IDE@S CONCYTEG 1(02), ABRIL 2006

Energía renovable

IDEAS CONCYTEG Abril de 2006

Número 2 Energías Renovables

NOTA EDITORIAL

En el Estado de Guanajuato la gestión energética se desarrolla en el marco de la diversificación y la eficiencia energética, un panorama de las principales acciones son presentadas por Ernestina Torres Reyes Directora de Vinculación del CONCYTEG, en un artículo donde se resumen los eventos y productos más importantes generados en los últimos 5 años.

En esta gaceta se presenta una descripción del Sistema de Información Energética de Guanajuato, instrumento de planeación para la gestión energética estatal, mismo que está disponible desde marzo de 2006 en la página del CONCYTEG http:// www.concyteg.gob.mx. También se presentan artículos para informar sobre el potencial estimado de los recursos energéticos en México. Se incluyen en esta gaceta tres artículos que tratan diferentes aspectos sobre la aplicación de la energía solar, la energía eólica y la bio energía en el Estado de Guanajuato y México. Finalmente se incluye un reportaje sobre la propuesta de la creación de una red donde a través de la conformación de una Asociación Civil, se unan los esfuerzos de empresarios, investigadores y sectores sociales junto con el CONCYTEG la SDES y otras instancias de los diferentes niveles de Gobierno. El objetivo de esta llamada “Red de Innovación”, es la de difundir y promover el uso de las energías renovables en Guanajuato mediante el desarrollo tecnológico para propiciar otras vías de competitividad empresarial, con una participación decisiva en la adecuación del marco legal, el aprovechamiento y difusión de esquemas de financiamiento e incentivos fiscales a nivel estatal, nacional e internacional. Ernestina Torres Reyes Directora de Vinculación del CONCYTEG etorresr@guanajuato.gob.mx

http://www.concyteg.gob.mx/mailto:etorresr@guanajuato.gob.mx

IDEAS CONCYTEG

Diciembre 2005 Número 6

La Gestión Energética en el Estado de Guanajuato Ernestina Torres Reyes

Directora de Vinculación CONCYTEG

El Estado de Guanajuato es el primer estado de la Federación en contar con un perfil energético basado en el balance de energía estatal. El balance de energía se define como un conjunto de relaciones de equilibrio que cuantifica los flujos físicos del proceso de producción, intercambio, transformación y consumo final de energía, expresados en una unidad común Peta Joules, PJ, dentro del territorio estatal para el periodo de un año. La gestión energética en Guanajuato, misma que se lleva a cabo en el ámbito de la diversificación y la eficiencia energética, ambos aspectos de carácter local, se inicia con la elaboración del diagnóstico de la situación energética estatal. Lo anterior se ha desarrollado desde el año 2001, a través de proyectos específicos de la Secretaría de Desarrollo Económico Sustentable, SDES y el Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Guanajuato, CONCYTEG, con la colaboración de la Universidad de Guanajuato, contando en la actualidad con los siguientes documentos: • Balance de energía de 1998, 2000, 2001, 2002 y 2003 • Evaluación preliminar de los recursos energéticos renovables en

Guanajuato. • Evaluación del marco legal vigente en el estado de Guanajuato en materia

de energía y propuesta de modificaciones a la legislación vigente para incentivar el aprovechamiento de energía renovable.

• Atlas Bioclimático del Estado de Guanajuato.

En noviembre del año 2002 en una ceremonia presidida por el Lic. Juan Carlos Romero Hicks, Gobernador Constitucional del Estado de Guanajuato, se instaló el Comité Técnico en Energía del Estado de Guanajuato (CTEEG), tomando la protesta a sus miembros el Secretario de Energía del Gobierno Federal. Este Comité presidido por el Secretario de Desarrollo Económico Sustentable y con la coordinación a cargo del Secretario Técnico del mismo, el Lic. Luis Román Herrera, han contribuido en forma tangible en la transformación cultural de la sociedad, a través del fomento a la racionalización, uso de energía renovable, ahorro y eficiencia energética, en congruencia con la visión de largo plazo de la actual administración, plasmada en el segundo compromiso de Gobierno, que plantea la necesidad de alcanzar una economía al servicio de las personas, en equilibrio con el medio ambiente.

Las acciones y estrategias para el seguimiento del Programa de diversificación y eficiencia energética enunciado en el Programa Sectorial del Sector Económico y Medio Ambiente, se encuentran plasmadas en las siguientes líneas de trabajo, emanadas del diagnóstico energético en el contexto estatal y nacional en la materia,

1. Prospección, caracterización e inventario de recursos energéticos

renovables. 2. Desarrollo de un Sistema de Información Energética Estatal. 3. Promoción de actividades permanentes de difusión y capacitación. 4. Desarrollo del marco legal adecuado. 5. Programas de racionalización, eficiencia y ahorro de energía. 6. Proyectos de cogeneración y autoabastecimiento industrial y municipal. 7. Proyectos de investigación y desarrollo tecnológico en energía.

