una visión sobre las tecnologías energéticas, su análisis

Una visión sobre las tecnologías energéticas, su análisis y sus retos de cara al futuro

Ramón Gavela González

• Escenarios de emisión tras la COP 21 de París:

• Herramientas principales para el sistema energético sostenible: − Eficiencia y ahorro de energía (edificación, industria, ciudades inteligentes)

− Energías renovables

− Respaldo para penetración de renovables (bombeo, interconexiones, gestión demanda, redes inteligentes, almacenamiento)

− Cambio de vectores energéticos (VE, cambio modal del transporte, electrificación y gasificación)

− Captura y almacenamiento de CO2 (facilitar la transición)

− Fisión nuclear (extensión vida, nuevas tecnologías)

− Fusión nuclear (muy largo plazo. No disponible para afrontar el urgente problema)

Escenarios de emisión y herramientas para el sistema energético sostenible

Jornada ALINNE, 20 febrero 2017 2

1.08

0

830

400

WEO 2016

400

Gt

830

Gt

1.080

Gt

206,10007353,0%50º 2 GtCOCt32 Gt/a

Iniciativas singulares Mission Innovation Technological Breackthrough Coalition

2100

Emisiones negativas (BECCS)

500 GtCO2

1.230 GtCO2

Escenario Well below 2 ºC

Tendencias de la evolución energética…

− Crecimiento acelerado de las energías renovables, fuerte en la fotovoltaica, incentivando la competencia intra-tecnológica en el sector y el desarrollo de todas las tecnologías

− Impulso creciente del ahorro y eficiencia energética

− Amplia disponibilidad de shale gas, asegurando precios bajos de la energía

− Almacenamiento de energía, aún incipiente, pero con amplias expectativas de aplicación

− Energía distribuida y autoconsumo

− Presencia estable y creciente del vehículo eléctrico

− Intensificación en robótica e inteligencia artificial. TICs

… lo que permite el planteamiento de distintos escenarios


− Todos los tipos de combustible y tecnologías de generación seguirán en uso, con una migración hacia las renovables

− La energía nuclear incrementará su aportación, extendiendo la vida de las CC.NN. actuales y el desarrollo y despliegue de una nueva generación de reactores, particularmente en países no OCDE.

− La demanda energética crece en su conjunto

− Los subsidios a las EERR declinarán a partir de 2030

El escenario de la Agencia Internacional de la

Energía (realista-conservador)


17.866

4.140 Carbón

Petróleo

Nuclear 1.181

4.775

Renovables

Gas

3.455

4.313 14.878

3.926 Carbón

Petróleo

Nuclear 662

4.266

Renovables

Gas

1.937

2.893

14.878

2.000 Carbón

Petróleo

Nuclear 1.590

3.326

Renovables

Gas

4.661

3.301

2040 450 ppm 2014 2040

• Energía primaria. New Policies Scenario (Mtep):

Global GDP, energy demand and energy-related CO2 emissions trajectories by scenario

Evolución de la generación eléctrica


https://2.bp.blogspot.com/-YIoeJxRpyUo/WC4I4_1LWNI/AAAAAAAAD6s/FocaU5ccAsQcm2QkX1jYiCo7rqQvd47XQCLcB/s1600/power-add-capacities.png

El sub-escenario de integración

energética


CO2

… combina, mejora y hace más

renovables tanto las redes de electricidad

como las de gas

Parte de los excedentes de electricidad se transforman en H2 y en CH4 y se derivan a la red de gas

Ciertos residuos orgánicos, algunos tipos de biomasa y CO2 sirven de materia prima para la obtención de metano que se inyecta en la red de gas

Emisiones de CO2 más reducidas por una mayor penetración de renovables y un mejor uso de recursos

Power to Gas

Fuente: Fraunhofer IWES, ZSW, Solarfuel – Sterner, 2009

Integración de redes

7

… puede traer profundos cambios de paradigmas

Fotovoltaica

Recent cost trends for selected technologies

Fuente: IEA World Energy Investment 2016

• El coste de la fotovoltaica sigue cayendo.

• El coste de las baterías eléctricas sigue cayendo.

• La generación y almacenamiento de energía distribuidos reemplazan paulatinamente a la generación tradicional

• El vehículo eléctrico autónomo reemplaza al vehículo de explosión y el vehículo privado deja de tener sentido

Emisiones de CO2 aún más reducidas

Vehículo eléctrico y autónomo

Almacenamiento de energía

Energy storage in operation by application (2012-2020)

Fuente: GTM Research 2015

710 MVE en 2040 en escenario 450 ppm 1.500 MVE en 2040 en escenario well below 2 ºC

Jornada ALINNE, 20 febrero 2017

Sub-escenario “tridente disruptivo” (fotovoltaica, vehículo eléctrico y autónomo y almacenamiento)…

https://1.bp.blogspot.com/-YOZ6ObfQX54/WCzBydnAFAI/AAAAAAAAD4c/hujRg7FcCtodKGqX9ccEpMysbPT54zlIwCLcB/s1600/EV-evolution.png

