USO Y APROVECHAMIENTO DEL AGUA USO Y APROVECHAMIENTO DEL AGUA PARA GENERACIPARA GENERACIÓÓN DE ENERGN DE ENERGÍÍA A

ELELÉÉCTRICACTRICA

17 de Marzo 2006

IV FORO MUNDIAL DEL AGUA

Introducción

El agua para la producción de energía eléctrica en México, es sin duda un insumo básico prácticamente para todas las tecnologías utilizadas en esta tarea, por ello su cuidado, uso racional, manejo preventivo, reuso extensivo y disposición final adecuada, son políticas que siempre están presentes en la explotación de este valioso recurso cuando se genera energía eléctrica.

Tipos de Centrales Generadoras:

Capacidad instalada por tipo

CAPACIDAD INSTALADA = 45,572.92 MW

Generación por tipo

GENERACION ANUAL 2005 = 215.63 TWh

Uso de agua en diferentes tipos de Centrales

• Centrales Hidroeléctricas.- Se usa agua para los siguientes fines:

Para el movimiento de las turbinas hidráulicas aprovechando la energía potencial de la mismaAgua de servicios de la central

• Centrales Termoeléctricas.- Se usa agua para los siguientes fines:

Sistema de enfriamiento para el condensado del vaporReposición de agua para producir vaporAgua de servicios de la central

• Otras.- Se utiliza agua en las siguientes centrales:

Geotermoeléctricas.- Se usa el vapor natural del subsuelo.

IntroducciónFuentes de abastecimiento Fuentes de abastecimiento

usadas en Centrales usadas en Centrales Generadoras:Generadoras:

Agua SuperficialAgua SubterráneaAgua NegraAgua Negra TratadaAgua SalobreAgua Salada

… disponibilidad y uso del agua

Consumo anual de agua por usuario

Pago de DerechosEn el año 2005 la CFE pagó por derechos del uso y aprovechamiento de agua $1061.8 millones de pesos( 96.5 milion of USD).

Disponibilidad y uso del agua

52.53

9.60

145.62

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Mile

s de

mill

ones

de

m³

Tipo de usuario

Agrícola

Agroindustrial

Acuacultura

Servicios

Industrial

Pecuario

Público Urbano

Múltiples

Hidroeléctricas

Termoelectricas

Comercio

Otros

GRAFICA COMPARATIVA DEL USO DEL AGUA A NIVEL NACIONALCOMPARATIVE GRAPH OF NATIONAL WATER USE

*

* Agua para generación que seusa, pero no se consume.

DISPONIBILIDAD DE AGUA

ACUIFEROS

ZONAS DE VEDA

Disponibilidad y Uso del Agua

Marco Legal (Legal aspects)

Nueva Ley de Aguas Nacionales(National Water Law)

29 de abril de 2004

Reformando 114 artículos de los 124 existentes

Adición de 66 artículos

“El agua es un bien del dominio público federal, vital, vulnerable y finito, con valor social, económico y ambiental, cuya preservación en cantidad, calidad y sustentabilidad es tarea fundamental del Estado y la Sociedad, así como prioridad y asunto de seguridad nacional.”ARTICULO 14 BIS 5

ObligaciObligacióón del cumplimiento de:n del cumplimiento de:

Constitución Política de los Estados Unidos MexicanosLey de Aguas Nacionales y su ReglamentoLey Federal de Derechos en Materia de Agua

Principales aspectos que se consideran dentro de la Ley de Principales aspectos que se consideran dentro de la Ley de Aguas Nacionales en relaciAguas Nacionales en relacióónna las centrales generadoras:a las centrales generadoras:

Concesiones para usoDescargas de Aguas ResidualesOcupación de Zona FederalPreservación del recurso

… marco legal

Uso en centrales hidroeléctricas

Central HidroeléctricaCapacidad Efectiva: 10269.578 MW

64 Centrales con 184 Unidades

1

23

45

6

7

8

10

11

12 1615

14

9

18

1913

NOROESTENOROESTE

NORTENORTE

OCCIDENTEOCCIDENTE

SURESTESURESTE

CENTRALCENTRAL

… disponibilidad y uso del agua

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

Volúmenes de agua empleados para Generación de Energía Hidroeléctrica

Total Nacional (hm3) 165844 128848 120982 88224 109516 113802

Energía Producida (GWh) 33075 28435 24862 18992 24155 26851

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Volúmenes de agua empleados para Generación de Energía Hidroeléctrica

… uso en centrales hidroeléctricas

Sistema HidroeléctricoGrijalva

Angostura

Chicoasén

Malpaso

Peñitas

Golfo de México

104 Km 81 Km 72 Km

NAMO 533.0

NAMO 392.5

NAMO 182.5

NAMO 87.4

Uso de Agua en Cascada

Agua turbinada y descarga al río.

