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Política energética y modelización
Helena Cabal
CIEMAT – Departamento de Energía Unidad de Análisis de Sistemas Energéticos
RED SUMAS: Sustentabilidad energética, medio ambiente y sociedad
I Encuentro Red SUMAS 29 agosto-2 septiembre, 2016 CIICAp, Cuernavaca, México
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PARTE I: Planificación y políticas energéticas
PARTE II: Los modelos energéticos
CONTENIDO
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Instrumento esencial que utilizan las Administraciones Públicas para facilitar la toma de decisiones en materia de inversión por parte de la iniciativa privada así como las decisiones de política energética por parte de los responsables políticos Su fin es encauzar, racionalizar y facilitar la aplicación de la política energética, en función de aquello que se considera necesario o beneficioso para el conjunto del país
PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA
Objetivo principal: garantizar la seguridad, calidad y precio equilibrado del suministro energético
PREVISIÓN de las necesidades energéticas futuras
PLANIFICACIÓN → POLÍTICA
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POLÍTICA ENERGÉTICA
Objetivos básicos de las políticas energéticas:
- Seguridad en el abastecimiento
- Contribución al aumento de la competitividad de la economía
- Integración de los objetivos medioambientales
- Acceso universal a la energía
Instrumentos:
- Diversificación de las fuentes de energía
- Mejora de la eficiencia en el uso y conservación de la energía
- Investigación y desarrollo de nuevas energías y tecnologías
- Cooperación entre países
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GLOBAL Protocolo de Kyoto
Firmado el 11/12/1997
En vigor desde el 16/02/2005
Objetivos obligatorios relativos a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) para las principales economías mundiales que lo hayan ratificado
Y tras el Protocolo, las COPs
COP 16 Cancún (2010)
El calentamiento global debe mantenerse por debajo de 2 °C con respecto a las temperaturas preindustriales
………….
COP 21 Paris (2015)
REGIONAL
NACIONAL
POLÍTICA ENERGÉTICA: Global
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POLÍTICA ENERGÉTICA: Global
195 países firmaron el primer acuerdo vinculante mundial sobre el clima
Mitigación: reducir las emisiones
• Mantener el aumento de la temperatura media mundial muy por debajo de 2 °C sobre los niveles preindustriales
• Limitar el aumento a 1,5 °C, lo que reducirá considerablemente los riesgos y el impacto del cambio climático
• que las emisiones globales alcancen su nivel máximo cuanto antes, si bien reconocen que en los países en desarrollo el proceso será más largo
• aplicar después rápidas reducciones basadas en los mejores criterios científicos disponibles • Planes generales nacionales de acción contra el cambio climático (INDC)
Transparencia y balance global
• Reunirse cada cinco años para fijar objetivos más ambiciosos basándose en criterios científicos • Informar a los demás Gobiernos y a la ciudadanía sobre sus avances • Evaluar los avances hacia el objetivo a largo plazo mediante un sólido mecanismo de transparencia y
rendición de cuentas
Adaptación
• Reforzar la capacidad de las sociedades a la hora de afrontar las consecuencias del cambio climático • Ofrecer a los países en desarrollo una ayuda internacional a la adaptación mejor y más permanente
COP 21 Paris (2015)
Art 2, Decisiones adoptadas en la COP, FCCC/CP/2015/10/Add.1
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GLOBAL
REGIONAL
NACIONAL
POLÍTICA ENERGÉTICA: Unión Europea
Objetivos y políticas de la UE en materia de energía y clima
• Paquete de medidas sobre clima y energía hasta 2020
• Marco sobre clima y energía para 2030
• Una economía baja en carbono para 2050
Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril de 2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables Directiva 2012/27/UE, del Parlamento Europeo y del Consejo, de 25 de octubre de 2012, relativa a la eficiencia energética Directiva 2003/87/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 13 de octubre de 2003, por la que se establece un régimen para el comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero Directiva 2001/81/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de octubre de 2001, sobre techos nacionales de emisión de determinados contaminantes atmosféricos
