Jornada Sobre Energía Solar de Concentración Cayetano Hernández Gonzálvez Responsable Unidad de Prospectiva Tecnológica 26 de febrero de 2008
Índice 1. IBERDROLA y las Energías Renovables Planta 2. Tecnologías Termoeléctricas Termosolar de 3. IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica Puertollano 3.1. Condiciones de Entorno 3.2. Proyectos de Innovación 4. Conclusiones 20 de diciembre de 2007
Situación Actual Iberdrola Renovables está presente activamente en 19 Países Fuente: Datos de la compañía a 30 de junio de 2007 Canadá Estados Unidos Méjico Guatemala Estonia Polonia R.U.. Alemania Hungría Francia Bulgaria China Brasil Portugal España Italia Grecia Chipre Marruecos Países en los que está presente Iberdrola Renovables y cuenta con 7,704 MW de capacidad instalada a 31 de diciembre de 2007 y con proyectos de 42,053 MW 3
Situación Actual Líder mundial en energía eólica Cartera 7,704 MW De capacidad instalada + 42,053 MW Cartera de proyectos* España R.U. EEUU 17% 13% 52% con una gran cartera de proyectos que asegurará el crecimiento futuro RdM 18% * Incluye mini-hidráulica & otras tecnologías renovables 4
Solar termoeléctrica: a punto de despegar Crecimiento UE Mercado MW 20.000 15.000 10.000 5.000 0 x66 20.000 300 Actual 2015 2030 Distribución geográfica: - Sólo existe experiencia de explotación comercial en el desierto de Mojave (California, EEUU), 300 MW - Desarrollo actual de la industria en España por marcos de apoyo - Desarrollo próximo en países desarrollados (por elevado coste) Volumen de inversión - Mercado por desarrollar: 19.700 MW adicionales a instalar en el período 2006-2030 - Coste de inversión: 4 M /MW - Inversión total: 78.800 M Posición industria española * * * * * 4/5 Fuente: World Energy Outlook 2006 (alternative scenario) Factores Determinantes Experiencia. Necesidad de ayudas para los primeros proyectos Desarrollo de técnicas dedicadas a la fabricación de componentes Mayor información sobre radiación directa 5
Índice 1. IBERDROLA y las Energías Renovables Planta 2. Tecnologías Termoeléctricas Termosolar de 3. IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica Puertollano 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones 20 de diciembre de 2007
Tecnologías Termoeléctricas Cilindro-Parabólico Esta tecnología es la más madura dentro del mercado. Se empezó a usar en los años 80, y actualmente hay centrales en Europa y EEUU. La potencia típica de estas centrales es de entre 50 MW y 200 MW. Torre Central La primera central comercial de este tipo se terminó en junio de 2007 en España. Esta es de 10 MW. Hay 16,5 MW en construcción y 17 MW en desarrollo. Disco Stirling En Europa sólo hay plantas piloto de este tipo. La potencia media de una unidad de disco Stirling es de 10 KW. Las centrales de energía de este tipo pueden ser de la potencia que se necesite. Fresnel En Europa no hay ninguna central de este tipo. El principio de operación es el mismo que para las centrales cilindroparabólicas. 7
Índice Índice ÍNDICE 1. IBERDROLA y las Energías Renovables 2. Tecnologías Termoeléctricas 3. 2. IBERDROLA Tecnologías y la Solar Termoeléctricas 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones 1. IBERDROLA y las Energías Renovables 3. IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones
IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica Análisis del mercado Solar Termoeléctrico en España El Plan de Energías Renovables en España 2005-2010, de agosto de 2005, establece el objetivo de lograr 500 MW de Energía Solar Termoeléctrica en 2010. El recién aprobado RD 661/2007 mejora las condiciones retributivas de la tecnología termoeléctrica. Además, el texto mantiene la posibilidad de hibridación en unos porcentajes determinados. Estos factores han suscitado el interés de diferentes inversores por la Energía Solar Termoeléctrica. Aun persisten riesgos inherentes debidos a la inmadurez de esta tecnología. IBERDROLA, como empresa fuerte en el sector de las energías renovables, está analizando en detalle esta tecnología. 9
