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Fronteras de la Energía
Angeles G. Borrego y Carlos Abanades
Instituto Nacional del Carbón (INCAR-CSIC)
5-10 de JulioCentro de Ciencias de Benasque “Pedro Pascual”
Fronteras en el Campus de Benasque
• Fronteras 2004 de la Física• Fronteras 2005 de la Biología Molecular• Fronteras 2006 de la Química• Fronteras 2007 Nuevos Materiales• Fronteras 2008 Cambio Global
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¿Porqué Fronteras de la Energía?
Los modelos de evolución del clima solo encajan con las observaciones cuando se incorpora a ellos la actividad humana
la causa de esta subida de la temperatura global se halla en el aumento paralelo de la concentración de CO2 en la atmósfera, que es también la más elevada de los últimos ochocientos mil años. En la actualidad, los niveles de CO2 alcanzan las 387partes por millón, un 40% más que en el inicio de la revolución industrial.
Modelos y escenarios climáticos
El reto del Cambio Climático. José María Cuadrat
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Emisiones de Gases de efecto invernadero
Cuales son las emisiones globales y cuales son los principales gases de efecto invernadero. Cómo de importante es el CO2
CO2; 83,6%
CH4; 8,5%
N2O; 6,7%
Gases fluorados;
1,3%
Producción de Energía Primaria Mundial
IEA, WEO2008
Carbón
Petróleo
Gas
Nuclear
Hidráulica
Biomasa
Renovables
Ene
rgía
prim
aria
30 000 000 000 000 kg CO2
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¿Qué factores determinan las emisiones de CO 2?
La ecuación de Kaya
Emisionesde CO2
=Emisiones
de CO2¡¡¡
¿Qué factores determinan las emisiones de CO 2?
La ecuación de Kaya
Emisionesde CO2
PoblaciónPoblación
Emisiones= ( )
La demanda Energética Crece, las emisiones crecen
¿Tenemos una crisis energética?
El problema energético Mundial. Eduardo Romero Palazón
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Emisiones de CO 2 per capita
IPCC 2007
¿Qué factores determinan las emisiones de CO 2?
Emisionesde CO2
PoblaciónPoblación
PIB Energía Emisiones=
PIB Energía( ) ( ) ( )
Renta per capita(queremos que crezcaen todos los países)
Intensidad energética(decrece con ahorro y eficiencia
pero no suficientemente)
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¿Qué factores determinan las emisiones de CO 2?
Emisionesde CO2
PoblaciónPoblación
PIB Energía Emisiones=
PIB Energía( ) ( ) ( )
Este es el factor que más podemos reducir
IEA, WEO2008
Una visión posible y positiva del futuro energético
Renovables
Eficiencia
Captura CO 2
Nuclear
+2ºC+3ºC
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Hace falta la ayuda de todos
Los países de la OCDE solos no pueden poner al mundo en la senda de estabilización de las 450 ppm de CO2
¿Cómo se construyen los escenarios y se calculan los costes?
IPCC, 2007
Costes de Mitigación de CO2 y escenarios energéticosJuan Carlos Ciscar-Martínez
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Destino de la energía primaria
Producción de electricidad
38.1
Transporte
17.6
Redes de Calor & Industria
44.3
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Carbón(15.5)
Petróleo (3.8)
Gas (7.4)
Nuclear (5.4)
Hidroelec (5.4)
Biomasa (0.3)
Solar, Eólica, geotérmica (0.3)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Carbón (8.2)
Petróleo (11.8)
Gas (12.7)
Biomasa (11.2)
Solar, Eólica, geotérmica (0.4)
0
5
10
15
20
Petróleo (16.7)
Electricidad (0.5)
Carbón, gas, biomasa (0.9)
Marbán, 2006
El 77% de la Energía primaria produce 28 Gt CO2
Energia primaria 2007
MITyC
Origen de la Energía en España
El sector eléctrico español y prospectiva eléctrica a 2030. Ángel Luis Vivar
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MITyC
Energia eléctrica 2007
Origen de la Energía en España
El sector eléctrico español y prospectiva eléctrica a 2030. Ángel Luis Vivar
Acciones Contra el Cambio Climático
Cada cuña son 90 000 M t de CO2
Cada cuña son 90 000 M t de COCada cuña son 90 000 M t de CO22
15 maneras de reducir una cuña15 maneras de reducir una cuña15 maneras de reducir una cuña
Sokolov, 2006
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4. Aumentar del 40 al 60% la eficacia de 1600 Centrales Térmicas de carbón
Reducción de emisiones en centrales existentes: eficiencia y co-combustiónFernando Rubiera
Tech-wise AD700
Aire
Central T(hoy)
Carbón
Humos(3-15% CO2)
Central T(con captura)
Aire
Carbón
Humos(0-2% CO2)
CO2supercrítico
c.n.
