Pedro Prieto Present Ac i On

Alternativas a los combustibles fsiles en la transicin energtica

Pedro A. Prieto Prez Vicepresidente de la Asociacin para el Estudio de los Recursos Energticos. AEREN y miembro de ASPO

El consumo de energa en el mundo: Su evolucin en el tiempo

Consumo mundial de energa

Exaj

ulio

s p

or

ao

Nuclear

Hidroel.

Gas natural

Petrleo

Carbn

Biomasa

Fuente: Gail Tverberg. Our Finite World. 12/03/2012. Basada en estimaciones de Vaclav Smil y estadstica de BP.

El consumo de energa en el mundo: Primera gran transicin energtica

12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0

Ener

ga

en M

tep

/a

o

Nuclear

Hidroel.

Gas natural

Petrleo

Carbn

Biomasa

Consumo mundial de energa primaria

El carbn tard unos 60 aos en sustituir y superar como combustible principal a la biomasa Lo alcanz en un nivel de consumo mundial del entorno de los 800 Mtep/ao Sucedi hacia 1900, con una poblacin mundial de unos 1.600 millones de habitantes

La fuente de energa primaria anterior (biomasa) todava segua creciendo en consumo, apoyando la creacin de infraestructuras para desarrollar el sector del carbn

PRIMERA GRAN TRANSICIN

ENERGTICA

El consumo de energa en el mundo: Segunda gran transicin energtica

12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0

Ener

ga

en M

tep

/a

o

Nuclear

Hidroel.

Gas natural

Petrleo

Carbn

Biomasa


El petrleo tard unos 60-80 aos en sustituir y superar como combustible principal al carbn Lo alcanz en un nivel de consumo mundial del entorno de los 3.000 Mtep/ao Sucedi con una poblacin mundial de unos 3.000 millones de habitantes

Las anteriores fuentes de energa primaria (biomasa y carbn) todava seguan creciendo en consumo y apoyando la creacin de infraestructuras para desarrollar el sector petrolfero

El consumo de energa en el mundo: Qu tercera transicin energtica?

12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0

Ener

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tep

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o

Nuclear

Hidroel.

Gas natural

Petrleo

Carbn

Biomasa

Consumo mundial de energa primaria ?

?

En 2013 alcanzamos un nivel de consumo mundial del entorno de los 13.000 Mtep/ao. Tenemos una poblacin mundial de unos 7.100 millones de habitantes . Esto son 16 veces ms energa que en la primera transicin de hace un siglo con casi cinco veces ms poblacin. Y son 4,4 veces ms energa que hace medio siglo con 2 veces y media ms poblacin Los combustibles fsiles son hoy el 82,1% del total del consumo mundial de energa unos 10.700 Mtep/ao

Por primera vez y previsiblemente habr que cambiar de fuente con la principal fuente de energa anterior en declive o franco declive y en un nivel de consumo y poblacin sin precedentes en la historia

El consumo de energa en el mundo: Qu tercera transicin energtica?

12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0

Ener

ga

en M

tep

/a

o


2020 2040 2060 2080 2100

?

El consumo de energa en la actualidad

Produccin e importaciones 18.210 MTep (13.137 MTep) = 100% 17 TW

Diferencias estadsticas Diferencias estadsticas Cambios de stocks

Exportaciones Cambios de stocks

Prdidas Auto consumo

Exportaciones

Consumo final total 8.917 MTep

Industria

Transporte

Otros (Residencial Comercial)

No energticos

Electricidad

31,5%

29,3%

21,3%

10%

2,3%

5,1%

4.977 38% 39%

eficiencia

2732

15%

784 6%

3.097 34,7%

2.445 27,4%

2556 28,7%

819 9,2%

Fuente: Agencia Internacional de la Energa (AIE). Datos de 2011. Diagrama de Sankey. http://www.iea.org/Sankey/index.html

La distribucin mundial del consumo de energa primaria

FRICA

Egipto

Argelia

BIOMASA

RENOVABLES

HIDROELCTRICA

NUCLEAR

CARBN

GAS NATURAL

PETRLEO

INDIA Otr

os

Euro

pa

ASIA

Turqua

Sudfrica

Singapur

Corea del Sur

Taiwn

Malasia

Tailandia LATI

NO

AM

RIC

A

Bra

sil Ch

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enti

na

Ven

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CHINA

UE

16

A 2

7

CEI

OR

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Luxemburgo

JAP

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RU

SIA

EE.U

U.

Can

ad

PROMEDIO MUNDIAL DE CONSUMO

11.000

2.645

788

1.415

7.500

5.200

7.028 1258 2.328 3.747 5.742

CO

NSU

MO

PR

OM

EDIO

DE

ENER

GA

EN

VA

TIO

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NC

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RO

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AP

ITA

0

HABITANTES EN MILLONES

Fuente: BP Statistical Review of World Energy 2012 para consumos de energa. FMI para PIB per capita, Wikipedia para poblacin por pases y elaboracin propia

La distribucin mundial del PIB

Fuente: Banco Mundial 2011

Fuente: Agencia Internacional de la Energa. WEO 2012. Pginas 71 y 508

Subsidio: Prestacin pblica asistencial de carcter econmico y de duracin determinada

Quin puede asistir a otro si no ha acumulado previamente un excedente que ofrecer?

