Post on 05-Aug-2015
Cabrera E.
ITA, Universidad Politécnica de Valencia
AGUA, ENERGÍA Y EFICIENCIA
O
EL INAPLAZABLE RETO DE LA
SOSTENIBILIDAD
Talavera , 18 de Febrero de 2011
Quinto plenario:Conocimiento y tecnologías del agua
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
El ciclo sostenible del agua consumidor de energía
HEA en Kwh/m3
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
El Ciclo Sostenible Del Agua Consumidor De Energía
El gasto de energía asociado al agua en California
Electricidad (GWh)
Gas natural (millones de termias)
Diesel (metros cúbicos)
Suministro de agua y depuración Urbano 7554 19 ?
Agrícola 3188 Usos finales
Agrícola 7372 18 333080 Residencial
27887
4220 ? Comercial
Industrial Tratamiento de agua 2012 27 ?
TOTAL 48012 4284 333080
Consumo total año 2001 250494 13571 ? Porcentaje de energía en el Estado 19% 32% ?
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
AGUA:
•El uso sostenible delagua consume energía
ENERGÍA
•El consumo de energíaconlleva emisión de GEI
EMISIONES
• La emisión de GEIaltera el clima
Huella energética del manejo del agua
Huella emisión GEI
CLIMALa alteración del clima modifica el régimen de lluvias con tendencia (al menos en el Mediterráneo) a su disminución
El Ciclo Sostenible Del Agua Consumidor De Energía
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
Agua Y Energía. Un Asunto en la Cresta de la Ola
Nominal Oil-Price
December 1979, Peak 97$ in 2007 DollarsIran/Irak war
Gulf warSecondGulf war
Annual Average Domestic Crude Oil Prices 1974-Present U.S. Inflation Adjusted 2007
$0
$20
$40
$60
$80
$100
1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
Time (years)
Pri
ce ($
)
Nominal Oil-Price
December 1979, Peak 97$ in 2007 DollarsIran/Irak war
Gulf warSecondGulf war
Annual Average Domestic Crude Oil Prices 1974-Present U.S. Inflation Adjusted 2007
$0
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$40
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$80
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1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
Time (years)
Pri
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)
INVERSIÓN EN I+D EN PAÍSES IEA (IEA, 2008) PRECIO NOMINAL Y ACTUALIZADO DEL PETRÓLEO
VIA TRADICIONAL: LA MEJORA DE LOS PROCESOS
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
Agua Y Energía. Un Asunto en la Cresta de la Ola
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
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Agua Y Energía. Un Asunto en la Cresta de la Ola
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
Horquillas consumo de energía. Ciclo urbano del agua en la Costa Brava (Sala, 2007)
Abastecimiento Depuración
Procedencia agua potable
Horquilla consumo (Kwh/m3)
Tipo planta
Horquilla consumo (Kwh/m3)
Superficial (corta distancia < 10 Km) 0.0002 – 0.37
Fangos activados convencionales
0.43 – 1.09
Superficial (larga distancia >10 Km)
0.15 – 1.74
Aireación prolongada
0.49 – 1.01
Subterránea (acuíferos locales)
0.37 – 0.75
Lagunaje convencional
0.05
Subterránea (acuíferos lejanos)
0.60 – 1.32
Desalación (incluso distribución)
4.94 – 5.41
Agua Y Energía en España
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTEConsumo de energía en regadíos, agricultura y pesca por autonomías (MAPA, 2002)
Agua Y Energía en España
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
Uso Gasto de agua Consumo unitario medio Energía requerida Urbano (ciclo completo) 6300 hm3/año 3 kwh/m3 18900 Gwh Riego (ciclo completo) 23800 hm3/año 0.2 kwh/m3 4760 Gwh TOTAL 23660 Gwh
Estimación conservadora. Aún así: Algo más del 10 % del total de 223000 Gwh en el año 2005 (CNE, 2006) La estimación agrícola, aunque conservadora, está en línea con la valoración del MAPA. Sólo el riego por goteo supone 0.31 Kwh/m3
La energía perdida en fugas urbanas (supuesto un 20%) es unos 4000 Gwh/año Sólo en los aljibes se pierden un mínimo de 200 Gwh/año El potencial ahorro de agua, y por tanto, de energía (embedded energy) es muy alto. Y a nadie le ha dado por explorarlo.
Demanda de energía eléctrica (estimada) ligada al agua en España
Agua Y Energía en España
Análisis y mejora de la gestión: Huelas energéticas del agua (HEA)• Ventaja: Casi todo está por hacer. Enorme margen de mejora• Inconveniente: Sólo tiene sentido con análisis integrales.