Un marco regulatorio en progreso 1994 Nuevo avance en la Regulación de las Energías Renovables 1997 1998 1999 2002 2004 REALES DECRETOS LEY ELÉCTRICA R. D. de RÉGIMEN ESPECIAL PLAN NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA NACIONAL REAL DECRETO 436/2004 Prioridad de acceso Incentivo en base a primas 2005 29% de la producción eléctrica 2010 será renovable Marco Básico para renovables 2007 200 MW de centrales termoeléctricas en 2010 13.000 MW de parques eólicos en 2011 Estabilidad regulatoria para alcanzar los objetivos NUEVO PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES EN 2020, OBJETIVO VINCULANTE DE UN 20% DE ENERGÍAS RENOVABLES REAL DECRETO 661/2007 500 MW de centrales termoeléctricas en 2010 Objetivo vinculante en Europa Estabilidad regulatoria para alcanzar los objetivos 10
El acuerdo de la UE del 20% de Renovables para 2020 Las instituciones europeas adoptan una decisión muy ambiciosa Objetivo del 20 20% Renovables (vinculante) 20% Eficiencia -20% Emisiones Para el año 2020 Para España supone: 20% de energías renovables en 2020 del total de consumo energético Un 42% de energía eléctrica a alcanzar al final del período La energía eólica crecerá hasta los 40.000 MW instalados 11
Normativa Ley 54/1997, del Sector Eléctrico RD 661/2007 RD 1995/2000 Legislación Autonómica Diputaciones PGOU ayuntamientos 12
La termoeléctrica aumenta su nivel tanto en tarifa como en mercado ( /MWh) RD 436 RD 661 * Prima Tarifa Prima Tarifa Termoeléctrica (b.1.2) 191,47 primeros 25 años 153,17 el resto 229,764 primeros 25 años 183,811 el resto 262,5 primeros 25 años 210,0 el resto 278,4 primeros 25 años 222,717 el resto * Orden de Tarifas de 2008 Datos actualizados a 1 de enero de 2008 13
Esquema de retribución: opción a mercado Termoeléctrica Retribución Total ( /MWh) 1. Prima constante 355,5 Retribución Total Cap 2. Prima decrece 278,4 262,5 Prima Tarifa 3. No hay prima Se respeta el precio del pool Floor 0 92,951 355,5 * Precio pool medio aritmético (01/01/07 a 31/05/07) Pendiente de actualización a 2008 Precio Pool 14
Opción a mercado. Prima Variable Prima = 0 Prima Prima Ref Precio mercado < 92,95 Prima de referencia = Prima Prima Prima Ref Precio mercado entre y cap 92,95 Prima < 262,5 /MWh, hasta alcanzar el techo 355,5 /MWh Precio mercado > cap 355,5 /MWh Límite Superior (Cap) 92,95 /MWh Precio del pool a partir del cual la prima disminuye 15
La energía eólica es la más competitiva entre las tecnologías renovables El desarrollo de la eólica continuará siendo el primer vector de crecimiento de las renovables Technology Maturity / Cost Efficiency Geothermal Mini Hydro Onshore Wind Low High Biomass Offshore Wind Solar Thermal Solar PV Wave Energy Low High Resources availability La energía eólica es la más desarrollada. Muestra costes de generación sensiblemente inferiores al resto de las renovables Fuente: Datos de la Compañía 16
IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica Posición n frente al mercado Solar Termoeléctrico En la actualidad IBERDROLA está promocionando varias Plantas Termosolares de HTF (Heat Transfer Fluid) con tecnología CCP (Colectores Cilindro Parabólicos). Se han instalado varias estaciones meteorológicas, en diferentes emplazamientos, con el objeto de medir la radiación existente en la zona. Se analiza la radiación obtenida mediante satélite y se elaboran las posibles correlaciones. Se están analizando los riesgos tecnológicos asociados a un mercado que está poco desarrollado y muy limitado en cuanto a competencia. Se analizan: Tubos absorbedores, Espejos reflectantes, Estructura soporte y Sistema de almacenamiento térmico. Se está optimizando el diseño de diferentes tamaños de planta con sistema de almacenamiento térmico. Se siguen analizando el resto de Tecnologías Termoeléctricas, y se estudian la posibilidades de la GDV (Generación Directa de Vapor). 17
Índice Índice ÍNDICE 1. IBERDROLA y las Energías Renovables 2. Tecnologías Termoeléctricas 3. 2. IBERDROLA Tecnologías y la Solar Termoeléctricas 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones 1. IBERDROLA y las Energías Renovables 3. IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones
