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Debate en torno al modelo
energético: límites y ritmos de
sustitución
Grupo de investigación en Energía y Dinámica de Sistemas de la
Universidad de Valladolid.
Límites de las energías renovables
• Límites absolutos
• Límites temporales: la transición energética
• Sujetos al objetivo de la sostenibilidad
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La transición energética. ¿Variantes?
gas
carbón renovables
petróleo
Estamos
aquí
1990 2010 2030 2050 2070 2090
1000
800
600
400
200
0
EJ / año
?
??
3
Límites absolutos (I)
Energía solar = energía de
la biosfera: vientos, olas,
fotosíntesis, corrientes
marinas, aguas, tierras…
• TERRITORIO
• BAJA TRE
• NO ACUMULADA
4
Límites absolutos (II)
(de Castro 2011, 2013a, 2013b)
Debate en torno al modelo energético: límites y ritmos de sustitución. 5
Eólica
•Encontramos estimaciones de potenciales máximos en la literatura que no
tienen en cuenta la interacción entre molinos (conservación energía):
• ¿”Sorpresas” estilo Cambio Climático?
•Lu 2008 (78 TW), Archer-Jacobson (72TW),
Caldeira-Jacobson (1500TW)
•Potencia total disipada por toda la atmósfera en los 200m
más cercanos a la superficie: 100TW
•Potencial máximo estimado por De Castro y col. : 1TW (frente a los
actuales 0,06TW de potencia eólica y los 17TW de potencia total
consumida)
6
Solar
• Literatura: estimaciones de potencial máximo varias veces el
consumo energético total actual (2x – 30x)
(TRE (suelo) ≈ 2.7 (Prieto & Hall 2013) )
12-23 We/m2 3,3 We/m2
• Estimación realista de la densidad:
•¿Potencial máximo realista? 2 – 4 TWe
• Ciudades: < 2% superficie (< 5% energía final total) (estudio
de caso para Palermo, La Gennusa et al 2011)
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Biocombustibles
• Tasa de Retorno Energético baja: 5 (etanol Brasil), 1,25 (etanol
de maíz), 3 (aceite de palma), 1,5 (soja, trigo en China)
• Muy elevada ocupación de terreno (tierra fértil): 0.073W/m2
netos frente a los 2.8W/m2 de la energía fotovoltaica
• Huella ecológica mucho mayor que la de los combustibles fósiles: >
2.87 Ha/pc frente a 1,47 Ha/pc (si 12TW de energía fueran
sustituidos por biocombustibles)
•Tierra para biocombustibles para los coches actuales: 3000Mha (tierra
arable en el mundo 1520 Mha)
• Límite: ¿ 0,073 TW ? (100 Mha de 1500 Mha arables) < 2%
consumo actual de combustibles líquidos
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Límites de las energías renovables
• Límites absolutos razonables ¿ 4 – 6 TW?
• Límites temporales: la transición
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Economía-
energía
Políticas
gas carbón uranio
Límites
físicos de
las energías
renovables
Límites de
ritmos de
implantación
petróleo
Modelos: ¿qué futuro no es posible?
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gas
carbón renovables
petróleo
EJ /
añ
o
¡ IMPOSIBLE !
potencial renovable ≈ 140 – 210 EJ/año
Modelos: ¿qué futuro no es posible?
Estamos
aquí
¡ IMPOSIBLE !
No respeta los ritmos de transición POSIBLE
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Electricidad Escenario promoción
renovables moderado
Escenario fuerte
promoción renovables
(+25-30% anual)
13
(Capellán-Pérez et al 2014)
Un ejercicio de ficción: repartiendo
la energía futura equitativamente
España:
De 121 GJ pc a
50 GJ en 2050 !
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Límites de las energías renovables
• Límites absolutos (consumo actual energía primaria 17TW)
• Límites temporales: la transición
• El objetivo de la sostenibilidad
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Transición energética. Implicaciones
• Crisis sistémica: sólo las soluciones tecnológicas no son suficientes
(cambios culturales, sociales, infraestructuras, modos de consumo…)
• Las energías renovables pueden sustituir a las fósiles en la generación
de electricidad si son fuertemente impulsadas.
Pero CUELLO DE BOTELLA en el transporte
• Se impone una reducción en el consumo absoluto de energía,
materiales y otros recursos por imperativo ecológico
(sostenibilidad); especialmente en los países desarrollados.
• Sería ingenuo pensar que la falta de reacción a la crisis energética no
vaya a tener repercusiones económicas graves!
• Una economía sostenible es aquella basada en:
• Energías renovables 100%,
• Ciclo circular de materiales
¿Cómo debe ser una tecnología realmente
sostenible?
• Reciclado completo de los minerales
• Diseño pensado para el reciclaje
• Diseño holista (no es cuestión de diseñar un panel sino
un habitat, una forma de vida, una nueva cultura)
• Biomímesis: mucha atención a los ecosistemas
y a la permacultura (ideas muy interesantes)
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Referencias
• Capellán-Pérez et al (2014): “Fossil fuel depletion and socio-economic
scenarios: an integrated approach”. Forthcoming.
• De Castro, C. et al,. “Global Wind Power Potential: Physical and Technological
Limits.” Energy Policy 39, no. 10 (October 2011): 6677–6682.
doi:10.1016/j.enpol.2011.06.027.
• De Castro, C. et al,. “Global Solar Electric Potential: A Review of Their Technical
and Sustainable Limits.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 28
(Diciembre 2013): 824–835. doi:10.1016/j.rser.2013.08.040.
• De Castro, C. et al,. “A Top-down Approach to Assess Physical and Ecological
Limits of Biofuels.” Energy. Accessed December 11, 2013.
doi:10.1016/j.energy.2013.10.049.
• Mediavilla, Margarita, Carlos de Castro, Iñigo Capellán, Luis Javier Miguel, Iñaki
Arto, and Fernando Frechoso. “The Transition towards Renewable Energies:
Physical Limits and Temporal Conditions.” Energy Policy 52 (January 2013): 297–
311. doi:10.1016/j.enpol.2012.09.033.
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