Retos Tecnológicos de lasdistintas fuentes de energía en España

A. Luis Iglesias

Madrid, 10 de diciembre de 2003

CÁTEDRA RAFAEL MARIÑODE NUEVAS TECNOLOGÍAS ENERGÉTICAS

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• Liberalización del mercado energético. Ley 54/97 del Sector Eléctrico y Ley 34/98 del Sector de Hidrocarburos.

• Seguridad de suministro. Aumento de la dependencia exterior (77% frente al 50% el la UE)

• Preocupación medioambiental. El procesado de la energía es el responsable del 93% de las emisiones de CO2.

• Persistencia en la tendencia general de crecimiento de los consumos: 40% según escenario tendencial entre 2000-2011.

Contexto energético actual

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Situación Energética Española: Retos

•Intensidad energética

•Dependencia exterior

•Exigencias del desarrollo sostenible

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%2011/2000

ktep. Estruct. % ktep. Estruct. % ktep. Estruct. % ktep. Estruct. % anual

CARBON 17.889 15,7 21.635 17,3 17.999 12,0 14.363 8,2 -3,66

PETROLEO 61.670 54,0 64.663 51,7 75.315 50,3 83.376 47,6 2,34

GAS NATURAL 11.816 10,3 15.223 12,2 26.905 18,0 39.305 22,5 9,01

NUCLEAR 15.376 13,5 16.211 13,0 16.570 11,1 16.602 9,5 0,22

ENERGIAS RENOVABLES 7.138 6,3 7.061 5,6 12.464 8,3 20.956 11,98 10,40

SALDO ELECTR.(Imp.-Exp.) 293 0,3 382 0,3 385 0,3 385 0,2 0,07

TOTAL 114.182 100,0 125.175 100,0 149.637 100,0 174.987 100,0 3,09

1998 2000 2006 2011

Tendencias de consumo de energía primaria

PASADO: El consumo energético ha crecido de forma constante a tasas superiores a las de la economía.

La dependencia de los hidrocarburos es muy alta y son energías importadas en su práctica totalidad.

La demanda de gas natural ha crecido por encima del resto de energías.

La participación de las energías renovables ha permanecido estancada, con las oscilaciones de la energía hidroeléctrica.

La estructura de generación ha sido muy dependiente del carbón en años secos.

FUTURO: El consumo energético seguirá creciendo pero a tasas más próximas a las de la economía.

La dependencia de los hidrocarburos seguirá siendo alta pero menor que en el pasado.

La demanda de gas natural continuará creciendo por encima del resto de energías.

La participación de las energías renovables crecerá hasta el 12% del total.

La estructura de generación cambiará a gas y energías renovables con tecnologías de alta eficiencia.

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Escenario BaseConsumo final de energía por fuentes energéticas

ktep Estructura (% ) ktep Estructura (% ) ktep Estructura (% ) CARBON 2.546 2,8 2.378 2,1 2.183 1,6 PROD. PETROLIFEROS 55.587 61,6 66.580 59,4 77.350 56,9 GAS 12.319 13,6 18.820 16,8 25.453 18,7 ELECTRICIDAD 16.207 18,0 20.040 17,9 25.249 18,6 EN. RENOVABLES 3.607 4,0 4.310 3,8 5.600 4,1 TOTAL CONSUMO FINAL 90.266 100 112.128 100 135.835 100

2012

2000 2006

PASADO:

- Fuerte crecimiento del consumo eléctrico, a tasas superiores a las de la economía.

- Fuerte crecimiento del consumo de gas, en parte por sustitución de consumos de productos petrolíferos.

- Crecimiento estable del consumo de productos petrolíferos, que supone más de la mitad de los consumos finales.

- Descenso del consumo final carbón, por cambio tecnológico, y sustitución por otros combustibles.

FUTURO:

- Crecimiento del consumo eléctrico a tasas cercanas a las de la economía.

- Implantación general de tecnologías que mejoran la intensidad energética, asociadas al uso de energías renovables y cogeneración. EFICIENCIA ENERGÉTICA TECNOLÓGICA

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Previsiones de la planificación 2002-2011Energía eléctrica: potencia instalada

Incremento de la potencia instalada en el periodo para cubrir los aumentos de demanda, compensar la potencia de las centrales sacadas de servicio y asegurar un cierto exceso de capacidad para garantizar el suministro.