En agosto de 2005 el ejecutivo estatal, a través de la Unidad de Planeación de Inversión Estratégica (UPIE), con el objeto de fortalecer la gestión energética estatal, conformó un grupo operativo en el CONCYTEG, cuyos productos principales han sido: La preparación del Marco Legal Estatal en Energía, el Programa de Energía Estatal 2006-2012 y la elaboración del Sistema de Información Energética de Guanajuato, SIEG.

Dra. Ernestina Torres Reyes DIRECTORA DE VINCULACIÓN

CONCYTEG

SISTEMA DE INFORMACIÓN ENERGÉTICA DE GUANAJUATO. SIEG

Grupo de trabajo

Planeación Energética

CONCYTEG

Debido a la importancia que ha adquirido el aseguramiento del suministro de energía en la vida productiva del Estado, siendo esta el motor para el desarrollo sustentable de cualquier actividad productiva, así como la continua promoción del uso de fuentes de energías renovable para minimizar el impacto que sobre el medio ambiente tienen día con día por las actividades productivas del hombre, surge la necesidad de generar una herramienta la cual permita no solo contribuir con información actualizada para realizar una correcta planeación energética en el Estado sino que además permita conocer los proyectos y las obras que se vienen ejecutando año con año, los cuales proporcionan una diversificación energética cada vez mayor dentro de Guanajuato.

Por lo anterior se ha creado el Sistema de Información Energética de Guanajuato (SIEG). El SIEG se desarrolló como una plataforma de consulta sobre información energética catalogada en forma sectorial siendo también jerarquizada por niveles territoriales (Municipal, Regional y Estatal). Además, como herramienta de planeación para el desarrollo energético, mediante apoyo con información tanto económica como social, se busca que cumpla con las siguientes características: • Sistema de actualización continúa de la información energética y

socioeconómica del Estado, requerida para establecer el perfil energético estatal considerando sistemas de información geográfica, GIS.

• Jerárquicamente, la información se estructurará en tres niveles, Municipal, Regional y Estatal, organizada sectorialmente.

• Uso de series históricas en análisis prospectivo a partir de 1998, considerando:

1). Centros de transformación. 2). Oferta/Demanda 3). Precios. 4). Demografía y economía. 5). Indicadores energéticos. 6). Impacto ambiental. 7). Indicadores internacionales de referencia.

Estructuralmente, el SIEG consta de dos subsistemas principales:

1. El subsistema de energías renovables el cual contendrá la información sobre la identificación y la caracterización de los distintos recursos energéticos dentro del Estado que estén en la categoría de renovable, además de proyectos realizados actualmente en el Estado de Guanajuato en este ámbito en particular y su impacto a nivel Social, Económico y Energético.

Dentro del subsistema de energías renovables se encuentra un producto de gran importancia para la caracterización de la biomasa en el Estado denominado, Inventario de Biomasa.

El inventario de biomasa nos muestra la cuantificación de la biomasa existente en el Estado así como en sus diversas presentaciones. La cuantificación se realiza a nivel municipal y analiza los distintos tipos de biomasa de acuerdo al ciclo realizado durante su generación y consumo en las distintas fases donde intervienen la actividad humana (inducido) y el entorno natural (natural) (ver figura 1). De acuerdo a un análisis del ciclo se ha verificado que los procesos de generación y consumo natural e inducidos de biomasa pueden tener lugar tanto en las áreas modificadas (por ejemplo: áreas agrícolas), como en las áreas naturales (por ejemplo, áreas forestales), dependiendo si existen o no actividades humanas en esas áreas. Sobre esta base, por ejemplo, en un área de bosque pueden tener lugar procesos de consumo natural e inducidos, en el caso de que exista además de la descomposición natural, la explotación forestal de la zona. Los procesos de generación natural e inducido tendrían lugar en el caso de que en dicha zona forestal exista el crecimiento natural pero además el hombre realice reforestación en esas superficies. Sobre estas bases se ha estructurado un producto altamente confiable y único en el país.

Fig. 1 Ciclo de biomasa

2. El subsistema de diagnósticos energéticos sectoriales contendrá la información relacionada con los consumos de energía en los sectores industrial, agrícola,

Fig. 2 Portal del Sistema de Información Energética de Guanajuato, SIEG.

transporte, residencial, comercial y público del Estado de Guanajuato de acuerdo al tipo de combustible o energético utilizado por sector así como indicadores sectoriales de importancia. Este constará de módulos donde se muestre el consumo energético por tipo de energético y sector estudiado, siendo la información recabada mediante estudios realizado en campo y encuestas al sector.

Como complementos de gran importancia a los dos subsistemas presentados, el SIEG cuenta con dos productos importante dentro de su estructura.

