La electricidad en la transición energética

Rafael Sánchez Durán01/02/2016

Un sector energético en evolución

02/02/2016 2

Nos encontramos ante uno de sus mayores cambios provocado, en parte, por:

1. Descarbonización

2. Tecnología

3. Demanda

Beneficios de la Electricidad

• Fortalece la seguridad de suministro a través

de la diversificación y el almacenamiento.

• Se le da mayor poder al cliente, sobre su

consumo/producción/factura.

02/02/2016 3

• Se satisfacen las necesidades con menos CO2.

• Los servicios basados en la electricidad

conllevan un aumento de eficiencia energética.

• Mejora la calidad del aire y reduce el ruido en

las ciudades.

17%

22%

20%19%

20%

25%

UE 28 Alemania Francia Reino Unido Italia España

% Electricidad sobre Energía Final

La hoja de ruta pasará por la electrificación

02/02/2016• To be reviewed by 2020, having in mind an EU level of 30%• http://ec.europa.eu/eurostat/web/europe-2020-indicators/europe-2020-strategy/headline-indicators-scoreboard

4

2030 Framework for Climate and Energy.

2020

2030

-20 % Greenhouse Gas

Emissions

20% Renewable Energy

20 % Energy Efficiency

- 40 % Greenhouse Gas

Emissions

27 % Renewable

Energy

27%* Energy Efficiency

Vs 1990 Compared with BAU scenario

Not Binding

Flexibility for national goals

Both Binding at European level

¿Donde están las prioridades de 2020 a 2030?

02/02/2016Las magnitudes en % representan el valor promedio en el periodo 2020 – 2030 sobre el total de Energía Primaria, Final y Emisiones.

Fuente Escenario de Referencia de la Comisión Europea de 20135

Evolución hacia la descarbonización del mix energético (energía primaria) con

especial énfasis (energía final y emisiones), en los usos finales energéticos:

transporte, la industria y la edificación.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

180.000

OIL

RENEWABLE

NUCLEAR

NATURAL GAS

SOLIDS

27 % Renewable Energy

24%

7%

42%

11%

16%

Energía Primaria (Mtep)

CHANGE

AHEAD

CHANGE

AHEAD

TRANSPORT

TERTIARY

RESIDENTIAL

INDUSTRY

27% Energy Efficiency

14%

27%

19%

40%

Energía Final (Mtep)

CHANGE

AHEAD

CHANGE

AHEAD

CHANGE

AHEAD

TERTIARY

INDUSTRY

POWER GENERATION

ENERGY

BRANCH

TRANSPORT

- 40 % Greenhouse Gas Emissions

39%

27%

18%

CHANGE

AHEAD

Emisiones CO2 Energía (Mt CO2 eq)

CHANGE

AHEAD

CHANGE

AHEAD

1,21 1,15

1,04

base 1

990 =

1

Spain EU (28 countries)2,3

3,3

2,2

Pri

mary

En

erg

y

per

cáp

ita (

toe

/hab

))

Spain EU (28 countries)

Población, referencias para la demanda a 2050

02/02/2016Fuente: Population data from UN Population Division (2015 revision)

En la ultima Nota de Prensa el INE prevé en el escenario 2014-2064 una población final de 40,8 Mill. habitantes, con 43,8 Mill de habitantes a 2050.

En el año 2015 el censo sitúa en 46,4 Mill

6

Se identifica a nuestro país como una economía en desarrollo dentro de la UE

(+20% s/1990), hecho diferencial a la hora de ver esfuerzo en emisiones a 2030.

472,2504,8 495,5

521,6

543,9

488,0

449,1

300

350

400

450

500

550

600

Europa promedio

Europa alto

Europa bajo

39,2

45,9 44,8

47,449,0

44,5

40,9

25

30

35

40

45

50España promedio

España alto

España bajo

Población Europa (mill hab) Población España (mill hab)

Es clave identificar el

escenario a 2050 (+/-9%)

Economía y Energía

7

Evoluciones con tendencia similar a Europa muestran el camino hacia 2030. Un

enorme esfuerzo en la intensidad energética y carbónica que compense el

crecimiento poblacional y económico (PIB).

