seminario "el cambio climático 2017" - la energía y el calentamiento global

Núm. Tema1.- Introducción2.- Energías convencionales (renovables y no renovables)2.1.- Introducción. Nociones básicas2.2.- Panorama actual de las energías convencionales2.3.- Evolución futura de las energías convencionales2.3.1.- El carbón2.3.2.- El petróleo y el gas natural2.3.3.- Hidráulica2.3.4.- Nuclear (fisión)

Seminario sobre el Cambio Climático Jornada 3. La Energía y el Cambio

Climático

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Núm. Tema

3.- Energías alternativas (renovables)3.1.- Panorama actual3.2.- Evolución futura3.2.1.- Eólica3.2.2.- Energía solar – Energía térmica y Termo-eléctrica3.2.3.- Energía solar fotovoltaica3.2.4.- Mareas y olas3.2.5.- Biomasa3.2.6.- Calor del suelo mediante bomba de calor3.2.7.- Geotérmica3.2.8.- Nuclear (fusión)

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Seminario sobre el Cambio Climático Jornada 3. La Energía y el Cambio

Climático

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Núm. Tema 4.- Energía para el transporte4.1.- Introducción4.2.- Evolución futura4.2.1.- Electricidad4.2.2.- Biocombustibles4.2.3.- Hidrógeno4.3.- Ferrocarriles4.4.- Transporte aéreo5.- Ahorro de energía

Seminario sobre el Cambio Climático Jornada 3. La Energía y el Cambio

Climático

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Pág. 1 de 1019-4-2016 Introducción

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En las jornadas anteriores de este seminario que hemos mantenido sobre el Cambio Climático llegamos a estas conclusiones:

Se está produciendo un calentamiento global, originado por el aumento en la atmósfera de unos gases, denominados gases de efecto invernadero (GEI), liberados a la atmósfera por las actividades humanas.

Toda actividad humana se realiza con consumo de energía

1

Pág. 2 de 1019-4-2016 Introducción

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A comienzos de 2016, la cantidad de CO2 en la atmósfera es aprox. 400 ppm (0,04 %). Esta cantidad va aumentando de forma acelerada, debido a una doble causa:- Aumentan las emisiones de GEI- Se reduce la capacidad de absorción de los

sumideros

Pág. 3 de 1019-4-2016 Introducción

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Una faceta muy importante de la situación socioeconómica mundial es que los 5.000 millones de personas que habitan los países en desarrollo desean, y tienen derecho a, una mejora de sus condiciones de vida, para equipararlas a las de los países más avanzados.

Esta equiparación supone que habría que multiplicar la producción económica mundial por un factor entre 4 y 6 para el año 2060.

Pág. 4 de 1019-4-2016 Introducción

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Antes er

a

sumidero

La fuente más importante de emisiones CO2 es el consumo de energía producida por el uso de combustibles fósiles

Origen principal del

CO2

Almacén principal del

CO2Sumideros

Lugares en los

que queda

almacenado,

“aislado” de la

atmósfera

Pág. 5 de 1019-4-2016 Introducción

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Producir 1000 Kg de acero genera 1900 Kg de CO2

Producir 1000 Kg de cemento genera

900 Kg de CO2

Fuentes de CO2

Emisiones de CO2 (Comb. Fósiles)

Pág. 6 de 1019-4-2016 Introducción – Datos Globales

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.

Pág. 7 de 1019-4-2016 Introducción

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Pág. 8 de 1019-4-2016 Introducción

Volver a Índicehttp://www.lth.se/fileadmin/iiiee/Photos_and_images/Presentation_Diana_Urge-Vorsatz_03.pdf

“Negavatios”

Fuente: Keywan Riahi, GEA: Chapter 17

Pág. 9 de 1019-4-2016 Introducción

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Gráfico: Foro NuclearFuente de los datos: Subdirección Gral. de Planificación Energética. SEE (MINETUR).

Pág. 10 de 1019-4-2016 Introducción

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Es imprescindible continuar trabajando en la mejora de:- Eficiencia- Conservación- Ahorro inducido por los cambios de modo

de vida

Las acciones que se han tomado para cumplir los objetivos de los acuerdos de Kioto y Doha

se han mostrado insuficientes

Pág. 1 de 1019-4-2016 Nociones básicas

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Vamos a hacer una exposición de estos conocimientos con muy pocas explicaciones, y nos expresaremos en términos vulgares.

