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Energías Sustentables
David MORILLÓNDavid MORILLÓN
México, DF, 1ro de marzo de 2010México, DF, 1ro de marzo de 2010
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SISTEMA ENERGÉTICO
Energías Primarias
Combustibles
Electricidad
Energías Intermedias Consumo
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Eficiencia 3%
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2008
FUENTES DE ENERGÍA EN MÉXICOGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Balance Nacional de Energía 2008
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Fuente: Balance Nacional de Energía 2008
Sector eléctrico mexicanoGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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RESERVAS PROBADAS DE PETROLEOGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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RESERVAS PROBADAS DE GAS NATURALGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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RESERVAS PROBADAS DE CARBÓNGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Fuente: Balance Nacional de Energía 2008
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Explotación del petróleo sigue una curva tipo campana
MundialM. sin G. PérsicoGolfo PérsicoEE.UU y Canadá Ex URSSU. K., Noruega y México
EUROSOLAR 6-A
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Medio Ambiente y Energía El consumo energético y su impacto en el medio ambiente
OleoductoEmisión
Planta Eléctrica
Emisión
EmisiónEmisión
Emisión
EmisiónEmisión
DesechosRefinería
Vivienda Transporte Industria
Extracción
Transporte
Transformación
Consumofinal
Entrada de Energía
AveríasContaminación
del agua
Accidente
DerrameContaminación
del suelo
Carbón- Petróleo-Gas
Contaminación del suelo
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CONCENTRACIÓN DE CO2 (ppmv)
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Año
pp
mv
C: ACCIÓN FUERTE
C: NINGÚNA ACCIÓN
C: ACCIÓN MEDIANA
Cambio climático: concentración de CO2
Causado por la actividad humana Aumento de gases en la atmósfera cuyo efecto es... ¡¡ Incrementar la CONTAMINACIÓN global de la atmósfera !!
Los gases que más afectan son COx, CFC´s y NOx
¡Las magnitudes del efecto dependerá de nuestras acciones para reducir las emisiones!
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AUMENTO EN TEMPERATURA GLOBAL PROMEDIO (o C )
0.0
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4.0
5.0
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Año
Tem
pera
tura
oC
C: ACCIÓN FUERTE
C: NINGÚNA ACCIÓN
C: ACCIÓN MEDIANA
Cambio climático: temperatura
Fuente: Climate Change The IPCC Scientifica Assessment Intergovernmental Panel on Climate Change, World Meteorological Organization/ United Nations Environmental Program, Cambridge Univerdsity Press, 1990
¡Las magnitudes del efecto dependerá de nuestras acciones para reducir las emisiones!
Los gases que más afectan son COx, CFC´s y NOx
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Cambio climático – nivel oceánico
Fuente: Climate Change The IPCC Scientifica Assessment Intergovernmental Panel on Climate Change, World Meteorological Organization/ United Nations Environmental Program, Cambridge Univerdsity Press, 1990
AUMENTO EN EL NIVEL OCEÁNICO
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Año
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C: ACCIÓN FUERTE
C: NINGÚNA ACCIÓN
C: ACCIÓN MEDIANA
¡Las magnitudes del efecto dependerá de nuestras acciones para reducir las emisiones!
Los gases que más afectan son COx , CFC´s y NOx
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ENERGÍAS RENOVABLES
BIOMASA ENERGIA DE LOS OCEANOS (mareas, olas y corrientes)
ENERGÍA
GEOTÉRMICA ENERGÍA HIDRÁULICA
ENERGÍA EÓLICAENERGÍA SOLAR
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•Generación de energía eléctrica en gran escala•Sustitución parcial de combustibles fósiles•Biocarburantes sustitutos•Energetización rural aislada•Racionalización energética en viviendas y edificaciones•Respaldos energéticos
Aplicación de las energías renovablesGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Termosolar de torre centralGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Centrales térmicas solares de canal parabólico
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Sistemas fotovoltaicosGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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CALENTAMIENTO SOLAR DE AGUA(Colectores mexicanos en Villa Guerrero, Edo. de Méx)
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HORNO SOLAR TOLOCATZIN (Toluca, 2002 )
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Sistemas eólicosGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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BiomasaGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Plantas geotermoeléctricasGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Pequeñas Centrales HidroeléctricasGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Edificios de energía plus
EUROSOLAR 9.1-A
Arquitectura bioclimática
Vivienda de bajo consumo energéticocon aprovechamiento pasivo del sol
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Fuente: Balance Nacional de Energía 2008
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Fuente: Balance Nacional de Energía 2008
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89.7
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Fuente: Balance Nacional de Energía 2008
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19.4
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Fuente: Balance Nacional de Energía 2008
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Fuente: Balance Nacional de Energía 2008
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Calentamiento de agua con energía solar
• Más de 1,159.58 mil m2 de calentadores solares de agua instalados hasta 2008 en México:
– 11.6 m2 por cada mil habitantes
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Fuente: Balance Nacional de Energía 2008
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PLANTA SOLAR 10 kW
• Estudio preliminar 1978• 600 m2 de espejos• Orientación E-W• 16 módulos 15 m longitud y 2.5
m apertura• II-UNAM con SENER• II-UNAM ha venido trabajando
con CFE desde 1989
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Planta Piloto Termosolar de Concentradores de Canal Parabólico. Generación Directa de Vapor (1994)
SISTEMAS FOTOTÉRMICOS EN MÉXICO
Laboratorio de Óptica Solar y Laboratorio de Implantación de Iones al Alto Vacío (Sputtering, cañón de electrones...)
