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Ampliación del TEMA 1. Capítulo
primero sobre: La SITUACIÓN
ENERGÉTICA ACTUAL
1
SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS
Curva de la demanda
2
electricidad producida
3
ANÁLISIS DE LOS DISTINTOS TIPOS DE ENERGÍA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
HIDRÁULICA
TÉRMICA, GASOIL, CARBÓN, GAS NATURAL
NUCLEAR.
MAREOMOTRIZ
ENERGÍA DE LAS OLAS
GEOTÉRMICA
EÓLICA
SOLAR TÉRMICA DE ALTA Y BAJA TEMPERATURA
SOLAR FOTOVOLTAICA
HIDROTÉRMICAS
BIOMASA
4
HIDRÁULICA
• Se genera por el movimiento de las turbinas que se
genera al precipitar el agua entre dos puntos a diferente
altura.
• Energía primaria.- agua
• Energía secundaria.- electricidad
5
TÉRMICA, GASOIL, CARBÓN, GAS NATURAL
• Se quema el combustible y el vapor de agua que se
obtiene en este proceso es el que acciona la turbina.
• Energía primaria.- Carbón, Gas Natural (mas barato)
• Energía secundaria.- derivados del petróleo (Gasoil)
• Energía secundaria.- electricidad
6
NUCLEAR.
• Tenemos un reactor nuclear en el que tiene lugar el
proceso de fisión del uranio que da origen al calor
necesario para la obtención del vapor de agua que
moverá la turbina generando así la electricidad
correspondiente.
• Energía primaria.- Uranio
• Energía secundaria.- electricidad
7
MAREOMOTRIZ
• Cuando hay marea alta se acumula el agua del mar en una
zona de embalse y cuando la marea baja, se devuelve el
agua embalsada al mar a través de unas máquinas
(turbinas) haciéndolas así funcionar.
• Energía primaria.- Agua, mareas
• Energía secundaria.- electricidad
8
ENERGÍA DE LAS OLAS
• La tecnología de conversión de movimiento oscilatorio
de las olas en energía eléctrica se fundamenta en que la
ola incidente crea un movimiento relativo entre un
absorbedor y un punto de reacción que impulsa un fluido
a través del generador
• Energía primaria.- Agua, olas
• Energía secundaria.- electricidad
9
GEOTERMIA
• Se genera por la utilización de un vapor, que pasa a
través de una turbina que está conectada a un
generador.
• Energía primaria.- Energía térmica
• Energía secundaria.- electricidad
10
EÓLICA
• El viento mueve las palas de los aerogeneradores, y
éstas a su vez mueven un generador que produce
finalmente la electricidad.
• Energía primaria.- Viento
• Energía secundaria.- electricidad
11
SOLAR TÉRMICA A ALTA
TEMPERATURA
• Producen electricidad calentando un fluido a muy alta
temperatura mediante el calor del sol. El fluido hace
funcionar una máquina de vapor para generar la
electricidad.
• Energía primaria.- Sol
• Energía secundaria.- electricidad
12
SOLAR FOTOVOLTAICA
• En ella se transforma en electricidad la radiación solar
por medio de células fotovoltaicas que conforman los
módulos fotovoltaicos.
• Energía primaria.- Sol
• Energía secundaria.- electricidad
13
SOLAR TÉRMICA A BAJA
TEMPERATURA
• Se aprovecha la radiación solar para calentar un fluido
que circula por el interior de captadores térmicos. Este
fluido caliente se puede destinar a la producción de
agua caliente, calefacción o a la climatización de una
piscina, por ejemplo.
• Energía primaria.- Sol
• Energía secundaria.- Calor
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HIDROTÉRMICAS
• Se trata de aprovechar la energía térmica de las
grandes masas de agua. Por ello, las instalaciones que
se basan en este principio se hallan en océanos y mares
fundamentalmente.
• Energía primaria.- Agua del mar
• Energía secundaria.- electricidad
15
BIOMASA
• Se usa como combustible para centrales térmicas
generando así electricidad y/o energía térmica, o para
calderas generando calefacción y agua caliente.