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POLÍTICA ENERGÉTICA: Unión Europea
Legislación vinculante que garantizará el cumplimiento de los objetivos climáticos y de energía asumidos por la UE para 2020
Los objetivos fundamentales del paquete de
medidas son tres: • 20% de reducción de las emisiones de
gases de efecto invernadero (en relación con los niveles de 1990)
• 20% de energías renovables en la UE
• 20% de mejora de la eficiencia energética
Paquete de medidas sobre clima y energía hasta 2020
Fuente: Eurostat
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POLÍTICA ENERGÉTICA: Unión Europea
Con base el paquete de medidas sobre clima y energía hasta 2020
Marco sobre clima y energía para 2030
Los objetivos fundamentales del marco de clima y energía para 2030 son cuatro:
• al menos 40% de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (en relación con los niveles de 1990)
• al menos 27% de cuota de energías renovables
• al menos 27% de mejora de la eficiencia energética
• interconexión eléctrica: 10% de la capacidad instalada actual en 2020 y al menos 15% en 2030
Fuente: KPMG
Nivel de interconexión eléctrica en 2013
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POLÍTICA ENERGÉTICA: Unión Europea
Una economía baja en carbono para 2050
La Hoja de ruta hacia una economía baja en carbono señala lo siguiente:
• Reducción de emisiones en un 80% en relación con los niveles de 1990
• Previamente, reducción del 40% en 2030 y del 60% en 2040
• Con la contribución de todos los sectores
• Esta transición es viable y económicamente posible
Fuente: CE
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GLOBAL
REGIONAL
POLÍTICA ENERGÉTICA: México
NACIONAL
Instrumentos de política en energía y cambio climático
• Estrategia Nacional de Energía (ENE 2013-2027, 2014-2028)
• Estrategia Nacional de Cambio Climático. Visión 10-20-40, DOF: 03/06/2013
• Reforma Energética, DOF: 20/12/2013
• Estrategia Nacional de Transición Energética y Aprovechamiento Sustentable de la Energía (ENTEASE 2011, 2012, 2013, 2014)
Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética, DOF: 12/01/2012 (LAERFTE) Ley General de Cambio Climático, DOF: 06/06/2012 (LGCC) Ley de Transición Energética, DOF: 24/12/2015
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POLÍTICA ENERGÉTICA: México
Estrategia Nacional de Cambio Climático
OBJETIVO
Enfrentar los efectos del cambio climático y transitar hacia una economía competitiva, sustentable y de bajas emisiones de carbono
HITOS 10 años/2020 20 años/2030 40 años/2050
E.LIMPIAS 35% 40% 50%
EMISIONES -30% (línea base) -50% (2000)
Fuente: Estrategia Nacional de Cambio Climático. Visión 10-20-40
PIB: 3.6%/año
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TENEMOS QUE CUMPLIR COMPROMISOS Y ALCANZAR OBJETIVOS TANTO A NIVEL NACIONAL COMO GLOBAL
¿SE ALCANZARÁN ESTOS OBJETIVOS?
¿SE CUMPLIRÁN LOS COMPROMISOS?
¿ES NUESTRO SISTEMA ENERGÉTICO SOSTENIBLE (¿se autoabastece? ¿es eficiente
económicamente? ¿es respetuoso con el medio ambiente?)?
PLANIFICACIÓN Y POLÍTICAS ENERGÉTICAS
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MÉXICO , UE28 Y USA
Algunos datos
2014 ESTADOS POBLACIÓN
Millones hab SUPERFICIE
Km2 PIB
Mill $
MÉXICO 31 (+1DF) 119 1,964,375 1,144,331
UE28 28 508 4,463,600 16,229,464
USA 50 (+1DF) 321 9,147,592 17,946,996
Fuentes: World Bank
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Indicadores
Fuente: Balance nacional de energía 2014, SENER; Eurostat; WB; US EIA
Índice de independencia energética
Intensidad energética kJ/$
MÉXICO , UE28 Y USA
Índice de dependencia energética Índice de dependencia energética
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Indicadores
Emisiones del sector energético, tCO2e/hab
Fuente: Balance nacional de energía 2014 (SENER), Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero 1990-2010 (SEMARNAT); Eurostat; US EPA; US EIA; WB
Consumo de energía per cápita, GJ/hab
133 GJ/hab en 2014 72 GJ/hab en 2014
2014 6,6 tCO2e/hab (sector energético)
8,7 tCO2e/hab (total)
2010 3,6 tCO2e/hab (sector energético) 6,7 tCO2e/hab (total)
326 GJ/hab en 2014
2014 18 tCO2e/hab (sector energético)
21,5 tCO2e/hab (total)
MÉXICO , UE28 Y USA
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¿CÓMO ALCANZAR UN SISTEMA ENERGÉTICO SOSTENIBLE A MEDIO Y LARGO PLAZO AL
MÍNIMO COSTE QUE CUBRA LA DEMANDA Y CUMPLA A LA VEZ CON LOS
COMPROMISOS ADQUIRIDOS ?
