Modelación de sistemas energéticos urbanos: un enfoque integral
Anahi Molar Cruz, M.Sc.
Universidad Técnica de Múnich
Departamento de Sistemas Energéticos Renovables y Sustentables
Tercer Encuentro y Primer Congreso Internacional de la Red SUMAS
Cuernavaca, México a 13 de Septiembre de 2017
Contenido
2Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
MOTIVACIÓN
El proceso de urbanización
El reto: planeación urbana integral
MODELIZACIÓN DE SISTEMAS ENERGÉTICOS URBANOS
¿Qué son?
intus: integrated urban energy system
2
3 CONCLUSIONES
1
3Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
MOTIVACIÓN
El proceso de urbanización
El reto: planeación urbana integral
1
3 CONCLUSIONES
MODELIZACIÓN DE SISTEMAS ENERGÉTICOS URBANOS
¿Qué son?
intus: integrated urban energy system
2
Urbanización global
4
75% de la población vivirá en centros urbanos para el 2050 (UN Habitat, 2010)
Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1925 1950 1975 2000 2025 2050
Pe
rce
nta
ge
of u
rba
n p
op
ula
tio
n 2010
Source: UN Habitat (2010)
Urbanización en América Latina: causas
5
América Latina se proyecta como la región más urbanizada al 2050 (UN Habitat, 2010)
Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
Source: UN Habitat (2010)
Flujo rural Crecimiento natural
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1925 1950 1975 2000 2025 2050
Pe
rce
nta
ge
of u
rba
n p
op
ula
tio
n
LatinAmerica
1990
Ciudades grandes
(> 1 mio.
habitantes)
Ciudades pequeñas
(< 1 mio. habitantes)
Urbanización en América Latina: consecuencias
6
Sources: aGoogle Earth (2017), bPablo Lopez Luz, The Syngenta Photography Award 2013
Urbanización en América Latina: consecuencias
7
Sources: aGoogle Earth (2017), bPablo Lopez Luz, The Syngenta Photography Award 2013
Retos urbanos en América Latina
8
La planeación energética urbana integral es indispensable
Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
Technology design
Gestión de recursos
Eficienciaenergética
MovilidadInclusión
social
Bienestarciudadano
Susten-tabilidad
Evolución
constante
Crecimiento
continuo
Herramientas
9Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
MODELIZACIÓN DE SISTEMAS ENERGÉTICOS URBANOS
¿Qué son?
intus: integrated urban energy system
2
MOTIVACIÓN
El proceso de urbanización
El reto: planeación urbana integral
1
3 CONCLUSIONES
Sistemas energéticos urbanos
10
¿Qué son?
Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
“Sistema formal que
representa los procesos
combinados de adquisición y
uso de energía para
satisfacer las demandas
energéticas finales de un
centro urbano”
(Keirstead, 2013)
Físico
Social
Económico
RegulatorioUrbano
Ambiental
Modelización de sistemas energéticos urbanos
11Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
Modeloenergético
urbano
Físico
Econó-mico
Social
Ambien-tal
Urbano
Regu-latorio
Source: HelloDF
¿Cómo se comporta cada
elemento del sistema?
Sistemas complejos
12
Pájaros, hormigas, neuronas, seres humanos: Acciones individuales que convergen en
comportamientos colectivos
Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
Comportamiento emergente¿Cómo interactúan los
elementos entre sí?
1. Cercanía
2. Velocidad
3. Dirección
Source: giphy.com
Los centros urbanos como sistemas complejos
13
¿Cómo simplificar una ciudad?
Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
Guadalajara, Mexico Source: Google Earth (2016)
Urban
Regulatory
Physical
Economic
Social
Environmental
t_0
Los centros urbanos como sistemas complejos
14
¿Cómo simplificar una ciudad?
Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
Guadalajara, Mexico Source: Google Earth (2016)
Generación de
energía local
Emisiones de
CO2
…
Uso de suelo
Población
(densidad, edad)
Estrato socio-
económico
Número y tipo
de edificios
Demanda
energética
t_0
Los procesos del sistema energético urbano
15Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
Demandaenergética
Generación de energía
Impactoambiental
Low energy demand
High energy demand
With renewables
No renewables
Low CO2 emissions
High CO2 emissions
Expansión urbanay densificación
Non-urban
Urban (t_0)
Urban (t_1)
Urban (t_2)
Urban (t_3)
intus: integrated urban energy system model
16
El modelo open-source
Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
Expansión
urbana y
densificación
Integración de
energías
renovablesDemanda
energética
Impacto
ambiental
Caso de estudio: Guadalajara
17Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
GuadalajaraJalisco, Mexico
Centro de Innovación en Ciudades Inteligentes
Segundo centro urbano más
poblado de México con 4.5
millones de habitants.
Tasa de crecimiento annual
de 1.7%. 70% de la
población de Jalisco estará
concentrada en la ZMG
Centro de actividad
económica
Contenido
18Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
MOTIVACIÓN
El proceso de urbanización
El reto: planeación urbana integral
MODELIZACIÓN DE SISTEMAS ENERGÉTICOS URBANOS
¿Qué son?
intus: integrated urban energy system
2
3 CONCLUSIONES
1
Los modelos…
• son representaciones simplificadas de la realidad que ayudan al
entendimiento del fenómeno que representan
• son particulares a la aplicación para la cual son desarrollados
• limitan el conocimiento total del fenómeno
• son herramientas muy importantes para la toma de decisiones
El estudio de las ciudades como sistemas complejos…
facilita un análisis integral de la ciudad
toma en cuenta la interacción humana
requiere gran cantidad de datos
Conclusiones
19Anahi Molar Cruz (TUM ENS) | 13.09.2017 | 3er Encuentro y 1er Congreso Internacional de la Red SUMAS
¡Gracias por su atención!
Anahi Molar Cruz, M.Sc.
+49 (0) 89 249 10453