1. Las Energías Alternativas
Ing. Nelson Hernández
Blog: Gerencia y Energia
Abril 2010
Diplomado de Prospectivas y Estrategia
(USB)
2. TOPICOS
• Energía y Población
• Desafíos Globales Urgentes
• Energías Alternativas
• Biocombustibles
• Solar / Eólica /
Maremotriz
3. TOPICOS
• Energía y Población
• Desafíos Globales Urgentes
• Energías Alternativas
• Biocombustibles
• Solar / Eólica /
Maremotriz
4. “La agricultura primitiva aunque sostenible había permitido que
la población aumentara hasta cerca de mil millones al inicio de la
Era del Petróleo. La población entonces se expandió seis veces,
exactamente al tiempo que lo hacía la producción del petróleo.
Una tasa de crecimiento sin precedentes en la historia de la
Humanidad”.
Colin Campbell, 2006
“En 1859, la especie humana descubrió un enorme cofre del
tesoro en su sótano: el petróleo y el gas, unas fuentes de energía
que se encontraban con facilidad y a bajo costo. Hicimos, al
menos algunos de nosotros, lo que nadie hace con un tesoro en el
sótano, sacarlo y despilfarrarlo”.
Kenneth Boulding, 1978
13. 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 2000 4000 6000 8000
Los 10 Primeros
Mundo
Resto del
Mundo
ChinaEstados Unidos
India
Rusia
Japón
Brasil
Canadá
Alemania / Francia / Sur Corea
0.5 TPE/Hab
1
TPE/Hab
3
TPE/Hab
2
TPE/Hab
Consumo (millones de
TPE)
Población (millones)
2008. Los 10 primeros en consumo de energía
Fuente: BP Elaboración: Nelson Hernandez
14. 2008. Los 10 primeros en consumo de energía
40016,63,116,632,341,5Resto Mundo
72946,26,836,219,731,1Los 10 primeros
22836,11,46,49,946,2Brasil
2400,414,227,514,943,0Sur Corea
2585,638,64,615,435,7Francia
3111,410,826,023,738,0Alemania
33025,46,410,027,330,9Canadá
4336,00,853,48,631,2India
5073,111,225,416,643,7Japón
6855,55,414,855,219,1Rusia
20036,60,870,23,618,8China
22992,58,424,626,138,5Estados Unidos
112956,45,529,224,134,8Mundo
Petróleo Gas Nuclear HidroCarbón Total
(1)Porcentaje
(1): Millones de toneladas de petróleo equivalente
Fuente: BP Elaboración: Nelson Hernandez
15. Petróleo Gas Carbón Renovables Nuclear
2008. Mundo: Consumo de energía primaria y
generación de electricidad
Fuente: EIA Elaboración: Nelson Hernández
34.8 %
6.3 %
5.6 %
29.2 %
24.1 %
Total = 227 millones de BDPE
Consumo
5.0 %
13.0 %
19.5 %
20.3 %
42.2 %
Total = 20.2 Tera Kwh
Generación
El 32 % de la
energía primaria
fue utilizada para
generar
electricidad
16. Mundo. Capacidad Generación Eléctrica con Base Nuclear
(GW)
Francia
Japó
n
Otros
Corea del
Sur
Alemania
Rusia
Estados Unidos
China
Inglaterra
Canadá
Ucrania
9
51
22
48
63
99
20
18
13
13
11
Total = 367
2008
Fuente: World Nuclear Association
India
Japón
Pakistá
n
Rusia
Indonesia
Condominio Golfo (*)
Otros
Estados
Unidos
Brasil
México
China
330
225
200
200
1200
2750
2800
180
2810
175
175
Total = 11045
(*) Bahrain, Kuwait, Omar, Qatar, Arabia Saudita
y Emiratos Árabes
Proyección al 2100 (caso Alto)
Elaboración: Nelson Hernandez
18. TOPICOS
• Energía y Población
• Desafíos Globales Urgentes
• Energías Alternativas
• Biocombustibles
• Solar / Eólica /
Maremotriz
19. Desafíos globales
urgentes
Creciente demanda
energética
Intensificación de uso
energías renovables
Fuente: ExxonMobil Elaboración: N. Hernández
Renovables (1.04)
Nuclear (1.03)
Gas (1.022)
Carbón (1.013)
Petróleo (1.014)
0
50
100
150
200
250
300
350
2005 2010 2015 2020 2025 2030
MMBDP
E
(X.X) Crecimiento Interanual
190
310
20. 2007
Proceso
Preparatorio
Consultas y
Conferencias
2008
Preparación
final de la
Conferencia
Finalización de
Estatutos
2009
Conferencia
de la
Fundación de
IRENA
Firma Estatutos
Decisiones
Iniciales
Establecimiento
de estructura
Inicio de
actividades
Fase Inicial
de IRENA
2010
Primera
Asamblea
Ratificación
Estatutos
Estructura de
Financiamiento
Programa de
trabajo
Formación de IRENA (*)
(*) Agencia Internacional de Energías Renovables
21. • El porcentaje de uso de los
recursos renovables no debe
exceder a su capacidad de
regeneración.