16.980

18.85825.609

30.164

41.849

28.965

33.620

45.294

GD

P/P

(€

pe

r c

áp

ita)

Spain EU (28 countries)

137 132

102

53

175

129

100

48

82

78P

rim

ary

En

erg

y I

nte

ns

ity

(Mte

p/€

20

10

)

Spain EU (28 countries)

2,3

1,9

2,6

2,0

1,51,71,5

1,8

Carb

on

En

erg

y I

nte

ns

ity (

toe

CO

2/M

tep

)

Spain EU (28 countries)

Crecimiento económico

PIB per cápita (€ 2010)

Intensidad Energética

(tep EP/M€ 2010 PIB)

Intensidad Carbónica

(tCO2/tep EP)

2,46

1,76

2,40

base 1

990 =

1

0,600,39

0,45 0,27

0,76 0,64

0,69 0,56

Objetivo de eficiencia energética

02/02/2016 2007 Reference Scenario Pop 2030 - 520M/0,1% GDP2005 16.824 1,7% 2007 Reference Scenario Pop 2030 - 53M/0,3% GDP2005 1.635 2,4%

2013 Reference Scenario Pop 2030 - 525M/0,2% GDP2010 16.667 1,6% 2013 Reference Scenario Pop 2030 - 50M/0,4% GDP2010 1.583 2,6%8

Un 27% a 2030, con vocación de alcanzar el 30%, tiene carácter indicativo en los

estados miembros, Se trata de un objetivo que puede formar parte del global de

CO2, como los relaciona la identidad de Kaya.

1.542

1.490

1.562

1.616

1.713

1.8541.887

1.378

1.321

1.200

1.300

1.400

1.500

1.600

1.700

1.800

1.900

2.000

Prim

ary

en

erg

y c

on

su

mp

tio

n in M

toe

(Gro

ss I

nla

nd

co

nsu

mp

tio

n -

no

n-e

ne

rgy u

se

s)

Europe (JRC 2013 Reference Scenario)

Europe (JRC 2007 Reference Scenario)

Target 27%

Target 30%

84

114

136

154

162

125

132

118

114

60

80

100

120

140

160

180

Prim

ary

en

erg

y c

on

su

mp

tio

n in M

toe

(Gro

ss I

nla

nd

co

nsu

mp

tio

n -

no

n-e

ne

rgy u

se

s)

Spain (JRC 2007 Reference Scenario)Spain (JRC 2013 Reference Scenario)Target 27%Target 30%

20%

30%

23%30%

Proyección de Emisiones equivalentes a 1990

02/02/2016 Elaboración escenario propio, para 45 y 49 Mill Hab para España 9

España refleja un periodo de fuerte desarrollo hasta 2007. A 2030 debiéramos

emitir un valor similar a 1990, equivalente al escenario de reducción de -40% para

Europa. Tendríamos una Intensidad Carbónica equivalente a Europa (1,7 vs 1,8).

2,6

1,5

2,0

1,8

4.1103.955

1.576

2.934

2.385

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

Carb

on

En

erg

y I

nte

ns

ity (

toe

CO

2/M

tep

)

EU (28 Countries)

Carbon Intensity

CO2 emmisions

2,3

1,9

1,7

1,5

205

145

228

196

336

232

205

160

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

Carb

on

En

erg

y I

nte

ns

ity (

toe

CO

2/M

tep

)

Spain

Carbon Intensity

CO2 emmisions

Spain 49 Mill (inhab) TREND

Energía2

CO

PIB

Energía

Cápita

PIB Población

2CO Emisiones

40%

¿Reinventando el fuego?

02/02/2016 10

Desde la madera al kilovatio.

Evolución del mix de un país (USA 1780-2100)

02/02/2016 Citi Research (2012) – Shale & renewables: a symbiotic relationship. Evolution of the U.S. primary energy mix (1780-2012) & projection to 2035-2100. 11

Un patrón que se repite en los países OCDE en los dos últimos siglos

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100

Era de la madera

1-10 cuatrillones Btus

Era del carbón

10-50 cuatrillones Btus

Era del Petróleo

50-80 cuatrillones Btus

Era de “oro” del gas

80-100 cuatrillones Btus

¿Era de las

renovables?

Hydro

Nuclear

Other

biomass

Other

renewables

Nacimiento, desarrollo y madurez de tecnologías

Elaboración propia a partir de la formula: Levelized Cost Of Energyinv =Specific Investments costs €/kW)crf=Capital recovery factor,idc= Interest during Construction factor, fom =fixed operating & maintenance costs, af=availability factor eff = efficiency

12

Caminamos hacia un factor de emisiones cada vez menor, por un proceso natural

de renovación y la madurez tecnológica tras la innovación.

