LES ENERGIES RENOVABLES:
RENOVABLES:
UNA OPCIÓ OBLIGADA DE FUTUR
DE FUTUR
Per
Xavier Elias i
Santiago Bordas
Flix, 28 de febrer de 2012
EXCÉS POTENCIA/CONSUM: LA GESTIÓ DE LA DEMANDA
Ó
Eólica; 19 Ciclo
Combinado;
24
DISTRIBUCIÓN DE LA POTENCIA INSTALADA En % Total instalada a 31-12-2009: 93.215 MW
Hidráulica; 18
Fuel/Gas; 4 Solar; 4
Resto; 11 24
Carbón; 12 Nuclear; 8
Fuel/Gas; 4
COBERTURA DE LA DEMANDA
Eólica; 13 Hidráulica; 9
Carbón; 12 Ciclo
Combinado;
29
Carbón; 12
Nuclear; 19 Fuel/Gas; 1
Solar; 3 Resto; 14
L d' ili ió i j d l l
La taxa d'utilització mitjana de les centrals convencionals esta molt poc optimitzada.
EL FUTUR: UN INCREMENT DEL CONSUM D’ENERGIA
CONSUM D ENERGIA
Població 2008: 45.200.000
Població 2040: 54.500.000 (previsió)
2008 2040 Mitjana UE 15 6 545 6 500 Mitjana UE-15 6.545 6.500 Consum eléctric
KWh/persona 5.828 6.411
2008 2040 P d ió
Producció
Eléctrica TWh/any 263,9 424,9
Aquest increment net de consum d’electricitat:
161 TWh/any equival a 20 centrals nuclears
LA PLANIFICACIÓ:
PREVISIONS DE CONSUM PER AL 2040
2040
La taula mostra l’energia elèctrica consumida a Espanya el 2007 i la previsió pel 2040 justificat Espanya el 2007 i la previsió pel 2040 justificat per l’augment del consum específic així com per l’increment de població. Això representa un augment de l'energia consumida del 61,1%, en els propers 33 an s amb na ta a de els propers 33 anys, amb una taxa de creixement anual del 1,9% lineal, equivalent a 1,455% acumulat, molt inferior a la registrada durant els darrers vint anys.
Tipo de generación 2007 % 2040 %
y
Tipo de generación 2007 % 2040 %
Carbón + FO 71.269.470 27,0% - 0,0%
Ciclo combinado GN 62.030.835 23,5% 35.578.479 8,4%
Nuclear 46.721.097 17,7% 46.457.136 10,9%
Hidráulica convencional 22.331.101 8,5% 32.000.000 7,5%
Renovables 61.502.913 23,3% 310.915.552 73,2%
TOTAL Generación MWh/año 263.855.416 100,0% 424.951.167 100,0%
Añ t l d 33
Años contemplados 33
Incremento de la energía MWh 161.095.751 OBJETIVO de 2040:
Porcentaje de incremento 61,1% Renovables mas hidráulica convencional
Aumento lineal anual 1,9% 80,7%
L'EFICIÈNCIA DE LES
CONVERSIONS ENERGÈTIQUES
• La ratia d'eficiència d'energia primària a energia útil (o final) es del 70%. Però si es refereix a l'energia final útil pot ser del 40% o refereix a l'energia final útil pot ser del 40% o menys.
Noció d'eficiència energètica Central Termoeléctrica:
Carbó/Nuclear ≈ 37%
Central eólica 35%
Central Termosolar 15/20 %
En les EERR, amb el temps, els rendiments augmentaran però la despesa en combustible sempre serà nul.
FACTORS EN CONTRA:
EL PROBLEMA DE
L’INTERMITENCIA DE LES EERR L’INTERMITENCIA DE LES EERR
• Combinació eòlica/hidroelèctrica
• El gradient sali (constant)
• El gradient sali (constant)
• Els corrents marins (constants)
• Termoelèctrica/emmagatzemen (sals foses).
Hibridacions.
Hibridacions.
