Ponencia de Enrique Cabrera en el VII Congreso Ibérico

Cabrera E.

ITA, Universidad Politécnica de Valencia

AGUA, ENERGÍA Y EFICIENCIA

O

EL INAPLAZABLE RETO DE LA

SOSTENIBILIDAD

Talavera , 18 de Febrero de 2011

Quinto plenario:Conocimiento y tecnologías del agua

AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE

Resúmen

Introducción

El Agua Fuente De Energía


El Agua Fuente De Energía

Evolución histórica


El ciclo sostenible del agua consumidor de energía

HEA en Kwh/m3


El Ciclo Sostenible Del Agua Consumidor De Energía

El gasto de energía asociado al agua en California

Electricidad (GWh)

Gas natural (millones de termias)

Diesel (metros cúbicos)

Suministro de agua y depuración Urbano 7554 19 ?

Agrícola 3188 Usos finales

Agrícola 7372 18 333080 Residencial

27887

4220 ? Comercial

Industrial Tratamiento de agua 2012 27 ?

TOTAL 48012 4284 333080

Consumo total año 2001 250494 13571 ? Porcentaje de energía en el Estado 19% 32% ?


AGUA:

•El uso sostenible delagua consume energía

ENERG AÍ

•El consum o d e energ aíconlleva em isi n d e GEIó

EMISIO NES

• La em isi n d e GEIóaltera el clim a

Huella energética del manejo del agua

Huella emisión GEI

C LIMA

La alteraci n d el clim a óm od ifica el r gim en d e élluvias con tend encia

(al m enos en el Med iterr neo) áa su d ism inuci nó

El Ciclo Sostenible Del Agua Consumidor De Energía


Agua Y Energía. Un Asunto en la Cresta de la Ola

Nominal Oil-Price

December 1979, Peak 97$ in 2007 DollarsIran/Irak war

Gulf warSecondGulf war

Annual Average Domestic Crude Oil Prices 1974-Present U.S. Inflation Adjusted 2007

$0

$20

$40

$60

$80

$100

1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006

Time (years)

Pri

ce ($

)

Nominal Oil-Price

December 1979, Peak 97$ in 2007 DollarsIran/Irak war

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Annual Average Domestic Crude Oil Prices 1974-Present U.S. Inflation Adjusted 2007

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INVERSIÓN EN I+D EN PAÍSES IEA (IEA, 2008) PRECIO NOMINAL Y ACTUALIZADO DEL PETRÓLEO

VIA TRADICIONAL: LA MEJORA DE LOS PROCESOS




Alg

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Horquillas consumo de energía. Ciclo urbano del agua en la Costa Brava (Sala, 2007)

Abastecimiento Depuración

Procedencia agua potable

Horquilla consumo (Kwh/m3)

Tipo planta

Horquilla consumo (Kwh/m3)

Superficial (corta distancia < 10 Km) 0.0002 – 0.37

Fangos activados convencionales

0.43 – 1.09

Superficial (larga distancia >10 Km)

0.15 – 1.74

Aireación prolongada

0.49 – 1.01

Subterránea (acuíferos locales)

0.37 – 0.75

Lagunaje convencional

0.05

Subterránea (acuíferos lejanos)

0.60 – 1.32

Desalación (incluso distribución)

4.94 – 5.41

Agua Y Energía en España

AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTEConsumo de energía en regadíos, agricultura y pesca por autonomías (MAPA, 2002)



Uso Gasto de agua Consumo unitario medio Energía requerida Urbano (ciclo completo) 6300 hm3/año 3 kwh/m3 18900 Gwh Riego (ciclo completo) 23800 hm3/año 0.2 kwh/m3 4760 Gwh TOTAL 23660 Gwh

Estimación conservadora. Aún así: Algo más del 10 % del total de 223000 Gwh en el año 2005 (CNE, 2006) La estimación agrícola, aunque conservadora, está en línea con la valoración del MAPA. Sólo el riego por goteo supone 0.31 Kwh/m3

La energía perdida en fugas urbanas (supuesto un 20%) es unos 4000 Gwh/año Sólo en los aljibes se pierden un mínimo de 200 Gwh/año El potencial ahorro de agua, y por tanto, de energía (embedded energy) es muy alto. Y a nadie le ha dado por explorarlo.

Demanda de energía eléctrica (estimada) ligada al agua en España


Análisis y mejora de la gestión: Huelas energéticas del agua (HEA)• Ventaja: Casi todo está por hacer. Enorme margen de mejora• Inconveniente: Sólo tiene sentido con análisis integrales.

