EL FUTURO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES
Colegio de Ingenieros Industriales
CENTRO NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES
NATIONAL RENEWABLE ENERGY CENTER
í n d i c e
1.
Situación en España
2.
Entorno internacional
3.
Retos tecnológicos
Participación de las distintas fuentes de energía en la generación eléctrica
1. Situación en España
Fuente: IDAE/MITYC
Evolución de la demanda
1. Situación en España
Evolución de las energías renovables
1. Situación en España
1. Situación en España
Fuente: Red Eléctrica de España Saldo de los intercambios internacionales físicos de energía eléctrica (GWh)
1. Situación en España
Evolución prevista de la estructura de generación eléctrica
Objetivos del plan de Energías Renovables 2011-2020 en el sector Eléctrico
1. Situación en España
2010 2020
MW GWh MW GWh
Hidroeléctrica (sin bombeo) 13.226 42.215 13.861 33.140 < 1 MW (sin bombeo) 242 802 268 843 1 MW -10MW (sin bombeo) 1.680 5.432 1.917 5.749 > 10 MW (sin bombeo) 11.304 35.981 11.676 26.548 por bombeo 5.347 3.106 8.811 8.457 Geotérmica 0 0 50 300 Solar fotovoltaica 3.787 6.279 7.250 12.356 Solar termoeléctrica 632 691 4.800 14.379
Energía hidrocinética, del
oleaje, mareomotriz 0 0 100 220
Eólica en tierra 20.744 43.708 35.000 71.640
Eólica marina 0 0 750 1.845
Biomasa, RSU,, Biogás 825 4.228 1.950 12.200 Biomasa Sólida 533 2.820 1.350 8.100 RSU 115 663 200 1.500 Biogás 177 745 400 2.600
TOTALES
Estimación indicativa de la evolución de los costes de producción
1. Situación en España
Contribución total del sector de las EERR al PIB de España 1. Situación en España
En millones de
€ constantes
(base 2010)
Fuente: IDAEEvolución prevista del peso de las EERR sobre el consumo de energía del transporte
1. Situación en España
Marco Regulatorio
2. Entorno Internacional
Nueva
Directiva
Europea
En junio de 2009 entró en vigor la Directiva 2009/28/CE relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables.
Integra el fomento de las distintas energías renovables (electricidad, biocombustibles y E. Renovables para calefacción y refrigeración)
El objetivo es alcanzar un 20% de consumo final bruto de energías renovables para 2020 y un 10% en el transporte y e insiste en la integración de las renovables en otros sectores como la edificación y el urbanismo.
Establece objetivos vinculantes:
A nivel UE…………..20% ER en 2020.
A nivel EEMM ………>10% biocarburantes en transporte con criterios de sostenibilidad.
Obligación de presentar Planes de Acción Nacionales (31/3/2010) Planes de seguimiento (exigencia de % mínimos en 2012-2014-2016-2018)
El Set Plan Europeo 2. Entorno Internacional
Una apuesta
por
mantener el
liderazgo
europeo en
renovables
La UE ha apostado por un cambio de modelo energético con un peso muy destacado de las energías renovables.
El presupuesto de las energías renovables en el SET Plan asciende a 31.000 M€ más otros 10.000 M€ para Smart Cities.
La participación de la industria, Estados Miembros de la UE y la propia Unión Europea abre numerosas oportunidades de inversión, empleo, desarrollo regional e I+D.
TABLA: Cost estimates of the proposed SET-Plan EIIs and the Smart Cities Iniciative
European industrial Initiatives Total (b€)
Wind Energy 6
Solar Energy (PV & CSP) 16
Bioenergy 9
Carbon Capture and Storage (CCS) 10.5-16.5 Electricity grid 2 Sustainable Nuclear Energy 5-10 Smart Cities 10-12
Set Plan
Set Plan
Tecnologías clave para reducir las emisiones de CO2
2. Entorno Internacional
Escenario base 855pm: 6ºC
2. Entorno Internacional
2. Entorno Internacional
3. Retos Tecnológicos
Energía Eólica
Energía Eólica
3. Retos Tecnológicos
Energía Eólica
3. Retos Tecnológicos
Energía Eólica. Tendencias tecnológicas 3. Retos Tecnológicos
Evaluación
de recursos
y predicción
Evaluación de recursos:
Simulación con herramientas avanzadas: CFD.
Generación de mapas de recursos a partir de datos de modelos de mesoescala. Uso de SIG.
Uso de sistemas avanzados de medida: SODAR, LIDAR, imágenes satélite...
Desarrollo de metodología y herramientas de simulación específicas para offshore.
Métodos avanzados de simulación de estelas.
Predicción:
Uso de modelos meteorológicos de alta resolución. Postproceso matemático para la reducción de errores.
3. Retos Tecnológicos
Energía Eólica. Tendencias tecnológicas
Tecnología de
aerogeneradores
Diseño de perfiles específicos. Desarrollo de palas inteligentes.
Desarrollo de metodología y herramientas de diseño específicas para grandes aerogeneradores/offshore.
Offshore: Logística optimizada, estructuras aguas profundas. Nuevos conceptos: Bipalas, sotavento.
Estrategias de control avanzadas: Maximización de la producción, reducción de cargas...