• Se usa para la obtención de biocombustibles de
naturaleza sólida, líquida y gaseosa.
• Energía primaria.- materias primas de origen biológico
• Energía secundaria.- electricidad y/o energía térmica
16
MIX ENERGÉTICO
•
La generación eléctrica de un país no depende
únicamente de una fuente de energía, sino que cubren
la demanda eléctrica la combinación de ellas.
17
COBERTURA CURVA DEMANDA
18
COMPONENTES DE LA FACTURA
ELECTRICA.
•
•
•
•
Compensación insulares (1.151 millones de euros)
Moratoria nuclear (3,3 millones de euros)
Gestión de residuos radiactivos (60,9 millones de euros)
Incentivo al uso del carbón autóctono (93 millones de
euros)
• Plan de viabilidad de elcogas (75,5 millones de euros)
• Primas del régimen especial (2.356 millones de euros)
• Interrumpibilidad (14 millones/380 millones de euros)
• Recargo déficit tarifario (387,9 millones de euros)
19
CONTEXTO ENERGÉTICO ACTUAL
•
•
•
•
El sistema energético en España está basado en el
uso de fuentes convencionales (carbón, gas y
petróleo), básicamente.
Para la generación eléctrica, se ha repartido a partes
iguales entre la térmica y la hidroeléctrica,
Durante los años 80 termina la construcción de
nuevas centrales nucleares y la distribución pasa a
ser, de media, 50% térmica, 40% nuclear y 20%
hidroeléctrica.
Es durante la última década generación con gas, en
las llamadas centrales de ciclo combinado 24% de la
producción eléctrica nacional, y un aumento
progresivo de la participación eólica
20
CONTEXTO ENERGÉTICO ACTUAL
•
•
•
•
•
Aumento del consumo energético
Agotamiento de las fuentes convencionales
Concentración
geográfica
de
las
fuentes
convencionales de energía y de las tecnologías de
aprovechamiento
Aumento de las emisiones de gases de efecto
invernadero que provocan el calentamiento global de
la tierra
Falta de suministro eléctrico en grandes zonas del
planeta
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PROBLEMAS A SOLUCIONAR
•EL EFECTO INVERNADERO
•DISMINUCIÓN DE LA CAPA DE OZONO
•ACIDIFICACIÓN
•EUTROFIZACIÓN
•CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS
•SUSTANCIAS CARCINÓGENAS
•NIEBLA DE INVIERNO
•NIEBLA FOTOQUÍMICA O DE VERANO
•GENERACIÓN DE RESIDUOS INDUSTRIALES
•RADIACTIVIDAD
• RESIDUOS RADIACTIVOS
•LA DEPENDENCIA DE LOS COMBUSTIBLES
FÓSILES
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EL EFECTO INVERNADERO
•como consecuencia de la quema de carbón, gas natural y
de los combustibles de automoción se liberan a la
atmósfera dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno y
otros compuestos. El metano y otros gases ricos en
carbono y los clorofluorcarbonados (CFCs)
•Estos gases se acumulan en la atmósfera y producen el
llamado “efecto invernadero”, el causante último del
calentamiento global.
•Estos gases se acumulan en la atmósfera y producen el
llamado “efecto invernadero”, el causante último del
calentamiento global.
•10 de los 12 años más calurosos desde que se tienen
registros son precisamente los de los últimos años.
23
DISMINUCIÓN DE LA CAPA DE OZONO
La disminución de la capa de ozono es el proceso de
reducción, tanto en concentración como en grosor, de la
capa de partículas de ozono presente en la estratosfera.
Este fenómeno es consecuencia de la alteración del
balance atmosférico de oxígeno y ozono. Las emisiones de
clorofluorocarbonos (CFC), un hidrocarburo sintético
utilizado
como
refrigerante,
son
las
principales
responsables de este impacto.
