SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA

Generación de electricidad con energía del viento en el Planeta y

Puerto RicoMayagüez , 18 de agosto de 2007

ENRIQUE SORIA LASCORZ

División de Energías Renovables

C.I.E.M.A.T.

SituaciSituacióón actual de la Energn actual de la Energíía Ea Eóólicalica

CONTENIDO:

- Introducción e historia reciente

- El explosivo crecimiento de la energía eólica.

- Situación actual y perspectivas

- Energía eólica en España

- Conclusiones y referencias

Bombeo de agua

Molienda de grano

Generación de electricidadaislada de la red

Generación de electricidad conectada a red

Generación de electricidad

a gran escala

Generación de electricidad GENERACIÓN DESALACIÓN

a muy gran escala DISTRIBUIDA HIDRÓGENO

Algunos hitos en la historia reciente.1. Generación de electricidad con energía eólica

Aerogenerador la Cour (1897)

Algunos hitos en la historia reciente.2. El molino multipala americano

Betz 1926

Algunos hitos en la historia reciente3. Perfiles aerodinámicos

4.-Aerogenerador Gedser de 200 kW

El innovador aerogenerador de Gedser de 200 kW fue construido en 1956-57 en Dinamarca. La turbina tripala con rotor a barlovento, con orientación electromecánica y un generador asíncrono fue un diseño pionero de los modernos aerogeneradores, aunque su rotor con cables de acero parezca actualmente algo pasado de moda.

5.-Una referencia personal. Proyecto AWEC-60

FACTORES DEL DESARROLLO DE LA ENERGIA EOLICA

Seguridad de Suministro Mínimo Impacto ambientalEconómicamente competitivaEmpleo y Desarrollo LocalTecnología y Desarrollo Industrial

EVOLUCIÓN DE MÁQUINAS 1985-1995

1985 1995

Diámetro del Rotor (m) 15 40

Altura de la Torre (m) 20 40

Potencia Nominal (kW) 55 500

Producción Anual Típica(kWh) 110.000 1.451.000

Peso Total (ton) 12 50

Producción/Área Barrida (kWh/m2) 621 1.155

Coste/Potencia Ins. (Euros/kW) 1.612 1.010

Reducción de costes en Energía Eólica - 60% Factor de escala- 40% I+D

(fuente EWEA)

COMPONENTES DEL AEROGENERADOR

RODAMIENTO PALA

CAMBIO DE PASO

PALA

BUJE

TORRE

MEDIDOR DE VUELTAS

FRENO ORIENTACIÓN

GENERADOR

VELETA

RODAMIENTO PRINCIPAL

EJE PRINCIPAL

MOTOR DE ORIENTACIÓN

RODAMIENTO ORIENTACION

MULTIPLICADOR

ACOPLAMIENTO

FRENO DE DISCO

SISTEMA HIDRÁULICO

ESTRUCTURA DE LA GÓNDOLA

ACUMULADOR HIDRÁULICO

BLOQUE MECÁNICO

E. De Vries

AEROGENERADOR TIPO (PARQUES EÓLICOS)

EJE HORIZONTALTRIPALA A BARLOVENTOREGULACIÓN POR CAMBIO DE PASOVELOCIDAD VARIABLEGENERADOR DE INDUCCIÓNMULTIPLICADORA DE EJES PARALELOS / S IN CAJA DE M. TORRE TUBULAR DE ACERO

441

508

1000

10667

13062

48062

AFRICA Y MEDIO ORIENTE

LATINOAMERICA Y CARIBE

PACIFICO

ASIA

AMERICA DEL NORTE

EUROPA

TOTAL MUNDIAL

74.233 MW(fuente:GWEC)

POTENCIA EOLICA INSTALADA EN EL MUNDO (MW)(31/12/2006)

Potencia eólica instalada

Fuente: EWEA,GWECEuropa1996-2001 37.6%, 2001-2006 22.6%

Mundo1996-2001 31.4%, 2001-2006 25.4%

0

10

20

30

40

50

60

70

80GW

EU 0.4 0.6 0.8 1.2 1.7 2.5 3.5 4.8 6.5 9.7 12.9 17.3 23.2 28.6 34.4 40.5 48.1W O R L D 1.7 2.0 2.3 2.8 3.5 4.8 6.1 7.6 10.2 13.6 17.4 23.9 31.1 39.3 47.6 59.1 74.2