El primero es un análisis del perfil energético en el Estado de Guanajuato el cual proporciona la cuantificación de la energía en los diferentes sectores económicos dentro de sus diversos conceptos: producción, exportación, importación, transformación y consumo, además de obtener indicadores de eficiencia con objeto de proporcionar un diagnóstico de la situación real de cada sector productivo en cuestión energética. El segundo producto, se denomina Atlas Bioclimático del Estado de Guanajuato. Esta herramienta contiene información referente a variables las

cuales son importantes para el diseño de edificaciones en donde se consideren las necesidades biológicas de comodidad de los usuarios, y la adaptación a las variaciones climáticas del entorno donde se construye o edifica, actuando de la manera más respetuosa con la naturaleza durante el diseño. El SIEG además incluirá, artículos de interés, noticias, herramientas de conversión de unidades, encuestas e informes sobre proyectos energéticos en ejecución dentro del Estado. Por último, nos es grato decir que el SIEG como herramienta de planeación busca fomentar el uso de la energía renovable y la eficiencia energética en el desarrollo del Estado de Guanajuato.

ENERGÍA EÓLICA

Grupo de Trabajo

Planeación Energética

CONCYTEG Los vientos ocurren por diferencias de presión generadas por un calentamiento no uniforme de la atmósfera terrestre, desplazándose grandes masas de aire de las zonas de alta presión a las de baja. Aproximadamente el 2% del calor del Sol que llega a la Tierra se convierte en viento, pero sólo una fracción muy pequeña puede ser aprovechada, ya que

buena parte de estos vientos ocurre a grandes alturas o sobre los océanos, mar adentro. Además, se requieren condiciones de intensidad y regularidad en el régimen de vientos para poder aprovecharlos. Se considera que vientos con velocidades promedio entre 5.0 y 12.5 metros por segundo son los aprovechables. El viento contiene energía cinética (de las masas de aire en movimiento) que puede convertirse en energía mecánica o eléctrica por medio de aeroturbinas, las cuales se componen por un arreglo de aspas, generador y torre, principalmente.

Las aeroturbinas pueden ser clasificadas, por la posición de su eje, en horizontales y verticales. De manera muy general, con un aerogenerador cuyas aspas tienen un diámetro de 40 metros y sujeto a vientos con velocidad promedio de 8 metros por segundo, se pueden tener 600 kW de capacidad, lo cual es suficiente para proveer de electricidad a un conjunto habitacional de 200 departamentos.

Promedio mensual de la velocidad máxima del viento en m/s registrada en el estado de Guanajuato en el año 2004. Fuente: SEMARNAT

En el estado de Guanajuato se tienen en promedio velocidades de viento que van de 8.7 a 16.2 metros por segundo SEMARNAT por lo que podemos

asegurar que este tipo de energía renovable podría ser ampliamente aprovechada en nuestro estado. Como datos de referencia, Por primera vez, España sobrepasó al mercado alemán en 2004, agregando 2,065 MW y poniéndose en la lista de los instaladores de alto nivel del mundo con 8,263 MW de total, España tiene el 6 por ciento de su demanda de la electricidad con el viento. El gobierno ha propuesto elevar sus metas nacionales para 2011 de 13,000 a 20,000 megawatts.

Alemania sigue siendo el líder total, con 16,629 MW de energía del viento, pero agregado solamente 2,037 megavatios en 2004, el segundo año consecutivo de contracción del mercado. Esto debido a la entrada tarde de la legislación sobre excesos de incertidumbre en energía renovable y a la aprobación del cambio de mejores procesos. La energía del viento ahora resuelve 6.6 por ciento de las necesidades de la electricidad de Alemania, encima a partir de 3 por ciento a finales del 2001, y satisface la mitad de la demanda de la energía en cuatro estados. En México, la Comisión reguladora de energía, CRE otorgó permiso a:

Parques Ecológicos de México, S.A. de C.V.

en el año de 2003 para generar energía eléctrica en su carácter de autoabastecimiento en La Ventosa, Municipio de Juchitán, Oaxaca en tres etapas con 82 aerogeneradores con capacidad de 1.25 MW cada uno. La capacidad total de la central será de 102.5 MW, con una producción estimada anual de energía eléctrica de 472.14 GWh.

Eoliatec del Istmo, S.A. De C.V. En Marzo de

2005 a que estará integrada por 124 aerogeneradores con capacidad de 1.32 MW cada uno. La central tendrá una capacidad total de 163.68 MW con una producción estimada anual de energía eléctrica de 573.4 GWh. La central de generación será construida en tres etapas: la primera comprenderá la instalación de 16 aerogeneradores para una capacidad de 21.12 MW (2006), y en la segunda y la tercera se instalarán 54 aerogeneradores (2008), en cada una, para un total de 71.28 MW respectivamente. La central estará ubicada en el Polígono de Santa Rita, Municipio de Juchitán, Oaxaca.

En Diciembre de 2005 otorgó permiso a Vientos del Istmo, S.A. de C.V utilizando una central eléctrica que estará integrada por 40 aerogeneradores con capacidad de 3 MW cada uno. La capacidad total de la central será de 120 MW (2007) con una producción estimada anual de energía eléctrica de 517.29

GWh. La central estará ubicada en Cabo Santa Teresa, Municipio de San Dionisio del Mar, Oaxaca.

