XXVIII CONGRESO DEPARTAMENTAL DE PRODUCCION ECONOMICA UAM XOCHIMILCO‏ Mesa: Economía, Innovación y Desarrollo Incluyente. Título: Sistemas de almacenamiento de energía mediante baterías para un desarrollo energético sustentable. Ponentes: Héctor A. Guerrero Martínez, Gilberto Parra Huerta y Elsy L. Gómez Ramos. Septiembre de 2014.

Introducción

Introducción La revolución tecnológica de los siglos pasados ha sido detonada principalmente por la reacción de combustión (leña, madera, carbón, combustibles fósiles, etc.) con tecnologías relativamente rudimentarias, lo cual ha tenido un costo muy alto en el medio ambiente (cambio climático, desertificación, deforestación, etc.). El dilema actual es, cubrir esos requerimientos energéticos de forma rápida, barata y con el menor impacto posible al medio ambiente; por lo que la pregunta a contestar es: ¿Qué tecnologías de desarrollo sustentable se están desarrollando actualmente y en donde se están concentrando?; ¿Quién o Quiénes las están llevando a cabo? y; ¿Qué países están impulsando este desarrollo tecnológico?

Introducción El objetivo de este trabajo es representar la evolución de las patentes de los sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías (SAEB), conocer las áreas (palabras clave), los componentes, el tipo de almacenamiento de energía prevaleciente y los agentes que están involucrados en la innovación de tecnologías de desarrollo sustentable; para lo cual se utilizan datos de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) y el Índice de Patentes de Derwent (Derwent Patent Index (Thomson Reuters)) de 1982 a 2013. En las conclusiones se reflexiona sobre las preguntas principales y se dice que hasta el momento no hay una tecnología preponderante; no obstante de que se están haciendo enormes esfuerzos en diversas partes del mundo en pro de una energía más limpia. Finalmente, se menciona que, a pesar de estos esfuerzos, aún se vislumbra lejana la posibilidad de independizarse de la generación de una energía contaminante.

Antecedentes

¿Qué datos hay sobre la emisión de gases ¿Qué datos hay sobre la emisión de gases? y ¿Qué es lo que esta motivando el desarrollo de tecnologías más limpias?

En 1973 se dio la primera crisis del petróleo, donde se empezaron a desarrollar los primeros catalizadores. De 1971-1976 se echó a andar el Proyecto para el desarrollo de vehículos eléctricos en Japón. En 1979, se da la segunda crisis del petróleo y aquí es donde comienza la penetración de vehículos compactos, vehículos de diesel y avances en la tecnología turbo. En 1990, se introduce en California el "ZEV" y se comienzan a desarrollar los EV´s, HV´s y FCV´s. En 1997, se da a tercera crisis del precio del petróleo y se comienzan a producir en masa los HV´s y los FCV´s. De 2000 a 2009 se puede decir que se da la cuarta crisis del petróleo y se comienza a hablar sobre la extinción de esta fuente de energía.

Datos mundiales sobre las emisiones de efecto invernadero Fuente: http://climate.nasa.gov/evidence/ Fuente: http://www.epa.gov/climatechange/ghgemissions/global.html

Datos mundiales sobre las emisiones de efecto invernadero Óxidos de nitrógeno (Nox). Compuestos orgánicos volátiles (Volatile organic compounds (VOCs)). Monóxido de carbono (CO). Dióxido de azufre (SO2). Dióxido de carbono (CO2). Fuente: http://www.epa.gov/climatechange/ghgemissions/global.html

Fuente: Elaboración propia con base en datos de la OCDE

¿Qué efectos se están registrando en el mundo?

Efectos naturales del cambio climático global Incremento del nivel del mar Incremento de la temperatura Calentamiento de los océanos Dehielamiento de los polos Eventos extremos por temperaturas extremas Acidificación de los océanos Fuente: http://climate.nasa.gov/evidence/

Otros efectos derivados del cambio climático global Impactos en la salud Migraciones Impactos económicos Calidad de vida Aseguradoras Pobreza Fuente: http://climate.nasa.gov/evidence/

¿Qué patrón existe en la innovación tecnológica de las energías renovables?