Como vamos a hablar de energía, es necesario recordar unos conocimientos básicos imprescindibles.

Toda actividad humana se realiza con consumo

de energía

Una proporción elevada de la energía que

consumimos proviene del uso de combustibles

fósiles

Su combustión genera CO2

Pero además emitimos GEI’s tales

como CH4, CFC’s, NOx’s, etc.

CO2eq=CO2+(GEI’s)x(Factor de conversión)Factor de conversión = EIGEI/EICO2

¿Qué es el CO2 equivalente?

¡Incluso el cambio de uso de la tierra tiene

un efecto de calentamiento!

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Nociones básicas

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Nociones básicas

Por ejemplo, 1 litro de gasolina tiene una cantidad de energía en forma química, que se transforma en energía mecánica en un motor de coche.

La cantidad de energía química del combustible, y la cantidad de energía mecánica del coche (más las pérdidas por roces con la carretera, desplazamiento del aire, etc.) son idénticas .

La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma

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Nociones básicas

El rendimiento no puede ser superior al de una máquina ideal llamada “ciclo de Carnot” que funcione entre esas temperaturas

En una máquina que transforma energía calorífica en energía mecánica (por ejemplo, un motor de coche), el rendimiento de esa transformación depende del salto de temperatura que sufra el

sistema

Pág. 5 de 1019-4-2016

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Nociones básicas

Gasolina ideal, ciclo Otto, 8:1………………...…….. 56 % Gasolina típico, ciclo Otto …………………..…20 – 37 % Diesel ideal, 18:1 ………………………………...…….63 % Diesel típico ……………………………………..…30–45 % Turbina vapor ideal a 816 ºC Rankine……...…...… 73 %Turbina de vapor a 565 ºC Rankine ……………..… 42 %Turbina de gas …………………………………..…35-42 % Turbina de gas ciclo combinado ………………….. 60 % Motores eléctricos y alternadores ……….…..70-99,9 %

Límites de rendimiento de la conversión de energía interna en trabajo

Fuente:Dr. Alberto Navarro Izquierdo

Pág. 6 de 1019-4-2016

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Nociones básicas

¿Dónde va a parar el 70 % restante?

Se hace “inutilizable”, pero no “desaparece”

Las máquinas que “transforman” energía basándose en ciclos térmicos (por ejemplo, un frigorífico, un motor de coche, una central eléctrica nuclear, etc) no pueden tener un rendimiento muy superior al 30 %.

¡Hemos dicho que la energía no se destruye!

Pág. 7 de 1019-4-2016

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Nociones básicas

Casi todas las materias primas se pueden reciclar, reutilizar, recuperar, reprocesar, etc. Pero la energía disipada en un proceso, bien sea de generación o de consumo, no se puede volver a utilizar nunca más.

La consecuencia principal es que la energía no es una materia prima como las demás.

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Nociones básicas y de Termodinámica

La POTENCIA de un sistema de generación o consumo de energía mide la CAPACIDAD de producir o consumir energía, INDEPENDIENTEMENTE DEL TIEMPO. La unidad de medida es el vatio (w).

La ENERGÍA de un sistema de generación o consumo de energía mide la CANTIDAD DE TRABAJO MECÁNICO PRODUCIDO o consumido por el sistema, y obviamente TIENE EN CUENTA EL TIEMPO.

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Nociones básicas

Las unidades de medida principales son: POTENCIA - Vatio (w) y sus múltiplos

ENERGÍA- Vatio x segundo (ws) y sus múltiplos- Joule (J) y sus múltiplos (en español “Julio”)- Tonelada de petróleo equivalente = 11.560 Kwh

Nota importante: Observar que el tiempo (s) está multiplicando.Es muy común encontrar artículos de prensa, etc. con expresiones en Kw/h. Esto es un error.