DOS LÍNEAS DE ACTUACIÓN: Mejora de procesos y de la eficiencia. Pioneros en desalación. Bombeos (BVV)
• Ventaja: Mejoras tecnológicas (análisis coste/beneficio)• Inconveniente: Vía ya muy explorada
Agua Y Energía en España
Paso 1: Establecimiento en los procesos de objetivos energéticos
Paso 2: Auditoría energética del proceso
Paso 3: Mejora de los procesos más ineficientes energéticamente
Paso 4: Compartir experiencias y reiniciar el ciclo
Energía Energía Energía Energía
Extracción material y preparación
Producción del material
Fabricación de la tubería
Transporte y montaje de tuberías
ETAPA DE FABRICACIÓN
Energía
EnergíaEnergía
Energía Energía
Operación (bombeo, fricción,…)
Reparación/ Rehabilitación
Mantenimiento/ Limpieza
ETAPA DE EXPLOTACIÓN
ETAPA DE SUSTITUCIÓN
Desmontaje (excavación, transporte,..)
Reutilización material tubería
Vertido final
Análisis globales: LA NECESIDAD DE SER EFICIENTES
EIO-LCA (Environmental Input-Output Life-Cycle Assessment)
Buenas métricas. Importancia de la eficiencia
TABLE 1. ENERGY BALANCE (ALL CASES PRE SENTED)
Energy
Real network
Ideal network (no leaks)
Short Term
Tpp tt ,
(kWh/day)
Long Term
Tpp tt ,
(MWh/year)
Short Term
Tpp tt ,
(kWh/day)
Long Term
Tpp tt ,
(MWh/year)
)( pInput tE )( pN tE 386.66 (28.3%) 118.75 (28.7%) 322.52 (27.3%) 82.79 (27.7%)
)( pP tE 977.75 (71.7%) 294.76 (71.3%) 857.95 (72.7%) 215.60 (72.3%)
)( pOutput tE
)( pU tE 453.20 (33.2%) 169.13 (40.9%) 501.71 (42.5%) 179.73 (60.2%)
)( pL tE 232.67 (17.1%) 77.53 (18.8%) - (0%) - (0%)
)( pC tE 128.87 (9.4%) 0.17 (0.0%) 217.28 (18.4%) 0.20 (0.1%)
)( pDissipated tE )( pF tE 549.84 (40.3%) 166.86 (40.4%) 461.12 (39.1%) 118.63 (39.8%)
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
La énfasis a poner en mejorar la eficiencia de los procesos (disminuir las HEA) depende de cuestiones económicas (análisis coste/beneficio) y en menor medida de decisiones políticas.
A la hora de mejorar la gestión el orden se invierte. Depende en gran medida de decisiones políticas aunque también es sensible a razones económicas
RAZONES ECONÓMICAS: Precio de la energía Precio del agua Bonificación por créditos de carbono Repercusión (o no) de los costes ambientales.
CUESTIONES POLITICAS: Coordinación de la administración con una clara asignación del liderazgo (CEC) Establecer mecanismos de regulación y control, hoy inexistentes Educación ambiental
El camino a seguir: Motores y obstáculos
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
ESTE SERÍA UN PRIMER LISTADO DE ACCIONES CONCRETAS
Auditar bien todos los usos del agua
Desarrollar buenas métricas de cálculo de las HEA
Implantar mecanismos económicos y sistemas tarifarios que propicien la eficiencia
Incluir en los análisis los costes ambientales y los costes energéticos de los LCA
Resolver siempre a favor de la solución con mejor relación coste/beneficio.
Planteamientos globales
Educar y sensibilizar a la ciudadanía
TRAS PLANTEAR EL PROBLEMA EN EL MARCO DE UNAS CONDICIONES DE CONTORNO QUE PERMITAN ENCONTRAR UNA SOLUCIÓN RAZONABLE,
El camino a seguir: Motores y obstáculos
AGUA Y ENERGÍA EN ESPAÑAUN RETO COMPLEJO Y FASCINANTE
INFORME DEL DoE AL CONGRESO
Coordinar las administraciones
Plantear análisis globales porque lo que conviene desde una óptica puede que no sea lo mejor desde otra óptica alternativa.
(caso de los biocombustibles)
Optimizar las sinergias de las infraestructuras hídricas y energéticas.
El complejo puzle agua – energía – cambio climático (Hightower, 2005)
LOS PROBLEMAS ESTÁN ACOPLADOS
PERO LA ADMINISTRACIÓN Y, POR TANTO,
LAS SOLUCIONES ¡No lo están!
CONCLUSIONES