24
ACIDIFICACIÓN
La acidificación es el proceso de introducción de sustancias
ácidas en el medio ambiente provocado por las emisiones a
la atmósfera de óxidos de azufre y de nitrógeno provinentes
principalmente de la quema de combustible fósiles. Tras
reaccionar con el vapor de agua presente en el aire, estos
óxidos se convierten en compuestos ácidos que la lluvia
precipita sobre la superficie terrestre
25
EUTROFIZACIÓN
es el proceso de acumulación de nutrientes en las aguas
con el consiguiente crecimiento masivo de organismos,
fundamentalmente algas, y la diminución de la
concentración de oxígeno.
26
CONTAMINACIÓN POR METALES
PESADOS
Los metales pesados son aquéllos que tienen un peso
atómico relativamente alto y una densidad aproximada de 5
g/cm3. Acostubran a ser muy tóxicos, persistentes y
bioacumulativos, tanto en el agua como en el aire y el
suelo, por lo que su peligrosidad es muy elevada. Los más
nocivos para la salud humana son el plomo, el cádmio y el
mercurio.
27
NIEBLA DE INVIERNO
La niebla de invierno es aquélla provocada por la elevada
concentración en el aire de óxido de azufre y partículas en
suspensión provenientes de la industria y el transporte.
Estas sustancias actúan como nucleos de condensación del
vapor de agua en condiciones de humedad elevada y bajas
temperaturas, que suelen producirse en invierno, de ahí su
nombre.
28
NIEBLA FOTOQUÍMICA O DE VERANO
La niebla de verano es aquélla provocada por altas
concentraciones de óxidos de nitrógeno y compuestos
orgánicos volátiles (COV) acompañadas de una fuerte
radiación solar. En estas circunstancias se generan altas
concentraciones de ozono superficial, un fenómeno ligado a
las altas temperaturas estivales.
29
LA DEPENDENCIA DE LOS
COMBUSTIBLES FÓSILES
Según los datos de la Agencia Internacional de la Energía,
el 87.5 % de todo el consumo mundial de energía proviene
de estas fuentes no renovables, y sólo el restante 12.5 %
tiene su origen en otras tecnologías
el actual sistema energético es
incompatible con la preservación
del medio ambiente
30
LA DEPENDENCIA DE LOS
COMBUSTIBLES FÓSILES
las fuentes convencionales no podrán garantizar las
necesidades crecientes de energía más allá de unas
pocas décadas
31
LA DEPENDENCIA DE LOS
COMBUSTIBLES FÓSILES
España importa el 100 % del uranio de sus centrales
nucleares, el 99,5 % del gas natural y del petróleo y el 55 %
del carbón. Además, el 40 % del gasóleo, el combustible más
utilizado en automoción en el país, proviene de refinerías
extranjeras.
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CONSUMO ENERGÉTICO
España tiene el mismo consumo eléctrico per cápita que
Reino Unido, pese a tener más horas de luz y una menor
renta per cápita, y un consumo eléctrico per cápita mayor que
Italia, teniendo similares condiciones climáticas y similar renta
per cápita. .
33
ASPECTOS ENERGIAS RENOVABLES
•REDUCCIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES
•AHORRO ECONÓMICO DEBIDO A LA REDUCCIÓN
DEL PAGO DE DERECHOS DE EMISIÓN
•REDUCCIÓN DE LA DEPENDENCIA ENERGÉTICA
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REDUCCIÓN DE EMISIONES
CONTAMINANTES
Las energías renovables no produce emisiones de gases
de efecto invernadero, por lo que no contribuye al
calentamiento global.
Carbon
Fuel-oil
Gas
CCGT
35
AHORRO ECONÓMICO DEBIDO A LA
REDUCCIÓN DEL PAGO DE DERECHOS
DE EMISIÓN
Se les penaliza a aquellas instalaciones de producción
de energía que no los cumplan. Por ello, dichas
instalaciones han de comprar derechos de emisión en
los mercados internacionales, que les permiten
incrementar los límites del protocolo sin ser penalizados
36
REDUCCIÓN DE LA DEPENDENCIA
ENERGÉTICA
España al disponer de recursos suficientes para la
producción de energías renovables
• Hidráulica
•Solar
•Eólica
• …..
