Energías renovables y cambio climático Solución a la reducción de CO2 Expectativas en el futuro Javier Quintana Peiró

Aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera Evolución de la concentración media mensual de CO2 desde 1958 hasta 1996 (Obs Mauna Loa Hawai)

¿Existe una relación entre el cambio climático y la concentración de CO2? Evolución de la temperatura en la Antártida durante los últimos 160.000 años (2º Informe de evaluación del cambio climático 1995) Nivel de CO2 en 1996 (365 ppm) Concentración de CO2 en el aire durante los últimos 160.000 años (Estación soviética Vostok)

Consecuencias del aumento de CO2 La temperatura media mundial del aire en la superficie de la Tierra ha aumentado entre 0,3ºC y 0,6ºC durante los últimos 100 años. Los cinco años más cálidos por término medio se han registrado durante el decenio de 1980. El nivel del mar mundial ha subido entre 10 y 20 cm (COF 2000) Con los datos documentados del nivel de CO2 se ha simulado un modelo que predice un aumento de la temperatura mundial de +2,62ºC anuales con un intervalo de confianza entre 0,1ºC y 8,7ºC (Katcholia et al 1997)

Estrategias de respuesta 1979 Primera conferencia Mundial sobre el Clima Informes de evaluación 1990 Conferencia de Rio 1992 Protocolo de Kioto 1997

Medidas de la Unión Europea Emisión de CO2 en la unión Europea año 1990 Total emisiones aprox 3000 MtCO2 Fuente Agencia Europea Medio Ambiente

Compromiso de Kioto de reducción de CO2 en el año 2010 respecto a los niveles de 1990 (%)

Producción de CO2 según las actividades Fuente Miner/IDAE

Origen de la generación eléctrica en España (1998) Fuente : Dirección General de Energía

Fomento de las energías renovables Ley 54/1997 de 27 de Noviembre del Sector Eléctrico Aumento de las energías renovables en un 12% para el 2010 2010 1990 1998 Fuente IDAE

Aumento más significativo del plan de Fomento de las Energías Renovables 1999-2010 1990 27,2 MW de energía eólica 1998 834 2010 8.974 1990 294.918 m2 de energía solar 1998 340.892 2010 4.840.892 Fuente IDAE

¿Las energías renovables solucionan el problema de las emisiones del CO2? Emisiones de CO2 3,3% 1,1% Año 1998 Esperado 2010 ¿Se podría aumentar las energías renovables? 8% 10% Con la energía eólica Con la eólica + solar

Energía eólica Ventajas Inconvenientes 600kw 100 mill pts Energía consolidada Barata 1000€/kw Rentable si la velocidad media es moderada Muy intermitente, limitación en su utilización Limitaciones geográficas 600kw 100 mill pts 7cent/kWh 1h=300Kg carbón

Centrales de energía fotovoltáica Ventajas Inconvenientes Bajo mantenimiento Larga vida Sencillez de las instalaciones Producción eléctrica directamente de la energía solar. Bajo rendimiento 4% - 15% Alto precio => 33cent/kWh Colmenar 1998

Centrales de energía solar térmica Torre central Concentradores parabólicos Rendimiento 12% (parabólicos) hasta 20% (torre) Costes de instalación 2.700€/kW Los parabólicos están muy experimentados en California M. Castro 1988 y Colmenar 1998

Centrales solares térmicas de torre central 1ª Generación Se desmantelaron en 1988 no salieron rentables por : Utilizar agua/vapor Dimensiones pequeñas Excepto dos que quedan actualmente : CESA (Almería) utiliza Sodio líquido Solar One (10MW) California que se esta reconvirtiendo a Sales fundidas 2ª Generación Solar Two, Phoebus, Gast ... Cambiar a los ciclos termodinámicos de Sales, Sodio líquido y Aire Centrales con dimensiones muy grandes para alcanzar la rentabilidad (30MW a 200MW) se esperan producciones de 7,2 a 13 cent/kWh

Expectativas de rentabilidad Evolución de los precios con la producción en serie eólica Inversiones públicas y privadas Trieb 1998

