la ingenierÍa mexicana en el sector …wecmex.org.mx/presentaciones/2008_seminario_ai... · ciclos...
TRANSCRIPT
LA INGENIERÍA MEXICANA EN EL SECTOR ELÉCTRICO NACIONAL:
PASADO, PRESENTE Y FUTURO
Recursos Humanos y Desarrollo Tecnológico
Ing. Odón de Buen REnergía, Tecnología y Educación SC
Algunos datos sobre el pasado
El Siglo XX fue el siglo de la electricidad (y del petróleo)
Capacidad instalada 1960-2005
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
45,000
50,000
1960
1963
1966
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
MW
Nuclear
Carbón
Geotermia
Dual
Combustión interna
Gas
Ciclo Combinado
Combustóleo
Hidroeléctrica
Fuente: www.cfe.org.mx
En el siglo XX se establecen los grandes sistemas tecnológicos
• ...en el proceso de industrialización los individuos se convirtieron en más dependientes unos de los otros porque se fueron ligando en enormes y complejas redes que son, al mismo tiempo, físicas y sociales: sistemas tecnológicos.
– Ruth Schwartz Cowan “A Social History of American Technology”
En los setentas se inician grandes cambios tecnológicos
• La computadora personal y la aplicación de la electrónica– Para medir, procesar información y actuar
• Las turbinas de gas y de vapor– La integración de la aeronáutica a la
generación de la electricidad• Las mejoras en la eficiencia de equipos
eléctricos– Lámparas, motores y refrigeradores
En los noventas cambian radicalmente las reglas del juego (1)
• Se hace la reforma del 1992– Aparecen los productores independientes
• El crecimiento de la oferta se basa en ciclos combinados con gas natural– La tecnología de las turbinas es la reina
• Aparece la regulación– Y la necesidad de los ingenieros de entender
economía
• Se establecen las tarifas horarias
En los noventas cambian radicalmente las reglas del juego (2)
• La cogeneración se vuelve interesante– Muchas empresas buscan aprovecharla
• Como usuarios• Como empresas de ingeniería
• Las tarifas eléctricas favorecen el autoabastecimiento– La aparición de las plantas para cortar el pico
En los noventas cambian radicalmente las reglas del juego (3)
• Aparece el ahorro de energía como alternativa– Y la necesidad de entender la demanda
• El factor de potencia y la tecnología para regularlo
• Aparece la Ley de Normalización– Crecen los laboratorios– Y los organismos de certificación– Y las Unidades de Verificación
El refrigerador es un ejemplo los cambios tecnológicos
En México se hizo en diez añosAhorros de energía en un "Refrigerador Automático de 2 puertas" de 410,58 dm3 (14,5 pies3)
1119
626 kWh/año
442 kWh/año
829
734
372 kWh/año
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1993 1994 1995 1996 1997 agosto 11997
1998 1999 2000 2001 2002 2003
Año
kWh/
año
Refrigerador Automático de 2 Puertas Refrigerador Whirlpool Mod. ET5WSEXKQ
Se inicia el estudio de factibilidad en la CONAE para emitir una norma de eficiencia energética
Entra en vigor la NOM-072-SCFI-1994
Entra en vigor la NOM-015-ENER-1997
Ahorro - 14,75%
Ahorro - 34,40%
Ahorro - 44,41%
Valores hasta 1993
Valores detectados en 1994
Ahorro - 60,49%
Entra en vigor la NOM-015-ENER-2002
Ahorro - 66,77%
Ahorro - 15,9%
Ahorro - 40,58%Ahorro - 29,35%
1,150
442
kWh/año
California es un buen ejemplo de lo que es posible
Notas sobre el futuro
Hoy día, hay nuevos retos (1)
• El encarecimiento del petróleo– Y la necesidad de desarrollar alternativas
• Energías renovables• Ahorro de energía
– Operar mejor– Diseñar mejor
• El Cambio Climático Global– La posibilidad de que México tenga
obligaciones de reducción de emisiones
El precio del petróleo sube y se mantiene alto
West Texas Intermediate (1986-2005)
0
10
20
30
40
50
60
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
US
$/B
arri
l
Ya hay preocupación por el suministro de combustibles fósiles
Producción de Petróleo en Norteamérica (1965-2004)
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
16,000
18,000
1965
1968
1971
1974
1977
1980
1983
1986
1989
1992
1995
1998
2001
2004
Mill
ones
de
Bar
rile
s D
iari
os
Mexico
Canada
USA
Fuente: BP Statistical Review, 2005.
Producción de energía de México 1965-2005
0.00
2,000.00
4,000.00
6,000.00
8,000.00
10,000.00
12,000.00
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
Pet
ajo
ule
s Total
Petróleo crudo
Gas natural
Se enfrenta a cambios acelerados en el suministro
• "Entre enero de 2006 y febrero de 2007, Cantarell perdió una quinta parte de su producción, la que pasó de dos millones a 1.6 millones de barriles diarios“
• The Wall Street Journal, en referencia al yacimiento que produce 60% de la producción petrolera de México.
