Post on 28-Mar-2016
description
Reptes i limitacions del canvi de l'actual model energètic
Emili Garcia-Ladona*Oil Crash Observatori (OCO)Institut de Ciències del Mar (ICM- CSIC)
* Antonio Turiel, Jordi Solé, Joaquim Ballabrera, Antonio García-Olivares
Transició energètica: són les renovables l'alternativa
Col·legi d'Arquitectes de Catalunya, 12 de Juliol de 2012
Sumari Tenim un greu problema !,
el Peak Oil (la corba de Hubbert)
Societat i energia: EROEI Què està passant ? Creixement….
Només ens queda l'energia renovable....
Proposta Hipòtesis Mix Fem números ..
Conclusions
Reflexions
Ara
O bé …
En 1956, M. King Hubbert va predir que la produccióde petròli dels USA arribaria al seu màxim en 1970, ies van posar a riure.
Tot i els esforços per evitar-ho, en 1970 la producciópetroliera d'USA va arribar al seu zènit i va començar a declinar, iniciant una era d'inestabilidad geopolítica que encara dura fins alsnostres dies. En 30 anys ha declinat més del 50% sobre el valor del seu pic.
(Font: Energy Bulletin)
La corba de Hubbert
La AIE reconeix per primera vegada que el PeakOil va ser el 2006
9 de Novembre de 2010:
34% petroli26% carbó21% gas6% nuclear
------------------87% No renovable
13% Renovable
Energia i Societat
EI
EPEU
EROEI (“Energy Recovered Over Energy Invested”)
EI
EPEU
EI
EP EU
Si ε és gran
EI
EP
EU
Si ε és petit
EP = EI
Si ε=1
Fuentes TRE Cleveland (1) TRE Elliott(2) TRE Hore-Lacy(3)
Combustibles fósiles
Petróleo- Hasta 1940- Hasta 1970
- Hoy
> 100238
50 - 100
Carbón- Hasta 1950- Hasta 1970
8030
2 - 7 7 - 17
Gas natural 1 - 5 5 - 6
Pizarra bituminosa 0,7 - 13,3
Energía nuclear
Uranio 235 5 - 100 5 - 100 10 - 60Energías renovables
Biomasa 3 - 5 5 - 27
Hidroeléctrica 11,2 50 - 250 50 - 200Eólica 5 - 80 20
Geotérmica 1,9 - 13
Solar- Mediante colectores- Térmica- Fotovoltaica
1,6 - 1,94,2
1,7 - 10 3 - 9 4 - 9Etanol- De caña de azúcar- De maíz- De residuos de maíz
0,8 - 1,71,3
0,7 - 1,8Metanol (de madera) 2,6
1) Cleveland et al. Energy and the U.S. Economy: A Biophysical Perspective, Science 31,1984
2) David Eliott, A sustainablefuture? the limits of renewables,
Before the wells run dry, Feasta2003.
3) Ian Hore-Lacy, RenewableEnergy and Nuclear Power,
Before the wells run dry, Feasta2003.
Creixement
(Font: IndexMundi amb dades del World Bank)
!
Feb-2012Feb-1996
Alternatives existents: només ens queda l’energia renovable....
No renovables:
Portadors (carriers):
Renovables:
Electricitat Hidrògen
+ petroli gas carbó nuclear
Solar Eòlica
Pic: jaBaix EROEI
Pic: 2020 Pic:2015/2030
Pic: 1980/2040
(Searching for a miracle, Richard Heinberg (2009) - citant Prof. Charles Hall)Biocombustibles
EROEI=0.8-1.9Ineficaç
Escassetatde materials
Hidroelèctrica
Poca expansióExpansió moderada
BiomassaGeotèrmicaMareomotriu
Altres
Escàspotencial
Alternatives existents: Combustibles
Una proposta
Hipòtesis
Jacobson & Delucchi, Energy Policy (2009)
projecció 16.9 TW energia en 2030 (EIA/DOE, 2009)– WWS -> 11.5 TW (68 %)
Renovable
Heinberg (2009)
García-Olivares et al, Energy Policy (2011)Tecnologies provadesNo ha de dependre de materials escassos
2010 ---> 12.5 TW ( 2 TW elec.)– Electrificació de la societat !