Principales aspectos a tener en cuenta antes de promocionar una planta termosolar SELECCIÓN DEL EMPLAZAMIENTO - hay sol? TERRENOS - están disponibles? LEGISLACIÓN APLICABLE - se puede hacer? AYUNTAMIENTOS AFECTADOS - quieren que se haga? INFRAESTRUCTURA ELÉCTRICA - se puede conectar? ESTIMACIÓN DE COSTES - es rentable? Sí? Lanzamiento del proyecto 19
Agentes implicados Los agentes implicados en la obtención de los Permisos y Autorizaciones necesarios para Construir y Conectar una Instalación son los siguientes: - Promotor. - Administración Estatal y Autonómica. - Ayuntamientos. - Confederaciones Hidrográficas. - Suministrador de gas - Diputaciones. - Propietarios Terrenos - Operador del Sistema y Gestor de la Red de Transporte - Propietarios Red transporte. - Gestores/Propietarios Red Distribución. 20
Tramitación Administrativa Solicitud Autorización Administrativa y Declaración de Impacto Ambiental Información pública Alegaciones y contestación de alegaciones Declaración de Impacto Ambiental Autorización Administrativa Solicitud Aprobación de Proyecto de Ejecución Consulta organismos afectados Aprobación de Proyecto de ejecución Solicitud Licencia de Obras Obtención de Licencia de Obras 21
Procedimientos Acceso y Conexión a las Redes Transporte/Distribución. RD 1955/2000 Procedimiento - Presentación aval 20 /kw (RD.661/2007) - Solicitud y concesión de la Gestionabilidad (REE - PO agosto 2007) - Solicitud de acceso al Gestor de la Red (REE) o al distribuidor de la zona - Aceptación de las condiciones del acceso y presentación proyectos por parte del promotor. - Solicitud de punto de conexión a REE o al distribuidor de la zona. - Obtención de punto de conexión 22
IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica Estaciones Meteorológicas Equipos Piriheliómetro (Radiación Directa) Piranómetro (Radiación Global) Anemoveleta (Velocidad y Dirección del viento) Termohidrómetro (Humedad relativa y temperatura) 23
IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica MODELOS DE SATELITE Vapor de agua Aerosol Radiación solar horaria METEOSAT Indice de nubosidad 24
IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica Tecnología CCP (Concentradores Cilindro- Parabólicos) HTF (Heat Transfer Fluid) TANQUE CALIENTE SOBRERRECALENTADOR VAPORIZADOR TURBINA DE VAPOR Principio de funcionamiento: 1. El campo solar calienta aceite (HTF) 2. Con el aceite se genera vapor. 3. Con el vapor se genera electricidad. Componentes: 1. Campo Colectores Solares 2. Sistema de Apoyo 3. BOP (Bloque de Potencia) ECONOMIZADOR CALDERA DE COMBUSTIBLE FÓSIL TANQUE FRÍO CAMPO DE COLECTORES SOLARES RECALENTADOR 25
IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica PROMOCIÓN Existen 13 proyectos en diferentes fases de promoción, situadas en distintas comunidades autónomas y con una potencia total de 650 MW 26
IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica Esquema de operación de un día concreto en una Central Termoeléctrica CCP de HTF con Sistema de Almacenamiento. Planta Tipo 50 MW El grado de carga cambia durante el día según la radiación solar Radiación Solar Grado de Carga Energía Almacenada Durante las Horas de Sol Energía Almacenada Usada Cuando No Hay Radiación Solar 27
PROYECTOS IBERDROLA SOLAR: PUERTOLLANO Sociedad: IBERDROLA ENERGIA SOLAR DE PUERTOLLANO 90% IBERCAM 10% IDAE Datos de diseño: Potencia: 50MWe Producción: 114,2GWh/año Consumo eléctrico auxiliar: 11,08 GWh/año Hibridación con gas: 15% Horas equivalentes: 2062 h/año Consumo de agua: 570.000 m3/año Consumo de gas: 59.275.727 kwh/año Periodo de construcción: Comienzo de los trabajos: 19-03-07 En operación: Finales de 2008 28
PROYECTOS IBERDROLA SOLAR: PUERTOLLANO ISLA DE POTENCIA O BOP CAMPO SOLAR 29
PROYECTOS IBERDROLA SOLAR: PUERTOLLANO Número de lazos (600 m) 88 Número de colectores (150 m) 352 Superficie total de captación 287.760 m2 Volumen de aceite térmico t 1.000 ton Temperatura límite l de aceite 12 400 ºC Número de tubos absorbedores (4 m) 12.672 Número de espejos 118.272 En resumen: 4224 módulos de 12 m ó 52,8 km de colector 30
PROYECTOS IBERDROLA SOLAR: MONTAJE CCP EN CAMPO 31
PROYECTOS IBERDROLA SOLAR: PUERTOLLANO EQUIPOS CAMPO SOLAR GENERADOR DE VAPOR 32