Con qu recursos (energticos) ha creado esta sociedad los excedentes de que dispone?

El concepto de subsidio a la energa Quin subsidia a quien?

Dnde est Wally Nuclear?





Exportaciones


Industria

Transporte


No energticos

Electricidad

31,5%

29,3%

21,3%

10%

2,3%

5,1%

4.977 38% 39%

eficiencia

2732

15%

784 6%

3.097 34,7%

2.445 27,4%

2556 28,7%

819 9,2%


Total de centrales nucleares construidas y en construccin

Fuente: http://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/n/nuclear-power-plant-world-wide.htm

Las plantas construidas suman unos 380 GW de potencia y funcionan el 80% del tiempo en promedio

Envejecimiento de las centrales nucleares

La edad promedio de los reactores nucleares mundiales es de 29 aos y su vida til de 40 aos, aunque algunas se estn prolongando hasta 60 aos

Fuente: http://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/n/nuclear-power-plant-world-wide.htm

Fuentes: Marcel Coderch : The nuclear illusion. ASPO VII Barcelona 2008 (un ejercicio de System Dynamics) y elaboracin propia El espejismo nuclear. Marcel Coderch y Nria Almirn.

Construir Construir 20 centrales nucleares en 20 aos slo rendira energa neta a los 24 aos de comenzar. 20 programas de 20 centrales cada uno daran energa neta solo en 32 aos desde el comienzo del programa

Primero, poner (mucha) energa, pero de dnde?

Los cuatro pies de barro nucleares

Energa nuclear: residuos

Hay cientos de miles de barras radioactivas gastadas, pero emitiendo enormes cantidades de calor y radioactividad. Crecen a un ritmo de unas 60.000 Tm/ao La inmensa mayora se almacenan en piscinas que exigen refrigeracin activa, que estn ubicadas al lado del reactor mismo. El fallo prolongado del suministro elctrico al sistema de refrigeracin puede causar la fusin de las barras y la creacin de un magma radioactivo intratable con posibilidad de explosin nuclear de fisin. La industria asegura que no habr problemas para reubicar las barras gastadas en almacenes cuando las piscinas se vayan llenando

Fuente: http://decarbonisesa.com/ y The Union of Concerned Scientists at http://www.ucsusa.org/nuclear_power/making-nuclear-power-safer/handling-nuclear-waste/safer-storage-of-spent-fuel.html Americas Nuclear Spent-fuel time Bombs: http://www.huffingtonpost.com/robert-alvarez/americas-nuclear-spentfue_b_871718.html

Almacenaje de residuos radioactivos de alto nivel en recipientes secos con refrigeracin pasiva. Duran 28 aos y almacenan residuos de 110.000 MkWh de la central nuclear Conneticut Yankee Power Station.

La falta de almacenamientos duraderos para residuos de alta actividad, ha hecho que en EE. UU. las plantas hayan almacenado 5 veces ms barras gastadas en las piscinas de refrigeracin que lo originalmente diseado, alcanzando casi las densidades de los propios reactores. Cada piscina de refrigeracin tiene un promedio de varios cientos de toneladas de barras gastadas. Cada recipiente para almacenaje en seco puede acoger unas 10-15 Ton. de barras gastadas y por poco tiempo. El coste de cada recipiente para almacenaje en seco cuesta alrededor de 1,5 M$. Almacenar la totalidad de las barras gastadas de EE. UU. (>70.000 Tm) en piscinas (un 75% del total) costara unos 7.000 M$. Hacerlo con las de todo el mundo costara unos 30.000 M$

Energa nuclear: residuos

Energa nuclear: reservas/recursos

Fuente: Analysis of Uranium Supply up to 2050. IAEA. Mayo de 2001. Camin transportando mineral de uranio al complejo Ranger en los territorios de Australia del Norte Mina de urnaio y oro de Olympic Dam en el sur de Australia. Cmara de congelacin a 530 metros bajo la superficie en la mina de Saskatchewan, en Canad Pginas 89, 90 y 85. Interior de la mina canadiense de Cigar Lake considerada la segunda o tercera mejor mina del mundo.

Con qu tipo de energa se explora, extrae, procesa, refina y transporta el mineral de uranio? Hay posibilidades serias en el horizonte para hacer estas tareas independientes de los combustibles fsiles? Cmo es que las reservas de uranio (U3O8) se fijan en funcin de los dlares por kilo o libra de uranio segn la ley de la mina, basados a su vez en costes de exploracin, extraccin, refinado y transporte del mineral y del producto final?