Lo anterior significa que la capacidad instalada de energía eólica en México: • No rebasará los 100 MW promedio en los siguientes tres años. • Como en Alemania nos estancaremos, de dos a tres años cuando

exista una reforma energética. En México existe un recurso potencial estimado y según los escasos estudios realizados por sitio de 5000 MW

BIOGÁS Y BIOMETANACIÓN

Grupo de Trabajo

Planeación Energética

CONCYTEG

El biogás es una mezcla de gases, comúnmente dióxido de carbono y metano. Se produce por pocos tipos de microorganismos, generalmente cuando el aire o el oxígeno están ausentes (La ausencia de oxígeno se conoce como “condiciones anaeróbicas”). Los animales que comen muchas plantas, particularmente los animales que pastan como las vacas, producen grandes cantidades de biogás. El biogás se produce no por las vacas mismas, sino por los millones de microorganismos que viven en sus sistemas digestivos. El biogás también se produce en los fondos

custres y en pantanos, donde la descomposición de materia orgánica se realiza bajo condiciones húmedas y

anaeróbicas.

la

Una foto al microscopio de las bacterias productoras de metano.

En el proceso de biometanación, desperdicios orgánicos o biomasa con alto contenido de humedad se alimentan a un recipiente llamado digestor biológico. El biogás se considera como fuente de energía renovable. Esto es porque la producción de biogás depende del suministro de pastos, los cuales generalmente vuelven a crecer cada año. En comparación, el gas usado en la mayoría de nuestros hogares no se considera una forma de energía renovable. El gas natural se formó de los remanentes fosilizados de plantas y animales, un proceso que tomó millones de años. Estos recursos no “vuelve a crecer” en una escala de tiempo que sea significativa para los humanos.

Los animales plantígrados como las vacas, liberan grandes cantidades de biogás a la atmósfera.

El biogás no es algo nuevo, en el año 1776 el científico italiano volta descubrió que el principal compuesto del gas natural era metano. Solo 100 años después se descubrió el origen microbiológico de la formación de metano. En el año 1887 el científico Hoppe-Seyler pudo comprobar la formación de metano a partir del ión acetato. La misma Observación hizo Omelianski en 1886 con estiércol de vacas. En 1888 Gayon obtuvo gas al mezclar estiércol y agua, a una temperatura de 35 °C. En 1895 la digestión anaeróbica llegó a Inglaterra cuando el biogás fue recuperado de una instalación de tratamiento de aguas residuales, -cuidadosamente diseñado-, y se usó para alimentar el alumbrado público de Exeter. Soehngen descubrió en 1906 la formación de metano a partir de hidrógeno y dióxido de carbono. A su vez describió los primeros dos organismos que participaban en la formación de metano. En 1920 Imhoff puso en práctica el primer biodigestor en Alemania. Este consistía en un estanque hermético, el cual era alimentado con material fermentable Para la obtención de biogás.

La historia de la exploración y utilización del biogás en China cubre un periodo de más de 50 años. Las primeras plantas de biogás fueron construidas en la década de los 1940 por familias prósperas. Desde los años 1970, la investigación y tecnología del biogás se ha venido desarrollando a pasos agigantados y esta tecnología la ha promovido con singular vigor el gobierno chino. En las áreas rurales, más de 5 millones de pequeños digestores se han construido y actualmente más de 20 millones de personas usan biogás como combustible. En la India, el desarrollo de plantas de biogás para las viviendas rurales empezó en la década de los 1950. Un incremento acelerado en el número de plantas de biogás se registró en los 70 a través de un fuerte apoyo gubernamental. Así más de un millón de plantas de biogás existen en la India. En Alemania y Dinamarca la diseminación plantas de biogás se debe a la necesidad de fuentes alternas de energía como frente a economías en crisis energética, además de la elevación de precios en electricidad. Con la nueva legislación eléctrica del año 1991 en Alemania, los agricultores que producían electricidad recibieron un pago por kWh producido y entregado a las empresas de distribución, lo cual produjo una segunda ola de construcción de biodigestores que aún no termina. Una nueva ley de energía renovable mejora en un 30% el precio de compra a los pequeños productores. Además, se está considerando un nuevo aumento del precio por el cierre paulatino de las plantas nucleares. Este proceso comienza el año 2002 con el cierre de dos reactores en Alemania y termina con el cierre total de los reactores para el año 2030 en toda Europa. Por otra parte, el gobierno danés ha hecho esfuerzos considerables en el desarrollo de la tecnología del biogás, al tener programas de biogás financiados y apoyados por el gobierno. Las primeras plantas estaban únicamente diseñadas para generar energía, más tarde, sin embargo, las mismas plantas hicieron contribuciones significativas al resolver problemas en las áreas agrícola, energética y ambiental. La primera planta centralizada de biogás en Dinamarca fue establecida en 1984 a iniciativa del condado de Jutlandia del norte como una reacción a los altos precios del petróleo a inicio de los años 1980. A esta planta le siguieron otras dos como parte de la misma iniciativa y actualmente están 20 plantas en operación. La empresa AgCert ha construido ya 4 biodigestores en el estado de Guanajuato, que pertenecen a 2 personas morales diferentes: Productores Agropecuarios del Bajío, cuyas granjas se denominan “Nombre de Dios” y “San miguel”, ubicadas en el municipio de Dolores Hidalgo, Gto.; y Grupo Soles, cuyas granjas se denominan “San Isidro”, ubicada en el municipio de Villagrán, Gto y “Las norias”, ubicada en Santa Cruz de Juventino Rosas, Gto. Actualmente, dicha empresa tiene proyectados otros biodigestores en los municipios de León, Salamanca y Jaral del Progreso. En el estado de Guanajuato, el CONCyTEG apoya el proyecto denominado “Aprovechamiento de los desechos agropecuarios para la producción de biogás y biofertilizante para las comunidades rurales del Estado de Guanajuato”, teniendo como investigador responsable al Dr. Ernesto Camarena. El objetivo del proyecto es el uso y aprovechamiento de los desechos agropecuarios para producir biogás y bioabono por medio de la instalación de biodigestores de plástico de bajo precio y de fácil operación en las comunidades rurales del Estado de Guanajuato (Producir un biodigestor de los usados en el proyecto tiene un costo de $2,500.00). La implementación de biodigestores beneficia a los hogares que lo usen al ahorrarles del 60 al 100% del gasto de gas y/u otro(s) combustible(s); reduce la contaminación de suelo, agua y aire al dejar de depositarse el estiércol de que se produce a cielo abierto; se aprovechan materias para producir bioabono y energía, logrando así una mejor organización y arraigo a sus medios de producción; además de que al dejar de

