Energia Pel Futur - Setmana Ciencia 18-11-09

Energia pel futur: Hi podem fer
alguna cosa?

Francesc Castells
Departament d’Enginyeria Química
Universitat Rovira i Virgili

Setmana de la Ciència
La Ciència a les Escoles
18 de novembre de 2009

1

Index

1.- Concepte de sostenibilitat
2.- Tipus d’energia

3.- Origen de l’energia

4.- L’energia a Espanya

5.- Canvi climàtic i energia

6.- Què podem fer ?

2

Sostenibilitat Tipus d’energies Origen de l’energia Energia a Espanya Canvi climàtic i energia Què podem fer?

Un aspecte previ: Què és sostenibilitat ?
Desenvolupament sostenible: …sense comprometre els
recursos i les necessitats de
“satisfer les necessitats del
les futures generacions.”
present …
(Cimera de la Terra, Rio de Janeiro, 1992)

$

3


Triangle de sostenibilitat
EFICÀCIA
AMBIENTAL

VIABILITAT ACCEPTACIÓ
ECONOMICA SOCIAL
4


Tres aspectes de sostenibilitat

La sostenibilitat considera tres aspectes:
Econòmic: Necessitem creixement econòmic
per aconseguir i assegurar el
benestar.
Ambiental: Protecció als humans
i als ecosistemes
Social: Millor distribució dels recursos
mundials.

En un marc de
Cicle de Vida !!

5


En el marc del Cicle de Vida …
Recursos
naturals

A incineració o Extracció
abocador matèries
primeres
Recuperació

Reciclatge
Final de vida materials Disseny i
Producció

Reutilització

Us i
Manteniment
Envasament i
Distribució

(Referència : “Life Cycle Management: A business guide to sustainability”, UNEP, ISBN: 978-92-807-2772-2,
http://www.unep.fr/scp/publications/details.asp?id=DTI/0889/PA)

6

Index






7


Tipus d’energia (1)

Energia

A la física es defineix l’energia com la
capacitat de realitzar un treball.

A efectes del seu ús distingirem dos tipus:

1. Energia primària

2. Energia final

8


Energia primària
L’energia primaria és aquella que s’obté
directament de la natura i no ha estat
sotmesa a cap procés de conversió.
Existeixen dos grups:
1. No renovables (procedents de petroli,
carbó, gas i urani)
2. Renovables (hidroelèctrica, eòlica, solar
i de biomassa)
9



Energia final

L’energia subministrada al consumidor per
a ser convertida en energia útil.
1. El petroli es transforma en combustibles per a
transport, calefacció i electricitat.
2. El gas, el carbó i biomassa es transforma
principalment en calor i electricitat
3. L’energia nuclear, hidràulica, eólica, solar… es
transforma principalment en electricitat.

10



El sector energètic parteix de les energies
primàries (les que es troben a la natura) i
mitjançant diferents processos tecnològics
les converteix en energies finals en forma
de combustible, calor i electricitat.

L’energia es pot mesurar en J, MJ, kWh,
tep.

La potència espot mesurar en W, MW,
GW,…
11

Index






12


Origen de l’energia (1)

I Calor

II Electricitat

13



Calor
Combustió de combustibles fóssils
i d’ hidrocarburs: Carbó, lignit, gas
natural, fraccions de petroli.

Combustió de biomassa

Centrals solars, Geotèrmiques, ...

14



Electricitat (1)
Centrals tèrmiques:
Lignit
Carbó
Fuel
Gas natural (Cicle combinat)
Nuclear
Solar tèrmica

15



Electricitat (2)
Centrals hidràuliques:
D’aigua fluint i embassament
De bombeig

Centrals eòliques

Centrals solars fotovoltaiques

16


Central tèrmica

17


Central tèrmica de carbó o fuel

18


Central tèrmica de gas (cicle combinat)

19


Central nuclear

Circuit Circuit

primari secundari

Transformador

Torre
de
refrigeració
Turbina Generador

Aire
Reactor Condensador

Aigua

20


Central tèrmica solar

21


Central hidroelèctrica

22


Central hidroelèctrica de bombeig

23


Central eòlica (Parc eòlic)