Energa nuclear: Definicin de reservas y recursos

Fuente: Red Book 2009 IAEA/NEA. Notas de Michael Dittmar (ETH-Zrich) 6.2.2014. Calculados sobre base econmica de 260 $/Kg

RAR: (Reasonable Assured Resources)

Recursos Razonablemente Asegurados

IR: (Inferred Resources)

Recursos Inferidos

UR: (Undiscovered Resources)

Recursos sin descubrir (Quiz creemos en ellos)

UPR: (Undiscovered Prognosticated)

Pronosticados sin descubrir

USR: (Undiscovered Speculative)

Especulativos sin descubrir (Nos gustara creer en ellos)

(Los seguros)

(los no encontrados pero en los que se cree seriamente)

4 Millones T.

10,4 Millones T.

2,3 Millones T.

Energa nuclear: reservas/recursos

Fuentes: IAEA Red Book 2012. Uranium: Resources, Production and Demand. http://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/NEFW/Technical-Areas/NFC/uranium-production-cycle-redbook.html. Energy Watch Group 2006. Uranium Resources and Nuclear Energy Analysis of Uranium Supply up to 2050. IAEA. Pgina 52. Citado por Gail Tverberg en http://ourfiniteworld.com/2011/07/05/uranium-supply-update/ La AIEA se ha desdicho de estas previsiones en julio de 2010, http://www.iaea.org/newscenter/pressreleases/2010/prn201009.html

La AIEA prev en su Red Book de 2012 pasar 375 Gwe y 63.875 (tU) en 2010 a 746 Gwe y 136.000 tU en 2035

(High demand case)

Demanda de uranio segn los escenarios de la AIE y suministros posibles de fuentes conocidas

Energa nuclear: seguridad

Las tasas de accidentes con daos en el ncleo se calcularon en EE. UU. en un accidente por cada 10.000 reactores-ao. Ya antes de Fukushima estaban en varios rdenes de magnitud por debajo de esa cifra terica. Con Fukushima caen a un nivel de aproximadamente un accidente por 1.000 reactores-ao La industria no para de tener accidentes graves y de asegurar que con las nuevas tecnologas reducir en una dcima parte esta posibilidad.

la Comisin de Seguridad Nuclear de Japn (y se supone que de los dems pases nucleares, porque siguen todos reglas aproximadas), no tena, entre las posibles 59 causas posibles o previsibles y calculadas, la de un accidente grave con un corte de electricidad prolongado.

Fuente: http://search.japantimes.co.jp/cgi-bin/nn20110406x2.html

la Gua Regulatoria para la revisin de la seguridad de diseo de las instalaciones con reactores nucleares con agua ligera, estableca, en la nmero 27 de ellas, que se disearn de tal forma, que se pueda asegurar el cierre seguro y la refrigeracin adecuada del reactor, para que despus del cierre puedan quedar aseguradas en caso de interrupcin de corta duracin del fluido elctrico

Pases con posibilidades serias de cortes graves y duraderos del suministro elctrico: 1. Irak. Una central nuclear bombardeada. Muchas horas de cortes de luz diarios desde hace tres dcadas. 1. Japn (con Fukushima y otros posibles) Redes a 50 y 60 Hz. Severas restricciones en el consumo para los ciudadanos 1. Ucrania, si Rusia corta el gas en invierno (3 aos amenazando con hacerlo). 15 reactores. Dos ciudades con ms de un milln de habitantes sin luz de forma permanente por los bombardeos. 4. Pakistn e India (sobre todo si entran en guerra) con redes pobres 5. Indonesia (apagn en 2005. (100 millones de personas) 6. Brasil (1999 y 2009; ste ltimo afect a Paraguay. (70 millones de personas) 7. Italia en 2003 (prcticamente todo el pas) 8. EE. UU. en 1965 y en 2003 con 30 millones de personas afectadas EE. UU. tiene una pobre red federal integrada. Son subsistemas pobremente interconectados.



Asc I y II estn refrigeradas por el Ebro, que 50 Km ms arriba, tiene el embalse de Mequinenza, de 1.530 Hm3, ms conocido como el mar de Aragn

1. Japn no debera haber construido tan cerca del mar. (Todas las centrales nucleares estn cerca de grandes flujos de agua dulce o, en su defecto, cerca del mar). No hay autoridad moral para decir esto ms de tres dcadas despus de haber construido cientos de ellas en situacin parecida, primando el coste sobre la seguridad.

Caso de Japn: 1. Una cada del 20% del suministro elctrico de forma prolongada, deja a toda la red cerca del colapso energtico

1

2. Esto podra haber puesto en problemas graves a la refrigeracin del resto de los reactores nucleares

3. A su vez, una cada general de la red elctrica prolongada, podra alterar completa y definitivamente una sociedad moderna en varios de sus flujos claves

3

3

2

Interrelaciones energticas: Una sociedad tan potente como frgil


2. Los domos de los reactores aguantan tericamente la cada de un avin de pasajeros (pero no el bombardeo de los mismos) Reactor experimental de Tammuz a unos 30 Km. al sur de Bagdad, junto a ro Tigris. Construido por Francia. Tammuz 1 (TZ1) 40 MWt y el TZ2 500kWt El reactor entr en criticidad a mediados de 1978 y comenz a generar (5MWt) 2 meses ms tarde. Poco antes del 7 de junio de 1981, el combustible irradiado fue transportado a otro lugar, ante la insistencia de la parte francesa. El 7 de junio de 1981 fue bombardeado por la aviacin israel.