usar leña para cocinar se reducen enfermedades respiratorias ocasionadas por el humo del fogón sobre todo en mujeres y niños. Actualmente se encuentran en operación 5 biodigestores. En el municipio de Irapuato se encuentra uno en el Instituto de Ciencias Agrícolas, y en las comunidades de Hacienda de Márquez, Guadalupe de Rivera y Molino de Santa Ana. En el municipio de Salamanca se encuentra uno en la comunidad de El Huaricho.

CALENTADORES SOLARES

Grupo de Trabajo

Planeación Energética

CONCYTEG

El gas L.P. es uno de los principales combustibles para la población en Guanajuato, ya que alrededor de 64 % del consumo estatal de gas L.P. se destina al sector residencial, en donde el 86.5 % de los hogares utilizan este combustible. Debido a que el precio de este combustible se ha encarecido de manera importante en los últimos años en México es necesario buscar alternativas las cuales nos permitan no solo disminuir el uso de este combustible, el cual contribuye de manera importante a la emisión de gases de combustión, uno de los generadores del efecto invernadero sino que además es necesario encontrar aquellas alternativas las cuales nos permitan ahorros económicos en las familias Guanajuatenses.

Se ha encontrado que la alternativa más viable hacia una sustitución parcial del uso del gas L.P. es el uso de calentadores solares. Un calentador solar de agua es un sistema fototérmico capaz de utilizar la energía térmica del sol para el calentamiento de agua sin usar ningún tipo de combustible.

Salida de aguaCaliente

Entrada de agua fría

Colector solar

Termo-tanque

Energía Solar

Sur geográfico

Los calentadores solares por su operación pueden ser de tres tipos:

Colectores solares sin cubierta de cristal Desventajas: Baja temperatura, Calefacción estacional de la piscina, Pobre funcionamiento en el frio o tiempo venteado. Ventajas: El de menor costo, Barato, Fuerte, Ligero, De baja presión

Colectores solares con cubierta de cristal Desventajas: Costo moderado, Mayor peso y fragilidad. Ventajas: Operación a mayor temperatura, Puede operar a la presión de la tubería de agua.

Tubo evacuado Desventajas: Costo alto, Fragil y la Instalación puede ser más complicada. Ventajas: Alta temperatura, No existen pérdidas por convección, Climas Frios,

Un calentador solar de agua tiene las siguientes características el cual lo hace el candidato más viable hacia la sustitución de este equipo como medio de calentamiento de agua de servicio.

1. No utiliza combustible para el calentamiento del agua, tomando únicamente la energía solar.

2. Por lo anterior no existe emisiones de gases a la atmósfera.

3. Permite generar ahorros económicos hasta de un 70 % en la economía familiar.

4. 250 litros en el termo-tanque funcionan adecuadamente para 5 ó 6 duchas.

Por lo anterior CONCYTEG ha formulado un proyecto denominado Proyecto Integral de Aplicación de Calentadores Solares el cual tiene por objetivos aprovechar la energía solar mediante el fomento en el uso de estos equipos en el sector residencial e industrial, así como establecer las bases necesarias para un cambio en la cultura de la gente y en la normatividad vigente hacia la necesidad del cambio en el

uso de este energético renovable inagotable.

Calentadores solares planos.

• En diciembre 2003, se tenían 573,919 m2 instalados en México.

• En el país hay del orden de 50 fabricantes de de estos equipos.estos equipos.

• El mercado nacional se incrementa a una razón del orden del 15%.