24


1. Central eòlica 2 (Esquema aerogenerador)

25


Central solar fotovoltaica

26

Index






27


L’energia a Espanya (1)
CONSUM D’ENERGIA PRIMARIA
CONSUMIDA AL MÓN i A ESPANYA (2009)
Milions de tep (tones % 2008 %
equivalents de petroli) 2005 2006 2007 2008 vs.2007 total
Nordamerica 2819,2 2803,2 2849,4 2799,1 -2,0% 24,8%
Sudamerica i centreamerica 511,6 538,4 563,5 579,6 2,6% 5,1%
Europa & Eurasia 2937,7 2978,7 2956,9 2964,6 26,2%
Orient mitja 533,2 555,1 577,6 613,5 5,9% 5,4%
Africa 323,5 327,5 341,0 356,0 4,1% 3,2%
Asia&Pacific 3430,0 3617,9 3816,0 3981,9 4,1% 35,3%

Total mon 10555,3 10820,8 11104,4 11294,9 1,4% 100,0%

Espanya 146,2 146,3 149,2 143,9 -3,8% 1,3%

Font: B. P. Statistical Review of World Energy. 2009

http://www.bp.com/sectiongenericarticle.do?categoryId=9023766&contentId=7044197

28


EVOLUCIÓ DEL CONSUM D’ENERGIA PRIMARIA AL MÓN
Carbó (Milions de tep vs. Any)
Hidràulica
Nuclear
Gas Natural
Petroli

Font: B. P. Statistical Review of World Energy. 2009
http://www.bp.com/liveassets/bp_internet/globalbp/globalbp_uk_english/reports_and_publications/statistical_energy_re
view_2008/STAGING/local_assets/2009_downloads/primary_energy_slidepack_2009.ppt
29


CONSUM D’ENERGIA PRIMARIA A ESPANYA (2006-07)

Font: SGE, Secretaria general de l’energia
http://www.mityc.es/energia/es-ES/Servicios1/Destacados/LaEnerg%C3%ADaenEspa%C3%B1a2007.pdf

30


CONSUM D’ENERGIA FINAL A ESPANYA (2006-07)

Font: SGE, Secretaria general de l’energia
http://www.mityc.es/energia/es-ES/Servicios1/Destacados/LaEnerg%C3%ADaenEspa%C3%B1a2007.pdf
31


DIFERENCIA ENTRE ENERGIA PRIMÀRIA I ENERGIA FINAL

2006
Energia primària 144132 ktep
Energia final 104767 ktep
Diferència (% vs. primària) 27,3 %
Rendiment 72,7%
2007
Energia primària 146779 ktep
Energia final 108197 ktep
Diferència (% vs. primària) 26,3 %
Rendiment 73,7%
32



Quánta energia es consumeix?

146,779,000 tep (tonelades equivalents de petroli, 2007)
1 tep Calor de combustió de 1000 kg de petroli de

10000 kcal/kg

1 tep = 11,626 kWh (kilowats.hora)

És a dir

146,779,000 x 11,626 = 1,706,452,654,000 kWh

I això és molt??

33



Quan és 1,706,452,654,000 kWh ??

A quan toquem per cap?
Suposem 46,661,950 habitants (estimació juny 2009)

1,706,452,654,000 kWh/ 46,661,950 = 36,571 kWh/habitant

Quant és això per hora?
1 any = 8760 hores
36571 / 8760 = 4,2 kWh/h = 4,2 kW

I això és molt?? Doncs sí

34


ORIGEN DE L’ENERGIA CONSUMIDA A ESPANYA (2006)
Font d’energia % respecte al total
Petroli 49
Gas natural 21
Carbó 13
Urani 11
Renovables 7
Biomassa 2,9
Hidràulica 1,6
Eòlica 1,3
Biocarburants 0,4
Residus s. urbans 0,3
Biogàs 0,2
Solar tèrmica 0,05
Solar fotovoltaica 0,03
Geotèrmica 0,01 Font: IDAE (2007)

35



36



CONSUM D’ENERGIA FINAL A ESPANYA PER SECTORS (2004)

Sector % respecte al total
Transport 39
Indústria 31
Llar 17
Serveis 10
Agricultura i altres 3
Font: IDAE (2007)

37


CONSUM D’ENERGIA FINAL A ESPANYA PER SECTORS (2004)

38

Index






39


Mecanisme de Canvi Climatic

380nm(violet)-visible-780nm(red)


Causes del canvi climàtic

• Efecte natural pel CO2, H2O, CH4...
– Responsable de que la temperatura sigui 30ºC superior a
la que correspondria


Gasos hivernacle
• Contribució a l’escalfament global

• Fonts dels gasos hivernacle
– Tala i combustió de boscos
– Combustibles fòssils

• En quina proporció? (Espanya,2006)
– CO2, dioxid de carboni 83,3%
– CH4, metà 8,7%
– N2O, òxid nitrós 6,8%
– Altres(HFC,PFC,SF6) 1,2%


