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ACES. Asociación civil “Energía sustentable”
Las energias sustentables
Pros y contras
¿Donde estamos parados?
LABILIDAD
Cada intersección representa una molécula de atmóferaCada punto una molécula de GEICada 3000 moléculas de aire hay una de GEI
Cuadro situación renovables 2014
Tipo de energía
Totalmundo Hidráulica Eólica Fotovoltaica
Solar concen Biomasa Geotérmica Oceánica
Potencia GW 6800 1000 330 140 4,5 75 13 0.5
Porcentaje 100 17 4,8 2 0,06 1,3 0,2 0,008
Potencia mundial instalada a la fecha. GW
Fuente: International Energy Outlook 2013 IEA
Densidad energética
• Nuclear: Altísima densidad
• Hidrocarburos fósiles: Densidad media
• Renovables: Muy baja densidad
Inversión inicialEnergías
ConvencionalesEnergías
renovables
CAPEX Bajo Alto
OPEX Alto Bajo
Costo de la potencia instaladaNuclear Térmica
Gas oliquido
Eólica Fotovolt Solartérmica
SolarConcentr
2500/3500
1000/1400
2000 2000/3000
1600 4000/4500
SolarConcentC acum
Térmicacarbón
Mareomotriz
Geotermal
Hidroeléctrica
Undimotriz
9000/10000
900/1200
7000/9000
4000/6000
2000/3000
5000/8000
Costo de la energia según origen en EEUU para el año 2019
Valores en U$S/Mwh de 2012 Fuente:DOE
• Suministro seguro
Carbónconvencional
Carbón c/gasifCiclo comb
Id,idc/sust
De CO2
Gas GasCiclocomb
GasCicloCombc/sustr
Turbogas
TurboGas
mejorada
Nuclear3ra gen
Geo-termal
Bio-masa
95,6 115,9 147,4 66,3 64,4 91,3 128,4 103,8 96,1 48 102,6
Eólicaterrestre
Eólicamaritima
Solarfotovoltaica
Solartérmica
Hidráulica
80,3 204,1 130 243 84,5
Suministro inseguro
Emisión anual de GEI• Emitimos 32 Gigatons/año de CO2 a la atmósfera (con 20% de ER)• La masa de la atmósfera es 5000000 gigatons de aire• Representan mas de 6 ppm/año de emisión de GEI, • Representa el 300% mas de lo que aumenta la concentración de
GEI por año (2ppm/año)• Los océanos absorben 2 ppm/año acidificándose• El mundo vegetal absorbe solo 2 ppm como efecto buffer terrestre
(y en disminución)• Deben reducirse al menos el 66% de las emisiones • Esto significa reemplazar el 53% de la energía fósil actual
• LA MATRIZ ACTUAL DEBE ALCANZAR COMO MINIMO 75% DE ER PARA ALCANZAR LAS EMISIONES PERMITIDAS
• Fuente:IPCC V informe sobre CC
Requerimientos de esta matriz
con 75% de ER• Acumulación• Redes inteligentes• Domótica• Integración regional
Acumulación
•Baterías eléctricas•Capacitores eléctricos•Energía potencial hidro•Amacenamiento térmico•Hidrógeno•Inercial•Aire comprimido
Baterías eléctricas• Bajísima densidad energética. 35 veces menos que
la naftaBajísima densidad de potencia. Lenta acumulación de cargas sobre superficie de cátodoy ánodo
Reacciones químicas solo en superficie. El 90% de la masa del acumulados no trabaja, solo sostiene mecá-nicamente las superficies activas
Altísimo costo
Nanotecnología hace trabajar un sólido (solo reacciones superficiales) en unlíquido (reacciones químicas en toda su masa) y aumenta en varios grados demagnitud la densidad energética
Capacitores eléctricos• Para sistemas solares y eólicos con
capacidades en banco hasta 1200 kva
Altos costos de capital
Almacenaje en alta tensión
Energía potencial hidro
, Central hidroeléctrica Rio Grande 750 MwValle de Calamuchita Pcia de Córdoba Cuatro grupos turbobomba
Almacenamiento térmicoAl año 2015 se estima una potencia solar con concentración instalada de 3,7 Gw
Andasol 1,2 y 3 150 Mw
Hidrógeno• El hidrógeno tiene la doble función de acumulador y de
vector. NO cumple la función de fuente energética.• Diferentes formas de generar hidrógeno. Muchas de
ellas emiten GEI• Al ser el elemento mas liviano del universo su capacidad
másica de almacenamiento es reducida.• Se puede combinar con generación renovable no
despachable
Toyota Mirai (Futuro) a fuel cellAlmacena H2 a 700 bar
Inercial• E= ½ J. W2
J = momento de inerciaW = Velocidad angularVelocidades de hasta 150000 rpmApoyos electromagnéticosHasta 150000 ciclos de vida
Beacon Power Utility, Stephenson New York
Aire comprimido
Instalaciones en cavernas EEUU y Alemania
Redes inteligentes
Redes inteligentes• Una Smart Grid es una red de transporte, distribución y
comercialización de energía eléctrica que tiene la capacidad de entender, asimilar, elaborar información y utilizarla adecuadamente, haciendo un uso intensivo de las tecnologías de la informática y las comunicaciones.
• Fuente: Smart Grids: European Technology Platform
El aspecto importante asociado a las redes inteligentes es que son imprescindibles para la incorporación de las ER en los porcentajes necesarios para combatir eficazmente la emisión de GEI , debido a las particularidades asociadas a las propias limitaciones de las fuentes de energía alternativas (principalmente la producción de forma irregular) y la falta de infraestructura eléctrica en sus ubicaciones habituales. También hay que destacar las ventajas que las redes inteligentes proporcionan para la integración del vehículo eléctrico
• “Las redes inteligentes son las redes eléctricas• que pueden integrar de manera inteligente el
comportamiento y las acciones de todos• los actores conectados a ellas (quienes generan
electricidad, quienes la consumen y• quienes realizan ambas acciones) para
proporcionar un suministro de electricidad• seguro, económico y sostenible”.
Generación distribuida
En las gigaurbes se deberá crear la figura deldistribuidor-generador
en donde las distribuidoras se asocien con los consumidores para crear la generación
distribuida .Evita conflictos distribuidora-
consumidor/generador
Domótica
Costo de la energia generada de acuerdo a la potencia utilizada
PotenciaUtilizada
Kw
Costo unitario $/Kwh
Demanda diaria típica de energía
Integración regional
Flujos de energía con matriz renovable
Costo sistema de 75% de ER • Se deben instalar 5,25 x 10 9 Kw de potencia sustentable• Considerando el costo de la generación + la acumulación + las smart
grids + domótica + integración regional @ U$S 7000/kw** surge un costo de 50 x 1012 U$S
• El PBI mundial 2014 será según FMI 100 x 1012 U$S
• El costo de eliminar el calentamiento global es el 50% del PBI mundial anual
• Actualmente se invierte el 0,25% del PBI mundial en ER
• ** Fuente: DOE
ER energías de transición
P E Rawson Chevy Volt
Futuro nuclear E= mc2
Fisión del Torio MonacitaFusión D + T ITER
Fusión He3 + He3 Luna
ER, Asolutamente imprescindibles para solucionar la Crisis Ambiental Global
•
Comisión de Educación de ACES
Asociación civil “Energía sustentable”
www.energia-sustentable.org [email protected]