Pág. 10 de 1019-4-2016 Nociones básicas

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Panorama actual de las energías convencionales

1 Tonelada de petróleo equivalente = 11.560 Kwh

Consumo anual de energía primaria (Ktpe) Origen de los datos: Ministerio de Industria y Turismo y Foro Nuclear

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Panorama actual de las energías convencionales

Consumo anual de energía primaria (% del total) – Distribución por tipo de fuente

Origen de los datos: Ministerio de Industria y Turismo y Foro Nuclear

Pág. 3 de 819-4-2016

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Panorama actual de las energías convencionales

Fuente: datos de REE

Pág. 4 de 819-4-2016

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Panorama actual de las energías convencionales

Fuente: datos de REE

Pág. 5 de 819-4-2016 Panorama actual de las

energías convencionales

Fuente: REEVolver a Índice

Pág. 6 de 819-4-2016

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Panorama actual de las energías convencionales

Ejemplo de perfil del consumo

diario de energía eléctrica en

España (7 de enero de 2010)

2.- Energías convencionales (renovables y no renovables)

2.2.- Panorama actual de la producción de energía eléctrica

Pág. 7 de 819-4-2016

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Panorama actual de las energías convencionales

Como referencia, en Francia, la relación consumo mínimo / máximo diario es: invierno = 80 %, verano = 70 %

Pág. 8 de 819-4-2016

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Panorama actual de las energías convencionales

Las cifras de utilización de los sistemas hidráulicos y eólicos muestran hasta cierto punto su grado de intermitencia, que se debe a razones climatológicas, ciclo diario de insolación, etc.

Pág. 1 de 419-4-2016 Evolución futura de las

energías convencionales

Evolución futura de la producción eléctrica bruta por fuentes energéticas

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Pág. 2 de 419-4-2016

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Evolución futura de las energías convencionales

Pág. 3 de 419-4-2016

Volver a ÍndiceFuente: FEDEA, www.fedea.es, 2010

Evolución futura de las energías convencionales

El gráfico esconde una trampa grosera

Pág. 4 de 419-4-2016

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Evolución futura de las energías convencionales

Fuente; Revista Investigación y Ciencia, 2006

Pág. 1 de 319-4-2016 El carbón

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Minería de Carbón a cielo abierto

Pág. 2 de 319-4-2016

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Pág. 3 de 319-4-2016

Volver a ÍndiceFuente: Uppsala University, Uppsala Hydrocarbon Depletion Study GroupLudwig Bölkow Systemtechnik GmbH

King Coal

El carbón

Pág. 1 de 419-4-2016 El petróleo y el gas natural

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Central de ciclo combinado

Pág. 2 de 419-4-2016 El petróleo y el gas natural

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Pág. 3 de 419-4-2016 El petróleo y el gas natural

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1.- Turbina de gas 5.- Embrague síncrono2.- Toma de aire 6.- Turbina de vapor combinada HP/IP3.- Generador eléctrico 7.- Turbina de vapor de baja presión4.- Excitador del generador 8.- Condensador

Pág. 4 de 419-4-2016 El petróleo y el gas natural

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Turbina de gas

Alternador

Energía hidráulica Pág. 1 de 119-4-2016

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Este potencial equivale aproximadamente a la energía eólica generada en 2008

Inestable

Pág. 1 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

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Pág. 2 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

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Pág. 3 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

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Central nuclear de Ascó

Central nuclear francesa

Pág. 4 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

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Esquema de central nuclear moderada por agua en ebulliciónFuente: Wikipedia

Pág. 5 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

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Esquema de central nuclear moderada por agua a presiónFuente: Wiipedia

Centrales actuales en España

Pág. 6 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

Volver a ÍndiceFuente: Wikipedia

Pág. 7 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

Volver a ÍndiceFuente: GE

Pág. 8 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

Volver a ÍndiceFuente GE

Pág. 9 de 919-4-2016 Energía nuclear (Fisión)

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VHTR (Reactor de muy alta temperatura)

Pág. 1 de 719-4-2016 Energías renovables

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El cumplimiento de los objetivos del Protocolo de Kyoto es imposible sin la contribución de las energías renovables.

La elección de un sistema de generación de energía renovable es una tarea compleja, debido a que hay que considerar un elevado número de los variables

Electricidad Sistema Hidráuli. Eólica Olas y

MareasSolar Fotovolt.

Solar Termo-eléctrica

Biomasa Geotérmica(Alta temperat.)1)

Fuente Primaria

Agua Embals.