CO2 i temperatura (1)

Predicció si no prenem cap mesura
(combustibles fòssils) al 2100


Evolució de la temperatura
CO2 i temperatura (2)

44


Emissions mundials de Diòxid de Carboni

Emissions mundials de Diòxid de Carboni per Regions, 2003-2030
(GigaTones de Diòxid de Carboni)
Font Energy Information Administration, http://www.eia.doe.gov/

45


Emissions mundials de Diòxid de Carboni (2)

I això és molt??
A 2008 s’han emès 29 Gt de CO2

Això són 29. 1012 kg (29,000,000,000,000 kg)

Suposem 6,738,020,000 habitants

29,000,000,000,000/ 6,738,020,000 = 4304 kg

= 4,3 tones CO2 per habitant i per any

46


Emissions a Espanya de Diòxid de Carboni (2)

Amb dades de 2006,

Emissió de 429,000,000 tones de CO2
Suposem 44,700,000 habitants

429,000,000/ 44,700,000 = 9597 kg

= 9,6 tones CO2 per habitant i per any

47


Situació a Espanya?

COMPROMÍS D’ESPANYA AMB EL PROTOCOL DE KIOTO

España tiene un compromiso cuantificado de limitación de
emisiones, acordado de conformidad con el apartado 1 del
artículo 4 del Protocolo de Kioto, de no sobrepasar en más
de un 15% sus emisiones de los siguientes GEI :

dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O),
hidrofluorocarbonos (HFCs), perfluorocarbonos (PFCs) y hexafluoruro
de azufre (SF6),

en el periodo 2008-2012, en comparación con los
niveles de 1990 en el caso del CO2, CH4 y N2O, y niveles
de 1995 en el caso de HFCs, PFCs y SF6.

48



La Vanguardia,
17 d’octubre de 2008

49



50


Previsió d’efectes la temperatura
Evolució de del canvi climàtic (1)

51



52



53


Canvi climàtic i generació d’energia (1)

Indicadors d’impacte ambiental de canvi climàtic de la producció
de 1 kWh d’energia a partir de diferents fonts d’energia domèstica

Tipus d’energia g CO2 equivalent
Electricitat 643
Gasòil 358
Gas natural 280
Fotovoltaica 80
Biomasa 63
Solar tèrmica 3

Impacte ambiental en grams de diòxid de
carboni equivalent
54


Canvi climàtic i generació d’energia (2)
Indicadors d’impacte ambiental de canvi climàtic de la producció
de 1 kWh d’electricitat a partir de diferents centrals de generació

Tipus central gr CO2 equ.
Fuel-gas 1421
Antracita 1089
Lignit 1082
Fuel-oil 967
Gas Natural 514
Gas Natural cc 423
Biomassa 82
Fotovoltaica 73
Eòlica 12
Nuclear 8
Hidroelèctrica 3
Impacte ambiental en grams de diòxid de carboni equivalent
55

Index







56


Mesures per a estalviar energia i
mitigar el canvi climàtic (1)

1.- Millora d’ecoeficiència

2.- Foment d’energies renovables

3.- Generació d’energia amb poca
emissió de CO2

4.- Confinament de CO2

57



Millora d’ecoeficiència
1.- Millora dràstica del sistema de transport
industrial i privat

2.- Augment de rendiment de centrals de
combustió

3.- Introducció de noves tecnologies de
producció

4.- Canvi de pautes de consum
58



Foment d’energies renovables
1.- Augment substancial de producció
d’energia eòlica i solar

2.- Generació d’hidrogen a partir d’energies
renovables

3.- Increment de producció de biocombustibles

4.- Parar la deforestació

59



Generació d’energia amb poca emissió de CO2

1.- Substitució de centrals de carbó per
centrals de gas de cicle combinat

2.- Manteniment d’energia nuclear

3.- Obtencio d’energia a partir de residus

60



Confinament de CO2

1.- Captura i confinament soterrani de CO2 de
centrals termoeléctriques.

2.- Captura i confinament de CO2 de plantes de
producció d’hidrogen a partir de combustibles
fòssils.

