118,47% 114,82% 110% 100% 99,43% 110,14% 107,65% 105,96% 104,23% 101,68% 100,66% 90% Año base Máximo permitido Kioto Emisiones brutas

15 El milagro de los panes y los peces en versión energética Equivalente a 1628 Mtep Las cuentas hay que hacerlas bien

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18 Y, en España, qué? (datos del 2009) Electricidad generada (ktep) Hidráulica 2498 Eólica 3149 Solar 528 Energía Primaria oficial Energía Primaria sustitución Biomasa 327 Renovables 6505 (25,5 %) (9,3 %) (17 %) Cogeneración 3309 Total renovables+cogeneración 9811 Nuclear (10,7 %) (9,6 %) Renovables no eléctricas 4746 Total

19 Ejemplo de precisión lingüística y de unidades de las informaciones oficiales Energía hidráulica: recoge la producción bruta de energía hidroélectrica primaria, es decir, sin contabilizar la energía eléctrica procedente de las centrales de bombeo. en la metodología empleada, su conversión a tep se hace en base a la energía contenida en la electricidad generada, es decir, 1 Mwh = 0,086 tep. energía nuclear: recoge la producción bruta de energía eléctrica de origen nuclear. Su conversión a tep se hace considerando un rendimiento medio de una central nuclear (33%), por lo que 1 Mwh = 0,2606 tep. electricidad: Su transformación a tep, tanto en el caso de consumo final directo como en el saldo de comercio exterior se hace con la equivalencia 1 Mwh = 0,086 tep.

20 Insolidaridad e injusticia del sistema

21 Otro sistema energético

22 Como pasar el sistema actual al de futuro

23 Otro sistema energético. Ya estamos en ello Barriada residencial en Japón

24 Otro sistema energético Microred con FV en el ámbito rural en Marruecos

25 Energías Primarias Energías Intermedias Adonde hay que llegar? Transporte y Distribución Utilización Sistema energético solo con renovables, es posible?

26 ENERGÍAS Solo acabamos RENOVABLES de empezar. No nos para nadie MW Evolución potencia en Régimen Especial Estructura en Termosolar Solar fotovoltaica Residuos Biogás 0,4% 13,6% 0,6% 3,9% 2,7% Generación con biomasa Cogeneración y tratamiento de residuos Hidráulica 18,9% 19,0% 57,0% 57,1% Eólica 2,7% 2,8% Total: MW Crecimiento de la potencia instalada en régimen especial del 411,2% desde Actualmente supone el 37% de la potencia instalada total. Destacado crecimiento en eólica, solar fotovoltaica y termosolar

27 De qué hablamos cuando se habla de renovables? Sin grandes hidráulicas

28 De qué hablamos cuando se habla de renovables?

29 De qué hablamos cuando se habla de renovables?

30 De qué hablamos cuando se habla de renovables?

31 De qué hablamos cuando se habla de renovables?

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33 El presente y el futuro inmediato. La eólica

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35 Propuestas concretas en Solar térmica de baja temperatura En viviendas: ACS Número de viviendas, 16 millones Superficie total ocupada, 1600 millones de m 2 Consumo de energía para agua caliente, 2,3 Mtep Con 60 %, 1,7 Mtep solar, 23 Mm 2 (Alemania, 8 Mm 2 ;China 100 Mm 2 ) Sustituye a 2,8 Mtep y evita 1 Mt CO2 Climatización: Sistemas híbridos de solar térmica con biomasa, butano, propano o gas natural. Mercado del orden de 4,5 Mtep Todavía incipiente. Grandes posibilidades en el Sur. Plan de apoyo a las instalaciones solares térmicas de baja temperatura en las viviendas existentes. Objetivo 2030: llegar al 50 % de las posibilidades técnicas, 11,5 Mm2