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COMUNIDADES RURALES
COCINAS SOLARES BAÑOS PUBLICOS
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HIBRIDO SOLAR-BIOMASA COMUNIDADES RURALES
DIGESTORES DE METANO CALENTADORES SOLARES PLANOS
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Comal solar Tolocatzin (1999) GTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Edificio sustentableGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Vivienda plus: AlemaniaIndicadores de energía de diferentes estándares de construcción
Demanda energética(Indicadores de energía en kWh/m²* a)
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Electricidad Agua caliente Calefacción
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Paradigmas del edificio sustentable GTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Centro de Investigación en Energía de la UNAM Instituto Nacional de Salud Museo de Sitio Xochicalco Centro Campestre Asturiano Club de los Pumas Biblioteca de la UAM-A Museos de la Ruta Zapata Varios ejemplos de edificios en todo el país
Edificios sustentables en MéxicoGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Vivienda sustentable en México Tlaxcala, colonia semirural (70`) Prototipos de Infonavit (SLP, La Paz, Chih) (80`) Vivienda bioclimática de la Universidad de Guadalajara (80`) Fraccionamiento Residencial Ecológico los Guayabos en
Guadalajara (90`) Colonia en Hermosillo CEMEX (99) Dos fraccionamientos en Colima (94) Fraccionamiento hacienda de las torres en Cd. Juárez
(Principios del 2000) Vivienda bioclimática ICA (2002) Vivienda bioclimática URBI (2004) Vivienda térmica CCCh (2005-2006) Viviendas con techos verdes en Guadalajara(2007-2008) Varios ejemplos de viviendas en todo el país (70-07)
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Vivienda de interés socialGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Calentador solar de agua
Chimenea solar
Ventilación subterránea
Almacenamiento de calor
Tratamiento de agua gris y re-uso
Ahorro de energía en iluminación
Ahorro de agua
Manual de manejo de la vivienda
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GTSGrupo de Tecnologías Sustentables Estrategias
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Proyecto PilotoLa Vivienda Sustentable, CONAVI
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Uso de Energía en los Edificios
Matriz energética de México Consumo de energía por sector
Consumo de energía en los edificiosConsumo de por tipo de energía
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Programas para el aprovechamiento de las energías renovables
•Legislación
•Normatividad
•Programas de financiamiento
•Programas de desarrollo sectorial y tecnológico
•Investigación
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Proyectos legislativos
•Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos
•Ley para el Aprovechamiento Sustentable de la Energía
•Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética
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Proyectos sobre normatividad•Código de Edificación de Vivienda: Capitulo de Sustentabilidad, uso obligatorio de calentadores solares en un mínimo del 50 % de total de las necesidades del agua caliente de la vivienda y hasta 10 kW de generación de electricidad con fotovoltaicos conectados a la red
•Norma Oficial Mexicana para el Uso de los Calentadores Solares de Agua en la Ciudad de México, mínimo un 30 % del total de los requerimientos en edificios comerciales
•Normas Mexicanas para la Eficiencia de los Calentadores Solares de Agua y la instalación, en proceso las normas de sistemas de calentamiento de agua con energía solar y la del termotanque
•Norma Oficial Mexicana para la Construcción y Operación de los Instalaciones Eóloelectricas
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Programas de financiamiento
•Hipoteca Verde (INFONAVIT)
•FIDE: Eficiencia energética y calentadores solares de agua (CFE)
•Criterios e Indicadores de los Desarrollos Habitacionales Sustentable (CONAVI)
•FIRCO: Proyectos Agropecuario (SAGARPA)
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Programas de desarrollo tecnológico y sectorial•Programa Nacional de los Bioenergéticos: SAGARPA, SE, SEMARNAT, SENER, SHCP
•Programa para el desarrollo agropecuario: bombeo de agua con energía solar y eólica, refrigeración solar, electrificación, aprovechamiento de la biomasa, etc. (SAGARPA)
•PROCALSOL: Programa de promoción del uso de los calentadores solares, CONAE
•Programa de ElectrificaciónRural (SENER)
•Programa para la Edificación Sustentable (CONUEE)
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Programas de investigación•Fondo para el aprovechamiento de las energías renovables: SENER-CONACYT
•Grupo de Tecnologías Sustentables: II-UNAM
•Fondo Sectorial para la Vivienda: CONACYT-CONAVI
•Fondos Estatales: CONACYT
•CEMER: CONACYT, Gob. de Guanajuato
•FONDOS PYMES: SE-CANACINTRA
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Adecuación sustentable de los desarrollos habitacionales de VIVEICA
Objetivo: Adecuar bioclimáticamente los prototipos de vivienda VIVEICA, así como evaluar los beneficios del uso de tecnologías para el ahorro de energía y agua, aprovechamiento de energías renovables, además de cuantificar el nivel de sustentabilidad alcanzable en cada desarrollo
Relevancia del
proyecto:
Los nuevos fraccionamientos de ViveICA (En Monterrey, Guadalajara, Veracruz, Cancún, Etc.) tendrán un nivel de sustentabilidad que marcara pauta en el país
Resultados: •Definición nacional de los indicadores y beneficios urbanos (Áreas verdes, alumbrado publico solar, movilidad en automóvil, etc.)•Software para cuantificar los beneficios y el nivel de sustentabilidad•Miles de nuevas viviendas sustentables en el país
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Adecuación térmica, energética y ambiental, para la
sustentabilidad de las oficinas corporativas de ICAObjetivo: Adecuar los edificios de ICA, para la eficiencia
energética y adecuación al medio ambiente, además de incorporar sistemas de tratamiento, captación y reúso de agua, el aprovechamiento de las energías renovables, la automatización y el control con la tecnología de vanguardia, para aproximarse al edificio sustentable.