61



Confinament
de CO2

62


Guia d’estalvi domèstic d’energia (1)

A. Estalvi d’energia en calefacció:

A.1 Aprofitament de l’energia solar.
• Obrir porticons, persianes i cortines per a que entri el sol.
• Per a renovar aire són suficients 5 ó 10 minuts
A.2. Regulació de la temperatura
• A l’hivern mai per sobre de 22 ºC.
• Baixar de 25 a 22 ºC, s’estalvia un 22%
• Regular a la nit (22h-6h) a 17 ºC
A.3. Aillament
• Per portes i finestres s’en va el 40% de les pèrdues.
• Instal.lar doble vidre en finestres
• Aillar amb cintes d’espuma portes i finestres
63



B. Aire condicionat

B.1. Obrir i tancar tendals, persianes i cortines
adequadament.

B.2. Ventilar correctament

B.3. Regulació de la temperatura
•Termostat a 25 ºC.

64



C. Estalvi en aigua calenta sanitària:

C.1. Quantitat d’aigua utilizada
C.1.1. Dutxar-se en lloc de banyar-se
• 5 minuts gasten uns 50 L.
• Banyar-se més de 200 L
C.1.2. Tancar l’aixeta de la dutxa quan ens ensabonem.
C.1.3. Instal.lació d’airejadors en aixetes i dutxes

C.2. Temperatura de l’aigua calenta: Limitació de la
temperatura a 40 ºC.

65



D. Estalvi energía en Frigorífic-congelador
D.1. Regulació de les temperatures de refrigeració y
congelació.
D.2. Instal.lació del frigorífic en bones condicions
(ubicació, neteja, etc.)
D.3. Descongelar les parets internes del congelador.
D.4. Evitar obrir el frigorífic innecessàriament.
D.5. Mantenir les gomes de les portes en bon estat.
D.6 Bones pràctiques:
• No posar aliments calents.
• Descongelar a dins de la nevera, ...

66



E. Rentavaixelles.

E.1. Utilitzar quan sigui plè

E.2. Utilitzar només quan sigui necessari

F. Rentadora:

F.1. Rentar amb programes freds (30 - 60 ºC)

Utilitzar electrodomèstics de nivell A o B

67



Utilitzar
electrodomèstics de
nivell A o B

http://www.idae.es/electro/

68



G. Forn i microones.

G.1. No obrir el forn innecessàriament durant la cocció
dels aliments

G.2. Cuinar i/o escalfar amb microones en lloc del forn.

H. Aparells electrònics i informàtics

Desconnectar el corrent elèctric en aparells amb pilot
d’espera.

69



I. Cuines

I.1. Tapar els pots i olles o utilitzar olla a pressió

I.2. El diàmetre dels recipients ha de ser una mica més
gran que el de la placa de cocció

I.3. Apagar el foc abans d’acabar la cocció

70


K. Il.luminació

K.1. Aprofitar la llum solar al màxim i potenciar les
entrades de llum.

K.2. Apagar els llums sempre que es pugui.

K.3. Substituir bombetes convencionals per les de baix
consum.

K.4. Mantener netes i en bon estat làmpares i
bombetes.

K.5. Adequar la il.luminació a cada ús i estada de la llar.

71



Reciclatge de vidre:

Per cada tona de vidre que es recicla
s’estalvien 1200 kg de matèries
primeres i 130 kg de combustible.

Per cada ampolla de vidre que es
recicla, s’estalvia l’energia necessària
per funcionar un televisor durant
tres hores

72



Reciclatge de paper:

Per cada tona de paper que es recicla s’evita que
es tallin 14 arbres i s’estalvien 50000 litres
d’aigua i més de 300 kg de petroli.

Per cada full de paper de tamany normal que es
recicla, s’estalvia una quantitat d’energia
equivalent al funcionament durant dues hores
d’una bombeta de 20W.

73


Links de webs d’estalvi d’energia

Guies d'estalvi energètic. ICAEN
http://www.icaen.net/uploads/bloc2/publicacions/altres_publicacions/c
at/Auca2005.pdf

Guia per estalviar energia a ca nostra. Govern de les Illes
Balears
http://dgener.caib.es/user/portalenergia/publicacions_pdfguia.ct.htm

Guia per a l'estalvi energètic. Ajuntament de Barcelona
http://www.bcn.es/agenda21/A21_text/guies/estalvi_energetic.pdf

Guía Práctica de la Energía. IDAE
http://www.idae.es/index.asp?i=es

74

Energia pel futur: Hi podem fer alguna
cosa?

75

Energia Pel Futur - Setmana Ciencia 18-11-09

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Destacado

Destacado (9)

Similar a Energia Pel Futur - Setmana Ciencia 18-11-09

Similar a Energia Pel Futur - Setmana Ciencia 18-11-09 (20)

Más de CRP Baix Ebre

Más de CRP Baix Ebre (18)

Energia Pel Futur - Setmana Ciencia 18-11-09