DOS LÍNEAS DE ACTUACIÓN: Mejora de procesos y de la eficiencia. Pioneros en desalación. Bombeos (BVV)

• Ventaja: Mejoras tecnológicas (análisis coste/beneficio)• Inconveniente: Vía ya muy explorada


Paso 1: Establecimiento en los procesos de objetivos energéticos

Paso 2: Auditoría energética del proceso

Paso 3: Mejora de los procesos más ineficientes energéticamente

Paso 4: Compartir experiencias y reiniciar el ciclo

Energía Energía Energía Energía

Extracción material y preparación

Producción del material

Fabricación de la tubería

Transporte y montaje de tuberías

ETAPA DE FABRICACIÓN

Energía

EnergíaEnergía

Energía Energía

Operación (bombeo, fricción,…)

Reparación/ Rehabilitación

Mantenimiento/ Limpieza

ETAPA DE EXPLOTACIÓN

ETAPA DE SUSTITUCIÓN

Desmontaje (excavación, transporte,..)

Reutilización material tubería

Vertido final

Análisis globales: LA NECESIDAD DE SER EFICIENTES

EIO-LCA (Environmental Input-Output Life-Cycle Assessment)

Journal of WRPM, ASCE, Diciembre 2010

Buenas métricas

Buenas métricas. Importancia de la eficiencia

T A B L E 1 . E N E R G Y B A L A N C E (A L L C A S E S P R E S E N T E D )

E n er g y

R e a l n e tw o r k

I d e a l n e tw o r k (n o le a k s )

S h o r t T e rm

Tpp tt ,<

(k W h /d a y )

L o n g T erm

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(M W h / y e ar )

S h o r t T er m

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(k W h /d a y )

L o n g T e rm

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(M W h /y ea r )

)( pIn p u t tE )( pN tE 3 86 .6 6 ( 2 8 .3 % ) 1 1 8 .7 5 (2 8 .7 % ) 3 2 2 .5 2 (2 7 .3 % ) 8 2 .7 9 (2 7 .7 % )

)( pP tE 9 77 .7 5 ( 7 1 .7 % ) 2 9 4 .7 6 (7 1 .3 % ) 8 5 7 .9 5 (7 2 .7 % ) 2 1 5 .6 0 ( 72 .3 % )

)( pO u tp u t tE

)( pU tE 4 53 .2 0 ( 3 3 .2 % ) 1 6 9 .1 3 (4 0 .9 % ) 5 0 1 .7 1 (4 2 .5 % ) 1 7 9 .7 3 ( 60 .2 % )

)( pL tE 2 32 .6 7 ( 1 7 .1 % ) 7 7. 5 3 (1 8 .8 % ) - (0 % ) - ( 0% )

)( pC tE∆ 1 2 8. 87 (9 .4 % ) 0. 1 7 (0 .0 % ) 2 1 7 .2 8 (1 8 .4 % ) 0 . 20 (0 .1 % )

)( pD is s ip a te d tE )( pF tE 5 49 .8 4 ( 4 0 .3 % ) 1 6 6 .8 6 (4 0 .4 % ) 4 6 1 .1 2 (3 9 .1 % ) 1 1 8 .6 3 ( 39 .8 % )


La énfasis a poner en mejorar la eficiencia de los procesos (disminuir las HEA) depende de cuestiones económicas (análisis coste/beneficio) y en menor medida de decisiones políticas.

A la hora de mejorar la gestión el orden se invierte. Depende en gran medida de decisiones políticas aunque también es sensible a razones económicas

RAZONES ECONÓMICAS: Precio de la energía Precio del agua Bonificación por créditos de carbono Repercusión (o no) de los costes ambientales.

CUESTIONES POLITICAS: Coordinación de la administración con una clara asignación del liderazgo (CEC) Establecer mecanismos de regulación y control, hoy inexistentes Educación ambiental

El camino a seguir: Motores y obstáculos


ESTE SERÍA UN PRIMER LISTADO DE ACCIONES CONCRETAS

Auditar bien todos los usos del agua

Desarrollar buenas métricas de cálculo de las HEA

Implantar mecanismos económicos y sistemas tarifarios que propicien la eficiencia

Incluir en los análisis los costes ambientales y los costes energéticos de los LCA

Resolver siempre a favor de la solución con mejor relación coste/beneficio.

Planteamientos globales

Educar y sensibilizar a la ciudadanía

TRAS PLANTEAR EL PROBLEMA EN EL MARCO DE UNAS CONDICIONES DE CONTORNO QUE PERMITAN ENCONTRAR UNA SOLUCIÓN RAZONABLE,

El camino a seguir: Motores y obstáculos


INFORME DEL DoE AL CONGRESO

Coordinar las administraciones

Plantear análisis globales porque lo que conviene desde una óptica puede que no sea lo mejor desde otra óptica alternativa.

(caso de los biocombustibles)

Optimizar las sinergias de las infraestructuras hídricas y energéticas.

El complejo puzle agua – energía – cambio climático (Hightower, 2005)

LOS PROBLEMAS ESTÁN ACOPLADOS

PERO LA ADMINISTRACIÓN Y, POR TANTO,

LAS SOLUCIONES ¡No lo están!

CONCLUSIONES

Documents

Ponencia de Enrique Cabrera en el VII Congreso Ibérico