68 70 73 79 8089

108

177

226

24890%

68%

29%

85%

68%

21%

68%

25%

13% 13%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0

50

100

150

200

250

300

Nuclear(EPR 1600)

Gas CCGT Storage(Pumped)

Hard Coal700 + CCS

Gas opencycle

Windonshore

Gas CCGT +CCS

SolarthermalCSP

Solar PV(roof)

Solar PVSystem

€/M

Wh Fuel Cost

Capital Cost

Availability/Capacity factor

LCOE (€/MWh) y Disponibilidad/Factor de Capacidad (% medido sobre las 8.760 h del año)Disponibilidad media en punto

de consumo del 99,999%

Platts

38 /48 €/MWh

Escenarios energéticos alternativos a 2050

02/02/2016 Read size 13

En los posibles mix aparecen retos muy diferentes. Seguridad de suministro y

competitividad en precio, seguirá siendo la clave de evolución. Los sistemas

distribuidos dan un mayor protagonismo a las redes de distribución.

Carbon neutral 2050 BAU Big & Market Close to ZeroEnergy

Transition

100%

Renewable

Level of Fossil fuel 35% 20% 5% 5% 0%

with CCS (%) 25% 15% 0% 0% 0%

without CCS (%) 10% 5% 5% 5% 0%

Level of nuclear 25% 20% 20% 10% 0%

Level of renewable 40% 60% 75% 85% 100%

centralized (%) 35% 45% 60% 30% 60%

decentralized (%) 5% 15% 15% 55% 40%

Balance 100% 100% 100% 100% 100%

Level of storage Low Medium High Low High

Level Interconnection Low Medium High Medium High

New uses of electricity Medium Medium High High High

Energy efficiency Low Medium Medium High High

Low Medium High

62

88

128

175

206 207

274

318

297

272

316

0

50

100

150

200

250

300

350

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

bn$

MW

Installation (MW) & Clean Energy Investments (bn$)

Solar PV

Wind off shore

wind on shore

Clean EnergyInvestments

Mix eléctrico hacia la descarbonización

02/02/2016 14

En la actualidad la utilización de tecnologías de bajo factor de emisiones logran un

mix por debajo de 250 gr CO2/kWh. Gracias a ello los servicios basados en la

electricidad cumplen con las normas de emisiones.

420

250

700

100

200

300

400

500

600

700

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

gr

CO

2/k

Wh

France Germany Italy Spain UK EU 28

22%

44%

54% 50%60%

67%

199

0

199

1

199

2

199

3

199

4

199

5

199

6

199

7

199

8

199

9

200

0

200

1

200

2

200

3

200

4

200

5

200

6

200

7

200

8

200

9

201

0

201

1

201

2

201

3

Nuclear Renewables Thermal =diference to 100%

Nuclear

Renewables

Trends to 2050 EC (2013) Reference Scenario

58%66% 73%

60% 64%74%

44%52%

64%93% 96% 97%

49%60%

72%

39%48% 55%

Cold Cool Energy!

02/02/2016 15

La electricidad permite descarbonizar sectores no ETS (difusos). Entre éstos se

encuentran el Transporte y la Edificación, que hasta la fecha han tenido dificultad

en ser abordados (objetivo previsto a 2030 de -30% vs 2005).

¡Entre 0 y 24 gr CO2 por km como máximo!

02/02/2016 Fuente de matriculaciones ACEA 2015Objetivo CE 443/2009: http://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles/cars/documentation_en.htmMonitorización CO2 : http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/co2-cars-emission-2

16

El valor promedio para las matriculaciones de nuevos turismos se sitúa un 32%

por encima del objetivo de referencia (95 gr). Sólo el transporte eléctrico está

entre cero (con recarga nocturna) y menos de la mitad (aplicando el mix

promedio).

126

136129

136

122 124114

133

117

137

58

124

8070

62

50 46

32

148

28

56

22

38 36

24

814

2 6

0

20

40

60

80

100

120

140

160

EU 28 Poland UK Germany Italy Spain Portugal Austria France Sweden

Average of CO2 of new cars Average of CO2 EVs (2015) Average of CO2 EVs (2035)Ref Scenario 2013 2021 Goal 95 gr

32%

-39%

Emisiones CO2 gr CO2/km vehículos eléctricos vs nuevos modelos de combustión

95 g CO2/km a 2021

Propuesta de 75 g

CO2/km a 2025 y 50 g

CO2/km a 2030

Calefacción más eficiente en edificios

02/02/2016

(1) Según AIE se espera una mejora del rendimiento en bombas de calor del 21%, el ahorro Co2/kWh térmico podría llegar a ser del 72%. (2) Se ha considerado un rendimiento estacional medio de la Bomba de Calor de 2,5 (3) IDAE documento FACTORES DE EMISIÓN CO2 y COEF. De paso a energía primaria de diferentes fuentes de energía final consumidas en el

sector de edificios en España

17

En un hogar el 50% del gasto energético va destinado a la calefacción (0,5

tep/año). Con el mix eléctrico de 2014 (226 gr/kWh) la calefacción por Bomba de

Calor representa una reducción del 55%(1) de emisiones por kWh térmico frente a

una caldera convencional de Gas.

