Conferencia

Energías Sustentables

David MORILLÓNDavid MORILLÓN

México, DF, 1ro de marzo de 2010México, DF, 1ro de marzo de 2010

GTSGrupo de Tecnologías Sustentables


SISTEMA ENERGÉTICO

Energías Primarias

Combustibles

Electricidad

Energías Intermedias Consumo



Eficiencia 3%

2008

FUENTES DE ENERGÍA EN MÉXICOGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Balance Nacional de Energía 2008

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008

Sector eléctrico mexicanoGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


RESERVAS PROBADAS DE PETROLEOGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


RESERVAS PROBADAS DE GAS NATURALGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


RESERVAS PROBADAS DE CARBÓNGTSGrupo de Tecnologías Sustentables



Explotación del petróleo sigue una curva tipo campana

MundialM. sin G. PérsicoGolfo PérsicoEE.UU y Canadá Ex URSSU. K., Noruega y México

EUROSOLAR 6-A



Medio Ambiente y Energía El consumo energético y su impacto en el medio ambiente

OleoductoEmisión

Planta Eléctrica

Emisión

EmisiónEmisión

Emisión

EmisiónEmisión

DesechosRefinería

Vivienda Transporte Industria

Extracción

Transporte

Transformación

Consumofinal

Entrada de Energía

AveríasContaminación

del agua

Accidente

DerrameContaminación

del suelo

Carbón- Petróleo-Gas

Contaminación del suelo



CONCENTRACIÓN DE CO2 (ppmv)

0

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200

300

400

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700

800

900

1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100

Año

pp

mv

C: ACCIÓN FUERTE

C: NINGÚNA ACCIÓN

C: ACCIÓN MEDIANA

Cambio climático: concentración de CO2

Causado por la actividad humana Aumento de gases en la atmósfera cuyo efecto es... ¡¡ Incrementar la CONTAMINACIÓN global de la atmósfera !!

Los gases que más afectan son COx, CFC´s y NOx

¡Las magnitudes del efecto dependerá de nuestras acciones para reducir las emisiones!



AUMENTO EN TEMPERATURA GLOBAL PROMEDIO (o C )

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

1850 1900 1950 2000 2050 2100

Año

Tem

pera

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oC

C: ACCIÓN FUERTE

C: NINGÚNA ACCIÓN

C: ACCIÓN MEDIANA

Cambio climático: temperatura

Fuente: Climate Change The IPCC Scientifica Assessment Intergovernmental Panel on Climate Change, World Meteorological Organization/ United Nations Environmental Program, Cambridge Univerdsity Press, 1990


Los gases que más afectan son COx, CFC´s y NOx



Cambio climático – nivel oceánico

Fuente: Climate Change The IPCC Scientifica Assessment Intergovernmental Panel on Climate Change, World Meteorological Organization/ United Nations Environmental Program, Cambridge Univerdsity Press, 1990

AUMENTO EN EL NIVEL OCEÁNICO

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20

30

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Año

Cen

tím

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C: ACCIÓN FUERTE

C: NINGÚNA ACCIÓN

C: ACCIÓN MEDIANA


Los gases que más afectan son COx , CFC´s y NOx



ENERGÍAS RENOVABLES

BIOMASA ENERGIA DE LOS OCEANOS (mareas, olas y corrientes)

ENERGÍA

GEOTÉRMICA ENERGÍA HIDRÁULICA

ENERGÍA EÓLICAENERGÍA SOLAR



•Generación de energía eléctrica en gran escala•Sustitución parcial de combustibles fósiles•Biocarburantes sustitutos•Energetización rural aislada•Racionalización energética en viviendas y edificaciones•Respaldos energéticos

Aplicación de las energías renovablesGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Termosolar de torre centralGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Centrales térmicas solares de canal parabólico



Sistemas fotovoltaicosGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


CALENTAMIENTO SOLAR DE AGUA(Colectores mexicanos en Villa Guerrero, Edo. de Méx)



HORNO SOLAR TOLOCATZIN (Toluca, 2002 )



Sistemas eólicosGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


BiomasaGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Plantas geotermoeléctricasGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Pequeñas Centrales HidroeléctricasGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Edificios de energía plus

EUROSOLAR 9.1-A

Arquitectura bioclimática

Vivienda de bajo consumo energéticocon aprovechamiento pasivo del sol



89.7




19.4




Calentamiento de agua con energía solar

• Más de 1,159.58 mil m2 de calentadores solares de agua instalados hasta 2008 en México:

– 11.6 m2 por cada mil habitantes




PLANTA SOLAR 10 kW

• Estudio preliminar 1978• 600 m2 de espejos• Orientación E-W• 16 módulos 15 m longitud y 2.5

m apertura• II-UNAM con SENER• II-UNAM ha venido trabajando

con CFE desde 1989



Planta Piloto Termosolar de Concentradores de Canal Parabólico. Generación Directa de Vapor (1994)

SISTEMAS FOTOTÉRMICOS EN MÉXICO

Laboratorio de Óptica Solar y Laboratorio de Implantación de Iones al Alto Vacío (Sputtering, cañón de electrones...)



