Energías del siglo XXI, tecnologías y tendencias

Ing. Nelson Hernández

Blog: Gerencia y Energia

Twitter: @energia21 Noviembre 2011

“La agricultura primitiva aunque sostenible había permitido que la población aumentara hasta cerca de mil millones al inicio de la Era del Petróleo. La población entonces se expandió seis veces, exactamente al tiempo que lo hacía la producción del petróleo. Una tasa de crecimiento sin precedentes en la historia de la Humanidad”.

Colin Campbell, 2006

“En 1859, la especie humana descubrió un enorme cofre del tesoro en su sótano: el petróleo y el gas, unas fuentes de energía que se encontraban con facilidad y a bajo costo. Hicimos, al menos algunos de nosotros, lo que nadie hace con un tesoro en el sótano, sacarlo y despilfarrarlo”.

Kenneth Boulding, 1978

El mundo de noche

POBLACION

ELECTRICIDAD

CAMBIO CLIMATIC

O

DESARROLLO

DESCARBONIZAR SISTEMA

ENERGETICO

NUEVO ORDEN

ENERGETICO

El Nuevo Orden Energético Mundial requiere una energía que sea abundante, económica, accesible a todos, de precio no volátil, amigable al ambiente y de carácter sustentable

Solar

Nuclear

Maremotriz

Geotérmica

Biomasa

Eólica

Gas natural

Carbón

Petróleo

Hidráulica

Térmica

Foto voltaica

Espacial (futura)

Residuos

CultivosBiocombustibl

es

Renovables: Existen en una cantidad ilimitada en la naturaleza y amigables al ambiente

No Renovables: Existen en una cantidad limitada en la naturaleza y no amigables al ambiente

Fuentes de energía

Infografia: Nelson Hernandez

2007

Proceso Preparatorio

Consultas y Conferencias

2008

Preparación final de la

Conferencia

Finalización de Estatutos

2009

Conferencia de la

Fundación de IRENA

Firma Estatutos

Decisiones Iniciales

Establecimiento de estructura

Inicio de actividades

Fase Inicial de IRENA

2010

Primera Asamblea

Ratificación Estatutos

Estructura de Financiamiento

Programa de trabajo

Formación de IRENA (*)

(*) Agencia Internacional de Energías Renovables

Asamblea inaugural abril 2011

Adnan Z Amin (Kenya)

Director General

Opciones de abastecimiento de la demanda mundial 1860-2060

renovables

nuclearcarbón

gaslíquidos

Mundo. Pronostico consumo energía al año 2035 (MBD)

Fuente: EIA 2011 Infografía: Nelson Hernández

2010 2035

346

11.1 %

6.7 %

27.2 %

22.7 %

32.3 %

11924.5 %

9.0 %22.7 %

21.9 %

21.9 %2274.0 %5.5 %

29.5 %

23.1 %

37.9 %

Líquidos (29.2 %)

Carbón (27.2 %)

Nuclear (6.7 %)

Renovables (14.2 %)

Gas natural (22.7 %)

Electricidad (43.8 %)

27.8 %

78.4 %

100 %

61.1 %

37.0 %

3.3 %

Perdidas (67.6 %)

Neta (32.4 %)

Transporte (26.2 %)

Industrial (53.2 %)

Comercial (7.8 %)

Residencial (12.8 %)

2.6 %

60.5 %

1.8 %

30.5 %

1.3

%

39.8 %

3.9 %

0.4 %

6.1 %

36.1 %

14.5 %

2.1 %

0.7 %

0.1 %21.1 %

23.7 %

47.2

%

Total =346 MMBDPE

Neto final = 244 MMBDPE

CO2 = 12.0 x 109 TM

95 %

3 %2 %

21.4 %

57 %23 %

20 %

50.6 %

67 %25 %

8 %

11.5 %

11 %

31 %58 %16.5 %

Fuente: EIA 2011 Infografía: Nelson Hernández

Mundo. Pronostico consumo energía al año 2035

12056912321822400Total

MGSBEHTotal

4392770Alemania

8484Venezuela

328691Japón

15122137India

136136Noruega

1174175Rusia

1368369Canadá

1715552251376Estados Unidos

141371386Brasil

13563576China

Los 10 primeros en producción electricidad por energías renovables( Twh)

Hidroelectricidad

Eólica BiomasaSolar PV

Geotermal

Maremotriz

Tarifas únicas mundiales para la electricidad Reactores fusión nuclear Energía solar espacial

2035-2050

Cantidad de agua usada en

productos Utilización del

calor de los océanos

Primer reactor nuclear de

torium (India) Edificios

generan su propia

electricidad Fabricación agua sintética 80 % energía

es fósil Generación

electricidad solar (ventanas)

Redes locales de transmisión de energía Redes eléctricas inteligentes Escasez de electricidad Nano solar

Uso carbón Limpio Negavatios Caos del carbono Inversiones energías renovables Resurgir de la nuclear Micro generación eléctrica renovable Auto control energía domestica Almacenamiento de energía Biocombustibles 3ra generación

2025-20352020-20252015-20202010-2015

Tendencias en materia de energía

2

20571957

8

4

16

Hoy

2.55 % I.A

.

1.00 %

I.A.