Viento Olas–mar. marinas

Sol Sol Materiavegetal

Calor Tierra (gran prof.)

Escala Industr.

Si Si Si Si Si Si Si

Escala domés. No ¿No? No Si No No NoCoste instalac.€/Kw

2.500 910 3.600 9.000 4.000 6.200 7.800

CosteOperac. €/Kwh

0,024 0,005-0,015

0,04-0,25 0,04-0,09 0,030 0,030 0,040

Emisi. GEI Bajo Bajo Bajo Bajo + Bajo + Bajo BajoEficiencia Alta Alta Alta Baja Baja 3) Baja 3) Baja 3)Estado Desar. Madura Madura En Desarr. Madura 2) Se inicia

instala.Madura Madura

Plazo Dispon. NA NA 2 años NA Ya NA NA

1) En España hay que investigar lugares con condiciones adecuadas2) En Desarrollo la técnica de película fina3) Requieren un sistema con un ciclo termodinámico

Pág. 2 de 719-4-2016 Energías renovables

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Frío / Calor Empleo en Transporte Sistema Solar

térmicaBiomasa Geotérm.

(Baja temp.)BioComb. Pilas

Eléctric.Hidrógeno

Fuente Primaria Sol Materiavegetal

Calor suelo poca profu.

Vegetales Electricidad Var.fuentes

Varias fuentes energía

Escala Industrial Si Si No Si Si Si

Escala domés. Si Si Si No No No

Cost instal. €/Kw

4.400 6.200 4.000 Alto Muy alto Muy alto

CosteOper. €/Kwh

0,280 0,008 0,04 Bajo Bajo Bajo

Emisi. GEI Bajo Bajo Bajo Medio Bajo BajoEficiencia

(pozo a ruedas)Alta Alta Alta Baja 1) Alta 2) Alta

Estado desarrollo

Madura Madura Madura Madura Se inicia aplicación

En desarrollo

Plazo Disponibili. NA NA NA NA Ya 10 años

Pág. 3 de 719-4-2016 Energías renovables

Volver a Índice1) La eficiencia es similar a las de los motores con combustible fósil 2) Depende de la eficiencia del sistema de producción de electricidad

Pág. 4 de 719-4-2016 Energías renovables

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Producción de Energía Primaria en España 2015 procedente de fuentes renovables

Pág. 5 de 719-4-2016 Energías renovables

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Consumo de electricidad de fuentes renovables comparado con el consumo de fuentes no renovables

El color está invertido

Pág. 6 de 719-4-2016 Energías renovables

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Consumo de electricidad generada por fuentes renovables – Desglose por fuente

Pág. 7 de 719-4-2016 Energías renovables

Datos generales:Energía generada por las dos centrales: 3,5x108 Kwh/añoLa central de carbón emite 0,27 Kg de CO2 por KwhVolumen presa central hidráulica: 645000 m3 hormigónPeso del cemento: 645.000x0,412 = 265.740 T = peso de CO2

Ejercicio:Sustituir una central de carbón convencional por una central

hidroeléctrica (Grandas de Salime)

Cálculos:Emisiones central de carbón: 3,5x108x0,27= 94.500 T de CO2/año265.740/94.500 = veces

Resumen:La reducción de emisiones de CO2 durante los primeros 2,8 años de funcionamiento de la central hidroeléctrica compensarían las emisiones de CO2 realizadas para construirla

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Pág. 1 de 719-4-2016 Energía Eólica

Volver a ÍndiceEjemplo de campo de generadores eólicos

Pág. 2 de 719-4-2016 Energía Eólica

Volver a ÍndicePotencia acumulada instalada globalmente hasta 2015. Fuente: GWEC

Pág. 3 de 719-4-2016 Energía Eólica

Volver a ÍndicePotencia de generación eólica de electricidad, instalada hasta 2015. Fuente: GWEC

3.- Energías alternativas (renovables)

3.3.1.- Energía eólica

Pág. 4 de 719-4-2016 Energía Eólica

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Ejemplo de generadores eólicos instalados en la plataforma costera

3.- Energías alternativas (renovables)

3.3.1.- Energía eólica

Pág. 5 de 719-4-2016 Energía Eólica

Volver a ÍndiceEsquema del campo de generadores Borkum 2 (400 Mw)