Objetivos de mitigación del cambio climático en UE y España


Enorme esfuerzo de España para reducir emisiones de GEI, de 322 MtCO2 en 2013 a 14-57 MtCO2 en 2050

10 % interconexión eléctrica 15 % interconexión eléctrica

(1) No incluye transportes internacionales marítimos y aéreos, (2) y (3) ETS=Emissions Trading System (4) Suponiendo para España mismo % que media UE (5) % sobre consumo total final

Un camino energético para reducir en España las emisiones de GEI en un 90% en 2050


• Cambio de vectores energéticos − VE próximo al 100% en 2050 − Cambio del transporte pesado a ferrocarril de 5% actual a 50% en 2050 − Electrificación y gasificación en sectores residencial, industrial y servicios

• Parque de generación eléctrica 90% renovable en 2050 − 170 GW de eólica, fotovoltaica, solar de concentración, biomasa y otras renovables

• Acciones para penetración de renovables − Mantener parque fósil de respaldo − Bombeo − Conexiones internacionales − Almacenamiento eléctrico

• Medidas de eficiencia energética (reducción anual de intensidad energética en 1,5 a 2%) − Nueva edificación y rehabilitación de edificios − Nuevos procesos industriales

• Contar con todas las tecnologías en el periodo de transición − Alargamiento de vida de las centrales nucleares a 60 años − Mantener el parque fósil necesario

(Ref. Monitor Deloitte 2016 y modificación propia)

Las inversiones necesarias serían de unos 360.000 M€ en 2016-2050

El futuro de las tecnologías fósiles dependerá del desarrollo de la captura y almacenamiento de CO2. El de la energía nuclear del desarrollo de nuevas tecnologías que den una mayor garantía en la seguridad y gestión de residuos.

Transición flexible e inteligente que cumpla objetivos de GEI a largo plazo y adaptada a la evolución tecnológica y costes. En dos fases: una hasta 2030 de transición y otra más intensiva hasta 2050.

Posición de las tecnologías energéticas en el ciclo de vida


Vo

lum

en

de

ne

goci

o

Time

Precio €/MWh de la energía convencional

Precio €/MWh de la nueva tecnología

I+D Plantas piloto

INICIACIÓN I+D CRECIMIENTO Despliegue comercial

MADUREZ CAÍDA

Geotérmica

Biomasa

Oceánica

Geotérmica prof.

Biocarb. 2ª G

Eólica marina Eólica terrestre

Eólica de baja potencia

Fotovolt. concentrac.

Almac. Electr Solar conc.

Nuclear GIV

Vehículo electr

CACO2

Fotovoltaica

Redes inteligentes

ICGCC

H2/Pilas Comb.

TRL

1 Principios

básicos observados

Investigación fundamental

2 Concepto

tecnológico formulado

Pilar 1: investigación tecnológica

3 Prueba

experimental de concepto

4 Validación

tecnológica en laboratorio

5 Validación en

ambiente relevante

Pilar 2: Demostración del producto

6 Demostración en ambiente

relevante

7 Demostración

operacional

8 Sistema

completo y cualificado

9 Éxito en

operación comercial

Fabricación competitiva

Progreso de las tecnologías energéticas para el objetivo de 2ºC

Jornada ALINNE, 20 febrero 2017

INSUFICIENTE NECESITA MEJORAR BUEN PROGRESO

EÓLICA EN TIERRA

EÓLICA EN MAR

BIOMASA ELÉCTRICA y TÉRMICA

BIOCOMBUSTIBLES

NUCLEAR

OCEÁNICA

GEOTÉRMICA CONVENCIONAL

ENERGÍA SOLAR TERMOELÉCTRICA

CAPTURA Y ALMAC. CO2

COMBUSTIÓN LIMPIA DE CARBÓN

REDES INTELIGENTES

ALMACENAMIENTO

HIDRÓGENO Y PILAS DE COMBUSTIBLE

VEHÍCULO ELÉCTRICO

GEOTÉRMICA MEJORADA

EFICIENCIA ENERGÉTICA

IMP

OR

TAN

CIA

FOTOVOLTAICA

11

Desarrollo de la estrategia tecnológica de la UE en el campo de la energía

12 Jornada ALINNE, 20 febrero 2017

Hoja de ruta integrada 13 temas

Prioridades tecnológicas de la Unión de la Energía 4 principales y 2 adicionales

Acciones clave del SET-Plan 10 acciones

Documentos temáticos/ declaraciones de intención 15 temas

Planes de implementación

10 Acciones SET-Plan 15 temas (Planes Implementación) 1.-Energías renovables integradas Solar térmica concentración 2.- Reducción de costes Eólica Off-shore Fotovoltaica Oceánica 3.- Nuevas tecnol.y servicios consumidores Soluc. Inteligentes consumidores Ciudades y comunid. Inteligentes 4.- Resiliencia y seg. Sistema energético Red eléctrica europea optimizada Integración sist.locales y regionales 5.- Nuevos mat. Y tecnologías edificación Eficiencia energética en edificación Calef.y frío renovables 6.- Eficiencia energética industria Industria eficiente y competitiva 7.- Almacen.en baterías competitivo Baterías 8.- Biocombustibles Biocarburantes y bioenergía 9.- Captura y almacenamiento de CO2 Impulsar la ambición en CACO2 10.- Seguridad nuclear Nuclear