• El porcentaje de uso de los
recursos no renovables no debe
exceder el porcentaje al que los
sustitutos renovables pueden ser
desarrollados.
• Los porcentajes de emisión de
contaminantes no pueden
exceder la capacidad de
asimilación del entorno
Condiciones para un mundo energéticamente
sostenible
Esta es la solución que
proponemos para las
inundaciones
originadas por el
cambio climático
22. Energía Siglo XXl (otras acciones y
tecnologías)
Eficiencia Energética
Automóviles Híbridos
Automóvil de Aire Comprimido
Automóvil a agua
Automóviles eléctricos (Better Place)
Energía Steorn (energía libre) ?
Energía Solar Dirigida Espacial
(SSP)
Skysails (Barcos a Vela)
Celdas Solares en rollos
Captura de CO2
Energía genética (LS9 Petroleum™)
Cambio paradigma
del motor a
combustión interna
La energía alternativa mas
barata
24. 2
20571957
8
4
16
Hoy
2.55
%
I.A.
1.00
%
I.A.
EMISIONES DE CO2
(millardos de TM)
+ 2 °C 450 ppm380 ppmConcentración CO2
Valor de no retorno
• Elevar a 25 km/lts
autonomía vehículos
• Reducir a 8000 Km anuales
el recorrido de vehículos
• Mejorar en 25 % la
eficiencia de equipos
domésticos y AA
• Elevar a 60 % eficiencia
plantas eléctricas a carbón
• Captura CO2 en plantas
eléctricas
• Captura CO2 en plantas de
H2
• Captura de CO2 en plantas
combustibles sintéticos
• Reemplazo de plantas
eléctricas a carbón por GN
• Incrementar plantas
nucleares
• Detener deforestación
• Cambiar métodos de
labranza
Políticas Globales
REDUCIR
(Implementando 4
políticas)
DETENER
(Implementando 8
políticas)
• Incrementar energía eólica
• Incrementar energía solar
• Aumentar Biocombustibles
25. De no afrontar la emergencia planetaria…
La raza humana será acosada, y con alta
probabilidad de ser diezmada, por
la degradación ambiental con
sus consecuentes efectos
colaterales:
Pobreza
Hambre y
Pandemias
Recordemos las palabras del teólogo
brasileño Leonardo Boff: ahora
no habrá un Arca de Noé para unos
pocos, esta vez o nos salvamos
todos o nos perdemos todos
27. TOPICOS
• Energía y Población
• Desafíos Globales Urgentes
• Energías Alternativas
• Biocombustibles
• Solar / Eólica /
Maremotriz
28. “Promoveremos la diversificación de fuentes
energéticas para el transporte basados en nuevas
tecnologías, incluyendo los biocombustibles”.
Global Energy Security, Declaración de Líderes del G8
16 de Julio de 2006, San Petersburgo
Declaración de Principios
En un contexto de inestabilidad de precios,
inseguridad en el abastecimiento y
preocupación por el ambiente, surge la
necesidad de desarrollar fuentes alternativas
al petróleo en la forma de bio combustibles y
de otras energías alternativas
29. Sigue habiendo muchos obstáculos que dificultan
la expansión de las energías renovables.
• Bajo nivel de concienciación pública
• Distorsiones del mercado causados por
gobiernos que subvencionan energías
convencionales
• Marcos político-normativos ineficientes
• Conocimientos técnicos inadecuados
• Desinformación en general
… todos estos factores son importantes trabas
para el aumento de la proporción de las energías
renovables en nuestro consumo total de energía
Barreras de las energías alternativas en Latinoamérica
30. Radiación solar (tierra) = 1800
CPEG
Potencial físico de energías
renovables
Energía Eólica = 200 CPEG
Biomasa = 20 CPEG
Energía Geotérmica = 10 CPEG
Energía Oceánica y de Oleaje = 2
CPEG
Energía Hidráulica = 1 CPEG
Consumo Primario actual de Energía
Global
Fuente: Nitsch, F. (2007): Technologische und
energiewirtschaftliche Perspektiven erneuerbarer Energien.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt.
Elaboración: N. Hernández
31. 25 %
Energía primaria obtenida
de la naturaleza: 400 EJ
anual = 62.2 x 109
BPE
El usuario final lo
transforma y solo usa 150
EJ anual = 23.32 x 109
BPE
Entrega al usuario final:
300 EJ anual = 46.65 x 109
BPE
50 %
62.5 %
Eficiencia energética
EJ = Exa joule = 1018
joule
Elaboración: N. Hernández
35. El concepto de Biorefineria
Biomasa
Árboles
Malezas
Productos
agrícolas
Residuos
vegetales
Residuos animales
Proceso de
Conversión
Fermentación enzimática
Fermentación gas/liquido
Hidrólisis
acida/fermentación
Gasificación
Combustión
Co- combustión
Pirolisis
Usos
Combustible
Etanol
Diesel
Potencia
Electricidad
Calor
Químicos
Plásticos
Solventes
Fenoles
Adhesivos
Ácidos
Negro de Humo
Pinturas
36. Los Biocombustibles
Son productos derivados de fuentes renovables (biomasa), que
pueden utilizarse para motores de combustión interna por sus
características físico-químicas.