DEPESES DE
FUNCIONAMIENT/INVERSIÓ
Ciclo Combinado Termosolar Termosolar+
Potencia instalada 400 400 400 MW
Inversión 200.000.000 828.764.136 1.077.393.377 €
Periodo de amortización 25 25 25 Años
é 8% 8% 8%
Interés del capital 8% 8% 8%
Cuota de amortización 18.523.589 76.758.431 99.785.961 €/año Generación (diseño) 3.504.000 924.000 2.000.000 MWh/año
Tiempo real de operación 90% 25% 57%
Generación real 3.153.600 924.000 2.000.000 MWh/año
Autoconsumo 7% 8% 8%
Generación para la venta 2 932 848 850 080 1 840 000 MWh/año Generación para la venta 2.932.848 850.080 1.840.000 MWh/año
Incidencia inversión 6,32 90,30 54,23 €/MWh
Precio del combustible 25,0 0 0 €/MWh
Rendimiento de la planta 51%
Energía térmica 6.183.529 0 0 MWh/año
Coste del combustible 154.588.235 0 0 €/año
Coste operación 7.690.000 4.000.000 5.000.000 €/año
Total coste explotación 162.278.235 4.000.000 5.000.000 €/año
Incidencia explotación 55,33 4,71 2,72 €/MWh
Coste total (bruto) 61,65 95,00 56,95 €/MWh
Coste total (bruto) 6,16 9,50 5,69 c€/kWh
Incidencia del combustible 85,5% 0,0% 0,0%
EL POTENCIAL DE LES EERR:
L’ENERGÍA SOLAR
D’acord amb la Comissió Europea, dels 240 TWh/any que rep la Terra nomes el 70% son radiació directa. Aprofitant les zones desèrtiques (7% de la superfície) i d'elles el 30% per l’efecte (7% de la superfície) i d elles el 30% per l efecte d’ombres, que el rendiment de la transformació sigui del 15% i que nomes el 4% del territori pugui evacuar l’electricitat, s'obtindrien 24.000 TWh/any, m'entres el consum mundial va ser, al 2008, de 20,201 TWh/any.
MAPA DE RADIACI Ó SOLAR D ’ESPANYA
A la nostra latitud, existeixen valors mitjans diaris de l’ordre de 350 W/m2. Per 180 W/m2= 1.576 kWh/m2 i any. Si es calculen 2.500 h any d’insolació equivalent a 6,8 h/dia, el que suposa una potencia mitja, en les h. d’insolació, de 630 W/m2 i una energia de 4,2 kWh/m2 i dia.
Pel seu funcionament precisen d’una radiació clara i neta, es a dir, no funcionen en dies ennuvolats
CENTRALS TERMOSOLARS
ennuvolats.
Un informe elaborat al 2009 per l'Associació Europea de l'Energia Termoelèctrica i l'organització ecologista Grenpeace, asseguren que l'energia solar tèrmica de asseguren que l energia solar tèrmica de concentració podria cobrir el 7% de la demanda mundial al 2015 i al 25% al 2050.
Amb la tecnologia disponible avui dia una superfície desèrtica de 150.000 kmp 2 (el 30%( de la superfície d’Espanya) seria suficient per generar l’electricitat mundial.
APLICACIONS FV CAPA FINA
Silici amorf de capa fina aplicada sobre un suport flexible o com teixits o “tela” para la confecció flexible o com teixits, o tela para la confecció d’armilles, tendes de campanya, i serveix per carregar la bateria d’un aparell mòbil, como el telèfon, l’ordinador …
Cel. solar fotovoltaica de concentració: potenciar les cél solars per sistemes òptics (barats ) les cél. solars per sistemes òptics (barats…) anomenats concentradors, que dirigeixen la llum sobre cèl·lules mes petites, per tal de convertir mes eficientment l’energia rebuda. P.e. una cèl·lula de Si amb una eficàcia del 22,4% assoleix al, 28,3% amb una concentració de 140x,
RENDIMIENT D’UN AEROGENERADOR
Eficiència real Eficiència real
Rendiment aerodinàmic de Betz: 59,3%
Rendiment de l'hèlix: 85%
Rendiment del multiplicador:p 98%
TOTAL: 49,4%
MAPA EÒLIC D’ESPANYA I CCAA AMB MAJOR POTENCIA INSTAL·LADA
Els parcs eòlics van subministrar, al 2009, el 13% de
l’ i lè t i l
l’energia elèctrica espanyola.
• Mapa eòlic d’Espanya: Mitjana anual de la densitat de potencia en W/m2 (isozones de densitat de potencia eòlica en W/m2 )
• Potencia instal·lada (12/2008):
1. Castilla La Mancha: 3.430 MW 2. Galicia: 3.037 MW 3. Castilla León: 2.804 MW 4. Aragó 1.634 MW 6. Navarra 966 MW 9. Catalunya 401 MW
ESCULLERES O CENTRALS ELÈCTRIQUES?
DISPOSITIUS DE COLUMNA OSCIL·LANT.
Es basen en l'oscil lació de l’aigua del mar dins Es basen en l'oscil·lació de l aigua del mar dins una cambra semisummergida oberta per la part del fons, sota el nivell del mar.
