Horizonte 2050 Presentacion
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Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla PROYECTO FIN DE MÁSTER SISTEMAS DE ENERGÍA TÉRMICA HORIZONTE 2050 HACIA UN MODELO ENERGÉTICO ANDALUZ ALTAMENTE DESCARBONIZADO Autor: Carlos Miguel Serra Giráldez Tutor: Dr. Manuel Antonio Silva Pérez Sevilla, 16 de diciembre de 2013
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Presentación del Trabajo Fin de Máster en Sistemas de Energía Térmica (Universidad de Sevilla, España) titulado: "Horizonte 2050. Hacia un escenario energético andaluz altamente descarbonizado"
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Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
PROYECTO FIN DE MÁSTER
SISTEMAS DE ENERGÍA TÉRMICA
HORIZONTE 2050
HACIA UN MODELO ENERGÉTICO ANDALUZ ALTAMENTE DESCARBONIZADO
Autor: Carlos Miguel Serra Giráldez
Tutor: Dr. Manuel Antonio Silva Pérez Sevilla, 16 de diciembre de 2013
GUIÓN – HORIZONTE 2050
1. Antecedentes
2. Objetivo
3. Justificación
4. El sistema energético andaluz en la actualidad
5. Modelos de referencia para un escenario energético altamente descarbonizado
6. Hipótesis y objetivos paramétricos
7. Resultados
8. Conclusiones
9. Líneas de trabajo identificadas
ANTECEDENTES
Plan Energético
de Andalucía
1995-2000
Estrategia Energética
de Andalucía
(en elaboración)
2014-2020
Horizonte 2050
OBJETIVO
Medios que se utilizan para alcanzar el objetivo:
- Ahorro.
- Eficiencia energética.
- Sustitución de combustibles fósiles por fuentes renovables.
Escenario energético Andalucía 2050 descarbonizado al
menos en un 90% con respecto a los máximos de 2007
Conceptos no considerados:
- Autarquía energética.
- Análisis económico del modelo.
- Hitos intermedios.
JUSTIFICACIÓN
Amenazas causadas por el consumo de energía fósil
Cambio climático. El sistema energético es responsable de en torno al 80% del efecto
invernadero de origen antropogénico debido a la quema de gas, petróleo y carbón.
Dependencia energética. Exposición a irregularidades en suministro y volatilidad de precios.
Impacto directo en competitividad económica regional.
Peak-oil. Agotamiento de los recursos agotables más asequibles. Fin del petróleo barato.
Necesidad de descarbonizar el sistema energético andaluz
Continuar con un sistema energético basado en los combustibles fósiles no es una opción válida
para Andalucía amenaza con situar a la región en una situación económica, estratégica y
medioambiental muy delicada.
EL SISTEMA ENERGÉTICO ANDALUZ EN LA ACTUALIDAD – Balance energético
EL SISTEMA ENERGÉTICO ANDALUZ EN LA ACTUALIDAD – Autoabastecimiento
Evolución de la producción interior de energía primaria por fuentes
Evolución de la tasa de autogeneración eléctrica
-2.000
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
20.000
Demanda Producción
Gas
Carbón
Petróleo
Saldo eléctrico
Renovables
Balance demanda de energía primaria/producción
Energía fósil
importada
Balance energía primaria consumida / producción interior de energía primaria en 2011
Dependencia energética: 86,1%
EL SISTEMA ENERGÉTICO ANDALUZ EN LA ACTUALIDAD - Renovables
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Evolución del aporte de energía renovable sobre la
energía primaria 2000-2012
aporte de energía renovable sobre la energía primaria
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Evolución del consumo de biocarburantes frente al
consumo de gasolinas y gasóleos en transporte
2000-2012
Consumo de biocarburantes frente al consumo de gasolinas y gasóleos en transporte
EL SISTEMA ENERGÉTICO ANDALUZ EN LA ACTUALIDAD – Emisiones [Miles tCO2]
MODELOS DE REFERENCIA PARA UN ESCENARIO ENERGÉTICO ALTAMENTE DESCARBONIZADO
Hoja de Ruta de la Energía para 2050 de la Comisión Europea [2] – Plantea 5 escenarios
MODELOS DE REFERENCIA PARA UN ESCENARIO ENERGÉTICO ALTAMENTE DESCARBONIZADO
Hoja de Ruta de la Energía para 2050 de la Comisión Europea [2]
La eficiencia energética y la energía procedente de fuentes renovables son cruciales.