Pág. 6 de 719-4-2016 Energía Eólica

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Potencia del sistema eólico de generación de electricidad en España

Pág. 7 de 719-4-2016 Energía Eólica

Cobertura de la demanda de electricidad mediante generación eólica España Volver a Índice

Pág. 1 de 719-4-2016

Volver a Índice Energía solar recibida anualmente al nivel del suelo

Energía Solar

Pág. 2 de 719-4-2016

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Energía Solar

Sin concentración(Baja temperatura)

Energía solar térmica

Sistemas de captación de energía mediante líquidos acumuladores de calor

Sistemas de captación de energía mediante células fotovoltaicas

Con concentración (Alta temperatura)

Sistemas termo-eléctricos

Calor p/viviendas, procesos industriales, etc.Con bomba de calor, refrigeración y climatización

Producción de vapor y electricidad (turbina/alternador) Con acumulación en sales fundidas, funcionamiento “contínuo”

Producción directa de electricidad

Rendimiento del panel: aprox. 16 %

Sistemas foto-voltaicos

Pág. 3 de 719-4-2016 Energía Solar Térmica

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Instalación de energía solar a baja temperatura, para aplicaciones térmicas en el hogar y comerciales

Pág. 4 de 719-4-2016 Energía Solar Térmica

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Evolución de la superficie de paneles solares de baja temperatura instalada en España.

Pág. 5 de 719-4-2016 Energía Solar Termo-eléctrica

Volver a Índice Vista esquemática de una central solar termo-eléctrica

Pág. 6 de 719-4-2016 Energía Solar Termo-eléctrica

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Vista de una central solar termo-eléctrica con captación mediante paneles parabólicos

Pág. 7 de 719-4-2016

Objetivos de potencia instalada para producción de electricidad en centrales termoeléctricas.

Energía Solar Termo-eléctrica

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Pág. 1 de 619-4-2016

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Energía Solar Fotovoltáica

Instalación doméstica paneles solares foto-voltaicos

Instalación industrial paneles solares fotovoltaicos

Referencia

Pág. 2 de 619-4-2016

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Energía Solar Fotovoltáica

http://unef.es/wp-content/uploads/2015/10/MEMO-UNEF_2015.pdf

Pág. 3 de 619-4-2016

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Energía Solar Fotovoltáica

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Energía Solar Fotovoltáica

http://unef.es/wp-content/uploads/2015/10/MEMO-UNEF_2015.pdf

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Energía Solar Fotovoltáica

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Energía Solar Fotovoltáica

http://unef.es/wp-content/uploads/2015/10/MEMO-UNEF_2015.pdf

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Energía de olas y mareas

Este sistema, a pesar de ser muy eficiente, no se ha podido instalar en ningún otro lugar, debido a los requisitos de intensidad de la mareas.

Los desarrollos de sistemas de aprovechamiento de las mareas tienen un precedente en la central de La Rance (costa de Bretaña, Francia), que se inauguró en 1966.

Pág. 2 de 219-4-2016

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Energía de olas y mareas

Por lo que respecta al aprovechamiento de la energía de las olas, en España se están desarrollando varios sistemas, tales como el de la figura.

Central Nereida MOWC, Motrico, 300 Kw y 600.000 Kwh/año.Columna de agua oscilante y turbina de aire comprimido.

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Energía de la Biomasa

La energía que contiene la biomasa es energía solar almacenada a través de la fotosíntesis, proceso por el cual algunos organismos vivos, como las plantas, utilizan la energía solar para convertir los compuestos inorgánicos que asimilan (como el CO2) en compuestos orgánicos.