• A nivel mundial, a diciembre del 2001, se tenían se tenían del orden de 100 millardos de m2 instalados.

ENERGÍAS RENOVABLES

Grupo de Trabajo

Planeación Energética

CONCYTEG

Entre las opciones para reducir la dependencia del petróleo como principal energético, se reconsideró el mejor aprovechamiento de la energía solar y sus diversas manifestaciones secundarias tales como la energía eólica, hidráulica y las diversas formas de biomasa; es decir, las llamadas energías renovables.

Cuando en 1973 se produjeron eventos importantes en el mercado del petróleo en el mundo, que se manifestaron en los años posteriores en un encarecimiento notable de esta fuente de energía no renovable, resurgieron las preocupaciones sobre el suministro y precio futuro de la energía. Resultado de esto, los países consumidores, enfrentados a los altos costos del petróleo y a una dependencia casi total de este energético, tuvieron que modificar costumbres y buscar opciones para reducir su dependencia de fuentes no renovables.

Así, hacia mediados de los años setenta, múltiples centros de investigación en el mundo retomaron viejos estudios, organizaron grupos de trabajo e iniciaron la construcción y operación de prototipos de equipos y sistemas operados con energéticos renovables. Asimismo, se establecieron diversas empresas para aprovechar las oportunidades que se ofrecían para el desarrollo de estas tecnologías, dados los altos precios de las energías convencionales.

En la década de los ochenta, aparecen evidencias de un aumento en las concentraciones de gases que provocan el efecto de invernadero en la atmósfera terrestre, las cuales han sido atribuidas, en gran medida, a la quema de combustibles fósiles. Esto trajo como resultado una convocatoria mundial para buscar alternativas de reducción de las

concentraciones actuales de estos gases, lo que llevó a un replanteamiento de la importancia que pueden tener las energías renovables para crear sistemas sustentables. Como resultado de esta convocatoria, muchos países, particularmente los más desarrollados, establecen compromisos para limitar y reducir emisiones de gases de efecto de invernadero renovando así su interés en aplicar políticas de promoción de las energías renovables. Hoy en día, más de un cuarto de siglo después de la llamada crisis del petróleo, muchas de las tecnologías de aprovechamiento de energías renovables han madurado y evolucionado, aumentando su confiabilidad y mejorando su rentabilidad para muchas aplicaciones. Como resultado, países como Alemania, España, Israel y Estados Unidos en este orden presentan un crecimiento muy acelerado en el número de instalaciones que aprovechan la energía solar de manera directa o indirectamente a través de sus manifestaciones secundarias. Estimación del recurso de energía renovable en México, (Fuente: Secretaría de Energía) LA GEOTERMIA Alta entalpía (útil para generación eléctrica); ResReservas probadas: 1,340 MWe ResReservas probables: 4,600 MWe ResReservas posibles: 6,000 MWe

Total: 12,0Total: 12,000 MWe Baja entalpia (< 150 C; útil para calor de proceso)

ReRecursos estimados en 300-350 (103) PJ, basado en el analisis geoquímico de 395 manifestaciones superficiales en 276 localidades del país.

Manifestación Geotérmica

LA ENERGÍA SOLAR

• 5% de la superficie del país: 1.6 kJ/cm2-día promedio de radiación.

• 57% de la superficie del país: 1.6-2.0 kJ/cm2 - día prom.

• 38% de la superficie del país: > 2.0

kJ/cm2 -día prom.

LA ENERGÍA EÓLICA

• El recurso es en sitios localizados y no existe un valor global del recurso potencial.

• De los estudios realizados a la fecha en algunos sitios, se estima una cifra de

aproximadamente 50 000 (megawatts eléctricos) MWe* BIOMASA DE RECURSOS FORESTALES

• Madera directa natural: 748-1,287 PJ/año

• Madera directa de plantaciones energéticas: 716 PJ/año

• Madera indirecta natural (desperdicios): 53 PJ/año

Total: 1517 ––2056 PJ/año BIOMASA PARA COMBUSTIBLES Recurso biomásico para producir biodiesel (palma de acaite, colza, soya, aceite de ricino, sorgo, y girasol) y para producir etanol (caña de azucar y maíz) equivale aproximadamente a

200 PJ/año. BIOMASA DE RESIDUOS AGRÍCOLAS La suma de la contribución del bagazo de la caña, la cascarilla de arroz, la cascara del coco, y caña y del

rastrojo de la milpa es de aproximadamente es aproximadamente de 886 PJ/año.

PEQUEÑA, MINI Y MICRO HIDROENERGÍA No existe un valor global del recurso potencial CFE (información del IIE) identifica 171 sitios con potencial de < 10 MWe/sitio CONAE (2003) estima 3,300 MWe con una generación de 12,000 GWh.

Además de la riqueza en energéticos de origen fósil, México cuenta con un potencial muy importante en cuestión de recursos energéticos renovables, cuyo desarrollo permitirá al país contar con una mayor diversificación de fuentes de energía, ampliar la base industrial en un área que puede tener valor estratégico en el futuro, y atenuar los impactos ambientales ocasionados por la producción, distribución y uso final de las formas de energía convencionales.