Hoy día, hay nuevos retos (2)
• La competencia internacional– La preocupación por los costos de los
productos y servicios
• Los cambios tecnológicos– Nuevas alternativas
• Los cambios económicos– La tercerización de la economía
Christopher Flavin y Seth Dunn. “Reinventing the Energy System”
• Mientras que el Siglo XX ha visto una tendencia hacia grandes plantas y cada vez mayores distancias entre la fuente y el uso final, las nuevas tecnologías pondrían una fuente de poder accesible, confiable y pagable cerca de donde se necesita.
En nuevo siglo trae consigo nuevas oportunidades
• La generación distribuida– En instalaciones pequeñas en centros urbanos– En instalaciones en zonas rurales en los extremos de
la red• La calidad de la energía
– Control de las armónicas• La medición neta• Tecnología de supervisión de las instalaciones
de uso final– La integración de la medición con procesamiento de
datos, sistemas de comunicación y actuadores.
The Economist
• Solo encontrando una alternativa radical al petróleo—otra forma de alimentar los motores de los autos y camiones del mundo—los países consumidores (de petróleo) del mundo podrán escapar a la peligrosa dependencia en Arabia Saudita y sus vecinos”
• “Still holding customers under a barrel”.Octubre 25 de 2003. Pag. 63
Hay escenarios de uso de electricidad para transporte
Consumo de combustible por tipo de vehículo (Litros/año)
0
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
Auto compacto Auto mediano SUV
Convencional
Híbrido "Noplug"
Híbrido "Plug-in", 30 km rango
Híbrido "Plug-in", 90 km rango
¿Y los ingenieros? (1)
• Se amplía el espectro– La oferta
• Las energías renovables
Evolución de la capacidad instadada de energía eólica en el
Mundo
Capacidad instalada de sistemas FV en el mundo
Potencial de la bioenergía en México
• Se considera que el potencial técnico de la bioenergía en México se encuentra entre 2,635 PJ/año y 3,771 PJ/año.
• Este valor representa entre el 43.56% y el 62.33% de la oferta interna bruta de energía primaria en 2002, que es igual a 6049.37 PJ.
• Entre el 17% y el 36% proviene de los combustibles de madera, el 26 % de los agro-combustibles y el 0,6 % de los subproductos de origen municipal.
¿Y los ingenieros? (2)
• Se amplía el espectro– De la oferta hasta la demanda– De la tecnología a la economía y los
efectos ambientales– De lo grande a lo pequeño– De lo inorgánico a lo orgánico
• Entender los biocombustibles
Potencial de ahorro en iluminación (AIE)
• La sustitución de los sistemas de iluminación por unos más eficientes permitiría un ahorro del 10% del consumo eléctrico mundial
• El 19% de la generación de energía en el mundo tiene como fin la iluminación, – lo que supone más que la producción de centrales
hidroeléctricas o nucleares y más o menos lo mismo de la producida por gas natural
Sobre el dimensionamiento de los equipos
• Un investigador concluyó, después de analizar en campo 1,000 motores, que cerca de la mitad operan a menos del 60% de su carga de diseño y una tercera parte a menos de la mitad.
Importancia de los motores eléctricos
• Se estima que aproximadamente el 60% del consumo de energía eléctrica se debe a motores eléctricos
Reducciones de emisiones por medidas de ahorro de energía
eléctrica (1)• Cambiar a un motor de 40 HP a uno de alta
eficiencia : Veintidós toneladas de CO2
– Suponiendo una mejora de eficiencia de 90 a 94%, 5,000 horas/año de uso y 5 años de vida útil
• Aislar el techo de una casa nueva en zona de clima cálido: Dieciocho toneladas de CO2
– Suponiendo una vida útil del aislamiento de 30 años
Reducciones de emisiones por medidas de ahorro de energía
eléctrica (2)
• Sustituir un refrigerador viejo por uno nuevo: Seis toneladas de CO2
– Suponiendo un refrigerador mediano con una vida útil de 10 años
• Sustituir un foco incandescente de 60 Watts por una lámpara ahorradora de 25 Watts: Un cuarto de tonelada de CO2
– Suponiendo una vida útil de 8,000 horas
Reducciones de emisiones por medidas de ahorro de energía
eléctrica (3)
• Diseñar adecuadamente la envolvente de un edificio: Nueve mil toneladas de CO2
– Suponiendo un edificio de 10,000 m2 con vida útil de 30 años y 50kWh/m2-año de consumo adicional de electricidad
Conclusiones
• Los cambios han sido acelerados y serán más• La ingeniería mexicana relativa a la electricidad
debe romper sus ataduras a una visión orientada nada más al suministro
• El Cambio Climático nos va a llevar a soluciones que rompen muchos paradigmas
• El conocimiento tecnológico que se requiere hoy día es de gran espectro