Fuente: Iraqi Atomic Energy Comission http://www.iraqwatch.org/government/Iraq/IAEC%20reports/Iraq-annual-report-1981.htm


Cmo es que los diseadores no hayan calculado la posibilidad de destruccin de plantas nucleares en conflictos blicos, si stos se dan con tanta frecuencia? Cmo puede ser que ignoren esto, mientras Israel y EE. UU. amenazan constantemente con bombardear las instalaciones nucleares iranes? Cmo se ignora esta posibilidad despus de que Israel haya bombardeado y destruido el reactor nuclear iraqu de Tammuz (Osirak) y ha destruido otra instalacin siria en Al Kibar? Cmo se puede ignorar, si han saboteado las instalaciones nucleares iranes con un virus informtico (Stuxnet)? Cmo ignorarlo, si Hamas dispara cohetes contra la instalacin Nuclear de Dimona?


Quin asegurar los 15 reactores nucleares y los dos adicionales que quiere completar ahora el gobierno de Kiev en Khmelnitski, adems de los 3 de Chernobil en desmantelamiento, mas el que est all con el ncleo fundido? Cmo asegurar los nuevos suministros necesarios desde el pas que produce las barras, si est prcticamente en guerra con Ucrania?

La central nuclear de Lemoniz (1972-1984) sufri varios atentados y el asesinato del ingeniero Ryan a manos de ETA y nunca entr en funcionamiento, en teora por la llegada de la moratoria nuclear en Espaa.

Energa nuclear: Proliferacin

Pas Pas con centrales nucleares

Ojivas nucleares Ao de la primera prueba

Firmantes del Tratado de No Proliferacin Nuclear

EE.UU. 2.150 despl. 2.800 reserv. 8.000 total

1945

Rusia 4,430 despl. 16.000 total

1949

Reino Unido 160 despl. 225 total

1952

Francia 300 despl. 300 total

1960

China 178 despl. 250 total

1964

No Firmantes del Tratado de No Proliferacin

India 60 despl. 80 total

1974

Pakistn 90 despl. 110 total

1998

Corea del Norte 10 2006

Israel 60 despl. 200 total

1979?

Surfrica 6+1 1987?

Fuente: Boletn de Cientficos Atmicos.

Energa nuclear: Proliferacin

El Sha de Persia tena un programa nuclear para construir 20 centrales nucleares con la ayuda de EE. UU. Alemania y Francia. Ahora el gobierno iran no puede construir ninguna, al decir de EE.UU., Alemania y Francia. Los criterios puede-no puede son evidentemente polticos (medidos en aos o incluso en meses), mientras los criterios de seguridad, deberan ser medidos en siglos o milenios. De nuevo prima todo menos la seguridad

El programa nuclear surafricano se desmantela en 1989 un ao antes de la liberacin de Nelson Mandela y cinco aos antes de su llegada al gobierno. Siendo un Estado racista y segregacionista, recibi ayuda tecnolgica de EE. UU. y Francia y tuvo acuerdos de cooperacin nuclear con Israel.

Carcasas de las bombas nucleares surafricanas

Obras de la construccin del reactor nuclear experimental en la diagonal en Barcelona (1960)

Inauguracin del reactor y bendicin del mismo por autoridades religiosas en presencia del ministro de Industria, Joaqun Planelly y del director de la Escuela ee Ingenieros

Franco tuvo tambin veleidades nucleares y lanz un programa de desarrollo de una bomba que no lleg a trmino, con ciertas aquiescencias.

Las renovables. Dnde est Wally Biomasa?





Exportaciones


Industria

Transporte


No energticos

Electricidad

31,5%

29,3%

21,3%

10%

2,3%

5,1%

4.977 38% 39%

eficiencia

2732

15%

784 6%

3.097 34,7%

2.445 27,4%

2556 28,7%

819 9,2%


La biomasa.

Ms de la mitad de los bosques originales del planeta han desaparecido en los ltimos 150 aos El ritmo de destruccin neta de los bosques es superior al 1% anual Los cultivos para alimentacin humana y animal ocupan ya ms del 10% de la superficie de los continentes El consumo de agua dulce en el planeta es de ms de 5.000 Km3

anuales y el total de agua dulce global accesible a seres humanos est en los 9.000 Km3

Fuentes: John Perlin. A Forest Journey. La historia de los bosques y FAO Statistics. http://www.vossfoundation.org/assets/UNEP_Global_Water_Resources.pdf

Comemos petrleo

Esta es la energa que cuesta criar un ternero de 3 aos Unos 9 litros de petrleo por kilo de carne de ternera (Incluye fertilizantes, energa para el maz y para la maquinaria de la granja)

7 de cada 10 caloras de la dieta europea son combustibles fsiles 9 de cada 10 caloras de la dieta estadounidense con combustibles fsiles

y vamos a dar a las mquinas combustible procedente de alimentos?

