Post on 13-Dec-2014
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ECONOMÍA DE LA ENERGÍA : Alternativas para el siglo XXI y más allá.
Profesorado
Ignacio Mauleón.
- Doctor en Economía por la London School of Economics.
- Economista del cuerpo superior de Titulados del Servicios de Estudios del Banco de España.
- Catedrático de Fundamentos del Análisis Económico. Universidad Rey Juan Carlos, Madrid.
Presentación
El curso pretende ofrecer una panorámica de los problemas económico-energéticos, y sus posibles soluciones. Se presentan razonamientos y documentación, para que el alumno forme su propias opiniones, más allá de posiciones apasionadas pero con insuficiente base. Comienza con una breve perspectiva histórica, y una descripción más detallada de las peculiaridades de los mercados energéticos. A continuación se revisan las fuentes principales de energía, empezando por los combustibles fósiles -carbón, petróleo, gas-, y se evalúan sus principales problemas frente a su principal ventaja. La alternativa nuclear y sus pros y contras se analiza a continuación. A la opción renovable se dedica gran parte del curso. Se destaca su gran variedad de fuentes, y el importante cambio de modelo energético y económico que implican, concretado en el desarrollo de redes de distribución inteligentes descentralizadas, y la posibilidad que ofrecen de introducir la competencia y eficiencia en un mercado concentrado.
Temario.
1-. Introducción.
- Cuestiones básicas sobre energía. Perspectiva histórica. Descripción del curso.
I-. Primera parte: la agonía de los combustibles fósiles (o sucios ).
2-. Un panorama.
- De Maltus, al agotamiento de los recursos y los conflictos por su control. El problema climático.
3-. Carbón.
- Características como fuente energética. Abundancia, implicaciones climáticas y soluciones, distribución desigual.
4-. Petróleo: el conflictivo fin de algo que se acaba.
- El mercado mundial. Características y riesgos (políticos, ambientales, militares, etc..). Reservas y descenso de la oferta ('peak oil').
5-. Gas. La posible alternativa.
- Características energéticas. Oferta mundial, y riesgos. ¿Una alternativa al petróleo?.
6-. ¿El fin de los combustibles fósiles?.
- Reservas inciertas, riesgos, y nuevos yacimientos. Dificultad de las alternativas.
II-. Segunda parte. Intentos de solución.
7-. La opción nuclear.
- Características y costes económicos directos. ¿Una opción ecológica?: costes y riesgos encubiertos.
III-. Tercera parte. Las renovables: la opción de futuro.
8-. Un panorama.
- Propiedades generales de las renovables: ventajas y limitaciones.
9-. Diversidad y sus ventajas. Las distintas fuentes y su competitividad.
- Hidráulica, eólica, solar, bio masa.
- Otras: geo termal, maremotriz, etc.
10-. Una propuesta de solución permanente.
- La (R)Evolución Energética.
- Transformación del diseño energético y del modelo económico.
Referencias
-Energy (R)evolution / European Commission report 4. (reediciones anuales).
-The political economy of world energy: an introductory textbook, F. Banks, World Scientific. (2007)
Economía de la Energía: Alternativas para el siglo XXI y más allá.
Prof. Ignacio Mauleón Torres.
Catedrático de Fundamentos del Análisis Económico.
Universidad Rey Juan Carlos (MADRID).
Introducción y Panorama.
- Contexto general: * Recursos fósiles finitos -v.s.- crecimiento continuo.
* Historia: Inicio humanidad (0) - Rev. Industrial (1800) - Actualidad (2011) - Futuro?.
* Cambio climático.
- Características fundamentales de la energía.
* Usos: electricidad, transporte, calor.
* Demanda muy variable: ciclo diario, estacional, tendencial; parcialmente predecible.
* Electricidad no almacenable: ajuste mercado en tiempo real.
* Escasa competencia; ¿monopolio natural?.
-Temario cursillo: 0-. Introducción - Panorama.
1-. Fósiles
- Panorama.
A - Carbón.
B - Petróleo.
C - Gas.
2-. Nuclear.
A - ¿Fin de los fósiles? - ¿Nuclear?.
