ANÁLISIS DE POLÍTICAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA ESPAÑA

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1 ANÁLISIS DE POLÍTICAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA ESPAÑA Autor: Jacob Jareño, María. Directores: Conchado Rodríguez, Adela. González García, Andrés. López-Peña Fernández, Álvaro. Pérez-Arriaga, Ignacio. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN DEL PROYECTO Introducción Sustainable development is not possible without sustainable energy. Access to modern energy services is fundamental to human development and an investment in our collective future (Sustainable Energy for All). Es un hecho que la eficiencia energética está tomando importancia, por lo que el objetivo de este proyecto es colaborar con la propuesta de políticas energéticas. La motivación de este proyecto se basa en la necesidad de proponer un plan de mejora para que España aumente su eficiencia energética. Para identificar cuáles son las políticas más rentables económicamente, se ha empleado un modelo del sistema energético español. Este modelo es MASTER S.O. (Lopez-Peña, 2014). MASTER S.O. es un modelo estático de tipo bottom-up de equilibrio parcial del sistema energético español. Suministra los servicios energéticos demandados y minimiza el coste total de la energía suministrada para España, a la vez que cumple con las principales restricciones del sistema energético, tales como los balances de energía, las limitaciones de capacidad y las condiciones técnicas de fiabilidad entre otras (López- Peña, 2014). Una de las características fundamentales del modelo es que tiene una representación detallada del consumo final, donde la mayor parte del potencial de eficiencia energética se mantiene aún sin explotar (sobre todo edificios y transporte). El objetivo fundamental de este proyecto es identificar las políticas más eficientes económicamente en España para el Para alcanzar este objetivo, se emplea una curva MAC (Coste Abatido Marginal). Metodología La salida principal del proyecto es la curva MAC, que es la herramienta para conseguir las políticas de eficiencia energética. En este sentido, el modelo se empleará para obtener dicha curva. Como las políticas que se pretenden concluir están relacionadas i

2 con los sectores de demanda de energía, el análisis de este proyecto se ha centrado en reducir la cantidad de energía final consumida. Como el modelo está basado en un diagrama de Sankey, el análisis de la energía final corresponde al de la quinta columna de dicho diagrama. Así, la lógica de la programación realizada es reducir la cantidad de energía consumida para diferentes escenarios. Figura A. Diagrama de Sankey Fuente: Cátedra BP de Energía y Sostenibilidad (2012) Para construir la curva MAC, se han incluido nuevas restricciones en el modelo que limitan la cantidad de energía que puede ser consumida. Para tener una curva lo suficientemente detallada, se ha creado un bucle para hacer más sencillo este proceso reiterativo. Posteriormente, los datos de cada iteración son copiados por medio de una macro de VBA a una hoja de cálculo maestra previamente estructurada y adaptadaque muestra directamente las curvas y las gráficas necesarias para el estudio. Resultados Como resultado de las ejecuciones del modelo, se obtiene la curva MAC: ii

3 Figura B. Curva MAC Fuente: elaboración propia Las políticas para aumentar la eficiencia energética pueden ser las siguientes: Sector transporte Pasajeros 1. Trenes interurbanos de biodiesel (menor a 50 km) 2. Bus eficiente metropolitano 3. Bus Euro IV (urbano) 4. Bus eficiente (interurbano menor a 100 y a 50 km) 5. Coche biodiesel (urbano and menor a 50 km) 6. Coches de bioetanol (urbano mayor a 50 km y a 500 km) 7. Bus Euro V (urbano) 8. Aviones de biokeroseno (mayor a 500 km) 9. Coches diésel eficientes (urbano) 10. Coches híbridos diésel (mayor a 50 km) 11. Tren eléctrico (mayor a 50 km) 12. Bus urbano híbrido de diésel (mayor a 100 km) 13. Coches híbridos de diésel enchufables y no enchufables (mayor a 50, a 100 y a 500 km) iii

4 Mercancías Sector otros usos 1. Grandes furgonetas de biodiesel 2. Grandes furgonetas de gasolina (metropolitano) 3. Furgonetas medianas híbridas (urbano y no mayor a 50 km) posteriormente reducido por furgonetas grandes. 4. Camiones híbridos de diésel para transportes mayores a 500 km 5. Tren eléctrico (mayor a 100 y 500 km) 6. Coches híbridos de diésel enchufables y no enchufables (menores a 50 km) Residencial 1. Aire acondicionado COP6 2. Calentador de biomasa y Resistencia eléctrica (agua caliente) 3. Bomba de calor COP6 4. Frigoríficos de alta eficiencia 5. Cocina de inducción de alta eficiencia 6. Hornos de alta eficiencia 7. Lavaplatos de alta eficiencia 8. Bombillas LED 9. Tecnologías eléctricas de alta eficiencia (OEAP) Servicios 1. Calefacción por Resistencia eléctrica 2. Tecnologías eléctricas de alta eficiencia (OEAP) Conclusiones España tiene un gran potencial en comparación con la eficiencia energética que tiene: alrededor del 20% de la demanda energética se puede suministrar con una reducción de costes en la energía. Pero también, alrededor del 30% de la reducción se puede conseguir por un precio no superior a los 50 /MWh. Alcanzar este nivel de reducción en el consumo de energía puede ser un buen logro en línea con alcanzar los objetivos de 2050 y podría realizarse sin coste, obteniendo beneficios (20% reducción) o con un coste asumible (30% reducción). El modelo tiene algunas limitaciones: es difícil recoger las preferencias de los consumidores, debido al hecho de que existen muchos más factores aparte del coste, iv