La electricidad tendrá que desempeñar un papel mucho más importante que en la
actualidad como vector energético.
Unas inversiones tempranas cuestan menos. Las decisiones de inversión en la
infraestructura necesaria hasta 2030 deberán tomarse ya.
Se exige una infraestructura moderna, fiable e inteligente (participación TICs), gestión de la
demanda, almacenamiento de energía, interconexiones.
Transición del esquema financiero desde gastos operativos/de combustible elevados a
gastos de capital elevados.
Los escenarios de descarbonización son asumibles en términos económicos. Ningún
escenario introduce costes adicionales significativos con respecto al escenario de referencia.
La energía nuclear tiene un papel importante en la descarbonización, compitiendo
directamente con los mecanismos de captura y almacenamiento de carbón.
El ejemplo de un país pequeño: Dinamarca
95% dependencia petróleo 1973
Peak-oil registrado a lo largo de 2004
Escasa diversidad renovables
Líder mundial en tecnología eólica
MODELOS DE REFERENCIA PARA UN ESCENARIO ENERGÉTICO ALTAMENTE DESCARBONIZADO
Población: 5,6 M.
Superficie: 43.098 km2
Debate nacional
sobre modelo
energético
Campaña petrolífera Mar del Norte
Fomento ahorro y eficiencia
Impulso renovables (eólica)
MODELOS DE REFERENCIA PARA UN ESCENARIO ENERGÉTICO ALTAMENTE DESCARBONIZADO
Estudios sobre potencial renovable disponible: Greenpeace [31], IPCC [30].
Andalucía dispone de potencial técnico renovable suficiente
para satisfacer varias veces su demanda de energía total.
Destaca especialmente por su potencial solar, suficiente como para generar electricidad para
satisfacer 52 veces su demanda de electricidad y 7 veces la demanda de energía primaria total
Estudios sobre sistemas energéticos 100% renovable: Universidad de Aalborg - Dinamarca [37],
Greenpeace - España [33], EREC – Europa [42]. WWF – ámbito mundial [41].
Estudios 100% electricidad renovable: Greenpeace – España [32], S. Galbete - España [39],
Ministerio alemán de Medio Ambiente y Seguridad Nuclear - Alemania [40],
Informes que conciben un 2050 libre de combustibles fósiles: Gobierno danés - Dinamarca [38]
HIPÓTESIS Y OBJETIVOS PARAMÉTRICOS DEL ESCENARIO
Hoja de Ruta Europa 2050 como punto de partida.
1)Ahorro. 2) Eficiencia. 3) Protagonismo absoluto de las energías
renovables.
Sistema eléctrico 100% renovable (0% nuclear, 0% CCS).
No se necesitarán nuevas centrales eléctricas fósiles.
La abundancia de recursos energéticos renovables en el territorio
andaluz no compromete la disponibilidad de energía.
Electricidad: al menos 50% de la energía final.
Generación distribuida, aumento de la descentralización del
sistema.
Andalucía es asimilable a un país europeo pequeño-mediano.
Energía primaria: ↓20% respecto 2007.
Energía final: ↓36% respecto 2007.
Renovables: casi 77% energía final.
HIPÓTESIS Y OBJETIVOS PARAMÉTRICOS DEL ESCENARIO
Ahorro: El potencial sigue sin explotarse de forma masiva.