Nuevos materiales y procesos de fabricación optimizados y automatizados.
Mejoras en la disponibilidad y fiabilidad: Robustecimiento de procesos de diseño.
Integración en red y acumulación. Reducción del impacto ambiental.
Energía Eólica. Tendencias tecnológicas
3. Retos Tecnológicos
Ensayos y
certificación
Mejora de métodos de ensayo y desarrollo de nuevas metodologías: Ensayos completos/de componente en laboratorio. Desarrollo de standards y procedimientos de validación específicos. Introducción de sensores avanzados y nuevas técnicas de ensayo o inspección.
3. Retos tecnológicos
Solar Fotovoltaica. Potencia acumulada 2000-2011
3. Retos Tecnológicos
Solar Fotovoltaica. Evolución de la potencia acumulada en Europa
3. Retos Tecnológicos
FV. Distribución geográfica de la producción en MW de células fotovoltaicas 2009 y 2010
3. Retos Tecnológicos
Fotovoltaica
3. Retos Tecnológicos
Desarrollo de tecnologías de producción de silicio grado solar de bajo coste.
Tecnologías para reducción de uso de silicio en la fabricación de células. Lámina delgada.
Mejoras en la automatización de procesos de producción. Desarrollo de módulos fotovoltaicos para integración en la edificación.
Desarrollo de conceptos alternativos al silicio cristalino: Células de concentracion, células de lámina delgada, células orgánicas
3. Retos Tecnológicos
Solar Térmica. Concentración lineal
3. Retos Tecnológicos
PARABOLIC TROUGH
LINEAL FRESNEL
Absorver tube and reconcentrator
Solar Térmica. Concentración 3 dimensiones
3. Retos Tecnológicos
Receptor central Discos parabólicos
Solar Térmica.
3. Retos Tecnológicos
70’s Construcción de 7 plantas piloto
(demostración)
80’s Plataforma solar de Almería.
1984-1990 350MW En California con tecnología cilindro
– parabólica (9 plantas comerciales).
2007 Nevada y Sevilla.
2009 El marco regulatorio español permite un
importante desarrollo hasta 2013 (2.340 Mw)
FUTURO Hibridación.
Incremento rendimiento (torre / disco stirling) Almacenamiento térmico.
Solar Térmica. Localización centrales solares termoeléctricas en España 3. Retos Tecnológicos
Potencia en
operación: 1581
MW.
Potencia
preasignada 2013:
2800 MW.
3. Retos Tecnológicos
Biomasa y biocombustibles. Biocarburantes de 2ª Generación 3. Retos Tecnológicos
En general los
biocarburantes
de 2ª generación
permiten
Incremento del rango de Materias primas Uso de material lignocelulósico y residual (no compite con el mercado alimentario) Mejoran el balance de emisiones de GEI, con estimaciones que alcanzan reducciones del orden del 80 – 90% de CO2 equivalentes respecto a los carburantes fósiles convencionales.
La eficiencia energética, derivada de la integración del uso de energías renovables, mediante el uso integral de la biomasa, permite obtener balances energéticos que minimizan la tasa de consumo de Energía fósil por Unidad de Bioenergía producida.
Integración en procesos de Biorefinería con producción de otros productos químicos de alto valor añadido.
Biomasa y biocombustibles. Biocarburantes de 2ª Generación
3. Retos Tecnológicos
Tipo de carburante Nombre específico M.P. Proceso de producción
Bioetanol Bioetanol de
lignocelulosas Mat. lingnocelulósico
Hidrólisis avanzada y fermentación Biocaraburantes sintéticos BTL (nombre genérico) Diesel FT
(Bio) Diesel sintético Biometanol /Bioetanol Alcoholes pesados (mezcla)
Bio-DME
Mat. lingnocelulósico Gasificación + Síntesis
Biogas SNG (Gas Natural
Sintético) Mat. lingnocelulósico Gasificación + Síntesis
Biodiesel Mixto
(1ª / 2ª gen.) Diesel Hidrotratado Aceites / grasas Hidrocraking (Refinado) Biohidrógeno Mat. lingnocelulósico Gasificación + Síntesis o
Biomasa. Hoja de ruta del desarrollo de los biocarburantes
3. Retos Tecnológicos
Biomasa. Líneas estratégicas de investigación
3. Retos Tecnológicos
Procesos de
conversión (I)
Nuevos conceptos de pre-tratamiento. Co-combustión: Optimización.
Plantas eléctricas “Ultra low emissions”
Gasificación avanzada para producción de: Electricidad, H2 y Gas de síntesis.
Biocarburantes de 2ª generación: Vías sintética y bioquímica. Etanol de lignocelulosas.
Biomasa. Líneas estratégicas de investigación
3. Retos Tecnológicos
Procesos de
conversión (II)
Desarrollo de Biorefinerías.
Tecnologías de combustión y gasificación de pequeña escala. Mejora de las propiedades del Bio-oil de pirolisis.
Nuevas tecnologías de conversión : gasificación supercrítica, catálisis… incluyendo Bio-H2.
Desarrollo de herramientas de evaluación de balances energéticos, medioambientales y costes de procesos bioenergéticos y cadenas de biocarburantes.