COMUNIDADES RURALES

COCINAS SOLARES BAÑOS PUBLICOS



HIBRIDO SOLAR-BIOMASA COMUNIDADES RURALES

DIGESTORES DE METANO CALENTADORES SOLARES PLANOS



Comal solar Tolocatzin (1999) GTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Edificio sustentableGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Vivienda plus: AlemaniaIndicadores de energía de diferentes estándares de construcción

Demanda energética(Indicadores de energía en kWh/m²* a)

Rea

l. de

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Rea

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Electricidad Agua caliente Calefacción



Paradigmas del edificio sustentable GTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Centro de Investigación en Energía de la UNAM Instituto Nacional de Salud Museo de Sitio Xochicalco Centro Campestre Asturiano Club de los Pumas Biblioteca de la UAM-A Museos de la Ruta Zapata Varios ejemplos de edificios en todo el país

Edificios sustentables en MéxicoGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Vivienda sustentable en México Tlaxcala, colonia semirural (70`) Prototipos de Infonavit (SLP, La Paz, Chih) (80`) Vivienda bioclimática de la Universidad de Guadalajara (80`) Fraccionamiento Residencial Ecológico los Guayabos en

Guadalajara (90`) Colonia en Hermosillo CEMEX (99) Dos fraccionamientos en Colima (94) Fraccionamiento hacienda de las torres en Cd. Juárez

(Principios del 2000) Vivienda bioclimática ICA (2002) Vivienda bioclimática URBI (2004) Vivienda térmica CCCh (2005-2006) Viviendas con techos verdes en Guadalajara(2007-2008) Varios ejemplos de viviendas en todo el país (70-07)



Vivienda de interés socialGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Calentador solar de agua

Chimenea solar

Ventilación subterránea

Almacenamiento de calor

Tratamiento de agua gris y re-uso

Ahorro de energía en iluminación

Ahorro de agua

Manual de manejo de la vivienda


GTSGrupo de Tecnologías Sustentables Estrategias

Proyecto PilotoLa Vivienda Sustentable, CONAVI



Uso de Energía en los Edificios

Matriz energética de México Consumo de energía por sector

Consumo de energía en los edificiosConsumo de por tipo de energía



Programas para el aprovechamiento de las energías renovables

•Legislación

•Normatividad

•Programas de financiamiento

•Programas de desarrollo sectorial y tecnológico

•Investigación



Proyectos legislativos

•Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos

•Ley para el Aprovechamiento Sustentable de la Energía

•Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética



Proyectos sobre normatividad•Código de Edificación de Vivienda: Capitulo de Sustentabilidad, uso obligatorio de calentadores solares en un mínimo del 50 % de total de las necesidades del agua caliente de la vivienda y hasta 10 kW de generación de electricidad con fotovoltaicos conectados a la red

•Norma Oficial Mexicana para el Uso de los Calentadores Solares de Agua en la Ciudad de México, mínimo un 30 % del total de los requerimientos en edificios comerciales

•Normas Mexicanas para la Eficiencia de los Calentadores Solares de Agua y la instalación, en proceso las normas de sistemas de calentamiento de agua con energía solar y la del termotanque

•Norma Oficial Mexicana para la Construcción y Operación de los Instalaciones Eóloelectricas



Programas de financiamiento

•Hipoteca Verde (INFONAVIT)

•FIDE: Eficiencia energética y calentadores solares de agua (CFE)

•Criterios e Indicadores de los Desarrollos Habitacionales Sustentable (CONAVI)

•FIRCO: Proyectos Agropecuario (SAGARPA)



Programas de desarrollo tecnológico y sectorial•Programa Nacional de los Bioenergéticos: SAGARPA, SE, SEMARNAT, SENER, SHCP

•Programa para el desarrollo agropecuario: bombeo de agua con energía solar y eólica, refrigeración solar, electrificación, aprovechamiento de la biomasa, etc. (SAGARPA)

•PROCALSOL: Programa de promoción del uso de los calentadores solares, CONAE

•Programa de ElectrificaciónRural (SENER)

•Programa para la Edificación Sustentable (CONUEE)



Programas de investigación•Fondo para el aprovechamiento de las energías renovables: SENER-CONACYT

•Grupo de Tecnologías Sustentables: II-UNAM

•Fondo Sectorial para la Vivienda: CONACYT-CONAVI

•Fondos Estatales: CONACYT

•CEMER: CONACYT, Gob. de Guanajuato

•FONDOS PYMES: SE-CANACINTRA



Adecuación sustentable de los desarrollos habitacionales de VIVEICA

Objetivo: Adecuar bioclimáticamente los prototipos de vivienda VIVEICA, así como evaluar los beneficios del uso de tecnologías para el ahorro de energía y agua, aprovechamiento de energías renovables, además de cuantificar el nivel de sustentabilidad alcanzable en cada desarrollo