La “biomasa” es “todo material de origen biológico excluyendo aquellos que han sido englobados en formaciones geológicas sufriendo un proceso de mineralización”

Ciclo del CO2 - Biomasa

Pág. 2 de 519-4-2016

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Energía de la Biomasa

Fuente: IDAE

Objetivos del PER para 2005 – 2010. Consumo de biomasa

Pág. 3 de 519-4-2016

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Energía de la Biomasa

Instalaciones energéticas de la biomasa

Pág. 4 de 519-4-2016

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Energía de la Biomasa

Instalaciones energéticas de la biomasa

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Energía de la Biomasa

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Energía GeotérmicaCalor del suelo-Bomba de calor

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Energía GeotérmicaCalor del suelo-Bomba de calor

Esquema de una bomba de calor

Pág. 1 de 319-4-2016

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Energía Geotérmica

Esquema de yacimientos geotérmicos

3.3.7.- Energía geotérmica

Pág. 2 de 319-4-2016

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Energía Geotérmica

Fuente: Instituto Geológico y Minero (IGME) de España

3.3.7.- Energía geotérmica

Pág. 3 de 319-4-2016

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Energía Geotérmica

Ejemplos de las aplicaciones típicas de energía geotérmica

Pág. 1 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión)

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Hasta la fecha, se han desarrollado dos líneas de investigación, que se han materializado en experimentos que han ofrecido resultados iniciales alentadores:- Sistemas de confinamiento magnético- Sistemas de confinamiento inercial

Los sistemas de confinamiento inercial se han desarrollado fundamentalmente en EEUU, y los sistemas de confinamiento magnético se han desarrollado por consorcios de varias naciones europeas y de otros continentes.

Desde los años cuarenta del siglo XX se ha investigado la posibilidad de generar energía mediante el proceso de fusión nuclear (opera en el núcleo de las estrellas).

Pág. 2 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. magnético)

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Comparación

de los tamaños

de JET y de

ITER

El proyecto JET demostró que es posible obtener una reacción nuclear de fusión controlada

Se ha pasado a la siguiente etapa: el proyecto ITER, actualmente en construcción en Cadarache (Sur de Francia).

Pág. 3 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. magnético)

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Esta reacción se realiza en un plasma de los gases deuterio y tritio (ambos son isótopos del hidrógeno), a temperaturas del orden de 100 millones de ºC

La cantidad de energía que se produce se calcula mediante la fórmula de Einstein

E= mc2

Parámetro Unidades

Radio mayor cámara del plasma 6.2 m

Radio menor cámara del plasma 2.0 m

Volumen cámara del plasma 840 m3

Corriente en el plasma 15.0 MA

Campo magnético toroidal en el eje 5.3 T

Potencia de Fusión 500 MW

Tiempo de mantenimiento de temperatura

>400 s

Amplificación de potencia >10  

Pág. 4 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. magnético)

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Parámetros

principales de

la cámara

toroidal

Referencia

Pág. 5 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. magnético)

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Esquema de los cuatro

sistemas de calentamiento del

plasma hasta 100 millones de

ºC

Pág. 6 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. magnético)

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Tecnología del siglo XIX

Tecnología del siglo XXI

Pág. 7 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. magnético)

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Pág. 8 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. inercial)

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Este proyecto ha pasado por diversas etapas en el Laboratorio L. Livermore, y en la actualidad ha alcanzado una escala de instalación prototipo, con la denominación NIF. La energía total que se inyecta al combustible es del orden de 1,8 Megajoule.

Tras 12 años de trabajo, se finalizó la instalación en 2009, con un coste de 3.100 millones de $USA

EEUU inició en los años setenta el proyecto NOVA de fusión nuclear, que se basaba en el calentamiento del combustible nuclear (esferas de deuterio y tritio) mediante láseres.

Por otro lado, Francia ha comenzado la construcción de una instalación similar denominada Laser Megajoule

Pág. 9 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. inercial)

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Esquema de la disposición de la cavidad “Hohlraum”, con la esfera de combustible, y la trayectoria de los rayos laser.

El sistema dispara 192 rayos laser simultáneamente sobre las paredes de la cavidad, en las cuales se genera un flujo de rayos X.

Pág. 10 de 1019-4-2016 Energías alternativas (Renovables)

Nuclear (fusión, conf. inercial)

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Los rayos X inciden sobre la esfera de combustible, provocando un calentamiento de su superficie, que se mueve a gran velocidad hacia el exterior.

Se produce una fuerza de reacción, que genera la implosión del núcleo de la esfera de combustible. Se alcanza una densidad de unos 300 g/cm3

Se alcanza una temperatura de 100 millones de ºC, a la cual se dan las reacciones nucleares que generan una cantidad de energía varias veces mayor que la de entrada al sistema.

