CENTRO NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES

NATIONAL RENEWABLE ENERGY CENTER

EL FUTURO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Colegio de Ingenieros Industriales

índice

1. 2. 3.

Situación en España Entorno internacional Retos tecnológicos

1. Situación en España

Participación de las distintas fuentes de energía en la generación eléctrica 1. Situación en España

Fuente: IDAE/MITYC

.

Evolución de la demanda 1. Situación en España

Fuente: REE

Evolución de las energías renovables 1. Situación en España

Fuente: REE

Saldo de los intercambios internacionales físicos de energía eléctrica (GWh) 1. Situación en España

Fuente: Red Eléctrica de España

1. Situación en España

Fuente: MYTyC / IDAE

Evolución prevista de la estructura de generación eléctrica 1. Situación en España

Objetivos del plan de Energías Renovables 2011-2020 en el sector Eléctrico 1. Situación en España 2010

2020

MW

GWh

MW

GWh

13.226

42.215

13.861

33.140

242

802

268

843

1 MW -10MW (sin bombeo)

1.680

5.432

1.917

5.749

> 10 MW (sin bombeo)

11.304

35.981

11.676

26.548

por bombeo

5.347

3.106

8.811

8.457

0

0

50

300

3.787

6.279

7.250

12.356

632

691

4.800

14.379

0

0

100

220

Eólica en tierra

20.744

43.708

35.000

71.640

Eólica marina

0

0

750

1.845

825

4.228

1.950

12.200

Biomasa Sólida

533

2.820

1.350

8.100

RSU

115

663

200

1.500

Biogás

177

745

400

2.600

39.214

97.121

63.761

146.080

Hidroeléctrica (sin bombeo) < 1 MW (sin bombeo)

Geotérmica Solar fotovoltaica Solar termoeléctrica Energía hidrocinética, del oleaje, mareomotriz

Biomasa, RSU,, Biogás

TOTALES (sin bombeo)

Estimación indicativa de la evolución de los costes de producción 1. Situación en España

Fuente: IDAE

Contribución total del sector de las EERR al PIB de España 1. Situación en España

En millones de € constantes (base 2010)

Fuente: IDAE

Evolución prevista del peso de las EERR sobre el consumo de energía del transporte 1. Situación en España

Fuente: SEE

2. Entorno Internacional

Marco Regulatorio 2. Entorno Internacional

Nueva Directiva Europea

En junio de 2009 entró en vigor la Directiva 2009/28/CE relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables. Integra el fomento de las distintas energías renovables (electricidad, biocombustibles y E. Renovables para calefacción y refrigeración) El objetivo es alcanzar un 20% de consumo final bruto de energías renovables para 2020 y un 10% en el transporte y e insiste en la integración de las renovables en otros sectores como la edificación y el urbanismo. Establece objetivos vinculantes: A nivel UE…………..20% ER en 2020. A nivel EEMM ………>10% biocarburantes en transporte con criterios de sostenibilidad. Obligación de presentar Planes de Acción Nacionales (31/3/2010) Planes de seguimiento (exigencia de % mínimos en 2012-20142016-2018)

El Set Plan Europeo 2. Entorno Internacional

Una apuesta por mantener el liderazgo europeo en renovables

La UE ha apostado por un cambio de modelo energético con un peso muy destacado de las energías renovables. El presupuesto de las energías renovables en el SET Plan asciende a 31.000 M€ más otros 10.000 M€ para Smart Cities. La participación de la industria, Estados Miembros de la UE y la propia Unión Europea abre numerosas oportunidades de inversión, empleo, desarrollo regional e I+D. TABLA: Cost estimates of the proposed SET-Plan EIIs and the Smart Cities Iniciative

European industrial Initiatives

Total (b€)

Wind Energy

6

Solar Energy (PV & CSP)

16

Bioenergy

9

Carbon Capture and Storage (CCS) Electricity grid

10.5-16.5 2

Sustainable Nuclear Energy

5-10

Smart Cities

10-12

TOTAL

58.5-71.5

Set Plan 2. Entorno Internacional

Set Plan 2. Entorno Internacional

Tecnologías clave para reducir las emisiones de CO2 2. Entorno Internacional

Escenario base 855pm: 6ºC Escenario blue map 450 ppm : 2ºC

Capacidad instalada y desmantelada en Europa en 2010 2. Entorno Internacional

2. Entorno Internacional

Fuente: REN 21. Renewables status report 2012

3. Retos Tecnológicos

Energía Eólica 3. Retos Tecnológicos

Energía Eólica 3. Retos Tecnológicos

Fuente: REN 21 2012 status reportt

Energía Eólica 3. Retos Tecnológicos

Fuente: GWEC report

Energía Eólica. Tendencias tecnológicas 3. Retos Tecnológicos

Evaluación de recursos y predicción

Evaluación de recursos: Simulación con herramientas avanzadas: CFD. Generación de mapas de recursos a partir de datos de modelos de mesoescala. Uso de SIG. Uso de sistemas avanzados de medida: SODAR, LIDAR, imágenes satélite... Desarrollo de metodología y herramientas de simulación específicas para offshore. Métodos avanzados de simulación de estelas.

Predicción: Uso de modelos meteorológicos de alta resolución. Postproceso matemático para la reducción de errores.

Energía Eólica. Tendencias tecnológicas 3. Retos Tecnológicos

Diseño de perfiles específicos. Tecnología de aerogeneradores Desarrollo de palas inteligentes. Desarrollo de metodología y herramientas de diseño específicas para grandes aerogeneradores/offshore. Offshore: Logística optimizada, estructuras aguas profundas. Nuevos conceptos: Bipalas, sotavento. Estrategias de control avanzadas: Maximización de la producción, reducción de cargas... Nuevos materiales y procesos de fabricación optimizados y automatizados. Mejoras en la disponibilidad y fiabilidad: Robustecimiento de procesos de diseño. Integración en red y acumulación. Reducción del impacto ambiental. .