Relevancia del

proyecto:

Los nuevos fraccionamientos de ViveICA (En Monterrey, Guadalajara, Veracruz, Cancún, Etc.) tendrán un nivel de sustentabilidad que marcara pauta en el país

Resultados: •Definición nacional de los indicadores y beneficios urbanos (Áreas verdes, alumbrado publico solar, movilidad en automóvil, etc.)•Software para cuantificar los beneficios y el nivel de sustentabilidad•Miles de nuevas viviendas sustentables en el país



Adecuación térmica, energética y ambiental, para la

sustentabilidad de las oficinas corporativas de ICAObjetivo: Adecuar los edificios de ICA, para la eficiencia

energética y adecuación al medio ambiente, además de incorporar sistemas de tratamiento, captación y reúso de agua, el aprovechamiento de las energías renovables, la automatización y el control con la tecnología de vanguardia, para aproximarse al edificio sustentable.

Relevancia del

proyecto:

Lograr edificios de vanguardia que marquen pauta en el país sobre edificación sustentable

Resultados: •Simulación del comportamiento térmico-lumínico•Eficiencia energética•Manejo sustentable del agua•Aprovechamiento de las energías renovables•Edificio inteligente•Programa para el manejo de los residuos sólidos•Arquitectura del paisaje•Exploración de riesgo ambiental



Gas: Promedio Nacional

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100

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300

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400

Lit

ros

de

Gas

Línea Base Hipoteca Verde Hipoteca Verde 2 Vivienda Sustentable 2009

Cocinar Calentar agua

Calentador solar 80% 5-6 PerModelo AST5 350 lt

1. Ductos internos de cobre2. Plancha lámina acabado mate3. Resistencia impactos4. Aislamiento interior y exterior5. Cubierta policarbonato

Forro tanque galvanizado $11,482Forro tanque Aluminio $12,285 incluye iva

Calentador solar

Idem 1. Ductos internos de cobre2. Plancha lámina acabado mate3. Resistencia impactos4. Aislamiento interior y exterior5. Cubierta policarbonatoForro tanque galvanizado

Calentador solar 3 a 5 m3 L=122SOL-A-RIS A=244

Calentador solar 50 -80%Chromagen CR-100 L=190cm

A=109cmH=9cm

Incluye iva

Calentador solar 50 -80% $5,200.00HELIOCOL

Calentador solar 5 perAST5 300 lt

Acciones, Programas y Proyectos para EdificiosAcciones, Programas y Proyectos para Edificios

FALCÓN 35% 1 Lt/m2

Aislhogar Rollom2

K= 0.044 W/°Cm



http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:SolarpanelBp.JPG

Caso Ciudad de México

0

0.5

1

1.5

2

2.5

CO

2 T

on

elad

as/a

nu

al

Línea Base Ilumex FIDE Hipoteca Verde Vivienda Sustentable

Electricidad Gas Basura Agua

Impacto de los Programas para la Vivienda: CO2Impacto de los Programas para la Vivienda: CO2



CuidadoNo todo lo que brilla es oro



Falsos caminos a la sustentabilidad energéticaGTSGrupo de Tecnologías Sustentables


Propuesta: SISTEMA ENERGÉTICO (Presente y Futuro) • Basado en fuentes renovables:

– MEXICO cuenta con energía solar, geotermia, viento, mareas, biomasa e hidráulica.

Selección adecuada,

dependiendo de zona

geográfica.

Integración ER en los

sistemas de potencia

tradicionales.

• Basado en fuentes convencionales:

– MAS CARO EN EL FUTURO.

– MEXICO

No tiene gas natural ni carbón, poco petróleo

– EXTERNALIDADES

No evaluadas con precisión



Fuente: Balance Nacional de Energía, 2001 Secretaría de Energía



Épocas históricas y el uso de la energía

OportunidadPocoaprovechadoactivamente

Millones de años Miles de años

Activamenteaprovechado

Activamenteaprovechado

Doscientos años

Los seres humanosde la primera

civilización vivían con formas de

energía renovable

Formación de carbón, petróleo,

gas natural.

Transición Futuro

Civilización apoyada en

energías renovables

En

ergí

aA

lmac

enad

a

Era industrial



Potencial de las energías renovables

Consumo mundial deEnergía en 19959.5 x 1013 kWh

Radiación Solar en laSuperficie de la Tierra/año

152,424 x 1013 kWh

Eólica3,084.4 x 1013 kWh

Mareas762.1 x 1013 kWh

Biomasa152.4 x 1013 kWh

Hidráulica4.6 x 1013 kWh

Fuente: Ing. Preben Maegaard, Presidente de la Asociación Mundial de Energía Eólica (WWEA)y Vicepresidente de EUROSOLAR, Varadero Cuba, 25 mayo 2005



Muchas Gracias



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