Edificación: El 40% del consumo total de energía final en la
Unión corresponde a los edificios.
Las Directivas europeas de aplicación obligatoria obligan a:
Estrategias nacionales de rehabilitación energética de todo el
parque de edificios para 2014.
Rehabilitar el 3% de los edificios públicos cada año desde 2015
como medida ejemplarizante.
Edificios de consumo de energía casi nulo (NZEB). Para 2019-
2021 serán obligatorios.
Al menos la mitad del parque edificatorio dejará de demandar energía del exterior e incluso
podrían producirla de forma neta.
Las medidas de ahorro en general y las renovables térmicas reducirán las necesidades de
energía fósil notablemente en los edificios que aún demanden energía.
Se estima que los edificios más antiguos que en 2050 no estén construidos conforme a las normas
que obligan a un consumo de energía casi nulo, reducirán su demanda energética de media en torno
a un 25%.
El ahorro final de energía en los edificios podrá alcanzar un 40% con respecto a 2010.
HIPÓTESIS Y OBJETIVOS PARAMÉTRICOS DEL ESCENARIO
Ahorro: El potencial sigue sin explotarse de forma masiva.
Transporte: Sólo el 0,4% del transporte está electrificado.
El Libro Blanco del Transporte dibuja el transporte del futuro.
Existen vehículos 100% eléctricos con casi 500 km de autonomía
que son ya una realidad comercial .
Se producirá una mayor colectivización del transporte.
La bicicleta será el vehículo preferente en los desplazamientos cortos en las ciudades.
El consumo energético final disminuirá en un 30% con respecto a 2010 por mayor eficiencia.
Las energías renovables supondrán, directamente o a través de vectores como la electricidad, el
hidrógeno u otros, el 85% de la energía consumida en el sector.
La penetración de la electricidad como energía final llegará al menos al 50% del total.
HIPÓTESIS Y OBJETIVOS PARAMÉTRICOS DEL ESCENARIO
Inclusión de futuras nuevas tecnologías
Coste-beneficio razonable
Soluciones no temporales
Impactos ambientales asumibles
No aumentar dependencia
No volver a un sistema centralizado
Beneficios socio-económicos para la región
Tecnologías a desarrollar y abaratar para 2050
Almacenamiento energético de todo tipo
Smart grids / smart cities
Combustibles sintéticos y otros vectores
energéticos (H2, etc.)
RESULTADOS - EmisionesDESCARBONIZACIÓN Miles tCO2 Porcentaje
Del sistema energético andaluz con
respecto a 2007
49.681 90,21%
Carbón 6.966 100%
Petróleo 24.647 89,39%
Gas 11.765 82,67%
Del sistema energético andaluz con
respecto a 2010
36.892 87,25%
Carbón 6.966 100%
Petróleo 20.127 87,31%
Gas 9.799 79,89%
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
2007 2010 2050
Carbón Petróleo Gas
Evolución emisiones por fuente – acumulado
[miles tCO2]
Carbón
Petróleo
Gas
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
2007 2010 2050
Carbón Petróleo Gas
Evolución emisiones por fuente
[miles tCO2]
RESULTADOS – Energía primaria
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
2007 2010 2050
Renovables
Termosolar
Hidráulica
Solar fotovoltaica
Solar térmica
Eólica
Biomasa
Saldo eléctrico
Carbón
Gas
Petróleo
Demanda de energía primaria 2007/2010/2050 (ktep)
RESULTADOS – Energía final
ENERGÍA FINAL ktep Porcentajes
Energía final consumida (exc. pérdidas sector
eléctrico)
9.856,6 Transporte: 3.531,2
Industria: 3.244,8
RSP: 3.080,6
Ahorro de energía final con respecto a 2010 3.845,9 28,07%
Aporte renovable a la energía final 7.575,1 76,85%
Aporte petróleo a la energía final 1.147,9 11,65%
Aporte gas a la energía final 1.133,6 11,50%
Aporte carbón a la energía final 0 0%
Aporte nuclear a la energía final 0 0%