Energía Eólica. Tendencias tecnológicas 3. Retos Tecnológicos

Ensayos y certificación

Mejora de métodos de ensayo y desarrollo de nuevas metodologías: Ensayos completos/de componente en laboratorio. Desarrollo de standards y procedimientos de validación específicos. Introducción de sensores avanzados y nuevas técnicas de ensayo o inspección.

Solar Fotovoltaica 3. Retos tecnológicos

Solar Fotovoltaica. Potencia acumulada 2000-2011

3. Retos Tecnológicos

Fuente: Glomal marrket outlook EPIA

Solar Fotovoltaica. Evolución de la potencia acumulada en Europa 3. Retos Tecnológicos

Fuente: Global market report EPIA

FV. Distribución geográfica de la producción en MW de células fotovoltaicas 2009 y 2010

3. Retos Tecnológicos

Fuente: Eurobserver 2010

Fotovoltaica

3. Retos Tecnológicos

Desarrollo de tecnologías de producción de silicio grado solar de bajo coste.

Tecnologías para reducción de uso de silicio en la fabricación de células. Lámina delgada. Mejoras en la automatización de procesos de producción. Desarrollo de módulos fotovoltaicos para integración en la edificación. Desarrollo de conceptos alternativos al silicio cristalino: Células de concentracion, células de lámina delgada, células orgánicas

Solar Térmica 3. Retos Tecnológicos

Solar Térmica. Concentración lineal 3. Retos Tecnológicos

Ref lector

Absorver tube and reconcentrator

PARABOLIC TROUGH

LINEAL FRESNEL

Solar Térmica. Concentración 3 dimensiones 3. Retos Tecnológicos

Discos parabólicos

Receptor central

Solar Térmica. 3. Retos Tecnológicos

70’s

Construcción de (demostración)

7

80’s

Plataforma solar de Almería.

plantas

piloto

1984-1990 350MW En California con tecnología cilindro – parabólica (9 plantas comerciales). 2007

Nevada y Sevilla.

2009

El marco regulatorio español permite un importante desarrollo hasta 2013 (2.340 Mw)

FUTURO

Hibridación. Incremento rendimiento (torre / disco stirling) Almacenamiento térmico.

Solar Térmica. Localización centrales solares termoeléctricas en España 3. Retos Tecnológicos

Potencia en operación: 1581 MW. Potencia preasignada 2013: 2800 MW.

Biomasa 3. Retos Tecnológicos

Biomasa y biocombustibles. Biocarburantes de 2ª Generación 3. Retos Tecnológicos

En general los biocarburantes de 2ª generación permiten

Incremento del rango de Materias primas  Uso de material lignocelulósico y residual (no compite con el mercado alimentario) Mejoran el balance de emisiones de GEI, con estimaciones que alcanzan reducciones del orden del 80 – 90% de CO2 equivalentes respecto a los carburantes fósiles convencionales. La eficiencia energética, derivada de la integración del uso de energías renovables, mediante el uso integral de la biomasa, permite obtener balances energéticos que minimizan la tasa de consumo de Energía fósil por Unidad de Bioenergía producida. Integración en procesos de Biorefinería con producción de otros productos químicos de alto valor añadido.

Biomasa y biocombustibles. Biocarburantes de 2ª Generación 3. Retos Tecnológicos

Tipo de carburante

Nombre específico

M.P.

Proceso de producción

Bioetanol

Bioetanol de lignocelulosas

Mat. lingnocelulósico

Hidrólisis avanzada y fermentación

Biocaraburantes sintéticos

BTL (nombre genérico) Diesel FT (Bio) Diesel sintético Biometanol /Bioetanol Alcoholes pesados (mezcla) Bio-DME

Mat. lingnocelulósico

Gasificación + Síntesis

Biogas

SNG (Gas Natural Sintético)

Mat. lingnocelulósico

Gasificación + Síntesis

Biodiesel Mixto (1ª / 2ª gen.)

Diesel Hidrotratado

Aceites / grasas

Hidrocraking (Refinado)

Mat. lingnocelulósico

Gasificación + Síntesis o proceso biológico

Biohidrógeno

Biomasa. Hoja de ruta del desarrollo de los biocarburantes 3. Retos Tecnológicos

Fuente: Biofuels in the European Union. A Vision for 2030 and Beyond. Biofuels Research Advisory Council, 2006

Biomasa. Líneas estratégicas de investigación 3. Retos Tecnológicos

Procesos de conversión (I)

Nuevos conceptos de pre-tratamiento. Co-combustión: Optimización. Plantas eléctricas “Ultra low emissions”

Gasificación avanzada para producción de: Electricidad, H2 y Gas de síntesis. Biocarburantes de 2ª generación: Vías sintética y bioquímica. Etanol de lignocelulosas.

Biomasa. Líneas estratégicas de investigación 3. Retos Tecnológicos

Procesos de conversión (II)

Desarrollo de Biorefinerías. Tecnologías de combustión y gasificación de pequeña escala. Mejora de las propiedades del Bio-oil de pirolisis.

Nuevas tecnologías de conversión : gasificación supercrítica, catálisis… incluyendo Bio-H2. Desarrollo de herramientas de evaluación de balances energéticos, medioambientales y costes de procesos bioenergéticos y cadenas de biocarburantes.

www.cener.com