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Potencia anual instalada

Fuente: EWEA, GWECEuropa

1996-2001 35.2%,2001-2006 11.2%

Average AnnualGrowth Rates

Mundo1996-2001 38.4%,2001-2006 18.5%

El mercado mundial ha crecido 85 % en los últimos dos años

02468

10121416

GW

EU 0.19 0.22 0.37 0.47 0.81 0.98 1.28 1.70 3.23 3.21 4.43 5.91 5.48 5.87 6.19 7.55WORLD 0.24 0.34 0.48 0.73 1.29 1.28 1.53 2.52 3.44 3.76 6.50 7.27 8.17 8.21 11.53 15.20

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

USA

Ger

man

y

Indi

a

Spai

n

P.R

. Chi

na

Fran

ce

Can

ada

Port

ugal

UK

Italy

MW2004 2005 2006

Potencia anual instalada

ENERGÍA EOLICA EN EUROPA(fuente: EWEA)

PLANTAS OFF-SHORE

•10 GW 2010

•70 GW 2020

EWEA Objetivos para la Unión Europea

300 GW

80 GW

48GW

0

50

100

150

200

250

300

350

1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

180 GW

Cumulativecapacity(Τargets 80 /180 / 300GW)

Real data

Nueva Potencia Instalada en la UE (1997-2006)

Source: Platts, EWEA

0

10

20

30

40

50

60

70

GW

1997-2001 35.0 13.8 8.7 2.6 1.3 1.6 6.1 2.7

2002-2006 59.9 30.9 6.2 3.5 2.6 1.8 0.3 0.5

NATURAL GAS WIND COAL FUEL OIL LARGE HYDRO OTHER RENEWABLES

NUCLEAR OTHERS

MARCO DE REFERENCIA MUNDIAL (Fuente EWEA : Future Prospects for Wind Power markets)

Escenario Convencional:80 GW 2007160 GW 2012

Escenario Avanzado (Fuerza 12):

106 GW 2007

311 GW 2012

ESTIMACIONES “FUERZA 12”

LA ELECTRICIDAD GENERADA POR LAS PLANTAS EÓLICAS CUBRE EL 9 % DEL CONSUMO ELÉCTRICO NACIONAL

INSTALACIONES EÓLICAS EN ESPAÑA

23 46 95 213 407 705 795 8611440 1377

2060 1765 1587

73 119 215 427 8341542

23343195

4635

6012

8263

10028

11615

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

(MW)

POTENCIA INSTALADA POTENCIA ACUMULADA

http://www.aeeolica.org/mapaeolico/

DISTRIBUCION DE LA POTENCIA EOLICA INSTALADA A 31/12/2006

TOTAL: 11.615 MW

CASTILLALA MANCHA

2312 MW

CASTILLALEÓN

2120 MW ARAGÓN1549 MW

GALICIA2603 MW

ANDALUCIA610MW

MURCIA68 MW

VALENCIA300 MW

CATALUÑA226 MW

ISLAS CANARIAS129 MW

LA RIOJA436 MW

NAVARRA917 MW

PAÍS VASCO 144 MW

ASTURIAS199 MW

BALEARES4 MW

MADUREZ TECNOLÓGICA Y COMPETITIVIDAD ECONÓMICA

Algunas claves del Desarrollo españolEXISTENCIA DE ELEVADOS RECURSOS EÓLICOS

MARCO NORMATIVO ESTABLE PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD

REGULACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS ADMINISTRATIVOS PARA LA AUTORIZACIÓN DE INSTALACIONES EÓLICAS EN LAS CC. AA.