Potencia (MW brutos) 2002 2004 2007 2011

Hidráulica 16.586 16.606 16.606 16.571

Nuclear 7.881 7.887 8.039 8.039

Combustibles fósiles (*) 22.455 25.246 25.766 29.192

Intercambios frontera 200 200 200 200

Régimen especial 11.770 14.544 19.554 25.851

Potencia total (b.a.) 58.892 64.483 70.165 79.853

(*) incluye las centrales de ciclo combinado a gas

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Criterios para la instalación de nueva potencia :

Mejora de la eficiencia energética

Conservación del medio ambiente

Como consecuencia, los incrementos de potencia se concentran en generación eólica, cogeneración y ciclos combinados a gas natural:

Potencia instalada (MW) 2002 2011

eólica 4.600 13.000

Cogeneración 5.500 (*) 7.100

ciclos combinados 2.800 14.800 (**)

(*) Dato de 2001(**) Poténcia mínima

Previsiones de la planificación 2002-2011Energía eléctrica: nueva potencia

8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2000 35,9 27,6 9,7 9,9 16,9

2011 15,0 19,4 33,1 4,1 28,4

Carbón NuclearGas

naturalProductos

PetrolíferosEnergías

Renovables

España

Fuente: DGPEM

Evolución de la estructura de generación eléctrica

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gran peso de los hidrocarburos en la cesta

energética.

aumenta la demanda de gas.

fuerte dependencia de las importaciones.

altas tasas de crecimiento de la demanda.

perdida de la intensidad energética.

Características del sector energéticoespañol

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Plan de Fomento de las Energías Renovables

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  Plan de Fomento2010

Planificación Sectorial 2011

Hidráulica (>10 MW) 16.571 16.571

Hidráulica (<10 MW) 2.230 2.380

Biomasa 1.897 3.098

R.S.U. 262 262

Eólica 8.974 13.000

Solar fotovoltaica 144 144

Biogás 78 78

Solar termoeléctrica 200 200

Total generación Renovables 30.356 35.733

Previsión de la potencia eléctrica instalada, en MW, a partir de energías renovables.

Total nacional

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Área TecnológicaObjetivos

1999-2006

Resultados

1999

Resultados

2000

Resultados

2001

Resultados

2002

Solar: Fotov.+Termoelec. 309 1 1 2 5

Eólica 13.472 2.696 4.700 6.932 9.564

Hidráulica,<50 MW. 12.065 3.788 3.917 4.388 3.895

Biomasa 6.822 189 266 629 1.084

Residuos: RSU+ Indust. 1.208 1.390 1.325 1.689 1.929

Tratamiento Residuos 219 109 240 559 1.002

TOTALES 34.095 8.173 10.449 14.199 17.479

Fuente: CNE

Generación energía eléctrica Régimen Especial en GWh

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Realizado

1999

Realizado

2000

Realizado

2001

Realizado

2002

Renovables (Régimen Especial) 8.173 10.449 14.199 17.479

Hidraúlica, >50 MW. 19.949 22.867 32.738 12.147

Total Renovables (GWh) 28.122 33.316 46.937 29.626

Total Generación (GWh) 177.916 189.633 200.952 235.332

% R.Especial s/Generación 4,59% 5,51% 7,07% 7,43%

% Renovables s/Generación 15,81% 17,57% 23,36% 12,59%

Fuente: DGPEM.