El disseny es del tipus Venturi: estrenant-se a la zona de la turbina per imprimir gran velocitat a l’aire.
El port de Mutriko te 16 turbines de 296 kW (4,7 MW)
MW).
ES POSSIBLE, A ESPANYA, UN MODEL QUE AL 2040
ACONSEGUEIXI EL 80%
ACONSEGUEIXI EL 80%
D’ELECTRICITAT D’ORIGEN RENOVABLE
El à t bà i l d l
Els paràmetres bàsics pel nou model son:
• La innovació
• L’ajuda al desenvolupament
I l'energia prevista en el model postulat per al I l energia prevista en el model postulat, per al
2040, que es:
Sistema de generación MWh/año % Ciclo Combinado GN 35.578.479 8,4%
Nuclear 46.457.136 10,9%
Hidráulica convencional 32.000.000 7,5%
Minihidráulica 9.954.628 2,3%
Eóli ti 114 504 060 26 9%
Eólica en tierra 114.504.060 26,9%
Eólica en mar 51.001.825 12,0%
Termosolar 75.005.231 17,7%
Fotovoltaica 5.629.904 1,3%
U di t i 13 267 678 3 1%
Undimotriz 13.267.678 3,1%
Biomasa y residuos 20.292.449 4,8%
Otros (incluye cogeneración) 21.259.776 5,0%
TOTAL 424.951.167 100,0%
COST DE L'ELECTRICITAT, AL COST DE L ELECTRICITAT, AL
2040, SEGONS EL MODEL DE GENERACIÓ ESCOLLIT
A títol de conclusió, la taula mostra la comparació del cost mig de generació de l'electricitat al 2007 any pres de referència i del l'electricitat al 2007, any pres de referència, i del 2040 horitzó al que es pretén arribar amb el 73,2% de producció d'electricitat a partir de fonts renovables.
Mix de generación c€/kWh % Renovables
Mix de generación c€/kWh % Renovables
Mix promedio de 2007 5,30 23,3%
Mix de 2007 a precios de 2040 6,45 23,3%
Mix según modelo propuesto para 2040 2,97 73,2%
EL POTENCIAL DE LES EERR
Aprofitament de l'energia solar que arriba a la Terra
Energía útil captada por la Tierra 120.330 TW
Superficies continentales 25%
Potencia captada por la masa continental 30.083 TW
Zonas utiles continentales 6%
Terra.
Zonas utiles continentales 6%
Potencia captada útil 1.805 TW
Eficiencia media transformaciones energéticas 25%
Potencia util dsiponible 451 TW
Potencia mundial (2007) 17 TW
Porcentaje aprovechado 3 7%
Porcentaje aprovechado 3,7%
Potencia de l'energia solar que arriba a la Terra
Tipo de energía TW TW disponibles TW útiles
Radiación fotónica directa y difusa 80 000 1 620 345
Radiación fotónica directa y difusa 80.000 1.620 345
Potencia incidente en mar 60.000 600 90
Potencia incidente en los continentes 20.000 1.020 255
Radiación absorbida atmósfera y mar 40.000 6.030 93
Evaporación 30.000 5.000 30
Gradiente térmico marino 9.700 1.000 60
Corrientes marinas 300 30 3 Corrientes marinas 300 30 3
Calentamientos diferenciales 300 24 7,7 Potencia eólica en tierra 100 5 1,5 Potencia eólica en mar 50 4 1,2 Potencia undemotriz 150 15 5,0 Fotosíntesis 30 8 1,5 C l i t i d l Ti Calor interior de la Tierra 30 4 0,4 Gravitación 3 1 0,4 Gradiente salino 100 20 3,0 Total renovables 120.463 7.707 451
Total combustibles fósiles 13 13
LES PRIMES A LES EERR
En el cas d’Espanya, per cada euro d’increment del preu del barril de petroli la factura d’energia del preu del barril de petroli, la factura d’energia primària augmenta de 600 milions d’euros.
La consultora Deloitte, en un estudi per l’APPA, ha calculat que, al 2009, les primes van pujar aq p p j 4.600 M€.
El petroli i gas suposen el 65% del dèficit comercial espanyol, que al 2010 va ser de 52 283 M€ (34 000 M€ en xifres rodones)
52.283 M€. (34.000 M€, en xifres rodones).
Un increment de 10 $/barril = Primes EERR
35000 40000
15000 20000 25000 30000 35000
Primas a EERR
Incremento
0 5000 10000 15000
60 70 80 90 100 110
M€/año
USA$/barril