5 como pueden ser factores sociales o psicológicos. Por ello es muy complejo reflejar los hábitos de vida de una sociedad en un modelo de optimización. Así, las políticas que se proponen en este estudio dan una idea a los gobiernos de qué políticas pueden ser las más eficientes económicamente y, con esa orientación, ya pueden animar a los usuarios reducir la cantidad de energía consumida. El objetivo de usar este modelo es tener una imagen global de cómo serán los diferentes escenarios de reducción para el sector energético en el año v

6 ANALYSIS OF ENERGY EFFICIENCY POLICIES FOR SPAIN Author: Jacob Jareño, María. Supervisors: Conchado Rodríguez, Adela. González García, Andrés. López-Peña Fernández, Álvaro. Pérez-Arriaga, Ignacio. Collaborating entity: ICAI Universidad Pontificia Comillas. ABSTRACT Introduction Sustainable development is not possible without sustainable energy. Access to modern energy services is fundamental to human development and an investment in our collective future (Sustainable Energy for All). It is a fact that energy efficiency is getting importance at this time, so this project aims to collaborate with the proposal of some efficiency policies. The motivation for this project lies in the need of proposing a plan for Spain to improve its energy efficiency. To identify which are the most cost-efficient policies, a comprehensive model of the Spanish energy system will be used. This model is called MASTER S.O. (Lopez-Peña, 2014). MASTER S.O. is a bottom-up partial equilibrium static model of the Spanish energy system. While supplying the demand for energy services and minimizing the total cost of energy supply in the country, the model respects the main technical constraints of energy systems, such as energy balances, capacity limitations and technical reliability conditions, among others (López-Peña, 2014). One of the key features of the model is that it has a detailed representation of end-use sectors where much energy efficiency potential remains untapped (notably buildings and transportation). The general objective of this project is identifying the most cost-efficient policies for energy efficiency in Spain towards To achieve this goal, a MAC curve (Marginal Abatement Cost) is used. Methodology The main output of this study is the MAC curve, which is the tool to conclude the efficiency policies. So the model will be used to build that curve. As the desired policies are related to the demand sectors, the analysis of this project is focused on reducing the amount of final energy consumed. vi

7 As the model is based in the Sankey diagram, the analysis of final energy corresponds with the fifth column of the diagram. So the logic of the programming is based in reducing this amount of energy consumption by setting different scenarios of reduction. Figure A. Sankey diagram Source: Cátedra BP de Energía y Sostenibilidad (2012) To build the MAC curve, we have included new constrains in the model to limit the quantity of energy that could be consumed. To have a detailed curve, a loop has been developed in order to make easier the iterative process. Then, the data of each iterations is copied using an own developed and programed VBA Macro to a master spread sheet previously adapted- that represent directly the charts and curves that are necessary. Results As a result of the executions of the model, the desired MAC curve has been obtained: vii

8 Figure B. MAC curve Source: own elaboration The remarkable policy recommendations could be the following: Transportation sector Passengers 14. Interurban biodiesel train (lower than 50 km) 15. Metropolitan efficient bus instead of conventional gasoline bus 16. EuroIV bus (urban) 17. Efficient bus (interurban longer than 100 and 50 km) 18. Biodiesel car (urban and lower than 50 km) 19. Bioethanol cars (urban longer than 50 km to 500 km) 20. EuroV bus (urban) 21. Bio kerosene plane (longer than 500 km) 22. Efficient diesel car (urban) 23. Hybrid diesel car (longer than 50 km) 24. Electric train (longer than 50 km) 25. Hybrid diesel urban bus (longer than 100 km) 26. Diesel hybrid cars and plug-in diesel hybrid cars (longer than 50, 100 and 500 km) viii

9 Freights Other uses sector 7. Big biodiesel van 8. Big gasoline van instead of medium gasoline van (metropolitan) 9. Medium and hybrid gasoline van (urban and lower than 50 km), later replaced by big van 10. Big hybrid diesel truck longer than 500 km 11. Electric train (longer than 100 and 500 km) 12. Diesel hybrid cars and plug-in diesel hybrid cars (lower than 50 km) Residential Services 10. COP6 air conditioning 11. Biomass and resistive electric heating (hot water) 12. COP6 heat pump 13. High efficient fridges 14. High efficient electric induction 15. High efficient ovens 16. High efficient washing machines 17. LED light bulbs 18. High efficient electrical (OEAP) 3. Resistive electric heating 4. High efficient electrical technologies (OEAP) Conclusions Spain has a lot of potential in relation to energy efficiency: as said, around 20% of energy demand could be reduced with profit. But also around 30% of reduction could be reduced at a lower cost than 50 /MWh. Achieving this level of energy consumption reduction would be an interesting goal in order to achieve the 2050 objectives and it would be achieved at no cost or at a reasonable cost. The model has some limitations: it is difficult to gather the preferences of consumers, due to the fact that there are lot of factors besides cost, such as social or psychological factors. So it is very complex to reflect the habits of a society in an optimisation model. ix

10 So the policies proposed in this study are useful to give an orientation to governments of which policies would be more cost-efficient and with that orientation they could encourage people in order to reduce the amount of energy consumed. The aim of using this model is take a big picture with big numbers of how will the energy sector be in 2030 in different scenarios of reduction. x