6-8. Instalar sistemas CAC en centrales de carbón
Almacenamiento Geológico de CO2- Andrés Pérez Estaún
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6-8. Instalar sistemas CAC en centrales de carbón
Planta Recuperadora de CO2
(Malasia)
Sistemas post-combustión
CAC pre-combustiónGasificación
Sistemas de Captura de CO2 en Centrales Térmicas. Luis Romeo
Sistemas oxicombustión
6-8. Instalar sistemas CAC en centrales de carbón
Tecnologías Emergentes de Captura de CO2
Captura de CO2 por ciclos Calcinación-CarbonataciónCarlos Abanades
Combustión con transportadores sólidos de oxígenoJuan Adánez
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Aplicaciones nuevas del CO2
El CO2 como recurso en ciclos renovables de carbono. Lourdes Vega
9. Multiplicar por 40 la energía eólica reemplazando al carbón
En España hay más de 17300 Mw instalados
En los últimos años ha habido importantes desarrollos aumentándose el tamaño de los aerogeneradoresLa energía offshore representa nuevas oportunidades
Energía Eólica. Presente y Futuro. Ana Talayero
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11. Multiplicar por 700 la energía solar reemplazando al carbón
EU
RO
/kW
h
Central Central TorreTorre
Central de Torre
0
0,10
0,05
0,20
0,15
0,25
0,30
0,35
Año2000 2005 2010 2015 2020
Cilindro-parabólicos
CilindroCilindro--parabólicosparabólicos
Disco/Stirling
Disco/Stirling
Disco/Stirling
EU
RO
/kW
h
Central Central TorreTorre
Central de Torre
Central Central TorreTorreCentral Central TorreTorre
Central de Torre
0
0,10
0,05
0,20
0,15
0,25
0,30
0,35
0
0,10
0,05
0,20
0,15
0,25
0,30
0,35
Año2000 2005 2010 2015 2020
Cilindro-parabólicos
CilindroCilindro--parabólicosparabólicos
Cilindro-parabólicos
CilindroCilindro--parabólicosparabólicosCilindroCilindro--parabólicosparabólicos
Disco/Stirling
Disco/Stirling
Disco/StirlingDisco/Stirling
Disco/Stirling
Disco/Stirling
Disco/Stirling
Disco/Stirling
Energía Solar de Concentración
Tecnología de Concentración Solar: la segunda oportunidad. Diego Martínez
9. Duplicar la producción nuclear actual reemplazando al carbón
Energía nuclear de fisión
Energía nuclear de fusión
Innovación en tecnología nuclear. Fernanda Sánchez Ojanguren
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La Biomasa
Aprovechamiento termoquímico de la Biomasa. Rafael Bilbao
Las olvidadas. La Energía Hidroeléctrica
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Las olvidadas. La Energía de las olas
Costera
Parques marinos con dispositivos que aprovechan la energía de las olas
Acciones Contra el Cambio Climático
Cada cuña son 90 000 M t de CO2
Cada cuña son 90 000 M t de COCada cuña son 90 000 M t de CO22
15 maneras de reducir una cuña15 maneras de reducir una cuña15 maneras de reducir una cuña
Sokolov, 2006
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• Inconvenientes:•H2 debe ser producido: Se encuentra combinado (< 2% como H2)
�H2 debe ser almacenado
http://europa.eu.int
Nota: los tamaños de los sectores no guardan relación con los mercados actuales o previstos
Acciones ligadas a la economía del hidrógeno
• Ventajas:�Eliminación de la contaminación
derivada de los combustibles fósiles
�Eliminación de los gases de “efecto
invernadero”
�Eliminación de la dependencia
económica externa
�Abundante y bien distribuido en el
mundo
Producción y Almacenamiento de Hidrógeno. Rafael Moliner
Pilas de Combustibles. José Luis García Fierro
Acciones ligadas al transporteFase 1. Coches híbridos de bajo consumo
Fase 2. Combustibles convencionales (Biodiesel y Bioetanol)
Fase 4. Hidrógeno y Pilas de Combustibles
Fase 3. Combustibles futuros (algas, jatrofa ??)
Hacia un transporte sin emisiones de CO2. Gregorio Marbán
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¿Cómo hacemos frente a los nuevos retos científicos y tecnológicos?
I+D+i
Energía en el VII programa marco y relación con el SET-Plan. Borja Izquierdo
Investigación en el CSIC en temas de Energía. Juan José Damborenea
Foros de Debate
El alcance de las renovables y su estructura de costes
El coste de la energía limpia a gran escala