No te preguntes lo que la comida puede hacer por ti, sino lo que la comida puede hacer por la industria de automvil

Disculpe Tiene algo de

comida para mi?

Grado de ocupacin de la tierra

Bosques

31%

Desiertos

6%

Praderas

22%

Secano

37%

Regado

4%

Cunto queda para cultivos energticos?

Un ejemplo. La biomasa en Espaa

La biomasa en Espaa

Personas: 46.0 M 0.89/Ha Vacuno: 6.5 M 0.13/Ha Ovino: 24.0 M 0.48/Ha Porcino: 23.5 M 0.47/Ha Gallinas y pollos: 128.0 M 2.60/Ha Animales acuticos, marinos costeros y salvajes excluidos

La ocupacin del territorio

Fuente: Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentacin e INE

La biomasa en Espaa

PRODUCTIVIDAD PROMEDIO PRODUCCIN TOTAL DE BIOMASA Tierras de regado: 10 T/Ha/ao 18 M Toneladas Tierras de secano: 3 T/Ha/ao 50 M Toneladas Praderas y pastos permanentes: 3 T/Ha/ao 33 M Toneladas Bosques: 3 T/Ha/ao 44 M Toneladas Produccin mxima absoluta: 145 M Toneladas

La biomasa en Espaa

De la produccin mxima absoluta de biomasa: 145 M Toneladas 68 M Toneladas ya estn tomadas para cultivos (equivalentes a unos 10 Mtpe) Que consumen el 65-70% del agua dulce disponible en Espaa Adems, exigen para su produccin abonos: Nitrogenados: 1.070.000 Toneladas Potsicos: 488,300 Toneladas Fosfatos: 610.300 Toneladas Total: 2.159.700 Toneladas ADEMS, UNOS 1.000 Millones de en pesticidas y herbicidas (el doble en 2002 que en 1990)

Fuente: Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentacin

La biomasa en Espaa

Para producir 68 M de biomasa en cultivos se necesitaron: 1 milln de tractores 300.000 motocultivadoras 51.000 cosechadoras Cientos de miles de camiones 250 M en electricidad (4.000 M KWh) 1.000 M litros de fuel oil 74 M en lubricantes Fertilizantes, Pesticidas, etc.

EN TOTAL, UNOS 3 Mtpes

Con la mitad de las praderas y bosques se podran producir 40 millones de toneladas anuales de biomasa (materia seca) A 2-3 T/ha y ao y 150 litros de biocombustible por Tonelada de materia seca, se produciran unos 6 Mtpes. Para ello se gastaran al menos 3 MTpes

Cunta biomasa queda libre para producirse en Espaa?

Espaa consumi en 2013 133 MTpe

La biomasa en Espaa

Las renovables. Dnde est Wally hidroelctrico?





Exportaciones


Industria

Transporte


No energticos

Electricidad

31,5%

29,3%

21,3%

10%

2,3%

5,1%

4.977 38% 39%

eficiencia

2732

15%

784 6%

3.097 34,7%

2.445 27,4%

2556 28,7%

819 9,2%


Fuentes: Stout, World Resources, Josep Puig y Joaquim Corominas (La ruta de la energa) Banco Mundial (2000) y elaboracin propia

ENERGA HIDROELCTRICA. CAPACIDAD INSTALADA Y POTENCIAL POR REGIN

POTENCIA % (1984) EN EXPLOTACIN

%

En Gw En Gw

frica 780 27 16 2

Amrica del Norte y central

313 11 146 47

Amrica del Sur 577 20 56 10

Europa Occidental 158 6 134 85

Antigua URSS, Europa del Este, China

466 16 107 23

Oriente Prximo 21 1 7 33

Lejano Oriente 42 1 40 95

Sudeste Asitico 455 16 25 5

Oceana 45 2 11 24

MUNDO 2857 100 542 19

En la actualidad, ya se ocupa ms del 25% de las grandes cuencas mundiales razonablemente utilizables. Los embalses generan grandes cantidades de metano y se colmatan en unos 100-200 aos La hidroelectricidad apenas aporta el 3% de la energa primaria mundial consumida Ya se utiliza ms del 40% del agua dulce accesible y disponible (agricultura+ind.+domes.)

La energa hidroelctrica

Las renovables. Dnde est Wally elico y solar?