Pág. 1 de 719-4-2016 Energías para el transporte

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El sector del trans-porte consume aproxi-madamente un 38 % de la energía final total consumida en España anualmente. Equivale a unos 39 Mt de petróleo equivalente.

Prácticamente el 100 % de este consumo energético proviene del petróleo, que es también importado en un 100 %.

Pág. 2 de 719-4-2016 Energías para el transporte

Volver a Índice1 Tonelada de petróleo equivalente = 11.560 Kwh

Pág. 3 de 719-4-2016 Energías para el transporte

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Energía para la lucha contra el Cambio Climático 4.- Energía para el transporte4.2.- Panorama actual

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Fuente; Revista Investigación y Ciencia, 2006

4.- Energía para el transporte4.2.- Panorama actual

Electricidad de la red

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Fuente; Revista Investigación y Ciencia, 2006

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La evolución de los sistemas de propulsión de vehículos experimentada en los últimos años parece indicar que, sin abandonar de forma completa otros sistemas alternativos, los vehículos de transporte* serán impulsados por electricidad.* Coches, camiones, autobuses, etc

Por lo tanto, vamos a explicar los principales sistemas de propulsión, aunque no vayan a ser importantes en el futuro, puesto que siempre pueden dar respuesta a necesidades especiales.

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En la actualidad se están realizando investigaciones en caminadas a hallar soluciones a los problemas del transporte que van mucho más allá de las emisiones de GEI

Coche guiado por ordenador:- Reducción muy significativa de los accidentes de tráfico- Reducción muy significativa del consumo energético por reducción de los trayectos “muertos” (búsqueda de aparcamiento, búsqueda de direcciones, optimización de trayectos, optimización de esperas en semáforos, etc).

Coche compartido (no en propiedad):- Reducción muy significativa del número de coches en las ciudades. BMW estima una reducción del 30 al 50 % de los actuales

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(Electricidad)

Volver a Índice Fases del funcionamiento de un coche híbrido

En la actualidad ya están a la venta 3 tipos de coches eléctricos:- Híbridos- Híbridos enchufables- Enchufables

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(Electricidad)

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En la actualidad, hay varios modelos de coche híbrido en el mercado,

Hasta la fecha, el principal obstáculo para el desarrollo comercial de los vehículos totalmente eléctricos (“enchufables”) ha sido la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica por las baterías.

La incorporación de nuevos fabricantes ha modificado el panorama.Ya están a la venta varios modelos de coche enchufable con autonomías efectivas cercanas los 200 Km.

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(Electricidad)

Volver a Índice Vista esquemática de un coche híbrido

Campo de maíz Jatropha Curcas

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(Biocombustibles)

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(Biocombustibles)

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Los biocombustibles que existen comercialmente en la actualidad se pueden agrupar en los grupos siguientes:

- Alcoholes: por ejemplo etanol, metanol, etc, obtenidos por fermentación de vegetales ricos en azúcares.

- Aceites vegetales: obtenidos de plantas oleaginosas, tales como la jatropha curcas, soja, colza, etc., o por tratamiento de aceites desechados.

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(Biocombustibles)

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Las investigaciones en marcha muestran que los biocombustibles pueden presentar efectos negativos en los aspectos siguientes:La producción de biocombustibles procedentes de materias primas alimenticias (maíz, etc) puede originar el abandono de la agricultura tradicional, y un desplazamiento de las cosechas a zonas del Mundo que en la actualidad están ocupadas por bosques y selvas. El impacto de estas prácticas puede ser negativo por lo que respecta a las emisiones de GEI, puesto que el efecto de retención del CO2 por los bosques y selvas es muy superior al de los terrenos cultivados intensivamente.

La producción de biocombustibles procedentes de materias primas alimenticias pueden influir de forma muy negativa en los precios de esas materias, generando carestía en países pobres.

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(Biocombustibles)

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La industria productora de biocombustibles está investigando intensamente para producir los denominados “biocombustibles de segunda generación”, para lo cual se parte de materias primas no relacionadas con los alimentos (ni humanos ni animales), tales como residuos vegetales de cosechas, residuos de podas, algas, etc.