La dependencia que tiene con otros países disminuye.
37
PROTOCOLO DE kioto
En 1979, se presentaron en la primera Conferencia
Mundial sobre el Clima, las primeras pruebas de la
influencia de la actividad humana en él.
En la séptima Conferencia, celebrada en Marrakech
(Marruecos), acuerdos se decide que la aplicación de los
mecanismos para disminuir las emisiones de los gases
de efecto invernadero, serán suplementarias a las
medidas adoptadas por cada nación, y que por tanto
éstas constituirán una parte importante del esfuerzo que
realice cada Estado perteneciente al anexo I para
cumplir sus compromisos cuantificados de limitación y
reducción de las emisiones.
38
PROTOCOLO DE kioto
Establece que cada una de las Partes incluidas en el
anexo I incorporará en su inventario anual las emisiones
Los principios de la Convención tienen las siguientes
bases:
• Equidad y responsabilidades: “Las Partes deberían
proteger el sistema climático en beneficio de las
generaciones presentes y futuras”
•Precaución: “Las Partes deberían tomar medidas de
precaución para prever, prevenir o reducir al mínimo las
causas del cambio climático y mitigar sus efectos
adversos”
• Reconocimiento: Reconocimiento de que el desarrollo y
el cambio climático están íntimamente relacionados
39
PROTOCOLO DE kioto
La Convención divide a los países en tres grupos
principales en función de sus diferentes compromisos;
-los países industrializados.- se les exige ofrecer
recursos financieros para permitir a los países en
desarrollo emprender actividades de reducción de
emisiones
-A las Partes en proceso de transición a una economía
de mercado, la Convención otorga cierta flexibilidad en
las fechas de compromisos específicos.
40
41
PROTOCOLO DE kioto
42
PROTOCOLO DE kioto
Se tomaron como base las emisiones generadas en
1990, de forma que los países que acatan el protocolo
deberán reducir sus emisiones en un 8%. Así la UE
repartió ese 8% global entre sus países miembros de
modo que por ejemplo a España, se le concedía un
aumento en emisiones del 15%.
43
PROTOCOLO DE kioto
•El problema es que en España hasta finales de 2006,
las emisiones aumentaron en un 53% lo que complica el
cumplimiento del protocolo de Kioto.
•Cada cinco años, en vez de un año que era la idea
inicial, cada Parte presentará un informe sobre los
progresos realizados. Se decidió el periodo de cinco
años para compensar las fluctuaciones anuales de las
emisiones derivadas de factores imprevistos, como los
ciclos económicos o los factores climáticos.
44
PLAN PARA EL DESARROLLO DE
TECNOLOGÍAS ESTRATÉGICAS EN EL
CAMPO DE LA ENERGÍA
• Pretende ser el pilar básico de la acción comunitaria
entre 2010 y 2020
•la UE ha establecido el objetivo conocido como 20/20/20
•que en 2020 las emisiones de gases de efecto
invernadero se hayan reducido un 20% con respecto a
las cifras de 1990; que en esa misma fecha el 20% de la
energía consumida en la UE haya sido producida
mediante energías renovables y que la eficiencia
energética se haya incrementado un 20%
45
PLAN DE ACCIÓN DE AHORRO Y
EFICIENCIA ENERGÉTICA 2011-2020
Plan RENOVE
Electrodomésticos.- Calificación energética
Conducción Eficiente
Programa Semáforos LED
Programa bombillas bajo consumo
Rehabilitación energética de edificios
Renovación alumbrado exterior
Limitación temperatura recintos públicos
MOVELE
46
PREVISION DE ESPAÑA
A continuación vamos a ver las previsiones de España
según el documento elaborado por el IDEA - Ministerio
de Industria y Turismo y Comercio, Plan de acción
nacional de energías renovables de España (PANER)
2011 - 2020
47
CLASIFICACION DE LAS ENERGÍAS
•
La energía solar fotovoltaica es una más de las
diversas opciones de generación eléctrica existentes
actualmente en el mundo.