La inversión pública : CO2 tax Las centrales solares recibirían una subvención por el CO2 ahorrado a la atmósfera. Por cada kWh son ahorrados 700 gr de CO2. Con una subvención de 2,7€/tonCO2 (ONU) las centrales solares serían rentables (7,5%). ¿Quién pagaría el CO2 tax? Los que contaminan : - Centrales térmicas de petróleo - Impuesto 82€/coche

Resultados de la ecotasa CO2 : Un 33% de producción de la energía eléctrica sería de origen solar. Una producción rentable de 6,6 cent/Kwh. Un interés financiero del 7,5% Trieb, Becker & Klimas 1998

Energía fotovoltáica doméstica

¿Cuanto puede costar una instalación sencilla?

¿Cuanto puede costar una instalación sencilla?

Conexión a la red En España es mayor el número de instalaciones autónomas. A finales del año pasado la potencia instalada en España fue superior a los 9 MWp, de los que tan sólo unos 2 MWp corresponden a instalaciones conectadas a red y el restante a las aisladas. 0.22 €/kWh para instalaciones de potencia superior a 5 kW. 0.40 €/kWh para instalaciones de potencia no superior a 5 kW. Precio de venta Precio de compra: 0.08€/kWh + gastos fijos 1.- declaraciones trimestrales de IVA.( mod 300 y 390) 2.- El titular deberá darse de alta en el IAE (Autónomo) Desventajas Real Decreto 1663/2000, de 29 de septiembre

Conexión a la red Cada kWh producido con energía solar fotovoltaica lo podemos cobrar a 0.40 €. Una instalación de 5 kW de potencia puede producir al año entre 5.000 y 7.500 kWh, es decir, entre 2.000 € y 3.000 € Una instalación de 5 kW de potencia cuesta aproximadamente unos 30.000 o 36.000 € y puede producir entre 150.000 y 187.500 kWh en 25-30 años, es decir, 60.000 € a 70.000 €). El beneficio total de la instalación solar es de 25.000 y 40.000 € a lo largo de los 25-30 años de funcionamiento. Con las ayudas de algunas entidades y administraciones públicas se puede conseguir hasta el 50% de la inversión. Coste medio de una instalación fotovoltaica conectada a la red:7.81 €/W (781.32 €)/m2

Agua caliente

¿Cuanto puede costar una instalación sencilla?

¿Y para climatizar piscinas?

Bombear agua

Conclusiones Bibliografía : Disminución de las emisiones de CO2. Por cada 20 kWh de electricidad producidos a partir de energía alternativas se dejan de emitir unos 10 Kg de CO2 al año, en 25 años se evitan 250 Kg de CO2. Bibliografía : Becker M. and Klimas P. C. (Eds) (1993). Second Generation Central Receiver Technologies. C. F. Müller, Karlsruhe. Castro M. A. (1988) Simulación de las centrales de energía solar. Aplicación a la gestión energética . PhD thesis. Viesgo award. Saber Hoy S.A. Editions, Madrid, Spain. CEF Colegio Oficial de Físicos Jornadas Cambio Climático Valencia 1999 Coiante D. and Barra L. Renewable energy capability to save carbon emissions. Solar Energy Vol. 57, No 6. pp. 485-491, 1996 Colmenar A., Castro M. Biblioteca de las energías renovables. PROGENSA Sevilla, 1998 Kacholia, K. and Rech, R.A. Comparison of global change simulations for 2xCO2 induced warming. An intercomparison of 108 temperature change projections published betwen 1980 and 1995. Climatic Chenge. January 1997; 35 (1) : 53-69 Kamel Fouad Perspectives on grid-connected photovoltaic solar generators Renewable Energy 6 (5-6) 515-520 1995 Trieb F. and Nisch J. Recomendations for the market introduction of solar thermal power stations Renewable Energy 14 (1) 17-22 1998 Worl Energy Council (1994) New Renewable Energy Resources Kagan Page, London pp 120-121 Www.Windpower.dk