Exportaciones


Industria

Transporte


No energticos

Electricidad

31,5%

29,3%

21,3%

10%

2,3%

5,1%

4.977 38% 39%

eficiencia

2732

15%

784 6%

3.097 34,7%

2.445 27,4%

2556 28,7%

819 9,2%


Fuente: BP Statistical Review of World Energy 2014. Wind Capacity

Evolucin de la potencia elica mundial entre 2000 y 2013. Principales regiones

Fuente: BP Statistical Review of World Energy 2014. Wind Capacity

Evolucin de la potencia elica mundial entre 2000 y 2013 y % de crecimiento anual

Es aprox. el 2,7% del consumo elctrico mundial en 2013 Supone evitar el 4% del consumo mundial de energa primaria. Pero el aumento del consumo elctrico mundial fue de 492 TWh slo en 2013 y la produccin elica global fue de 628 TWh Europa y Norteamrica suman el 68% del total mundial China e India suponen un 27% del total mundial

La energa elica en el mundo

Un posible escenario de despliegue elico y uso de materiales

Con 3TW de energa elica se cubrira el 30% del consumo elctrico mundial de 2010. Su construccin exigira un crecimiento mundial anual, desde el parque mundial actual, de un 12% anual acumulativo hasta 2035. O aumentar de ms de un 20% anual la capacidad productora/instaladora mundial actual ( 40.00 MW/ao) El milln y medio de generadores elicos de 2 MW exigidos, implicara: 2 veces la produccin mundial de acero Casi la mitad de la extraccin mundial anual de carbn 25 veces la produccin mundial anual de fibra de vidrio La produccin mundial anual de cemento Casi la mitad de la produccin mundial anual de cobre

Tratar de capturar el 1% de todos los vientos del planeta (1.200 TW en todos latitudes y alturas): Es tcnicamente muy improbable Podra suponer importantes problemas ecolgicos a esta escala Los vientos podran derivar por la ley del mnimo esfuerzo Representara una cantidad inviable en materiales y energa. Es una industria muy pesada Y slo producira, como mximo, el 70% de la demanda de energa primaria mundial actual

Fuentes: Strahler 1984 vientos planetarios. Energy Policy June 2011. Global wind power potential: Physical and technological limits Carlos de Castro, Margarita Mediavilla, Luis Javier Miguel y Fernando Frechoso. Universidad de Valladolid.

El lmite tecnolgico y fsico, parece estar en la captura de un mximo de 1 TW con 5TW de potencia elica instalada. Eso sera el 50% del consumo elctrico mundial actual

Lmites elicos en una visin Top-Down

Evolucin de la capacidad fotovoltaica mundial instalada entre 2000 y 2013

Fuente: EPIA. GLOBAL MARKET OUTLOOK FOR PHOTOVOLTAICS 2014-2018 pgina 17

Evolucin de las instalaciones mundiales anuales entre 2000 y 2013


Evolucin de las instalaciones europeas anuales entre 2000 y 2013


Pais Tecnologa

Potencia

(MW)

Almacenamiento

(horas a carga

nominal)

CSP (45) 2.122,50 hasta 9 prom. 4

Torre (3) 60 1+1+15

Fresnel (2) 31,4 0,5

CSP (8) 816,16 Hasta 6 prom. 1

Torre (1) 392 no

Disco 1,5 no

Fresnel (2) 125 no

CSP (2) 53 no

Torre (1) 2,5 no

EAU CSP 100 no

Argelia CSP 25 no

Egipto CSP 20 no

Marruecos CSP 20 no

Australia Fresnel 13,3 no

Chile CSP (Th) 10 no

Italia CSP 5 8

Tailandia CSP+BIO 5 no

Total Mundial 3.802,36

Torre (2) 502 no y 10

CSP (3) 580 en promedio 1

Surfrica CSP (3) 360 de 3 a 5

Torre (1) 50 2

Marruecos CSP 160 3

Torre 92,5 no

CSP 50

India CSP 50 no

Australia Fresnel 44

Mxico CSP 15 no

Francia Fresnel 12 1

Total en construccin 1915,5

Espaa

(58,2%)

EE.UU.

India

EE.UU.

En Construccin

China

Fuente: Protermosolar. Mayo de 2014. http://www.protermosolar.com/

Instalaciones termosolares en el mundo

83%

13%

3%

En general, el almacenamiento resulta muy costoso y complejo y no suele ser superior a 4 5 horas a carga nominal. En Espaa se permite la generacin complementaria con gas como renovable hasta un cierto porcentaje (15%) El sector reconoce en Espaa que sin primas a la produccin esta tecnologa no es rentable

Energa solar termoelctrica

Fuente: Protermosolar. Planta solar cilindroparablica de 100 MW con cinco horas de almacenamiento de energa trmica en sales fundidas Planta termosolar de torre de vapor sobrecalentado con una potencia instalada de 50 MW. con una capacidad de almacenamiento de vapor para producir energa a la mxima potencia durante dos hora. Proyectos de Abengoa en Surfrica.