328

882

404

474

331

226264

8031 24

131

353

162190

13291 106

32 12 100

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

EU28 Poland UK Germany Italy Spain Portugal Austria Francia Sweden

MIX gCo2/kWh (2014) gCo2/kWht Electricidad gCo2/kWht GN

204 g CO2/kWh térmico GN

(2) (3)

Crisis vs eficiencia en sectores

02/02/2016

Descomposición de Laspeyres:

E= Consumo de energía final

i = Subsector o usos finales de la energía dentro del sector

A = Actividad: valor agregado bruto (VAB) para la industria y los servicios

18

Los ciclos económicos han sido la clave de evolución de la pasada década. En

agregado la eficiencia en Industrial y Servicios ha empeorado, pero no en todos.

25,93

21,20

3,47

2,57 2,74 1,43

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

2000 Actividad(Valor

Añadido)

Estructura (%Valor Añadido)

Intensidad(Energía/Valor

Añadido)

ε 2012

8,41

11,79

2,77

0,74 1,280,06

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

2000 Actividad(Valor

Añadido)

Estructura (%Valor Añadido)

Intensidad(Energía/Valor

Añadido)

ε 2012

1,000,87

Actividad

1,000,90

Estructura1,00

1,11Intensidad

1,00

1,33Actividad

1,000,91

Estructura1,00 1,15

Intensidad

Descomposición del sector Industria (2000-2012) Index 1=2000 Descomposición del sector Servicios (2000-2012) Index 1=2000

Algunos sectores son “referentes” en Europa

02/02/2016

Enerclub: Factores clave de la energía en España http://www.enerclub.es/es/frontBookAction.do?action=viewCategory&id=37&publicationID=1000105262

Sector acero: su producción media en el período 2001-2010 ha sido de 17.160 kt de acero/año, similar a la de Francia y muy inferior a la de Italia o Alemania.

Respecto al resto de las industrias acereras de Europa, en España está altamente electrificada, siendo la que menos carbón consume, comparada con

nuestros vecinos europeos, un 15% del consumo en España frente al 65% de Francia o el 52% de Italia en 2010

Esto puede representar una ventaja competitiva y puede explicar el liderazgo de la siderurgia española a nivel europeo. Pero a pesar de la baja proporción

de carbón siguen derivados de petróleo (naftas) en el mix

19

El sector del acero (73% siderurgia) ha evolucionado hacia mayor eficiencia,

eliminando instalaciones ineficientes y modernizando con avances tecnológicos

disponibles. En la actualidad es una referencia de intensidad energética europea.

A mediados de los ’90

se realizó un cambio

tecnológico relevante

en relación con la

sustitución de materias

primas, al implantar los

procesos de horno

eléctrico de arco en las

acerías 75% (en lugar

del tradicional carbón,

25%).

Hoja de ruta 2016 - 2030

La eficiencia energética,

instrumentos coste-eficientes y

políticas basadas en el

mercado para aprovechar el

papel de la electricidad baja en

CO2.

En este sentido, los costes

extra en la factura eléctrica

deben ser eliminados lo antes

posible para evitar desincentivo

o marchar en la dirección

equivocada.

02/02/2016 20

Mecanismo ETS como el

principal instrumento hacia la

descarbonización.

La reducción prevista para el

grupo ETS es de -43% sobre

2005 (Sector energía,

manufactura e Industria) y para

el no ETS un -30% (transporte,

edificación y agricultura).

La electricidad es la fuente de

energía clave para lograrlo en

los sectores no ETS.

Para alcanzar los objetivos de la política climática y energética de la UE.

La generación de bajas

emisiones estará liderando el

camino. La evolución hacia un

modelo basado en renovables,

tanto centralizadas como

descentralizadas, incorpora un

mayor peso de la electricidad

en el mix.

02/02/2016 21

Gracias

rafael.sanchez@enel.com