Durante el control de avenidascontrol de avenidas se protegen tanto la integridad de las poblaciones asentadas aguas abajo de estos aprovechamientos como la infraestructura misma, permitiendo con ello el uso de terrenos que anteriormente se inundaban; todo lo anterior en adición al beneficio que se obtiene al captar en estas presas, grandes volúmenes de agua que posteriormente se usarán para suministro de agua a poblaciones, riego de cultivos y generación de energía eléctrica.

… uso en centrales hidroeléctricas

Uso en centrales termoeléctricas

Central Termoeléctrica Convencional Capacidad Efectiva: 14,810 MW28 Centrales con 95 Unidades

NOROESTENOROESTE

NORTENORTE

OCCIDENTEOCCIDENTE SURESTESURESTE

CENTRALCENTRAL

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18 19

20

2223

24

25

26, 27

28

… uso en centrales termoeléctricas

Mayor a 500 l/s

200 l/s a 500 l/s

Menor a 200 l/s

CONSUMO DE AGUA EN LAS PRINCIPALES CENTRALES TERMOELCONSUMO DE AGUA EN LAS PRINCIPALES CENTRALES TERMOELÉÉCTRICASCTRICAS

CT PTO. LIBERTADCT PTO. CT PTO. LIBERTADLIBERTAD

CT F. VILLACT F. VILLACT F. VILLA

CT GOMEZ P.CT GOMEZ P.CT GOMEZ P.

CT CARBON I Y IICT CARBON I Y IICT CARBON I Y II

CT G. VICTORIACT G. VICTORIACT G. VICTORIA

CT MANZANILOCT MANZANILOCT MANZANILO

CT V. REYESCT V. REYES

CT SALAMANCACT SALAMANCACT SALAMANCA CT TUXPANCT TUXPANCT TUXPAN

CN L. VERDECN L. VERDECN L. VERDE

CT DOS BOCASCT DOS BOCASCT DOS BOCAS

CT PETACALCOCT PETACALCOCT PETACALCO

CT V. MEXICOCT V. MEXICOCT V. MEXICO

CT MERIDA IICT MERIDA IICT MERIDA II

CT NACHICOCOMCT NACHICOCOMCT NACHICOCOM

CT F CARRILLO PCT F CARRILLO PCT F CARRILLO P

CT TULACT TULACT TULA

CT SAMALAYUCACT SAMALAYUCACT SAMALAYUCA

… reuso de aguas negras tratadas

Agua Negras Tratadas en Centrales Termoeléctricas

Nombre Gasto (lps) Ciudad Avance del proyecto

Río E. y Carbón II

510 Piedras Negras y

Cd. Acuña, Coahuila.

En operación

Villa de Reyes

450 - 700

San Luis Potosí, S.L.P.

P.T. En obras concluidas

G. Victoria (Lerdo)

204

Lerdo, Dgo.

Convenio firmado

Salamanca

200

Salamanca, Gto.

Convenio en proceso

Fco. Villa

450

Delicias, Chih.

Pláticas de acercamiento

Tula

120

Tula, Hgo.

Convenio en proceso.

Tula

600 - 1400 ( * )

Tula, Hgo.

Opera con P.T. propia de CFE

Valle de México

760

C.D. de México

Opera con P.T. propia de CFE

( * ) CFE esta en proceso de gestión ante la CNA para incrementar el gasto a 1400 lps.

Acciones locales

ACCION LOCAL IDACCION LOCAL ID--LA0142LA0142

Tratamiento de las aguas residuales de San Luis Potosí, México y su aprovechamiento en el sistema de enfriamiento de

la C.T. Villa de Reyes, SLP.

Antecedentes

La Central Termoeléctrica Villa de Reyes, S.L.P., ubicada a 40 km al Sur de San Luís Potosí, está equipada con dos unidades generadoras de 350 MW cada una, para un total de 700 MW de capacidad instalada, siendo apoyo importante en la demanda del Sistema Eléctrico Nacional.

Requerimientos de agua de esta central son de entre 450 y 700 L/s, mientras que la zona urbana del Valle de San Luis Potosí se abastece principalmente de los acuíferos de la región por medio de 107 pozos profundos, para una extracción anual de 84 millones de m³ equivalente a 2600 L/s; para completar su demanda, adicionalmente San Luís Potosí se abastece en un 9% con aguas del Río Santiago. Para el año 2010 se estima una demanda de agua potable de 133 millones de m³ anuales equivalente a 4200 L/s.

Problemática

Objetivo

El saneamiento de las aguas residuales y preservación de los mantos acuíferos en beneficio de la sociedad, utilizando un

esquema gana-gana entre el municipio y CFE bajo el concepto del Uso Sustentable del Agua.