¿EXISTEN INSTRUMENTOS QUE NOS APROXIMEN A UNA SOLUCIÓN ÓPTIMA?
PLANIFICACIÓN Y POLÍTICAS ENERGÉTICAS
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PARTE I: Planificación y políticas energéticas
PARTE II: Los modelos energéticos
CONTENIDO
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¿Qué es un modelo?
Se trata de una descripción, desde un punto de vista matemático, de un hecho o fenómeno del mundo real. Es una herramienta de gran utilidad para el análisis de sistemas complejos.
Modelo Energético Sistema Energético
MODELOS ENERGÉTICOS
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MODELOS ENERGÉTICOS TIMES
IEA TCP Energy Technology Systems Analysis Programme
Desde 1976, España (CIEMAT) desde 2010
Objetivo: establecer, mantener y ampliar una capacidad analítica y consistente en energía/economía/medioambiente/ingeniería (4E)
Metodología: común, comparable y combinable, basada fundamentalmente en la familia de modelos MARKAL/TIMES que permite producir escenarios energéticos a largo plazo y realizar análisis energéticos y medioambientales a nivel nacional, regional y global
http://www.iea-etsap.org/web/index.asp
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Energía primaria
Energía renovable Combustibles
Refino y conversión
CO2
Producción de electricidad y calor
Electrolisis
Redes
Electricidad Calor
Demanda electricidad
sectorial
Transporte
Calor sectorial
Suministro Demanda
CO2
CO2
CO2
Demanda de energía final
Transporte
Calor residencial
Electricidad residencial
Calor industrial
Electricidad industrial
Calor comercial
Electricidad comercial
Electricidad Calor
La descripción de un sistema energético en TIMES está basada en el concepto de Sistema Energético de Referencia
MODELOS ENERGÉTICOS TIMES
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TIMES genera modelos:
• bottom-up
• una región o multi-regional
• horizonte temporal a medio y largo plazo
• extensa base de datos tecnológica
• dinámicos
• de equilibrio parcial
• mercado competitivo con visión perfecta
• demanda elástica
• de optimización Minimizar el coste total del sistema F.O.
MODELOS ENERGÉTICOS TIMES
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Fuente: ETSAP (http://www.iea-etsap.org/images/MT_Results.jpg)
MODELOS ENERGÉTICOS TIMES
Equilibrio de mercado
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– Evaluación del potencial de nuevas tecnologías para sustituir a otras en los mercados energéticos
– Análisis de las consecuencias del agotamiento de los combustibles convencionales
– Cómo mejorar la seguridad energética de un país
– Cómo alcanzar los objetivos medioambientales
– Cuáles son los impactos del comercio entre regiones
– Qué efectos tienen los instrumentos económicos: tasas a las emisiones, primas, subvenciones
– Cómo alcanzar el escenario ideal
– …
MODELOS ENERGÉTICOS TIMES
Aplicaciones
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EXPLORATION OF FUSION POWER PENETRATION UNDER DIFFERENT
GLOBAL ENERGY SCENARIOS USING THE EFDA TIMES ENERGY
OPTIMISATION MODEL Cabal H. et al.
en:
MODELOS ENERGÉTICOS TIMES
Aplicaciones
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CONCLUSIONES
La energía es fundamental para el desarrollo económico y social
El sistema energético ha de ser sostenible de principio a fin
Para asegurar el suministro energético, la competitividad económica y el respeto al medioambiente hay que planificar
Los modelos energéticos son herramientas útiles para la planificación de sistemas energéticos sostenibles
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Política energética y modelización
Helena Cabal
CIEMAT – Departamento de Energía Unidad de Análisis de Sistemas Energéticos
RED SUMAS: Sustentabilidad energética, medio ambiente y sociedad
I Encuentro Red SUMAS 29 agosto-2 septiembre, 2016 CIICAp, Cuernavaca, México
Gracias por su atención