B - La opción nuclear.
3-. Renovables.
A - Panorama.
B - Diversidad de fuentes y tipos.
b.1- Eólica.
b.2- Solar.
b.3- Hidráulica.
b.4- Biomasa - biofuel.
b.5- Geotermal.
b.6- Otras (maremotriz, hidrógeno, ... ).
C - La solución renovable.
- Referencias: European Energy Review.
International Energy Agency (OCDE).
European Commission (www.ec.europa.eu/energy/index).
European Renewable Energy Council (EREC- www.erec.org).
Panorama General.
- Agotamiento. * Reservas ¿probadas?.
* Pico de producción ('Peak oil', 'Peak coal', ... ).
* No convencionales.
- Contaminación. * Diferencias por combustible.
* Carbon Capture and Storage (CCS).
- Concentración => Riesgo de abastecimiento.
- Desequilibrios económicos (déficit, superávit).
A-. Carbón.
- Aspectos energéticos: * Energía 'no despachable' ('not dispatchable', o, 'Stop-Go').
* Carga base de la electricidad
* Calor (hoy sólo industrial).
-Medio ambiente: * Altamente contaminante: todos los Green House Gases (GHG).
* Calentamiento, lluvia ácida ('acid rain'), problemas respiratorios.
-Eliminación: * Captura y almacenamiento del CO2 ( 'Carbon Capture and Storage' (CCS)).
# Captura, transporte, almacenamiento: caro.
# Fase de estudio, financiada por los poderes públicos.
* Reforestación. Bosques, 'almacenes de CO2' temporales.
- Reservas: * Más abundantes y distribuidas que otros fósiles.
* 'Pico de producción': 30 ~ 40 años.
-Rentabilidad * Coste alto de instalación ('costes fijos').
# Pérdida alta por parada ('no despachable').
# Muy subvencionada desde su inicio (fiscalidad, reconversión, CCS).
BP Statistical Review of World Energy
© BP 2011
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B-. Petróleo.
- Aspectos Generales: * Historia.
* Usos.
* Concentración de la oferta.
* Mercado mundial. Oligopolio.
* Mercado al contado y de futuros.
* Perturbaciones, inflación, volatilidad.
- Problemas: * Pico de producción ('peak oil').
* Riesgos geo-políticos.
* Costes ambientales.
-Caída de la oferta: * Moderada, transitoria.
* Permanente.
-Paliativos: * Transporte terrestre.
* Transporte marítimo.
* Transporte aéreo.
* Cambio modelo económico (FMI).
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C. Gas.
- Funcionamiento : * Eficiencia (CCC, 50%~60%).
* 'Despachable' -'stop and go'-.
* Versátil - calor, transporte, elec. -.
- Construcción sencilla : * Tamaño adaptable.
* Plazo corto.
* Costes iniciales no altos. -costes fijos/costes variables bajos-.
* Baja incertidumbre.
- Almacenamiento y transporte : * Complejidad.
* Gaseoductos => contratos bilaterales de suministro.
* Liquified Natural Gas (LNG). Mercado mundial más competitivo.
- Reservas : * Más abundantes y distribuidas pero ... .
* Elevada incertidumbre.
- Riesgos : * Políticos - Mayor poder oferentes.
* Ambientales.
- Gas no convencional : * Perforación vertical y horizontal -'Hydraulic frackturing', o 'fracking'-.
* Reservas importantes pero muy inciertas. 'Pico del gas', rápido.
-¿engaño inversores?-.
* Costes altos y menor eficiencia
# -'Energy Return on Investment (EROI)'-.
* Mayor emisión de CO2.
- Evaluación resumen Gas * Complemento a renovables -temporal !-.
* Centrales reconvertibles para biomasa.
* Fósil.
* Bio-masa, Hidráulica, propiedades deseables similares.
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2. A. En perspectiva.
- ¿El fin de los combustibles fósiles?. * Reservas, 'Pico de producción', Demanda.
* Riesgos: Políticos, Económicos, Ambientales.
* ¿Soluciones?
# CCS, Reforestación.
# Fósiles no convencionales.
=> No sostenible.
- Alternativas. * Opción Nuclear.