Compromiso compartido

COMISION NACIONAL DEL AGUA

CENTRAL TERMOELECTRICA VILLA DE REYES

MUNICIPIO DE SAN LUIS POTOSI

. SAN LUIS POTOSÍ

TRATAMIENTO 1°

ZONA DE

RIEGO

Q = 1050 LPS.

VOL. = 1 576 800 m3/mes

C.T. VILLA DE REYESVOL. = 1 182 600

m3/mes

Q = 450 LPS.

Q = 450 LPS.

Esquema propuesto

TANQUE REGULADOR

DERIVACION EN CASO DE NO CUMPLIR LA CALIDAD

LINEA DE CONDUCCION

TRATAMIENTO 2°Q = 600 LPS.

vapor

Q = 450 LPS.

Proyecto

Planta de tratamiento

C.T. Villa de Reyes

La consolidación de este proyecto se logró a través de la firma de un contrato de promesa por veinte años para garantizar la compra del agua por parte de CFE, y de este modo financiar la planta de tratamiento.

En el año 2004, se inició la construcción de esta infraestructura que incluye el acueducto de 39 km; a la fecha se encuentran concluidos estos trabajos y en proceso de entrega los volúmenes acordados con la calidad requerida.

…proyecto

Beneficios de la acción localBeneficios de la acción local

Se garantiza el saneamiento de las aguas residuales de San Luís Potosí

Se garantiza el suministro de agua para enfriamiento a la Central Termoeléctrica y a una tarifa menor

Se dispone de agua menos contaminada para uso agrícola

Se reducen los riesgos a la salud para la población

Se preservan los recursos hidráulicos

Se mejora el ambiente

Se cumple con la legislación aplicable

Se facilita el financiamiento de la infraestructura para el saneamiento de las aguas negras

Se hace efectivo el Uso Sustentable del Agua.

Acciones locales

ACCION LOCAL IDACCION LOCAL ID--LA0495LA0495Optimización en el consumo de Agua

en Centrales Termoeléctricas.

Centrales en sitios costeros

PRESIDENTE JUAREZ U1, 75 MWPRESIDENTE JUAREZ U2, 75 MWPRESIDENTE JUAREZ U3, 75 MWPRESIDENTE JUAREZ U4, 82 MW

LERMA U1, 37.5 MWLERMA U2, 37.5 MWLERMA U3, 37.5 MWLERMA U4, 37.5 MW

GUAYMAS I U4, 40 MW

PUNTA PRIETA II U1, 37.5 MWPUNTA PRIETA II U2, 37.5 MWPUNTA PRIETA II U3, 37.5 MW

JUAN DE DIOS BATIZ U4(TOPOLOBAMPO II) 41 MW

C. RODRIGUEZ RIVERO U1, 84 MWC. RODRIGUEZ RIVERO U2, 84 MW

PUERTO LIBERTAD U1, 158 MWPUERTO LIBERTAD U2, 158 MWPUERTO LIBERTAD U3, 158 MWPUERTO LIBERTAD U4, 158 MW

PRESIDENTE JUAREZ U5, 160 MWPRESIDENTE JUAREZ U6, 160 MW

J. ACEVES POZOS U1, 158 MWJ. ACEVES POZOS U2, 158 MW

C. RODRIGUEZ RIVERO U1, 158 MWC. RODRIGUEZ RIVERO U2, 158 MW

JUAN DE DIOS BATIZ U1, 160 MWJUAN DE DIOS BATIZ U2, 160 MW

A. LOPEZ MATEOS U1, 350 MWA. LOPEZ MATEOS U2, 350 MWA. LOPEZ MATEOS U3, 350 MWA. LOPEZ MATEOS U4, 350 MW

J. ACEVES POZOS U3, 300 MW

M. ALVAREZ M. U1, 300 MWM. ALVAREZ M. U2, 300 MWM. ALVAREZ M. U3, 300 MWM. ALVAREZ M. U4, 300 MW

MANZANILLO II U1, 350 MWMANZANILLO II U2, 350 MW

A. LOPEZ MATEOS U5, 350 MWA. LOPEZ MATEOS U6, 350 MW

Centrales en sitios costeros

Para el sistema de agua de enfriamiento se utiliza agua de mar.

Para el repuesto al ciclo de vapor, el agua de mar se filtra, evapora, destila y desmineraliza.