Patentes con respecto al porcentaje total del Tratado de Cooperación PCT Patents  1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Green Patents, Index 1990=100 100 206.125 406.236 678.062 865.367 1127.283 1242.428 1471.269 1150.111 Patents - Electric and hybrid vehicles, % total PCT patents 0.143 0.158 0.173 0.362 0.499 0.621 0.575 0.754 0.931 Patents - Energy efficiency in buildings and lightning, % total PCT patents 0.276 0.352 0.397 0.523 0.611 0.644 0.704 0.72 Patents - Renewable energy, % total PCT patents 0.442 0.429 0.481 0.902 1.231 1.803 2.398 2.738 1.394 Patents - Air pollution, % total PCT patents 0.741 0.844 0.664 0.655 0.75 0.786 0.783 0.77 0.842 Patents - Water pollution, % total PCT patents 1.297 1.047 0.843 0.689 0.687 0.711 0.726 0.814 0.854 Patents - Waste management, % total PCT patents 1.022 0.999 0.59 0.405 0.38 0.412 0.428 0.445 0.452 El Tratado de Cooperación en materia de patentes se firmó en Washington en 1970, entrando en vigor en 1978, aproximadamente en paralelo con el Convenio sobre la Patente Europea. Desde su entrada en vigor ha tramitado más de 1.000.000 de solicitudes, habiendo recibido medio millón entre los años 2000 y 2005. Fuente: Elaboración propia con base en datos de la OCDE

Fuente: Elaboración propia con base en datos de la Derwent Patent Index. Fuente: Elaboración propia con base en datos de la Derwent Patent Index.

Fuente: Elaboración propia con base en datos de la OCDE.

Fuente: Elaboración propia con base en datos de la Derwent Patent Index.

Metodología

El campo de búsqueda fue el siguiente: DC=X15 AND DC=X16. Metodología Se utilizo la base de datos de Derwent Innovation Index. El campo de búsqueda fue el siguiente: DC=X15 AND DC=X16. X15 Es el Codigo Derwent asignado a las energías renovables y X16 al almacenamiento de energía. Tomamos las patentes del periodo de 2000-2013. Obtuvimos un total de 10, 627 familias de patentes.

Metodología para la construcción del mapa de patentes. Utilizamos el software VOSviewer. Introducimos los títulos de 10, 627 familias de patentes. El programa extrae las palabras mas relevantes. Contamos solo las palabras que aparecen mas de 20 veces en el titulo. El índice de normalización es el denominado Fuerza de Asociación. El método de representación es una técnica similar al escalamiento multidimensional, pero según los autores del programa produce mejores representaciones de las matriz normalizada. El mapa se lee de la siguiente forma. El tamaño del termino indica las veces que aparece en los títulos a mayor tamaño mayor recurrencia. La distancia entre términos indica las veces que aparecen juntos, los colores los clúster.

Resultados

Fuente: Elaboración propia con base en datos de la Derwent Patent Index.

Mapa de patentes basado en palabras clave de los SAEB relacionados a energías sustentables Fuente: Elaboración propia con base en datos de la Derwent Patent Index.

Cluster Rojo: Componentes de la batería (electrodos o electrolitos) de los SAEB relacionados a energías sustentables Fuente: Elaboración propia con base en datos de la Derwent Patent Index.

Cluster Verde: Relacionado con energía solar de los SAEB relacionados a energías sustentables. Es consistente con los datos anteriores donde domina la energía solar. Fuente: Elaboración propia con base en datos de la Derwent Patent Index.

Cluster Azul. Carga de la batería, Battery Pack. En este grupo aparecen los Vehículos Eléctricos. Fuente: Elaboración propia con base en datos de la Derwent Patent Index.