COMPARATIVA DEL POTENCIAL EOLICO (MW) EN LOS PROGRAMAS DE LAS CC.AA Y EN EL PER 2005-2010

Comunidad Autónoma Año Potencia (MW) Potencia al 2010

(MW) - PER

ANDALUCÍA 2010 4.000 2.200

ARAGÓN 2012 4.000 2.400

ASTURIAS 2010 900 450

BALEARES 2015 75 50

CANARIAS 2011 893 630

CANTABRIA 2010 300 300

CASTILLA Y LEÓN 2010 6.700 2.700

CASTILLA – LA MANCHA 2011 4.450 2.600

CATALUÑA 2010 3.000 1.000

EXTREMADURA 2010 225 225

GALICIA 2010 6.300 3.400

MADRID 2010 50 50

MURCIA 2012 850 400

NAVARRA 2011 1.530 1.400

LA RIOJA 2011 660 500

COMUNIDAD VALENCIANA 2010 2.359 1.600

PAÍS VASCO 2010 624 250

TOTAL 36.916 MW 20.155 MW

42

“LIBRO BLANCO”:OBJETIVO GENERAL: Aportación de las energías renovablesen un porcentaje del 12% de la energía primaria demandada en laUnión Europea en el año 2010.

Decisión de los Jefes de Estado y de Gobierno (marzo 2007):

SUMINISTRAR EL 20% DEL TOTAL CON ENERGIAS RENOVABLES PARA EL AÑO 2020

Marco de referencia en la Unión Europea.

Marco de referencia en España

Objetivos Energéticos del PER 2005-2010: En el año 2010, las Energías Renovables en España representarán:

El 12,1% del Consumo de Energía Primaria.El 30,3% del Consumo Bruto de Electricidad. Los biocarburantes contribuirán con un 5,83% al

consumo de gasolina y gasóleo previsto para el sector transporte.

Legislación a nivel Nacional

- Ley 54/1997 del Sector Eléctrico.

Real Decreto 436/2004.

-Real Decreto 661/2007

-Ley 6/2001 sobre Evaluación de Impacto Ambiental.

Legislación a nivel Autonómico

-Procedimientos Administrativos.

Marco Legislativo Eólico en España

-Liberalización del mercado eléctrico-Régimen especial para las energías renovables (EERR)-Garantía de acceso a la red-Remuneración de la EERR-Regulación de los procedimientos administrativos.

• Definida por el Real Decreto 436/2004

• Pagos relacionados con la Tarifa Media de Referencia – TMR (modificado por RD 661/2007)

Coste total estimado del sistema eléctrico

Demanda de electricidadTMR = € 76,59/MWh en 2006=

% de TMR (80-90%)

Independiente de los precios del pool

+ Precio del pool

+ Prima (50% de TMR)

- Coste de los desvíos

Similar a la generación convencional + incentivos económicos

Tarifa Regulada Mercado

Opciones• Evolución de la TMR definida en el RD • La retribución está definida para

toda la vida de la instalación

• Una vez determinada una opción se debe mantener durante todo el año

• Dos incentivos adicionales: Potencia reactiva y huecos de tensión, suponen incentivos adicionales

• El sistema se revisará cada cuatro años

(fuente :AEE)

REMUNERACIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA EN ESPAÑA

9.004- 0.080- 0.050- 0.5850.481

0.733

5.573

2.932

0

2

4

6

8

10

12

Precio demercado

Prima Incentivo GP Desvío Predicción Agente deMercado

Remuneracióna mercado

cent

€/kW

h

Legislación Eólica a nivel Autonómico

Procedimientos administrativos:Autorizaciones administrativas (autorización para construcción

de plantas de generación, aprobación proyecto de ejecución)

Medio ambiente (declaración de impacto ambiental)

Ordenación del territorio

Criterios Generales de Planificación en lasComunidades Autónomas:

Impacto medioambientalProducción de energíaPlanificación energéticaAportación tecnológica y efectos industrialesImpacto socio-económico

Energía Eólica.

Acceso a la Red Eléctrica

48

Líneas de innovación prioritaria en España

100

554520

1986 2000 2004 Próximos DesarrollosAño

Altura (m)

30 kW

650 kW 1.100 kW

3.000 kWØ = 12 m

Ø = 45 mØ = 60 m

Ø = 110 mEVOLUCIÓN DEL TAMAÑO DE LOS AEROGENERADORES

> 1,500 kW22,0%

600-700 kW0,9%

1,001-1,500 30,3%

801-1000 kW33,1%

701-800 kW13,6%

TAMAÑO MEDIO AEROGENERADORES (AÑO 2005): 1.170 kW

Aumento de potencia unitaria. Incorporación de nuevos materiales.

Mejora de la calidad de energía, estabilidad de red y soporte de fallos.