Para el agua de servicios se filtra, evapora y destila

Centrales con torre de enfriamiento

MERIDA II U1, 84 MWMERIDA II U2, 84 MW

LA LAGUNA U4, 41 MW

E. PORTES GIL U1 (RIO BRAVO) 37.5 MWE. PORTES GIL U2 (RIO BRAVO) 37.5 MW

F. CARRILLO PUERTO U1, 37.5 MWF. CARRILLO PUERTO U2, 37.5 MW

FRANCISCO VILLA U4, 158 MWFRANCISCO VILLA U5, 158 MW

SAMALAYUCA U1, 158 MW SAMALAYUCA U2, 158 MW

GPE. VICTORIA U1, 160 MWGPE. VICTORIA U2, 160 MW

VALLE DE MEXICO U1, 150 MWVALLE DE MEXICO U2, 158 MW VALLE DE MEXICO U3, 158 MW

SALAMANCA U1, 158 MWSALAMANCA U2, 158 MW

SALAMANCA U3, 300 MWSALAMANCA U4, 300 MW

E. PORTES GIL U3 (RIO BRAVO) 300 MW

VILLA DE REYES U1, 350 MWVILLA DE REYES U1, 350 MW

FCO. PEREZ RIOS U1, 300 MW FCO. PEREZ RIOS U2, 300 MW FCO. PEREZ RIOS U3, 300 MW FCO. PEREZ RIOS U4, 300 MW FCO. PEREZ RIOS U5, 300 MW

VALLE DE MEXICO U4, 300 MW

POZA RICA U1, 39 MWPOZA RICA U2, 39 MWPOZA RICA U3, 39 MW

ALTAMIRA U1, 158 MWALTAMIRA U2, 158 MW

ALTAMIRA U3, 300 MWALTAMIRA U4, 300 MW

NOTAS:

Agua de Pozos

Aguas Negras

Agua de Río

Agua de la Laguna de Champayán

NOTAS:

Agua de Pozos

Aguas Negras

Agua de Río

Agua de la Laguna de Champayán

Centrales con torre de enfriamiento

Las aguas residuales municipales (aguas negras) se utilizan para enfriamiento del condensador en un sistema cerrado con torre de enfriamiento.

Asimismo a partir de esta agua se obtiene el agua de servicio mediante tratamientos primarios y secundarios y para el caso del agua de repuesto al ciclo con un tratamiento adicional de desmineralización.

… disponibilidad y uso del agua

… disponibilidad y uso del agua

… disponibilidad y uso del agua

ReusoReuso del agua en varios ciclos.del agua en varios ciclos.

Uso del agua salada en los procesos de enfriamiento, reposiciUso del agua salada en los procesos de enfriamiento, reposicióón n al ciclo y servicios en centrales costeras.al ciclo y servicios en centrales costeras.

Uso extensivo de aguas negras tratadas, y en su caso Uso extensivo de aguas negras tratadas, y en su caso reconversireconversióón de sistemas de enfriamiento para su utilizacin de sistemas de enfriamiento para su utilizacióón.n.

Sistemas de enfriamiento a base de aerocondensadores que no Sistemas de enfriamiento a base de aerocondensadores que no utilizan agua.utilizan agua.

Sistemas de descarga cero (reciclaje de aguas residuales de la Sistemas de descarga cero (reciclaje de aguas residuales de la misma central evaporando el resto)misma central evaporando el resto)

Resultados

TENDENCIA DEL CONSUMO DE AGUA DE POZO EN CENTRALES TERMOELECTRICAS (C. T.)

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1991 1992 1996 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004AÑO

Con

sum

oLP

S/M

W

TENDENCY OF WATER WELL'S CONSUMPTION IN THERMOELECTRIC POWER STATIONS

El principal usuario del agua en México es la Comisión Federal de Electricidad, este recurso se utiliza principalmente para generar energía eléctrica en las grandes centrales hidroeléctricas.En México, la distribución de los recursos hidráulicos y las actividades que a partir de ellos se realizan, no guardan una relación directa entre sí. Las zonas del país donde se ha concentrado el crecimiento demográfico y económico y donde se localiza una parte sustancial de la infraestructura productiva y social, son aquellas donde hay una menor disponibilidad del recurso, CFE conciente de ello, mantiene una política de uso racional del recurso en sus centrales generadoras en especial en las zonas del país donde escasea el mismo.CFE ha establecido acciones concretas tendientes al uso racional del agua, su preservación y saneamiento, todo ello como resultado de considerar que este es un recurso vital y de interés social

Conclusiones

HistHistóóricamente el hombre ha reaccionado muy rricamente el hombre ha reaccionado muy ráápido para pido para reconocer sus derechos sobre el agua y reconocer sus derechos sobre el agua y extraordinariamente lento para reconocer su extraordinariamente lento para reconocer su correspondiente obligacicorrespondiente obligacióón para preservar y proteger la n para preservar y proteger la misma.misma.

Sandra Sandra PostelPostelWorld World WatchWatch InstituteInstitute

Reflexión final