Relevancia del
proyecto:
Lograr edificios de vanguardia que marquen pauta en el país sobre edificación sustentable
Resultados: •Simulación del comportamiento térmico-lumínico•Eficiencia energética•Manejo sustentable del agua•Aprovechamiento de las energías renovables•Edificio inteligente•Programa para el manejo de los residuos sólidos•Arquitectura del paisaje•Exploración de riesgo ambiental
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Gas: Promedio Nacional
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Lit
ros
de
Gas
Línea Base Hipoteca Verde Hipoteca Verde 2 Vivienda Sustentable 2009
Cocinar Calentar agua
Calentador solar 80% 5-6 PerModelo AST5 350 lt
1. Ductos internos de cobre2. Plancha lámina acabado mate3. Resistencia impactos4. Aislamiento interior y exterior5. Cubierta policarbonato
Forro tanque galvanizado $11,482Forro tanque Aluminio $12,285 incluye iva
Calentador solar
Idem 1. Ductos internos de cobre2. Plancha lámina acabado mate3. Resistencia impactos4. Aislamiento interior y exterior5. Cubierta policarbonatoForro tanque galvanizado
Calentador solar 3 a 5 m3 L=122SOL-A-RIS A=244
Calentador solar 50 -80%Chromagen CR-100 L=190cm
A=109cmH=9cm
Incluye iva
Calentador solar 50 -80% $5,200.00HELIOCOL
Calentador solar 5 perAST5 300 lt
Acciones, Programas y Proyectos para EdificiosAcciones, Programas y Proyectos para Edificios
FALCÓN 35% 1 Lt/m2
Aislhogar Rollom2
K= 0.044 W/°Cm
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Caso Ciudad de México
0
0.5
1
1.5
2
2.5
CO
2 T
on
elad
as/a
nu
al
Línea Base Ilumex FIDE Hipoteca Verde Vivienda Sustentable
Electricidad Gas Basura Agua
Impacto de los Programas para la Vivienda: CO2Impacto de los Programas para la Vivienda: CO2
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CuidadoNo todo lo que brilla es oro
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Falsos caminos a la sustentabilidad energéticaGTSGrupo de Tecnologías Sustentables
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Propuesta: SISTEMA ENERGÉTICO (Presente y Futuro) • Basado en fuentes renovables:
– MEXICO cuenta con energía solar, geotermia, viento, mareas, biomasa e hidráulica.
Selección adecuada,
dependiendo de zona
geográfica.
Integración ER en los
sistemas de potencia
tradicionales.
• Basado en fuentes convencionales:
– MAS CARO EN EL FUTURO.
– MEXICO
No tiene gas natural ni carbón, poco petróleo
– EXTERNALIDADES
No evaluadas con precisión
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Fuente: Balance Nacional de Energía, 2001 Secretaría de Energía
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Épocas históricas y el uso de la energía
OportunidadPocoaprovechadoactivamente
Millones de años Miles de años
Activamenteaprovechado
Activamenteaprovechado
Doscientos años
Los seres humanosde la primera
civilización vivían con formas de
energía renovable
Formación de carbón, petróleo,
gas natural.
Transición Futuro
Civilización apoyada en
energías renovables
En
ergí
aA
lmac
enad
a
Era industrial
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Potencial de las energías renovables
Consumo mundial deEnergía en 19959.5 x 1013 kWh
Radiación Solar en laSuperficie de la Tierra/año
152,424 x 1013 kWh
Eólica3,084.4 x 1013 kWh
Mareas762.1 x 1013 kWh
Biomasa152.4 x 1013 kWh
Hidráulica4.6 x 1013 kWh
Fuente: Ing. Preben Maegaard, Presidente de la Asociación Mundial de Energía Eólica (WWEA)y Vicepresidente de EUROSOLAR, Varadero Cuba, 25 mayo 2005
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Muchas Gracias
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