–
–
–
–
–
RÉGIMEN ORDINARIO VS. RÉGIMEN ESPECIAL
ENERGIAS RENOVABLES VS. ENERGIAS NO
RENOVABLES
ENERGÍAS ALTERNATIVAS VS. ENERGÍAS
CONVENCIONALES
ENERGÍAS
CON
ELEVADO
IMPACTO
MEDIOAMBIENTAL VS. ENERGÍAS “LIMPIAS”
ENERGÍAS GESTIONABLES VS. ENERGÍAS NO
GESTIONABLES
48
RÉGIMEN ORDINARIO VS. RÉGIMEN
ESPECIAL
•
•
•
Atendiendo al régimen jurídico que las regula. La Ley
54/1997, de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico,
implanta la “liberalización” del mercado eléctrico en
España, se fija el precio del Kwh
modificado en la 17/2007
permite aplicar condiciones particulares a algunas de
ellas, las englobadas en el llamado Régimen Especial.
Real Decreto 661/2007 así como, por el Real Decreto
1578/2008,
49
RÉGIMEN ORDINARIO VS. RÉGIMEN
ESPECIAL
•
se ve modificada trimestralmente dependiendo de los
cupos establecidos
50
RÉGIMEN ORDINARIO VS. RÉGIMEN
ESPECIAL
Pertenecen al Régimen Especial las instalaciones que
empleen los siguientes procesos o energías:
•
•
•
•
•
•
•
•
Cogeneración.
Energía solar fotovoltaica.
Energía solar termoeléctrica.
Energía eólica.
Energía geotérmica, la de las olas, la de las mareas, la
de las rocas calientes y secas, la océano térmica y la
energía de las corrientes marinas.
Energía hidráulica en potencia no superior a 50 MW.
Biomasa, biocombustibles o biogas.
Residuos.
51
RÉGIMEN ORDINARIO VS. RÉGIMEN
ESPECIAL
Así pues, quedan para el Régimen Ordinario las
instalaciones nucleares, térmicas de carbón, de fuel,
de fuel-gas, de gas, incluidas las de ciclo combinado,
y las instalaciones hidráulicas de más de 50 MW.
52
ENERGIAS RENOVABLES VS ENERGIAS
NO RENOVABLES
•
•
Energías renovables.- Son tecnologías que usan un
recurso energético inagotable a escala humana. Es el
caso de la radiación solar, el viento o las mareas.
También se considera renovable el uso de recursos
que, si bien no pueden considerarse como
inagotables, pueden tener ritmos de reposición
superiores o al menos iguales a los de consumo,
como es el caso de la hidráulica fluyente o de la
biomasa
53
ENERGÍAS ALTERNATIVAS VS ENERGÍAS
CONVENCIONALES
•
El término “energía alternativa”, indica una opción
diferente y sustitutiva de las convencionales o de uso
común. Lógicamente, el paso de los años y el
aumento de la potencia instalada de una tecnología,
como por ejemplo la eólica, reduce la corrección del
calificativo de “alternativa”
•
Puede mantener la categoría de energías alternativas
la fusión nuclear.
54
ENERGÍAS CON ELEVADO IMPACTO
MEDIOAMB VS ENERGÍAS “LIMPIAS”
•
•
toda generación eléctrica causa un cierto impacto
medioambiental.
No
existen
las
energías
completamente limpias o, más bien, no existen las
tecnologías de generación eléctrica completamente
respetuosas con el medio ambiente.
en relación con el impacto ambiental de la generación
eléctrica son sus emisiones contaminantes y, en
concreto, los gases de efecto invernadero, causantes,
entre otros factores, del calentamiento global del
planeta.
55
ENERGÍAS CON ELEVADO IMPACTO
MEDIOAMB VS ENERGÍAS “LIMPIAS”
•
•
•
•
Con estos parámetros se incluyen en la categoría de
energías no emisoras de gases de efecto invernadero
a la energía eólica, la energía solar, la hidráulica
(grande y pequeña) y también a la energía nuclear.