Centrales solares termoelctricas

Las de torre, pueden quemar o vaporizar aves cuyo vuelo intercepte el haz concentrado. Mantenimiento complejo en las uniones y partes mviles Exigen una importante fuente fsil de energa de respaldo. Exigen un aporte de agua dulce de unos (300,000 m3/ao) Slo al alcance de grandes corporaciones. Los depsitos de sal para acumular e intercambiar energa son enormes y de mantenimiento complejo

Pases del Plan Solar Mediterrneo (PSM)

Generacin elctrica

en TWh

Consumo /persona en kWh/ao

Poblacin en Millones

Francia 566,5 9.442 60

Italia 314,4 5.515 57

Espaa 322,3 7.162 45

Total Europa Mediterrnea 1.203,2 7.427 162

Marruecos 21,3 710 30

Mauritania 0,3 83 3

Argelia 36,7 1.146 32

Tunez 12,9 1.290 10

Libia 21,1 3.517 6

Egipto 119,0 1.700 70

Palestina 0,0 3 4

Lbano 9,1 2.275 4

Siria 34,9 1.939 18

Jordania 9,0 1.800 5

Turqua 191,0 2.652 72

Israel 43,2 6.171 7

Total Africa y Oriente Medio 455,2 1.744 261

Gran Total Pases PSM 1.658,4 3.921 423

Fuentes: Termosolares en el Magreb. Pedro A. Prieto en Energy Information Administration of the United States. http://www.eia.doe.gov/cneaf/solar.renewables/page/solarreport/highlights4.html Presentacin de Solar Paces

Precio promedio de los colectores solares en US$/Sq feet (1US$/sqf = 7/m2)

LA PROPUESTA DE SARKOZY: 38.000 M (60.000 MUS$) en inversiones 20 GW solares termoelctricos en el 2020 44 TWh de generacin anual estimada 2,6% de la electricidad ahora consumida Campo Solar 45%

Grupo de Potencia 13% Sistemas HTF 7% Trabajos & Infraestructuras 3% Servicios 7% BoP 7% Otros 18%

Desglose tpico de costes de una CSP

Un pequeo anlisis del Plan Solar Mediterrneo de Sarkozy

Algunas exigencias materiales: 50 to 100 M m3/ao de agua, limpia y desionizada (50 to 100 Hm3) 3 a 6% de electricidad para autoconsumo para desalinizar y mantener las plantas 5 a 10% de la electricidad en prdidas por transporte en el bucle 400 km2 de tierras adecuadas 1,8 a 3,6 millones de toneladas de acero y otros metales 3 a 6 millones de toneladas de carbn para las fundiciones de metales 2 a 4 millones de toneladas de vidrio 400 a 800.000 toneladas de hormign

Cientos de millones de metros cbicos de movimientos de tierras 5 a 10 millones de toneladas de sales para fundicin (8 horas de autonoma de las plantas)

Un pequeo anlisis del Plan Solar Mediterrneo de Sarkozy

NORMATIVA FECHA GOBIERNO MINISTRO POTENCIA

RD 436/2004 27.03.2004 J. M. Aznar Juan Costa 10 MW

Orden 06.02.2007 R. Zapatero Joan Clos 129 MW

RD 661/2007 26.05.2007 R. Zapatero Joan Clos 215 MW

RD 1578/2008 27.09.2008 R. Zapatero M. Sebastin 2.028 MW

RD 6/2009 07.05.2009 R. Zapatero M. Sebastin 3472 MW

Orden ITC/3519/2009 31.12.2009 R. Zapatero M. Sebastin 3.502 MW




Orden ITC/688/2011 31.03.2011 R. Zapatero M. Sebastin 3.943 MW



Orden IET/3586/2011 31.12.2011 M. Rajoy J. M. Soria 4.250 MW

RDL 1/2012 28.01.2012 M. Rajoy J. M. Soria 4.274 MW

RDL 29/2012 31.12.2012 M. Rajoy J. M. Soria 4.509 MW

RDL 02/2013 02.02.2013 M. Rajoy J. M. Soria 4549 MW

RD 09/2013 13.07.2013 M. Rajoy J. M. Soria 4.604 MW

RD 413/2014 10.06.2014 M. Rajoy J. M. Soria 4.700 MW

Orden IET/1045/2014 20.06.2014 M. Rajoy J. M. Soria 4.700 MW

La locura normativa del rgimen especial de generacin de energa elctrica en Espaa

19 disposiciones legales en menos de 10 aos

Transformidad Directa

87 EJ

40 EJ

30 EJ

13 EJ

39 EJ

174 EJ

120 EJ

12 EJ

Carbn

Gas

Petrleo

Uranio

Hidroelctrica

Biomasa 4 EJ 1 EJ

Elica

Solar

1,5 EJ

Fsiles y nuclear

0,5 EJ

15 EJ

De la transformidad directa podramos decir que de cada Exajulio elctrico generado de plantas FV en red, ( como exerga final), se pueden ahorrar 4 Exajulios de energa primaria

Arena Silicio

Lingotes

Oblea

Clula

con vidrio templado + Cobre+ Soldadura+ Tedlar+EVA+ Caja conex+Cableado+encapuslado+ Caja embalaje, etc.

canalizacin, cableado

Infraestructura metlica

Seguidores

Lavado de mdulos

O&M

Accesos externos e internos

Vallado perimetral y seguridad

Transformadores

DC/AC Inversores

Contadores digitales

Lneas de evacuacin

Red nacional

Maquinaria y transporte en toda la cadena de valor

Medio industrial

Fbricas FV. Aparcamientos Y flota de vehculos

Calles, carreteras, autopistas

Ministerios, entes reguladores, Bancos Entidades financieras, ayuntamientos, seguros, administracin, etc., etc.