* Mercado de emisiones de CO2.
2 B. La opción nuclear.
- ¿Opción o espejismo?. * 'too cheap to meter' => 'too expensive to matter' .
* Einstein: 'esa forma tan compleja de hervir agua'.
* ¿Opción ecológica?.
- Características. * No es 'despachable'. Proximidad a reservas de agua.
* Costes: Plantas de gran volumen.
# Plazos largos.
# Desembolsos iniciales altos.
* => producción de electricidad. Carga base.
* 15% ~20% energía final. Caso Francés.
* Vida útil 40 ~50 años. Coste desmantelamiento.
* No emiten CO2.
* Residuos.
# Almacenamiento. Radioactividad hasta 10.000 años.
# Procesamiento para reutilización.
# Armamento militar.
- Ventajas. * No emiten CO2, pero:
# Generan residuos.
# refrigeración.
* Independencia energética.
# Concentración oferta.
# Fósil
- Desventajas. * Coste.
# Apoyo estatal siempre.
# Programa militar.
# Coste externalizados: residuos, desmantelamiento, accidentes.
* Seguridad.
# Causas accidentes impredecibles.
# Errores humanos, complejidad.
* Residuos.
# Almacenamiento.
# Reutilización.
# Usos militares.
* Proliferación. Asimetría.
* Reservas. Alta concentración. Pico producción.
* Falta de competitividad del mercado energético.
# Apoyo público.
# Red centralizada. Sólo compatible con grandes empresas.
* Freno a otras energías.
# Destino de ayudas públicas.
# Red de distribución incompatible.
# Modalidad carga base: alta generación renovable, se pierde.
- Balance. * Ninguno de los problemas señalados se ha resuelto -Informe MIT-.
* 'Renacimiento': salvación 'in-extremis'.
* España.
# Nuevas no disponible hasta 8-10 años.
# Parque actual, 10 años útiles.
* Única discusión lógica:
# ¿Se pueden cerrar ya?.
# Mix futuro Gas - Renovables.
3.A. Panorama renovables.
- Flujo. * <=> 'stock' -fósiles-.
* Inagotables. ¿Suficientes?.
* Dificultad de almacenamiento.
* Control más complejo.
- Variabilidad. * sólo parcialmente predecibles.
* Escasa 'despachabilidad' individual.
* Compensación - control - # Diversidad.
# Extensión geográfica.
# Almacenamiento.
- Alta oferta. * No restricciones al crecimiento.
* Posibles limitaciones por disponibilidad de minerales necesarios
para paneles y aerogeneradores.
- Costes. * Operación y mantenimiento (O&M) bajos.
* Combustible, coste nulo.
* Instalación: altos.
* => ratio 'Costes Variables / Costes Fijos' muy bajo.
# => Funcionamiento poco interrumpido => Acusada mayor rentabilidad.
- Otros aspectos. * Independencia energética. # Seguridad de la oferta.
# Reducción déficit exterior.
* Riesgos nulos de accidentes.
* No contaminantes. # Ahorro directo en salud.
# Cumplimiento compromisos internacionales.
- Relevancia. * Instituciones que apoyan activamente.
# Ejércitos USA y Alemán.
# Gobiernos de Alemania, Japón, Australia - principalmente -.
* Oportunidad: nueva fuente de crecimiento para salir de la crisis.
* Cumbres climáticas: foros de contratos renovables en la práctica.
3.B. Diversidad de fuentes - Tipos.
- Eólica * Propiedades técnicas
# Generación lejos de puntos de consumo.
# Proporcional - al cubo de la velocidad.
- al cuadrado del radio de la pala.
=> altura
* Propiedades económicas.
# Costes - altos por tamaño aerogenerador.
- Curva de aprendizaje ya estable.
# Reducción de costes transmisión => parques => medianas y grandes empresas.
* Tipos # Terrestre.
- Más explotada. Mejores localizaciones ya ocupadas en muchos países.
- Almacenable con la hidráulica.
# Marina 'offshore'.
- Flujo viento más estable y continuo => mayor eficiencia.
- Coste de construcción aumenta mucho.