Presentación del Proyecto de la Integración de la Red de Innovación Tecnológica en Energías Renovables

Por L.C.C. Julián Tapia El pasado jueves 2 de Marzo del presente año, en la sala de juntas del CONCYTEG se dio la Presentación de 3 Proyectos de la Red de Energías Renovables. La ceremonia comenzó con la presentación de la Dra. Ernestina Torres Reyes (Directora de Vinculación CONCYTEG), planteando una reseña de la utilización de las fuentes de energía renovable en Guanajuato. Destacó que para aumentar la competitividad de los sectores productivos, es necesario el uso y desarrollo tanto de nuevos procesos como productos con la incorporación, aplicación y desarrollo de la tecnología en energía solar, eólica y bio-energía

La reunión propone la creación de unared donde a través de la conformaciónde una Asociación Civil, se unan losesfuerzos de empresarios,investigadores y sectores socialesjunto con el CONCYTEG. El objetivode esta llamada “Red de Innovación”,es la de difundir y promover el uso delas energías renovables en Guanajuatomediante el desarrollo tecnológico yasí promover la vías de competitividadempresarial con una participacióndecisiva en la adecuación del marcolegal, el aprovechamiento y difusión deesquemas de financiamiento eincentivos fiscales a nivel estatal,

_____________________________ Presentación de Proyectos de la Red de Innovación Tecnológica en Energía Renovable, CONCYTEG

Teniendo como meta la actualización de las Innovaciones Tecnológicas en materia de la implementación de energías alternas tanto en la industria como en hogares. Se pretende arrancar el proyecto de Redes de Innovación Tecnológica con un presupuesto de $10, 000 000.00 m.n. (diez millones de pesos) designando a cada Red formada un Millón de pesos para que a través de asociaciones civiles debidamente registradas ante el RENIECYT. La red de energía renovables inició con la designación de una Comisión de Energías para dar trámite a la conformación jurídica de la Asociación Civil, así como sentar los postulados estratégicos, como parte de un plan de estrategia económica entre empresarios e investigadores (referida como un “negocio para todos” por el Dr. Pedro Luis López de Alba)

Se tuvo la participación de representantes de la Facultad de Arquitectura de la

Universidad de Guanajuato, ITESI (Instituto Tecnológico Superior de Irapuato), Instituto de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Guanajuato, Instituto de Investigaciones Científicas, UMSNH (Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo), IPICYT (Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica), Aranda & Cuellar Abogados, Secretaría de Desarrollo Social y Humano (S.D.S.H.) , Granja La Estrella, Centro de Ciencias Explora, Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica y Electrónica (F.I.M.E.E.) , Captasol S.A. de C.V. , I.I.C. ,y El Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales (LAPEM) de la Comisión Federal de Electricidad (C.F.E.).

La agenda que se cubrió inició con la ponencia del Dr. Agustín Jaime Castro

Montoya de la Universidad Michoacana San Nicolás de Hidalgo (UMSNH), sobre la “Producción de Etanol Anhidro por Hidrólisis ácida de residuos orgánicos.

Dr. Agustín Jaime Castro Montoya presenta el proceso

Donde enfatizó que parte de losgrandes problemas de uso deenergía a nivel mundial son: elabasto y distribución de alimentos,la dependencia del petróleo y elconfinamiento de la basura. Destacó que el aprovechamiento dela Biomasa (*), puede generarenergía reutilizable. * Son aquellos materialescompuestos de carbohidratos y quenos pueden producir químicos que

de la Hidrólisis Ácida Cuantitativa Asimismo, señaló que la producción de los residuos agrícolas es la gran

alternativa para la generación de biomasa ya que éstos, contienen materiales ligno-celulósicos (compuestos de azúcares), con los que se pueden procesar para la generación de energía. Tal proceso, es conocido como “Hidrólisis”. El Dr. Castro nos refiere de este proceso, como parte del elemento de la producción de combustibles líquidos a partir de materiales ligno-celulósicos (como es el caso del Etanol, que funge como sustituto de la gasolina).

Hidrólisis Fermentación Purificación

Proceso Global de Producción de Combustibles Líquidos (Etanol) a partir de materiales ligno-celulósicos.

No obstante, está determinado que la Hidrólisis, como primera etapa del proceso

global, es la menos estudiada a falta de la inversión; aunque de acuerdo a los resultados obtenidos, figura como un método muy prometedor en la generación de sustitutos de energía.

Finalmente, el Dr. Castro explicó que comprendidos en la etapa de Purificación

se encuentran procesos como: la Destilación Azeotrópica, la Destilación Extractiva y el Efecto de Sales.