Objetivos de Generación Eléctrica hasta el año 2002

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Tipo deApoyo

FinanciaciónProyecto

Bonificación

Primas

Subvención

Madurez de la tecnología

Umbral rentabilidad

Mercado Libre

MEDIDAS FISCALES MEDIDAS ESTRUCTURALES MEDIDAS DE ELMINACIÓN DE BARRERAS

Ayudas predominantes según la madurezde la Tecnología

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Inversiones y Apoyos Públicos 2000-2006

  ACTUACIÓN

  INVERSIÓN

APOYO PÚBLICO

 SUBVENCIÓN

 INCENTIVOS FISCALES

PRIMAS DEL REG. ESPECIAL

TOTAL APOYOS PÚBLICOS

Inversión de Instalación de Producción

9.508 1.480 987 2.609 5.077

Medidas de acompañamiento B. Equipo, infraestructura promoción y seguimiento

644

202     202

TOTAL 10.152 1.682 987 2.609 5.279

Cifras en millones de euros

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Precio de la energía eléctrica en Régimen Especial en 2001

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Estado actual de las tecnologías renovablesGeneración de electricidad

Tecnología Coste de inversión($/kW)

Coste de producción

Actual (c$/kWh) Futuro (c$/kWh)

Energía de la BiomasaEnergía EólicaEnergía Solar FotovoltaicaEnergía Solar TermoeléctricaEnergía HidroeléctricaEnergía MinihidroeléctricaEnergía GeotérmicaEnergía Marina

900 – 3.0001.100 – 1.700

5.000 – 10.0003.000 – 4.0001.000 – 3.5001.200 – 3.000 800 – 3.0001.700 – 2.500

5 – 15 5 – 13

25 – 12512 – 18

2 – 8 4 – 10 2 – 10 8 – 15

4 – 10 3 – 10 5 – 25 4 – 10

3 – 8 3 – 10

1 – 8 8 – 15

Fuente: Informe Mundial de la Energía

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Estado actual de las tecnologías renovablesUsos térmicos y transporte

TecnologíaCoste de inversión

($/kW)

Coste de producción

Actual (c$/kWh) Futuro (c$/kWh)

Energía de la BiomasaBiocombustiblesEnergía Solar TérmicaEnergía Geotérmica

250 – 750---- 

500 – 1.700200 – 2.000

1 – 58 – 25 $/GJ

3 – 200,5 – 5

1 – 56 – 10 $/GJ

2 – 100,5 – 5

Fuente: Informe Mundial de la Energía

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Fuente: IDAE

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

POTENCIA ACUMULADA

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

POTENCIA ANUALINSTALADA

EN OPERACIÓN

ACUMULADA

EN OPERACION 0,4 1,2 0,8 1,5 2,7 0,7 38 6 24 40 96 229 393 642 815 940 1.606

ACUMULADA 0,4 1,6 2,4 3,9 6,6 7,3 46 52 75 115 211 440 834 1476 2.292 3.232 4.838

86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 2000 2001 2002

Evolución de la potencia eólica (MW) en España

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Concepto Aislada

Unifamiliar Conectada

Menor de 5 kW Conectada

Mayor de 5kW Potencia instalada 1,1 kWp 4,0 kWp 25,0 kWp Ratio medio de inversión 13.823 €/kWp 7.513 €/kWp 6.912 €/kWp Horas equivalentes 1.500 1.500 1.500 Coste mantenimiento 0,27 €/kWh 0,05 €/kWh 0,02 €/kWh Energía producida 1.650 kWh/año 6.000 kWh/año 37.500 kWh/año Vida útil 20 años 20 años 20 años Ahorro medio 0,10 €/kWh Subvención capital (1) 40% 35% 35% Precio de venta energía (2) 0,40 €/kWh 0,22 €/kWh

Solar Fotovoltaica

Situación Actual / Proyectos Tipo

(1) Propuesta IDAE en línea de apoyo 2001(2) R.D. 2818/98 sobre régimen especial

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Tecnología de Estado Potencia Inversión O + M Costes de Producción concentración tecnológico unitaria (pta/kW) (pta/kWh) Año 2000 Año 2010 Evolución 30 MW 10,5 8,6 Cílindroparabólico comercial a 450.000 1,54 a a Próxima 80 Mw 17,3 14 Factibilidad 30 MW 370.000 8 5,1 Centrales de torre técnica a a 1,08 a a demostrada 200 MW 450.000 12,6 8,3 Próxima 5 kW 12,6 6,2 Disco/motor Factibilidad a 450.000 3,1 a a técnica 50 kW 20 9,24

Fuente: Department of Energy (DOE)

Situación actual y previsión de costes

Solar Termoeléctrica