En el caso de la biomasa, aunque su eficiencia no es
elevada, la significativa formación de CO2 se reduce
al considerar la absorción de CO2 de la especie origen
de la biomasa durante su vida.
Debe también tenerse en cuenta la posible formación
de residuos debidos a su actividad productiva,
tratamiento, peligrosidad y duración.
debe evaluarse la reutilización de su equipamiento
una vez pasado su ciclo de vida.
56
ENERGÍAS CON ELEVADO IMPACTO
MEDIOAMB VS ENERGÍAS “LIMPIAS”
•
También puede valorarse el impacto físico sobre el
entorno cercano, como puede ser el desplazamiento
de terreno, el desalojo de zonas habitadas, el impacto
efectivo o visual en áreas de especial valor ecológico
y, en determinadas zonas, el grado de utilización de
agua
57
ENERGÍAS GESTIONABLES VS ENERGÍAS
NO GESTIONABLES
•
•
•
si es posible aumentar o disminuir de forma controlada
y bajo demanda su nivel de producción, o mantener
una reserva, por variaciones en las necesidades de
consumo a corto y medio plazo.
la intermitencia de la fuente eólica, solar o hidráulica
fluyente, sin almacenamiento, requieren del uso de
otras tecnologías que complementen los períodos de
baja generación o el diseño de sistemas de
acumulación eficientes, lo que resulta más complejo y
costoso a día de hoy en aplicaciones en conexión a la
red eléctrica.
almacenamiento energético mediante hidrógeno o
biogás
58
ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Puede definirse como:
•
•
•
•
•
•
•
energía renovable,
no gestionable,
no emisora de gases de efecto invernadero,
de impacto ambiental próximo medio-bajo (muy bajo
en el caso de las instalaciones en ciudades),
no consumidora de agua y
no generadora de residuos.
Sus instalaciones están reguladas, jurídica y
económicamente, dentro del Régimen Especial.
59
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EL
CONTEXTO ENERGÉTICO ACTUAL
la
•
•
•
•
•
energía solar
importantes:
fotovoltaica
presenta
ventajas
Emplea un recurso energético universal
La transformación fotovoltaica es no contaminante y
no generadora de residuos
Permite la generación eléctrica próxima al consumo
Es modular, permite un amplio rango de potencias
Su proceso completo, desde la fabricación hasta la
instalación y el mantenimiento puede implicar niveles
de cualificación profesional muy diferentes
60
I+D+i
Las tecnologías limpias del carbón
Gasificación del carbón
El proceso de secuestro de CO2
pilas de hidrógeno
Se pone en marcha un proyecto de fusión nuclear de
10.300
millones
de
euros
en
Francia
61
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN EL
CONTEXTO ENERGÉTICO ACTUAL
la energía solar fotovoltaica presenta inconvenientes:
•
•
•
•
La radiación solar es una fuente energética dispersa,
de baja intensidad, La ocupación de espacio por cada
kWh generado es elevada
La radiación solar es una fuente variable y aleatoria,
de difícil predicción
Es una fuente intermitente, lo que obliga a la inclusión
de fuentes generadoras de apoyo o sistemas de
almacenamiento
Es una tecnología cara
62
EL SECTOR FOTOVOLTAICO
63
EL SECTOR FOTOVOLTAICO
Célula solar estándar de silicio
Ejemplo de panel solar
(36 células conectadas en serie)
64
EL SECTOR FOTOVOLTAICO
• La planta fotovoltaica propiamente dicha comienza con la
realización de un proyecto de ingeniería, donde se
contemplen todas sus etapas de diseño y construcción.
• El siguiente paso es realizar la instalación propiamente
dicha de la planta. En función de su tamaño. empresas
instaladoras locales
-se necesitará una mayor actividad en obra civil,
montaje mecánico y conexión eléctrica de todos los
equipos.
• la etapa administrativa, de regularización de la
instalación y autorización por parte de la compañía
eléctrica en el caso de instalaciones en conexión a red.
• Durante su vida útil será necesario realizar diversas
65
labores de mantenimiento
APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR
FOTOVOLTAICA
66