Conclusiones


• El panorama de la energía augura escenarios muy intensos:

− Desarrollo e implantación espectacular de las energías limpias, con etapas en 2020 y 2030

− Incremento de los fondos para I+D+i, a través de las iniciativas como “Mision Innovation” y “Tech. Breakthrough Coalition”

− Oportunidades para desarrollo de nuevas tecnologías con distintos TRL

− Gran mercado energético

− Buenas capacidades de I+D y empresariales en nuestro país

PLAN ENERGÉTICO NACIONAL

• Alinne puede aportar valor al país en el marco anterior

− Coordinación de políticas tecnológicas, industriales y comerciales

− Optimización y coordinación de participación española en los nuevos IPs del SET-Plan

− Defensa de los proyectos de demostración, proponiendo acciones en distintos ámbitos

− Desarrollo de las ITPs y valoración frente a la Administración y empresa privada, como elementos similares a las IPs aunque a nivel local

− Nuevo APTE 2017, con mejoras respecto al APTE 2015

− Coordinación de planes regionales RIS3

− Refuerzo de las relaciones e intercambio de información con las Alianzas de I+D+i energético de otros países, como ANCRE…

HAY MUCHO TRABAJO POR HACER Y NECESITA EL ESFUERZO DE TODOS

Gracias por su atención

2014. Hoja de ruta integrada


• Consumidor activo

• Focalización en la demanda (eficiencia energética)

• Optimización de sistemas

• Suministro

− Nueva aproximación integrada, más allá de compartimientos tecnológicos.

− Por primera vez agenda europea de I+D en energía para acelerar de manera rentable la transición energética

13 temas bajo la estructura anterior

T1.- Atracción de consumidores T2.- Tecnologías inteligentes para consumidores T3.- Eficiencia energética en edificios T4.- Eficiencia energética en calefacción y refrigeración T5.- Eficiencia energética en industria y servucios T6.- Modernización de la red eléctrica T7.- Almacenamiento energético T8.- Flexibilización de sistemas T9.- Ciudades y comunidades inteligentes T10.- Desarrollo de energías renovables T11.- Captura y almacenamiento de CO2 T12.- Energía nuclear T13.- Biocarburantes, H2 y pilas de combustible, combustibles alternativos


Grupos temporales de trabajo de los Planes de Implementación

Key Action Declaration of Intent/TWG Coordinador EC Head of Unit Adoption SG Lider Country

Solar Thermal Energy (CSP) Piero de Bonis Tulej Piotr 20-ene-16 España

Offshore-Wind Matthijs SOEDE Tulej Piotr 20-ene-16 Holana

PV Fabio Belloni Tulej Piotr 20-ene-16 Alemania

Ocean Energy Matthijs SOEDE Tulej Piotr 14-sep-16 Irlanda

Deep geothermal energy Susanna Galloni Tulej Piotr 14-sep-16 Islandia, Italia

3.1Smart Solutions for energy consumers Mark VAN STIPHOUT STRACHINESCU Andrea 19-oct-16

Austria

3.2 Smart Cities and Communities Jens Bartholmes STRACHINESCU Andrea 19-oct-16 Austria

Energy System1. An optimised

European power grid Remy DENOS STRACHINESCU Andrea 01-nov-16

Energy System2. Integrated local and

regional energy system Remy DENOS STRACHINESCU Andrea tbd

5.1

Energy Efficient solutions for

buildings Alexandros KOTRONAROS STRACHINESCU Andrea 20-abr-16Alemania

5.2

Renewable heating and cooling for

building tbd STRACHINESCU Andrea 16-nov-16

6

Industry less energy intensive and

more competitive Eric Lecomte STRACHINESCU Andrea 20-abr-16Finlandia

7 Batteries Lois Brett Marc STEEN 12-jul-16 Francia

8 Renewable fuels and bioenergy Luisa MARELLI Alois LRASENBRINK 16-nov-16

Finlandia, Italia y

Francia

9

Driving ambition in carbon capture

and storage deployment Vassilios KOUGIONAS VANNSON philippe 14-sep-16

Noruega y

Holanda

10 Nuclear Roger GARBIL WEBSTER Simon 14-sep-16

Francia, UK,

Belgica,

Eslovaquia

1-2

4 Austria e Italia

una visión sobre las tecnologías energéticas, su análisis

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