Índice ÍNDICE 1. IBERDROLA y las Energías Renovables 2. Tecnologías Termoeléctricas 3. 2. IBERDROLA Tecnologías y la Solar Termoeléctricas 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones 1. IBERDROLA y las Energías Renovables 3. IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones
Propuesta de Proyecto de I+D Planta ALMERIA GDV OBJETIVOS DEL PROYECTO 1. Diseño detallado de una planta solar de Generación Directa con Vapor de 3 MWe, usando los conocimientos adquiridos en la PSA 2. Compra de componentes y construcción de la planta en la PSA 3. Evaluación de la planta bajo condiciones solares reales para demostrar la viabilidad de la tecnología GDV para grandes plantas solares con finalidad comercial 34
La Generación Directa de Vapor (GDV) Esquemas de una plantal solar termoeléctrica HTF y de una planta GDV Vapor a 104 bar/371 ºC Aceite a 390 ºC Sobrecalentador Turbina de vapor Campo de colectores Solares Circuito de aceite Condensador Generador de vapor. Planta GDV Vapor a 104 bar/400 ºC Turbina de vapor Caldera auxiliar Desgasificador Aceite a 295 ºC Recalentador Dep. expansión aceite Planta HTF Campo de colectores Solares Caldera auxiliar Condensador Agua a 114 bar / 120 ºC Desgasificador 35
Beneficios del Proyecto Propuesto Reducción de más del 20% en el coste de la electricidad generada con plantas solares termo-eléctricas con cilindro parabólicos. Menores riesgos medioambientales debido a la sustitución del aceite térmico usado actualmente por agua. Posibilidad de alcanzar rendimientos más altos al poder aumentar la temperatura del vapor sobrecalentado. Reducción de la dependencia tecnológica del exterior en relación con este tipo de plantas solares. Creación de un núcleo industrial español que estaría colocado en una óptima posición para la explotación de esta tecnología, tanto a nivel nacional como internacional. 36
Datos generales del Proyecto Antecedentes del proyecto: Este proyecto es la lógica continuación de las actividades llevadas previamente a cabo dentro de los proyectos europeos de I+D DISS e INDITEP (1996 2005), y concluye el programa de I+D iniciado en 1996 para el desarrollo de la tecnología GDV. Duración del proyecto: 3 años 37
Planta Experimental DISS de la PSA Características básicas: Única planta existente en el mundo para investigar el proceso GDV bajo condiciones solares reales Vista de la fila de colectores DISS Potencia: 1.8 MW t Edificio del B.O.P. Fila de colectores Vista aérea de la planta DISS instalada en la PSA Temperatura y presión máximas del vapor de salida: 400 ºC y 100bar. 13 colectores cilindro-parabólicos, con un área total de apertura de 3822 m 2 y dispuestos en orientación norte-sur. 38
Localización de la planta Almería GDV en la PSA 39 505 m Recirculation pump 125 m Power Block Feed pump
PROYECTO DE DISEÑO Y DESARROLLO DE NUEVOS COMPONENTES DE UNA CENTRAL ELECTROSOLAR OBJETIVO PRINCIPAL DEL PROYECTO Diseño y Desarrollo de un Nuevo Colector Cilindro Parabólico optimizado de centros eléctricos termosolares que permita un mejor aprovechamiento de la energía proveniente del sol. 40
PROYECTOS IBERDROLA SOLAR: PUERTOLLANO 41
Índice Índice ÍNDICE 1. IBERDROLA y las Energías Renovables 2. Tecnologías Termoeléctricas 3. 2. IBERDROLA Tecnologías y la Solar Termoeléctricas 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones 1. IBERDROLA y las Energías Renovables 3. IBERDROLA y la Solar Termoeléctrica 3.1. Condiciones de entorno 3.2. Proyectos de innovación 4. Conclusiones
Conclusiones Iberdrola apuesta por un negocio con perspectivas a largo plazo Apostando por las tecnologías más maduras: eólica y minihidráulica también desarrollando tecnologías emergentes: biomasa, solar termoeléctrica y olas Pionera en la integración de las renovables en el sistema eléctrico, mejorando su eficiencia Aumento de la presencia internacional de Iberdrola Control de la promoción, construcción y operación Es una estrategia pionera que convierte a Iberdrola en líder l del sector 43
Jornada Sobre Energía Solar de Concentración Cayetano Hernández Gonzálvez Responsable Unidad de Prospectiva Tecnológica 26 de febrero de 2008