ACES “Energía sustentable”...Las energias sustentables Pros y contras ¿Donde estamos parados?...

ACES. Asociación civil “Energía sustentable”

Las energias sustentables

Pros y contras

¿Donde estamos parados?

LABILIDAD

Cada intersección representa una molécula de atmóferaCada punto una molécula de GEICada 3000 moléculas de aire hay una de GEI

Cuadro situación renovables 2014

Tipo de energía

Totalmundo Hidráulica Eólica Fotovoltaica

Solar concen Biomasa Geotérmica Oceánica

Potencia GW 6800 1000 330 140 4,5 75 13 0.5

Porcentaje 100 17 4,8 2 0,06 1,3 0,2 0,008

Potencia mundial instalada a la fecha. GW

Fuente: International Energy Outlook 2013 IEA

Densidad energética

• Nuclear: Altísima densidad

• Hidrocarburos fósiles: Densidad media

• Renovables: Muy baja densidad

Inversión inicialEnergías

ConvencionalesEnergías

renovables

CAPEX Bajo Alto

OPEX Alto Bajo

Costo de la potencia instaladaNuclear Térmica

Gas oliquido

Eólica Fotovolt Solartérmica

SolarConcentr

2500/3500

1000/1400

2000 2000/3000

1600 4000/4500

SolarConcentC acum

Térmicacarbón

Mareomotriz

Geotermal

Hidroeléctrica

Undimotriz

9000/10000

900/1200

7000/9000

4000/6000

2000/3000

5000/8000

Costo de la energia según origen en EEUU para el año 2019

Valores en U$S/Mwh de 2012 Fuente:DOE

• Suministro seguro

Carbónconvencional

Carbón c/gasifCiclo comb

Id,idc/sust

De CO2

Gas GasCiclocomb

GasCicloCombc/sustr

Turbogas

TurboGas

mejorada

Nuclear3ra gen

Geo-termal

Bio-masa

95,6 115,9 147,4 66,3 64,4 91,3 128,4 103,8 96,1 48 102,6

Eólicaterrestre

Eólicamaritima

Solarfotovoltaica

Solartérmica

Hidráulica

80,3 204,1 130 243 84,5

Suministro inseguro

Emisión anual de GEI• Emitimos 32 Gigatons/año de CO2 a la atmósfera (con 20% de ER)• La masa de la atmósfera es 5000000 gigatons de aire• Representan mas de 6 ppm/año de emisión de GEI, • Representa el 300% mas de lo que aumenta la concentración de

GEI por año (2ppm/año)• Los océanos absorben 2 ppm/año acidificándose• El mundo vegetal absorbe solo 2 ppm como efecto buffer terrestre

(y en disminución)• Deben reducirse al menos el 66% de las emisiones • Esto significa reemplazar el 53% de la energía fósil actual

• LA MATRIZ ACTUAL DEBE ALCANZAR COMO MINIMO 75% DE ER PARA ALCANZAR LAS EMISIONES PERMITIDAS

• Fuente:IPCC V informe sobre CC

Requerimientos de esta matriz

con 75% de ER• Acumulación• Redes inteligentes• Domótica• Integración regional

Acumulación

•Baterías eléctricas•Capacitores eléctricos•Energía potencial hidro•Amacenamiento térmico•Hidrógeno•Inercial•Aire comprimido

Baterías eléctricas• Bajísima densidad energética. 35 veces menos que

la naftaBajísima densidad de potencia. Lenta acumulación de cargas sobre superficie de cátodoy ánodo

Reacciones químicas solo en superficie. El 90% de la masa del acumulados no trabaja, solo sostiene mecá-nicamente las superficies activas

Altísimo costo

Nanotecnología hace trabajar un sólido (solo reacciones superficiales) en unlíquido (reacciones químicas en toda su masa) y aumenta en varios grados demagnitud la densidad energética

Capacitores eléctricos• Para sistemas solares y eólicos con

capacidades en banco hasta 1200 kva

Altos costos de capital

Almacenaje en alta tensión

Energía potencial hidro

, Central hidroeléctrica Rio Grande 750 MwValle de Calamuchita Pcia de Córdoba Cuatro grupos turbobomba

Almacenamiento térmicoAl año 2015 se estima una potencia solar con concentración instalada de 3,7 Gw

Andasol 1,2 y 3 150 Mw

Hidrógeno• El hidrógeno tiene la doble función de acumulador y de

vector. NO cumple la función de fuente energética.• Diferentes formas de generar hidrógeno. Muchas de

ellas emiten GEI• Al ser el elemento mas liviano del universo su capacidad

másica de almacenamiento es reducida.• Se puede combinar con generación renovable no

despachable

Toyota Mirai (Futuro) a fuel cellAlmacena H2 a 700 bar

Inercial• E= ½ J. W2

J = momento de inerciaW = Velocidad angularVelocidades de hasta 150000 rpmApoyos electromagnéticosHasta 150000 ciclos de vida

Beacon Power Utility, Stephenson New York

Aire comprimido

Instalaciones en cavernas EEUU y Alemania

Redes inteligentes

Redes inteligentes• Una Smart Grid es una red de transporte, distribución y

comercialización de energía eléctrica que tiene la capacidad de entender, asimilar, elaborar información y utilizarla adecuadamente, haciendo un uso intensivo de las tecnologías de la informática y las comunicaciones.

• Fuente: Smart Grids: European Technology Platform

El aspecto importante asociado a las redes inteligentes es que son imprescindibles para la incorporación de las ER en los porcentajes necesarios para combatir eficazmente la emisión de GEI , debido a las particularidades asociadas a las propias limitaciones de las fuentes de energía alternativas (principalmente la producción de forma irregular) y la falta de infraestructura eléctrica en sus ubicaciones habituales. También hay que destacar las ventajas que las redes inteligentes proporcionan para la integración del vehículo eléctrico

• “Las redes inteligentes son las redes eléctricas• que pueden integrar de manera inteligente el

comportamiento y las acciones de todos• los actores conectados a ellas (quienes generan

electricidad, quienes la consumen y• quienes realizan ambas acciones) para

proporcionar un suministro de electricidad• seguro, económico y sostenible”.

Generación distribuida

En las gigaurbes se deberá crear la figura deldistribuidor-generador

en donde las distribuidoras se asocien con los consumidores para crear la generación

distribuida .Evita conflictos distribuidora-

consumidor/generador

Domótica

Costo de la energia generada de acuerdo a la potencia utilizada

PotenciaUtilizada

Kw

Costo unitario $/Kwh

Demanda diaria típica de energía

Integración regional

Flujos de energía con matriz renovable

Costo sistema de 75% de ER • Se deben instalar 5,25 x 10 9 Kw de potencia sustentable• Considerando el costo de la generación + la acumulación + las smart

grids + domótica + integración regional @ U$S 7000/kw** surge un costo de 50 x 1012 U$S

• El PBI mundial 2014 será según FMI 100 x 1012 U$S

• El costo de eliminar el calentamiento global es el 50% del PBI mundial anual

• Actualmente se invierte el 0,25% del PBI mundial en ER

• ** Fuente: DOE

ER energías de transición

P E Rawson Chevy Volt

Futuro nuclear E= mc2

Fisión del Torio MonacitaFusión D + T ITER

Fusión He3 + He3 Luna

ER, Asolutamente imprescindibles para solucionar la Crisis Ambiental Global

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Comisión de Educación de ACES

Asociación civil “Energía sustentable”

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