Adaptación de los aerogeneradores a las condiciones del mar.

COMENTARIOS FINALES. ALGUNAS VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA

-EL COMBUSTIBLE ES LIBRE, ABUNDANTE E INAGOTABLE

-ENERGÍA LIMPIA ( SIN EMISIONES DE CO2)

-BAJO COSTO (PUEDE SER COMPETITIVA CON OTRAS FUENTES DE ENERGIA CON REGLAS DE JUEGO SIMILARES)

-ESTABILIDAD FRENTE A LA VOLATILIDAD DEL PRECIO DE LOS COMBUSTIBLES FOSILES

-SEGURIDAD DE SUMINISTRO ( EVITA LA DEPENDENCIA DE COMBUSTIBLES IMPORTADOS)

-ES UNA OPCION REAL DE SUMINISTRO ENERGETICO

-MODULAR Y RÁPIDA DE INSTALAR

-AMISTOSA CON EL MEDIO AMBIENTE

EL CIEMAT• Es el Centro español de Investigaciones Energéticas,

Medioambientales y Tecnológicas.• lleva a cabo I + D + i en prácticamente todas las fuentes

energéticas: combustión de carbón, energía nuclear de fisión, energía solar, energía eólica , biomasa y biocombustibles, arquitectura bioclimática, producción y utilización de hidrógeno (pilas de combustible), fusión termonuclear, etc.

• EL CIEMAT también realiza I + D + i en Medioambiente, tanto radiológico como convencional.

Recursos humanos (2005):Recursos humanos (2005): 1.400 personas1.400 personas

Presupuesto (2005):Presupuesto (2005): 110 110 MM€€

Ingresos por actividades de I+D (2004):Ingresos por actividades de I+D (2004): 35 35 MM€€

ENERGENERGÍÍA EA EÓÓLICALICASISTEMAS ESISTEMAS EÓÓLICOS AISLADOSLICOS AISLADOSAYUDA AL DESARROLLO DE LA TECNOLOGAYUDA AL DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍÍA A PARA SISTEMAS EPARA SISTEMAS EÓÓLICOS AISLADOSLICOS AISLADOS

-Caracterización y optimización de sistemas eólicos aislados

Planta de ensayos de pequeños aerogeneradores PEPA-2

PREDICCIPREDICCIÓÓN DEL RECURSO EN DEL RECURSO EÓÓLICOLICO--EvaluaciEvaluacióón de recursosn de recursos--Desarrollo de herramientasDesarrollo de herramientas

SISTEMAS HSISTEMAS HÍÍBRIDOSBRIDOS--EEóólicolico--FVFV--DieselDiesel

SISTEMAS DE ACUMULACISISTEMAS DE ACUMULACIÓÓNNDE ENERGDE ENERGÍÍA A

--Volantes de InerciaVolantes de InerciaOTRAS APLICACIONESOTRAS APLICACIONES

--Bombeo de aguaBombeo de agua--GeneraciGeneracióón de Hidrogenon de Hidrogeno

ENERGÍA EOLICA REFERENCIAS

EWEA (European Wind Energy Association)(http://www.ewea.org)

• WIND ENERGY THE FACTS• PRIORITISING WIND ENERGY RESEARCH

ASOCIACIÓN DANESA DE ENERGÍA EÓLICA(http://www.windpower.org)

ENERGIAS RENOVABLES / BOLETÍN EÓLICO(www.energias-renovables.com )

FABRICANTES DE AEROGENERADORES Y COMPONENTES

GAMESA,ECOTECNIA,VESTAS,GENERAL ELECTRIC, MTORRES,LM,BONUS….

ENERGÍA EÓLICAREFERENCIAS

COMISION NACIONAL DE LA ENERGÍAwww.cne.es

RED ELECTRICA ESPAÑOLAwww.ree.es

ASOCIOACIÓN DE PROMOTORES EERR (APPA)www.appa.es

ASOCIACIÓN EMPRESARIAL EÓLICAwww.aeeolica.org

INSTITUTO PARA LA DIVERSIFICACIÓN Y AHORRO DE LA ENERGÍA

www.idae.esCIEMAT

www.ciemat.es

Enrique Soria ( enrique.soria@ciemat.es )

www.ciemat.es