Mano de obra especializada en toda la cadena de valor

Bombeo inverso, gas presurizado en cavernas. Almacenamiento

Minera de metales y tierras raras Transporte

Tratamiento, lavado refinado, fundicin

Cmaras limpias, sistema de filtrado, purificacin, dopaje

Mdulo fotovoltaico

Transformidad Inversa/1

Llegar a poner un sistema solar FV completo en funcionamiento durante 25 aos, exige costes energticos previos de una sociedad que consume principalmente energa fsil. Por tanto, es vital analizar el nivel de estas inversiones y sus rendimientos netos efectivos

Cules de estas actividades se pueden considerar verdes?

TransformidadInversa/1

100%

76-63 45-0 31-0

Los mdulos FV entregan 15 unidades de energa. Sea este punto de

partida = 100

Sol 100 unidades de energa

La electricidad se usa para hacer hidrgeno por electrlisis con 20-30% de prdidas

El hidrgeno se comprime o lica para su almacenamiento con 30-40% de prdidas

El hidrgeno se pierde en el almacenamiento o transporte entre un 15 y un 100% del acumulado

La celda de combustible convierte de nuevo el hidrgeno en electricidad con una prdida de entre el 30 y el 50%

Las lneas de transmisin pierden entre el 5 y el 10%

95-90

53-38

La combustin directa convierte de nuevo el hidrgeno en electricidad con una prdida de entre el 60 y el 70% por el ciclo de Carnot

12-0

Prdidas en acumulacin de bateras y motor elctrico 10-20%

Electrolineras

Transporte Terrestre electrificado

72-49

Almacenaje de energa en cavernas Prdidas de un 15-30%

Bombeo inverso Prdidas de un 30%

80-63

Mtodos de acumulacin

Hay que alimentar 284 EJ ahora no elctricos

Funciones difcilmente sustituibles elctricamente

Transformidad Inversa/2

Anlisis de los costes de energa embutidos de los mdulos, sistemas y externalidades

Arena Silicio Lingotes

Oblea Clula

+ vidrio templado + Cobre+ Soldadura+ Tedlar+EVA+ Caja conex+Cableado+encapuslado+ Caja embalaje, etc.

1

2. El proceso de los mdulos

Mdulo FV canalizacin, cableado

Infraestructura metlica

Seguidores

Lavado de mdulos

O&M

Accesos externos e internos

Vallado perimetral Y seguridad

Transformadores

DC/AC Inversores

Contadores digitales

Lneas de evacuacin Red nacional

Maquinaria y transporte en toda la cadena de valor

3. Externalidades

del sistema FV

Medio industrial

1. El proceso de las clulas

Fbricas FV. Aparcamientos Y flota de vehculos

Calles, carreteras, autopistas

4. reas societales de gasto

energtico SINE QUA NON

Ministerios, entes reguladores, Bancos Entidades financieras, ayuntamientos, seguros, administracin, etc., etc.

Mano de obra especializada en toda la cadena de valor

Cell Energy Invested PV Module Energy Invested PV Balance ofSystem

Energy Invested

Societal Balance of System (BoS)

Energy Invested

Hidden /ignored/minimized /underestimated BoS energies throughout the whole process

Alquiler o compra De la tierra

Bombeo inverso, gas presurizado en cavernas. Almacenamiento

Costes ocultos/ignorados, subestimados. Energa del BoS en todo el proceso social

Produccin acumulada de energa

Costes acumulados de energa

Comienzo del proyecto

Fin del proyecto

Construccin Vida operativa til Desmantelamiento

Cierre

0 Tiempo

Arranca la generacin de energa

Autoconsumo

Energa al consumidor

Energa neta

Fuente: Energy from Wind: A Discussion of the EROI Research. cutler cleveland. Quoted by Nate Hagens at http://www.theoildrum.com/node/1863

La visin clsica de la TRE de un sistema energtico

Produccin acumulada de energa

Costes acumulados de energa

Comienzo del proyecto

Fin del proyecto

Construccin Vida operativa til Desmantelamiento

Cierre

0 Tiempo

Arranca la generacin de energa

Autoconsumo

Energa al consumidor

Energa neta

Costes energticos preexistentes y sociales sine qua non, para poder construir un sistema energtico

?

-t

Una visin ms holstica de la TRE de un sistema energtico moderno

Y si la TRE de las renovables fuese bastante

menor que la que exige la sociedad industrial?

Qu est moviendo a la sociedad mundial?

Qu energa subsidia a qu energa?

Esta presentacin no est pensada para ofrecer soluciones que permitan

seguir con el modo de vida actual

Slo pretende invitar a reflexionar sobre la situacin energtica actual y el posible

alcance de las alternativas energticas a la vista

Muchas gracias por su atencin

Pedro Prieto www.peakoil.net

www.crisisenergetica.org

Pedro Prieto Present Ac i On

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