PEMEX-REFINACIONINSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO

XVI Foro de Avances de la Industria de Refinación

Energía Solar y Nuevas Tecnologías

Carlos Ramoscramos@iie.org.mx

Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas, México

Méxcio, D.F., Junio, 2010

Qué son las Tecnologías Termosolares a Concentración ?

Los sistemas de energía solar térmica a concentración producen calor o electricidad mediante el uso de espejos que concentran los rayos del sol a temperaturas que oscilan entre los 400 y 1000 ºC

Las centrales solares pueden integrarse con almacenamiento o en operación híbrida con otros combustibles

En la actualidad estas centrales pueden tener potencias desde 30 MW hasta por encima de los 100 MW

Porqué Utilizarlas ?

La energía solar térmica a concentración es una forma viable de generar electricidad y calor de proceso

Esta tecnología no contribuye al cambio climático y su fuente es inagotable

Técnicamente madura para crecer en su aplicación en forma exponencial (franja solar)

Sustitución y desplazamiento de combustibles fósiles

Otras aplicaciones importantes (desalación de agua, producción de frío, química solar)

Sistemas Termosolares a Concentración

Receptor Central500-1000°C

Canales Parabólicos150-400°C

Platos Parabólicos500-1500°C

Fuente: Solarpaces annual report

Tecnología de Receptor Central

• Colector (Helióstatos)

• Receptor (Cavidad o externo)

• Almacenamiento

• Unidad de Generación Eléctrica

• Unidad de Control Automático

Tecnología de Canal Parabólica

• Colector - Receptor

• Almacenamiento

• Unidad de Generación Eléctrica

• Unidad de Control Automático

Tecnología de Plato Parabólico

• Colector (concentrador)

• Receptor (motor Stirling)

• Estructura y mecanismos de direccionamiento

• Unidad de Generación Eléctrica

• Unidad de Control Automático

Instalaciones de Prueba y Plantas

PSI (CH)

Solar One (US)

WIS (IL)

CNRS (F)SEGS (US)

PSA (E)

ANU (AUS)WIS (IL)

Plantas Termosolares a Concentración para Generación de Electricidad

Campo Solar Integrado a Ciclos Rankine

Campo SolarIntegrado a Ciclos Combinados(Integrated Solar Combined Cycle,ISCC)

Fuente: Michael Geyer, SolarPACES Implementing Agreement

Plantas Termosolares a ConcentraciónPotencia Despachable

Canal Parabólica: Comercial Instalaciones a escala industrial

Receptor Central: Pre-Comercial Instalaciones a escala piloto yescala industrial

Plantas de hasta 200 MW o variasplantas Eficiencias moderadas (Solar-eléctrica) Con almacenamiento podríanobtenerse factores de planta porarriba del 70%

Plato Parabólico:

Pre-comercial

Instalaciones a nivelde planta piloto

Modulares(10-25 kWe)

Generación distribuida

Alta eficiencia

Integración paraconformar plantas agran escala

Plantas Termosolares a ConcentraciónPotencia No-Despachable

Solar Energy Generating Systems (SEGS I-IX), Kramer Junction, Dagget

y Harper Lake, CA., 9 plantas totalizando 354 MWe

Arizona 1 MW

Nevada Solar One 64 MW

Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Canal Parabólica)

Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Canal Parabólica)

Andasol 1

• 50 MW• Almacenamiento(7.5 h)• Sales fundidas

Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Receptor Central)

PS10:

10 MW

624 heliostatos

Torre de 120 m dealtura

Receptor cavidad

Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Receptor Central)

PS20:

20 MW

1255 heliostatos(120 m2)

Torre de 165 m dealtura

Receptor cavidad

País En operación En construcción Propuestas Total

España 132 1417 12682 14231

EUA 424 6987 7411

Israel 220 220

Argelia 25 140 165

Sudáfrica 100 100

China 50 50

Grecia 50 50

México 31 ? 31

Egipto 25 25

Marruecos 6 20 26

Italia 5 5

Australia 2 2

Alemania 2 2

TOTAL 564 1544 20210 22318

Plantas Termosolares a Concentración

Volumen de Mercado Mundial(al 2009 en MW)

Base Tecnológica Entorno Munidal

Energía Solar TérmicaTendencias tecnológicas: Proyectos pilotos de CC con CP Desarrollo de nuevos ciclos para RC Identificación de nichos de aplicación

Costos estimados: Instalación: 3500-? US$/kWGeneración: actual 11-15 US¢/kWh, proyectado al 2020 4-5 US¢/kWh

Capacidad instalada: al 2009: 564 MW

Entorno Mundial Esquemas de Promoción

Portafolio renovable

Compra obligatoria

Bonos a productores

“Precio verde”

Información ambiental abierta

Políticas para extensión de líneas

Planeación integrada de recursos

Condiciones del Entorno en México

Recursos energéticos disponibles: no suficientemente explorados ni caracterizados

Tecnologías: arsenal local limitado; disponibles en entorno internacional

Nichos regionales de posibles aplicaciones rentables: electrificación rural, generación distribuida, pequeña generación, repotenciación, química solar

Marco legal limitativo, en evolución

Marco programático incipiente

Posibilidades en Mexico Energía Solar Térmica

Más de 3500 MW explotables

Subvención GEF para una planta de CC con CP (50 millones US$)

Repotenciación

Proyectos varios de desarrollo tecnológico (RC, CP, PP)

Escenario

Bajo un escenario moderado países con recurso solar podrían:

Generar una inversión de 8500 millones de USD en 2015 y unos 70000 millones de USD para el 2050

Crear más de 200000 empleos para 2020 y poco más de un millón en 2050

Ahorrar 148 millones de toneladas de CO2 anuales en 2020 que llegarían a poco más de 2000 millones para 2050

Conclusiones

Las TSC ofrecen buenas oportunidades para el fortalecimiento del sistema energético (eléctrico, industrial, residencial, transporte)

Abundantes recursos energéticos alternos que no están siendo explotados, ni considerados en los planes de expansión de los diferentes sectores

Para revertir esta situación es necesario instrumentar planes y programas en ES, orientados a:

Mejorar el conocimiento cuantitativo y cualitativo de los recursos Incrementar el número de recursos humanos calificados en el temaAsimilar la tecnología y transferirla a la industria nacionalDesarrollar nuevas tecnologías destinadas al mercado

Además es necesario adecuar el marco regulatorio, a fin de que la ES tenga igualdad de oportunidades en los programas de creación de infraestructura energética.

Gracias......