Debate en torno al modelo

energtico: lmites y ritmos de

sustitucin

Grupo de investigacin en Energa y Dinmica de Sistemas de la

Universidad de Valladolid.

Lmites de las energas renovables

Lmites absolutos

Lmites temporales: la transicin energtica

Sujetos al objetivo de la sostenibilidad

2

La transicin energtica. Variantes?

gas

carbn renovables

petrleo

Estamos

aqu

1990 2010 2030 2050 2070 2090

1000

800

600

400

200

0

EJ / ao

?

??

3

Lmites absolutos (I)

Energa solar = energa de

la biosfera: vientos, olas,

fotosntesis, corrientes

marinas, aguas, tierras

TERRITORIO

BAJA TRE

NO ACUMULADA

4

Lmites absolutos (II)

(de Castro 2011, 2013a, 2013b)

Debate en torno al modelo energtico: lmites y ritmos de sustitucin. 5

Elica

Encontramos estimaciones de potenciales mximos en la literatura que no tienen en cuenta la interaccin entre molinos (conservacin energa):

Sorpresas estilo Cambio Climtico?

Lu 2008 (78 TW), Archer-Jacobson (72TW), Caldeira-Jacobson (1500TW)

Potencia total disipada por toda la atmsfera en los 200m ms cercanos a la superficie: 100TW

Potencial mximo estimado por De Castro y col. : 1TW (frente a los actuales 0,06TW de potencia elica y los 17TW de potencia total

consumida)

6

Solar

Literatura: estimaciones de potencial mximo varias veces el consumo energtico total actual (2x 30x)

(TRE (suelo) 2.7 (Prieto & Hall 2013) )

12-23 We/m2 3,3 We/m

2

Estimacin realista de la densidad:

Potencial mximo realista? 2 4 TWe

Ciudades: < 2% superficie (< 5% energa final total) (estudio de caso para Palermo, La Gennusa et al 2011)

7

Biocombustibles

Tasa de Retorno Energtico baja: 5 (etanol Brasil), 1,25 (etanol de maz), 3 (aceite de palma), 1,5 (soja, trigo en China)

Muy elevada ocupacin de terreno (tierra frtil): 0.073W/m2 netos frente a los 2.8W/m2 de la energa fotovoltaica

Huella ecolgica mucho mayor que la de los combustibles fsiles: > 2.87 Ha/pc frente a 1,47 Ha/pc (si 12TW de energa fueran

sustituidos por biocombustibles)

Tierra para biocombustibles para los coches actuales: 3000Mha (tierra arable en el mundo 1520 Mha)

Lmite: 0,073 TW ? (100 Mha de 1500 Mha arables) < 2% consumo actual de combustibles lquidos

8

Lmites de las energas renovables

Lmites absolutos razonables 4 6 TW?

Lmites temporales: la transicin

9

Economa-

energa

Polticas

gas carbn uranio

Lmites

fsicos de

las energas

renovables

Lmites de

ritmos de

implantacin

petrleo

Modelos: qu futuro no es posible?

10

gas

carbn renovables

petrleo

EJ /

a

o

IMPOSIBLE !

potencial renovable 140 210 EJ/ao

Modelos: qu futuro no es posible?

Estamos

aqu

IMPOSIBLE !

No respeta los ritmos de transicin POSIBLE

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Transporte

Escenario tendencial

Escenario tecnooptimista

12

(Capelln-Prez et al 2014)

Electricidad Escenario promocin

renovables moderado

Escenario fuerte

promocin renovables

(+25-30% anual)

13

(Capelln-Prez et al 2014)

Energa total: tendencial (BAU)

Escenario tendencial

14 (Capelln-Prez et al 2014)

Un ejercicio de ficcin: repartiendo

la energa futura equitativamente

Espaa:

De 121 GJ pc a

50 GJ en 2050 !

15

Lmites de las energas renovables

Lmites absolutos (consumo actual energa primaria 17TW)

Lmites temporales: la transicin

El objetivo de la sostenibilidad

16

17

Contextualizando la crisis energtica:

Limites planetarios

(Rockstrm 2009)

18

Contextualizando la crisis energtica:

Huellas ecolgicas

(Hoekstra 2014)

19

Transicin energtica. Implicaciones

Crisis sistmica: slo las soluciones tecnolgicas no son suficientes (cambios culturales, sociales, infraestructuras, modos de consumo)

Las energas renovables pueden sustituir a las fsiles en la generacin de electricidad si son fuertemente impulsadas.

Pero CUELLO DE BOTELLA en el transporte

Se impone una reduccin en el consumo absoluto de energa, materiales y otros recursos por imperativo ecolgico

(sostenibilidad); especialmente en los pases desarrollados.

Sera ingenuo pensar que la falta de reaccin a la crisis energtica no vaya a tener repercusiones econmicas graves!

Una economa sostenible es aquella basada en: Energas renovables 100%, Ciclo circular de materiales

Cierre de ciclos

recursos

minerales

aparatos

20

Cierre de ciclos

Elementos usados en la fabricacin de computadores 1980

21

Cierre de ciclos

Elementos usados en la fabricacin de computadores 2010

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Cmo debe ser una tecnologa realmente

sostenible?

Reciclado completo de los minerales

Diseo pensado para el reciclaje

Diseo holista (no es cuestin de disear un panel sino un habitat, una forma de vida, una nueva cultura)

Biommesis: mucha atencin a los ecosistemas y a la permacultura (ideas muy interesantes)

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Muchas gracias por vuestra atencin!

http://www.eis.uva.es/energiasostenible

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Referencias

Capelln-Prez et al (2014): Fossil fuel depletion and socio-economic scenarios: an integrated approach. Forthcoming.

De Castro, C. et al,. Global Wind Power Potential: Physical and Technological Limits. Energy Policy 39, no. 10 (October 2011): 66776682. doi:10.1016/j.enpol.2011.06.027.

De Castro, C. et al,. Global Solar Electric Potential: A Review of Their Technical and Sustainable Limits. Renewable and Sustainable Energy Reviews 28 (Diciembre 2013): 824835. doi:10.1016/j.rser.2013.08.040.

De Castro, C. et al,. A Top-down Approach to Assess Physical and Ecological Limits of Biofuels. Energy. Accessed December 11, 2013. doi:10.1016/j.energy.2013.10.049.

Mediavilla, Margarita, Carlos de Castro, Iigo Capelln, Luis Javier Miguel, Iaki Arto, and Fernando Frechoso. The Transition towards Renewable Energies: Physical Limits and Temporal Conditions. Energy Policy 52 (January 2013): 297311. doi:10.1016/j.enpol.2012.09.033.

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