Grado de electrificación sobre energía final 5.265,0 53,42%
Aporte renovable al mix eléctrico 5.265,0 100%
Ahorro sectorial Transporte con respecto a 2010 1.513,4 30%
Ahorro sectorial Industria con respecto a 2010 1081,6 25%
Ahorro sectorial RSP con respecto a 2010 1.250,9 28,9%
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
Electricidad
(mix)
Renovables no
eléctricas
Gas Petróleo Carbón
Industria Transporte RSP
Energía final 2010
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
Electricidad
(100% renovable)
Renovables no
eléctricas
Gas Petróleo
Industria Transporte RSP
Energía final 2050
RESULTADOS – Energía final
RESULTADOS
Comparación con resultados principales Hoja de Ruta Europea 2050
Hoja de Ruta Comisión
Europea (escenario Alta
Utilización Fuentes
Renovables)
Horizonte
2050
Grado de descarbonización con
respecto a máximos
83,4% 90,21%
Aporte renovable energía final 75,2% 76,85%
Aporte renovable a energía
primaria
60% 85,25%
Aporte renovable a transportes 73% 85%
Aporte nuclear al mix eléctrico 3,6% 0%
Aporte CCS al mix eléctrico 6,9% 0%
Aporte renovable al mix
eléctrico
86,5% 100%
Dependencia energética 35,1% 14,75%
CONCLUSIONES
-Emprender el camino hacia la descarbonización masiva de sistemas energéticos y los sistemas
eléctricos 100% renovables es viable.
-Es la mejor opción disponible debido a las amenazas que lleva acarreadas continuar embarcados
en el modelo actual, altamente dependiente de las energías fósiles.
-La transición hacia el sistema energético descarbonizado andaluz de mediados de siglo ya ha
comenzado e ineludiblemente deberá apoyarse en un extraordinario protagonismo de las
energías renovables en el sistema y en una seria apuesta por el ahorro y la eficiencia.
-El 77% de la energía final y el 85% de la energía primaria serán de origen renovable.
-Más de la mitad de la energía final consumida será electricidad. Se producirá una importante
electrificación del sector transporte.
-La nueva potencia eléctrica necesaria a partir de ahora será 100% renovable.
-No se plantea un reparto de tecnologías renovables en el mix puesto que la evolución del ritmo de
implantación de las mismas se deberá a factores muy cambiantes y a menudo impredecibles.
Preponderancia de aquellas fuentes con más potencial en la región (solar, eólica, biomasa…)
-Para completar la transformación del sistema se necesita una mayor sensación de urgencia y
ambición política que se traduzca en apoyos decididos. Así mismo, es necesario fijar de forma
inmediata hitos cercanos y concretos que se plasmarán en objetivos para los años 2020 y 2030.
LÍNEAS DE TRABAJO IDENTIFICADAS
Escenarios aún más ambiciosos:
Elaboración de Hoja de Ruta hacia 2050 con hitos
intermedios (2020, 2030).
Valoración económica frente a la opción de referencia
(business as usual) incluyendo análisis de sensibilidad
según distintos escenarios macroeconómicos.
Concreción en la composición del mix renovable en 2050.
Desarrollo de políticas energéticas claves para
consecución de objetivos (NZEB, vehículo eléctrico, etc.)
Considerar impactos más allá de los límites del sistema,
p.e. por medio del cálculo de la huella de carbono de
productos importados para identificar aquellos expuestos a
los precios de la energía.
- 100% energía renovable
- 100% descarbonización del sistema
Ni un solo artículo científico revisado por pares publicado en los últimos veinticinco años contradice esta hipótesis: todo
ecosistema de la Tierra está en declive, absolutamente todos los sistemas de soporte vital de la tierra están en declive.
- Ray Anderson, presidente de Interface Inc.