- Plataforma marina poco profunda: Norte de Europa.
- En estudio: a) plataformas más profundas, b) flotantes.
# Mini eólica.
- Por desarrollar. Gran potencial junto a la FV, para suministro aislado,
y autoconsumo.
- Solar * Más constante y predecible que la eólica.
* Foto voltaica (FV).
# La más extendida. Crecimiento del 25% promedio 2005-2010.
# Luz solar directa o difusa -incluso nublado -.
# Reducción de costes muy rápida en 4 o 5 años.
# Suministro aislado, autoconsumo doméstico e industrial - 'net metering' -.
# Almacenabilidad vehículos híbridos y eléctricos.
# 'Escalable' => particulares, Pymes, y grandes empresas.
=> capacidad de acabar con el sistema oligopolístico actual.
=> muy perseguida por los medios.
* Térmica de concentración -STC, o 'Concentrated Solar Power, CSP'-.
# Proyectos medios o grandes. Plantas de espejos que concentran luz - y calor -, en una torre.
# Sol directo - requisito-.
# Almacenable - 10 a 15 horas-.
# Teconología 'mini': discos 'Stirling' . Rentabilidad en estudio.
* Térmica. Calor - calefacción, agua caliente -.
- Hidráulica. * Usos múltiples. # Consumo urbano.
# Riego agrícola.
# Regulación cauces fluviales.
# Energía 'despachable' => complemento óptimo para renovables variables.
* Mega -grandes presas-. # Costes muy altos y períodos dilatados para la construcción.
# Riesgos por accidentes geológicos.
# Desplazamiento población.
# Costes ambientales.
# Recomendación WWF: sólo si otras opciones no son suficientes.
* Mini - hidráulicas. #Capacidad instalada tanto o más que la 'mega'.
# Costes de todo tipo muy reducidos en relación a las mega-presas.
# Vulnerabilidad a las sequías.
# Favorece a Pymes => mayor competencia y eficiencia.
- Bio * Gran variedad. # Transporte y generación de electricidad.
# Despachable.
* Bio masa. # Residuos forestales, agrícolas, ...
# Plantaciones - compite con alimentos ... .
# combustión, electricidad. Produce CO2, pero antes las plantas lo han retirado.
=> CO2 neutral.
* Bio gas. # Descomposición de residuos - urbanos, agrícolas.
# Combustión.
* Bio-fuel. # Transporte: etanol, y bio-diesel.
# Vehículos híbridos: electricidad -posiblemente renovable-
+ bio fuel.
- Geotermal. * Poca profundidad -en uso comercial; calor radiante-.
* Alta profundidad. # Perforación hasta alcanzar temperaturas altas y espacios libres.
# Inyección de agua y recuperación.
# Alto potencial. En fase de estudio .
- Otras. * Maremotriz: mareas, olas. Muy constante y predecible -en estudio-.
* Hidrógeno. # Inestable, EROI menor que uno, produce CO2 en algunos procesos-.
# en estudio.
3.C. Solución renovable - Energy (R)evolution.
* Salida de la crisis: # No bastan políticas macroeconómicas => cambio de modelo.
# Renovables: Parte del plan industrial necesario para superar la crisis
y posicionarnos en el futuro.
# Debe ser un plan europeo.
# Pueden posicionarse como líderes otras economías en las que están
despegando rápidamente.
* Basado en: # Electricidad: - Fuerte promoción de la eólica y la solar.
- Hidráulica, continuar, especialmente la 'mini'.
# Transporte: - biofuel.
- Electrificación.
# Gestión de la demanda: Reducción de los 'picos'.
* Fuerte inversión en redes. # Macro y micro.
# Interconetadas, entre países y por tipos de redes.
# Generación distribuida - no centralizada -: Muchas fuentes y
localizaciones distintas.
# Inteligentes -'smart'-: Coordinación generación distribuida.
* Adecuación a pequeños y medianos empresarios => Mayor competitividad y eficiencia.
* Gas 'compañero de viaje temporal': Reducción paulatina hasta 2050.
* Otras fuentes - carbón, nuclear -: # Rápida reducción.
# Reservas estratégicas - pequeño volumen-.