A esta exposición le prosiguió el Dr. FelipeAlatriste Mondragón del IPICYT (Instituto Potosinode Investigación Científica y Tecnológica) con eltema “El aprovechamiento de Bio-sólidos y otrosresiduos orgánicos para la producción de Energía yFertilizantes”. Desarrollando la exposición de lageneración de lodos y bio-sólidos, la estabilizaciónde lodos, el aprovechamiento de los bio-sólidos, lageneración de residuos orgánicos y la co-digestión.Lo anterior en el marco del seguimiento técnico delproyecto apoyado por el FONINV.

___________________________ Dr. Felipe Alatriste Mondragón en presentación de

Aprovechamiento de Bio-sólidos

Entendiéndose –biogas- como el producto de los lodos que han sido sometidos a procesos de estabilización y que por su contenido de materia orgánica, nutrientes y características adquiridas, después de su estabilización, pueden ser susceptibles de aprovechamiento.

Dr. Felipe Alatriste Mondragón

Se habló de la importancia de la producción de biogás, en la que se sostiene que

la cantidad que puede producirse, a través de la mezcla de varios residuos orgánicos (generados principalmente de la conjunción de desechos de aguas industriales con aguas residuales de hogares). Planteando así, la posibilidad de la implementación de esta tecnología en granjas regionales.

Otra de las problemáticas vistas, es la de reducir la masa orgánica con la finalidad de evitar malos olores a causa del proceso de descomposición, el cual atrae a insectos y animales (visto generalmente en basureros municipales). Así el Dr. Alatriste plantea la aplicación de una “Digestión Anaerobia” como método de estabilización de lodos; la cual consiste en la degradación de la materia orgánica a CO2, CH4 y H2O. Por otra parte, los resultados optimistas de este método de estabilización, son la producción de biogás y abono orgánico.

BIOGAS ELECTRICIDAD

LODOS FERTILIZANTES Un punto muy importante a considerar, es que en la etapa de la co-digestión se

da un aumento en la producción de biogás al sustituir los nutrientes, humedad y capacidad amortiguadora cuando un sólo residuo es tratado al tener una digestión anaerobia simultánea de varios residuos orgánicos. Además, de que el tratamiento puede darse en instalaciones comunes, lo cual representa un gran ahorro.

En lo que refiere al estudio de factibilidad técnico, el Dr. Alatriste mencionó que

dentro del Proyecto del FOMIX (Fondos Mixtos), es imperante determinar la cantidad de metano producido por tonelada de residuo. Así como el estudiar las condiciones óptimas para operar el proceso de la co-digestión e identificar las combinaciones idóneas de residuos orgánicos produciendo mayor cantidad de biogás. Así como estudiar la viabilidad económica-financiera a través de un plan de negocios, como está comprometido dentro del apoyo otorgado para este estudio.

__________________________________________

Finalmente el Lic. Salvador ArandaMárquez de Aranda & Cuellar Abogados,presentó “Esquema general del marcolegal para el aprovechamiento de labiomasa en la generación de energía enel estado de Guanajuato”. Renewable Energy Investment Act yAlternative Fuel Act son las leyes deregulación que han entrado en vigor parala aplicación de las energías renovablestanto en Estados Unidos como enCanadá (respectivamente), comomencionó el Lic. Aranda al plantear losantecedentes en materia a la regulacióndel uso de energías alternas (tales comose incluye el etanol, metanol, gaspropano, gas natural, hidrógeno oelectricidad ).

Lic. Salvador Aranda Márquez de Aranda & Cuellar Abogados aportando su perspectiva del marco legal de uso de las energías renovables.

En tanto, la Unión Europea crea una directiva con objeto de fomentar el aumento

en la contribución de las fuentes de energía renovables en la generación de electricidad en el mercado interior de la electricidad, marcando parámetros de uso de formas alternas de energía para el 2010 de hasta un 22.1%, Estados Unidos ha contemplado un uso de un 10%.

El criterio dentro del marco legal planteado en la junta de Energías Renovables, trata sobre:

•

•

La creación de una ley para el fomento y aprovechamiento de las fuentes renovables de energía en el estado y municipios de Guanajuato.

La creación del reglamento para el aprovechamiento de los residuos sólidos municipales para la generación de energía.

A efecto de que la aplicación de energías renovables, no sea tema de conflicto

respecto a la operación y servicio por parte de la Comisión Federal de Electricidad (C.F.E.) y la Secretaría de Energía de México, se buscará siempre la coordinación, ya que la gestión energética del estado se lleva a cabo en el ámbito de la energías renovables dentro del marco legal vigente motivado por el carácter local de estas manifestaciones energéticas. A efecto de fomentar su uso se pretende incentivar

la generación de energía eléctrica y térmica con la innovación de tecnologías y así mismo, propiciar una culturalización acelerada sobre el conocimiento y aplicación de éstas, en el sentido de disminuir la brecha de la diferencia de 30 años que existen de rezago en nuestro país, en cuanto al tema que se refiere.

Energía renovable

Ide@s CONCYTEG ®. 1(02): Abril, 2006

ISSN: 2007-2716. Guanajuato, México.

http://www.latindex.org/buscador/ficRev.html?opcion=1&folio=19044

http://www.latindex.org/buscador/ficRev.html?opcion=1&folio=19044

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