Proporcionar una quantitat substancial d'energiaEROEI almenys 10:1Inaceptable impacte mediambiental, social, geopolític
Proposta: CSP
Dessertec
Fuente: García-Olivares et al., A GLOBAL ALTERNATIVE TO FOSSIL FUELS WITH EXISTING TECHNOLOGIES, submitted to Energy Policy, 2011
Proposta: Vent
Mix
Fem números !…
Acer132 tn/MW (Vestas V-90 3 MW), - 180 tn/MW (Andasol)Reserves: 100-200 anys al ritme actual (USGS, 2009, p.81)
Ciment (Arena, grava, pedra calcàrea) abundant
Nitrats (12 % CSP)1.4 TW durant la nit requereix 596 Mt de nitratsReserves: 37 Mt (1.43 Mt/y, SQM, 2010, p.5)
Neodimi5 MW, 2Tn magneto (12% Nd) i altres TRAS (Kramer, 2010)Total: 8 M Tn, (7000 tn/yr in 2001) (Emsley, 2003, p.268)
en 30 anys ~ 30000 tn/yr (4 vegades la producció actual)
Coure (Producció)
MolinsAnàlisi de diferents sistemes (DIFG, DDPM, DDSM) i diferents parcsen funcionament 1.85-2.7 tn/MW (2 tn/MW International CopperAssociation, Mercurio de Calama, 2010).
10 tn/MW eòlica marina (14.5 tn/MW Borkum-2, ABB 2007)
CSP2 tn/MW (30 % WaR i 70 % StE)
Total: 183 MtCoure (Transmissió)
Línies HVDC segons (DESERTEC Project, Trieb, 2006)Total: 38 Mt
221 MtRESERVES: 550 Mt (16 Mt/y USGS, 2009, p.54)
42 % (14 anys)
Alumini (Transmissió): < 1% reserves (USGS, 2009 p. 28)
TRANSPORT (~ 109 Vehícles)
Liti (ion-Liti)Total: 8 MtReserves: 4.1 Mt (0.027 Mt/y, USGS, 2009)
13 Mt (USGS, 2011)Niquel i Zinc (Na-NiCl2, zinc-air):
Total: 66 Mt (Ni) -- 19.7 Mt (Z)Reserves: 70 Mt (1.61 Mt/y, Ni)
180 Mt (11.3 Mt/y, Z)Platí (10% EV):
Total: 0.031 Mt Reserves: 0.07 Mt (0.001 Mt/y, Ni)
Coure:Total: 10.7 Mt (tren) + 98 Mt (cotxes) 108.7 Mt
221 Mt
330 Mt
Conclusions
• En termes de consum de materials: Ciment, alumini, zinc cap problema Acer: cap problema però equival a destinar tot l’acer de la
indústria de l’automòvil en un any durant 40 anys Terres rares (i.e. Neodimi): a evitar Coure: 330 Mt / 550 Mt, 66% de les reserves ! Nitrats: 596 Mt / 34 Mt, Síntesi Artificial ! Bateries (Li, Ni):
Li***: 8 Mt / 4 Mt (13 Mt) Ni: 66 Mt / 70 MtPt: 0.003 Mt / 0.007 Mt
60 % Li, (USGS, 2011, Gruber et al., Research&Analysis, 2011)95 % de les reserves de Ni !44 % de les reserves de Pt pel 10 % de vehicles amb fuel-cell !
• Un mix renovable és factible per 11.5 Tw amb tecnologiesprovades
• Garantir l’energia de la societat a mig termini implica, desenvolupar les energies renovables amb urgència (no és una opció !)
• l’electrificació de la societat.• L’explotació intensiva de certs materials
Reflexions
Sens dubte l’alternativa més segura ésreduir el consum d’energia !!!
• A llarg termini => impossibilitat del creixement !
• Aproximacions recents “top-bottom” indiquen que pot haver menysenergia disponible (de Castro et al., Energy Policy, 2012)La variabilitat climàtica pot influir seriosament l'eficiència
• Les quantitats necessàries i l’urgència impliquen:• Prendre mesures d’economia de guerra ara !• Provoca una acceleració del l’exhauriment de les reserves de certs
materials• Desenvolupar urgentment un potent sistema de reciclat de
materials
Moltes Gràcies
http://oilcrash.net/