36 Propuestas concretas en Fotovoltaica En viviendas: Número de viviendas, 16 millones Superficie total ocupada, 1600 millones de m 2 Consumo electrico para vivienda, 60 TWh = 3,4 Mtep Con rendimiento del 10 %, 220 Mm MW Por vivienda, 14 m 2 ; 1,7 kw y 6500 Sustituye a 2,8 Mtep y evita 1 Mt CO2 Sustituye a 10,2 Mtep de EP y evita x Mt CO2 En sector servicios: Superficie ocupada, 390 millones de m2 Superficie adicional en naves, aparcamientos Posibilidad de generación en cubierta (30% de ocupación), 23 TWh/año Objetivo, el mismo que para viviendas: generar lo mismo que consumen Plan de financiación (público privado) de apoyo a las instalaciones fotovoltaicas en las viviendas existentes. Igual en hoteles, hospitales, grandes superficies, oficinas, etc. Objetivo 2030: llegar al 50 % de las posibilidades técnicas

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38 Propuestas concretas en la Industria Sector muy activo en temas energéticos. Solo poner condiciones. Cogeneración con solar térmica, biomasa y gases combustibles (gas natural) Fotovoltaica en cubiertas de naves industriales. Calor de proceso y agua caliente con solar térmica de baja y media temperatura con hibridación de biomasa. Plan de apoyo a la racionalización energética (cogeneración y renovables) en las industrias con financiación (pública privada) de apoyo. Objetivo 2030: llegar al 50 % de las posibilidades técnicas

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40 Cuál es el reto? Por qué hay un reto?

41 Tecnologías de conversión termoeléctrica Cilindro parabólicos

42 Isla de potencia almacenamiento térmico

43 PLANTAS EN OPERACIÓN EN ESPAÑA PTS Puertollano, Ciudad Real ANDASOL 1 y 2 en Aldeire, Granada La Risca, Alvarado, Badajoz

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46 Receptor Central (RC)

47 PLANTAS EN OPERACIÓN EN ESPAÑA PS10 Y PS20 en Sanlucar la Mayor, Sevilla

48 Paraboloide con motor Stirling

49 Disco parabólico (DP)

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52 Tecnologías de conversión termoeléctrica

53 Concentrador Lineal de Fresnel (CLF)

54 CONCLUSIONES Primero, te ignoran La Humanidad en su conjunto tiene un grave problema de largo plazo relacionado con el sistema Luego, se rien de ti energético Después, luchan contra ti Y, finalmente, vences La solución no puede ser otra que modificar el actual sistema energético altamente contaminante consecuencia de la quema de combustibles fósiles que son mayoritarios las fuentes primarias que lo alimentan. El más importante de todos es el petróleo GHANDI El nuevo sistema energético tiene que basarse en un menor consumo específico y en la utilización de fuentes energéticas renovables y con el mínimo consumo de sustancias con carbono en su composición En España vamos ganando poco a poco en preocupación por estos asuntos y, por tanto, en la búsqueda de soluciones Las tecnologías solares termoeléctricas son una de las principales bazas de futuro; para España y para el resto del mundo.

55 Primero, te ignoran Luego, se rien de ti Después, luchan contra ti Y, entonces, vences GHANDI

56 Generación de electricidad con renovables. A partir de los datos de 2008 Carbón: GWh Si solar termoeléctrica (2091 kwh/kw): MW Si eólica (1850 kwh/kw): MW Si FV (1250 kwh/kw): MW Con: MW STE 7000 MW Eólica 4000 MW FV Fuel: GWh STE, 6108 MW Eólica, 6847 MW FV, MW Propuesta para 2030: MW STE MW Eólica 8000 MW FV Con: 3000 MW STE 2500 Eólica 1500 FV Gas Natural: GWh STE, MW Eólica, MW FV, MW Con: STE Eólica FV

57 Generación de electricidad con renovables. A partir de los datos de 2008 Nuclear: GWh STE, MW Eólica, MW FV, MW Con: MW STE MW Eólica 8000 MW FV Propuesta para 2030: 7500 MW STE 5000 MW Eólica 4000 MW FV

58 CONCLUSION GLOBAL Lo más significativo en mi opinión- es la irresponsabilidad de la mayoría de los consumidores en países como el nuestro o en otros de características similares.

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