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(Hidrógeno)

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(Hidrógeno)

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Los fabricantes de coches, autobuses y camiones están desarrollando prototipos impulsados por “células (pilas) de combustible”, que generan directamente una corriente eléctrica mediante la oxidación catalítica del hidrógeno.

Estos sistemas no se basan en la combustión del hidrógeno, y por lo tanto no realizan un ciclo termodinámico. En consecuencia, no están sujetos a los límites impuestos por el principio de Carnot.

Por ello, su rendimiento es en general superior al 75 % (el rendimiento de un motor normal de gasolina o diésel es del 35 %).

Además, el único producto de la oxidación catalítica del hidrógeno es H2O

Esquema de la célula de combustible

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(Hidrógeno)

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Fuente: Revista Investigación y Ciencia, 2006

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(Hidrógeno)

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Los problemas que se tienen que resolver para hacer viable esta técnica son, principalmente:

Desarrollar un sistema para producir hidrógeno con un coste competitivo con los combustibles fósiles convencionales, y que no genere más GEI que los sistemas actuales.

Desarrollar sistemas de almacenamiento del hidrógeno dentro del propio vehículo, en cantidad necesaria para dotarlo de una autonomía aceptable (por ejemplo, 500 Km sin recargar).

Establecer una red de estaciones que suministren el hidrógeno en condiciones de seguridad similares a las actuales estaciones de servicio

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(Hidrógeno)

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Los problemas que se tienen que resolver para hacer viable esta técnica son, principalmente:

Desarrollar un sistema para producir hidrógeno con un coste competitivo con los combustibles fósiles convencionales, y que no genere más GEI que los sistemas actuales.

Desarrollar sistemas de almacenamiento del hidrógeno dentro del propio vehículo, en cantidad necesaria para dotarlo de una autonomía aceptable (por ejemplo, 500 Km sin recargar).

Establecer una red de estaciones que suministren el hidrógeno en condiciones de seguridad similares a las actuales estaciones de servicio

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4.- Energía para el transporte4.3.3.- Desarrollos futuros - Hidrógeno

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(Hidrógeno)

Vista esquemática del Honda FCX-2005, un coche impulsado por células de combustible que utilizan hidrógeno

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Ya se han puesto a la venta varios modelos de coche equipados con pilas de combustible que utilizan hidrógeno.La autonomía de algunos modelos alcanza los 600 KM

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(Hidrógeno)

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(Hidrógeno)

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En la actualidad, el desarrollo del mercado para coches impulsados por células de combustible está mucho más retrasado que el de coches eléctricos.

No se espera que esta situación cambie en un futuro inferior 20 años.

Los planes de desarrollo de este tipo de coche incluyen la utilización de coche como productor de electricidad para consumo doméstico

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(Ferrocarriles)

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Pág. 2 de 319-4-2016 Energías para el transporte

(Ferrocarriles)

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Pág. 3 de 319-4-2016 Energías para el transporte

(Ferrocarriles)

Volver a Índice Situación de la red ferroviaria en enero 2009

Foto de aviones

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(Aviación)

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Pág. 1 de 219-4-2016 Ahorro de Energía

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El Plan se plantea para el período 2008-2011, con el objetivo de reducir el consumo de energía primaria en 44 millones de barr. de pet., (equivale a 6 millones de toneladas de pet. equ. = 10 % de las importaciones anuales de petróleo de España).

Se pretende actuar sobre el sector del transporte, la industria, el sector residencial, el sector terciario, y el sector agrícola. Las medidas del plan se articulan en torno a cuatro líneas de actuación.

Línea de actuación transversal

Movilidad

España - Plan de Ahorro de Energía 2008-2011

Edificios Ahorro eléctrico

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Pág. 2 de 219-4-2016 Ahorro de Energía

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5.1.- España - Plan de Ahorro de Energía 2008-2011

En conjunto, estas 31 medidas tendrán un coste de 245 M€, que se repartirán a lo largo del periodo de duración del Plan, que estará financiado en su mayor parte por el IDAE.

Con el impulso de estas medidas el ahorro total estimado en 2011 se situará entre las 5,8 y las 6,4 millones de toneladas de petróleo equ., es decir, el equivalente a un ahorro de entre 42,5 y 47 millones de barriles de petróleo (el coste de este petróleo sería unos 4.104 M€)

LAS 31 MEDIDAS