EMISIONES DE CO2(millardos de TM)

+ 2 °C 450 ppm380 ppmConcentración CO2Valor de no retorno

• Elevar a 25 km/lts autonomía vehículos

• Reducir a 8000 Km anuales el recorrido de vehículos

• Mejorar en 25 % la eficiencia de equipos domésticos y AA

• Elevar a 60 % eficiencia plantas eléctricas a carbón

• Captura CO2 en plantas eléctricas

• Captura CO2 en plantas de H2

• Captura de CO2 en plantas combustibles sintéticos

• Reemplazo de plantas eléctricas a carbón por GN

• Incrementar plantas nucleares

• Detener deforestación

• Cambiar métodos de labranza

Políticas Globales

REDUCIR(Implementando 4

políticas)

DETENER

(Implementando 8 políticas)

• Incrementar energía eólica• Incrementar energía solar• Aumentar Biocombustibles

Energía Siglo XXl (otras acciones y tecnologías)Eficiencia Energética

Automóviles Híbridos

Automóvil de Aire Comprimido

Automóvil a agua

Automóviles eléctricos (Better Place)

Energía Steorn (energía libre) ?

Energía Solar Dirigida Espacial (SSP)

Skysails (Barcos a Vela)

Celdas Solares en rollos

Captura de CO2

Energía genética (LS9 Petroleum™)

Nanoenergia

Cambio paradigma del motor a combustión interna

La energía alternativa mas barata

Redes Eléctricas Inteligentes

Esquema de una infraestructura posible para el suministro de energía eléctrica sostenible para Europa y el Mediterráneo.

Sistema energético sostenible

Fuente: Electric Power Research Institute

Desarrollo tecnológico de energías renovables

Eólica Solar Etanol Bio diesel

5.15

3.18

0.90

0.12

Infografía: Nelson Hernández

Rendimiento (Kwh / m2)

Infografia: Nelson Hernández

Hidroeléctrica

Solar PV

Solar Concentrada (PV)

Planta a Gas

Torre Solar

Torre Solar + Paneles PV

Nuclear

Parque Eólico

0.044

0.016

0.052

0.131

0.143

0.143

Geotérmica 0.153

Maremotriz 0.156

Fuel Oil/Orimulsión 0.158

Planta a Carbón 0.161

0.250

0.263Carbón (75 % de secuestro) 0.265

1500

8250

715

1300

3750

6750

6165

1000

7935

5200

4140

$/Kw instalad

o

2900

12000

(*) Considera costo de la tonelada de emisión de CO2 (50 $/tonelada)

Costo* Generación de Electricidad ($/Kwh)

100.0

450Total

20.894Hidráulica

5.826Maremotriz

1.88Geotermal

15.670Eólica

50.6228Solar

3.817Bio Energía

1.67Mini Hidráulicas

%Millones de TPE

2010. Potencial energético estimado de Venezuela

Fuentes:

(1) Tomadas del informe BP 2011 (http://www.bp.com/productlanding.do?categoryId=6929&contentId=7044622)

(2) “Energías Renovables: potencial energético de recursos aprovechables”. División de Alternativas Energéticas, MEM (2001) MARTÍNEZ, A.

(3) Venezuela en el Juego Nuclear (

http://plumacandente.blogspot.com/2009/10/venezuela-en-el-juego-nuclear.html)

Elaboración: N. Hernández

36655

560

450

320

4925

30400

Millones de TPE

100.0Total

1.5Nuclear (3)

1.2Renovables (2)

1.0Carbón (1)

13.4Gas (1)

82.9Petróleo (1)

%

TPE = 7.33 Barriles Petróleo Equivalente

Líquidos (45.3 %)

Hidroelec (32.2 %)

Gas (22.5 %)

Electricidad (49.6 %)

Total = 1216 MBDPE

33.6

%

100.0 %

34.8 %

20.9 %

Perdidas (29.7 %) Neta (70.3 %)

Transporte (36.5 %)

Industrial (45.7 %)

Comer/Domes (17.8

%)

10.1 %

89.9 %

5.5 %

7.5 %

87.0 %

66.4

%

Neto = 1038 MBDPE

Venezuela 2010. Consumo de Energía Mercado Interno

Fuente: MENPET/MPPEE/archivos NH Elaboración: Nelson Hernandez

Venezuela. Potencial energía solar

Venezuela. Potencial energía eólica

Venezuela y las energías alternativas

Venezuela tiene alto potencial para desarrollar la energía eólica y la solar

El uso de estas fuentes energéticas han sido esporádicas, y como proyectos pilotos o esnobismo

No existe una política para incorporarlas a la matriz energética venezolana

Los precios bajos de las energías convencionales son barreras para el desarrollo de las no convencionales

Lecciones aprendidas

• La eficiencia energética es, hoy, la energía mas abundante y mas económica con que cuenta la humanidad

• Por razones ambientales, geopolíticas y económicas es necesario y prioritario el desarrollo de las energías alternativas (EA)

• Las energías fósiles serán sustituidas, paulatinamente, por las EA en los próximos 30 años

• El mayor uso de las EA es en la generación de electricidad.

• Los bio combustibles “celulósicos” serán los dominantes

• La solar espacial luce como la energía solar dominante en el largo plazo

• Existe alta probabilidad de cambiar el paradigma de motor a combustión interna

• Los países desarrollados (G20) son los abanderados en el desarrollo y aplicación de las EA

• Los países latinoamericanos, exceptuando Brasil y México, están desfasados en el uso de las EA

Energías del siglo XXI, tecnologías y tendencias

Ing. Nelson Hernández

Blog: Gerencia y Energia

Twitter: @energia21 Noviembre 2011

… Muchas Gracias