Bioetanol • Biodiésel • Biodimetileter • Biohidrógeno
37. • Energía: Sustituir combustibles fósiles para aumentar la
seguridad energética, disminuir la dependencia frente a la
volatilidad de los precios de petróleo, bajar los costos de
combustibles o de las importaciones, disminuir la dependencia
de países políticamente inestables.
¿Por qué desarrollar los biocombustibles?
• Ambiente: Disminuir daños ambientales relacionados con
la cadena de combustibles fósiles. Menor emisión de CO2.
• Desarrollo Rural y Agrícola: Apoyar a la
agricultura, mejorar la situación económica de las áreas
rurales y los ingresos de los agricultores.
38. 2007. Costo de Producción de Etanol
(US$/lit.)
Brasil Tailandi
a
India Estados
Unidos
Unión
Europe
a
0.22 (Caña)
0.26 (Caña)
0.32 (Caña)
0.30 (Maíz)
0.48 (Remolacha)
Etanol 1ra. generación
0.36
Etanol
Celulósico
2da.
generación354 lts/TM
39. Estados Unidos Brasil Otros
9000
1863
6472
2008. Producción mundial de etanol
Cifras en millones de galones
Total = 17335 = 1.13 MMBD
89 %
Unión Europea (734)
China (502)
Canadá (238)
Tailandia (90)
Colombia (80)
India (66)
Australia (26)
Otros (127)
Otros Latinoamérica: El Salvador, Jamaica, Nicaragua, Paraguay, Trinidad
41. Primera carga de Etanol para Venezuela: 10/08/2005
Sustitución tetra etilo de plomo
en la gasolina (Mezcla 10 %)
Volumen = 20 MBD
El etanol en Venezuela
Suspendida importación. Se usa Oxigenados como sustituto
del plomo en la gasolina
42. Siembra de cien mil nuevas hectáreas de caña de azúcar
y construcción de once nuevos centrales procesadoras de
caña.
Proyecto oficial de etanol
No satisface los
requerimientos de
20 MBD de etanolSON NECESARIAS
260 MIL H
7.2 MBD
43. Febrero 2008. Boeing 747 de la línea Virgin Atlantic realiza el
primer vuelo comercial (Londres - Amsterdan ) impulsado por
biodiésel
Biodiesel en la aviación
44. 1950420Total
350220Biomasa
500100Geotermales
1100100Calentamiento agua y ambientes (techos)
Capacidad de generación térmica (gigavatios)
6140987Total
1350850Hidroelectricidad
20045Biomasa
2009Geotermales
2000Plantas eléctricas solares térmicas
1000Plantas eléctricas solares
10909Sistemas eléctricos solares (techos)
300074Viento
Capacidad de generación eléctrica (gigavatios)
Meta
2020
2006
Mundo. Energías Alternativas
Fuente: Earth Policy Organization
45. Video Torre Solar
Granja Solar
250 hectáreas
250 mil paneles
Potencia de 45 MW
Atiende a 30 mil hogares
Dirección para ver el video:
http://www.youtube.com/watch?v=6-nepT_4Ht4
46. Planta Solar Mojave, California, USA
La planta solar mas grande del mundo
Potencia de 900 MW para una población de 375 mil
hogares
49. Elementos principales de una casa de consumo energético cero
Control de Energía
El sistema central de
control ayuda a optimizar el
consumo de energía
Solar Fotovoltaica
Arreglos de 3 a 4 kw
en el techo satisfacen
los requerimientos de
la casa
Pequeña
Turbina eólica
Generación
suplementaria
Medidor Inteligente
Comunicación
bidireccional entre la
casa y la red eléctrica
inteligente
Bomba de calor
geotermal
Reduce el HVAC y
la energía para
calentar agua en 30
%
GE Bomba de calor
para agua caliente
Utiliza menos del 50 %
de un calentador
convencional GE filtro de agua
Filtros y monitoreo del uso del agua
Iluminación alta
eficiencia
Bombillos CFL, LED y
OLED
Almacenamiento de
Energía
Baterías para respaldo y cargas
pico
Regulación demanda de artefactos
Artefactos de alta eficiencia (energy star) optimizan
toma de la REI y minimiza costo durante la demanda
pico
51. ¿Cómo funciona el
SSP?
Los paneles solares del satélite
capturan la energía de la luz
solar y la envían a la tierra
utilizando la tecnología de
transmisión inalámbrica vía
microondas
Señales recibidas desde
la antena receptora
terrestre (verde) permiten
al satélite corregir
continuamente la
dirección de envío de
energía al punto receptor
52. Ventajas del SSP
• Menos atmosfera permite
obtener mayor energía por
área
• Cualquier lugar de la tierra
puede recibir la energía
solar obtenida del SSP
• La estación puede
proporcionar energía 96 %
del tiempo
• Los paneles solares no
ocupan superficie terrestre
• Suficiente espacio en el
espacio
• Promueve el desarrollo
espacial, solar y
transmisión de la energía
inalámbricaFoto: Nasa
53. SiNo, Disponibilidad limitadaSiSiGeotermal
SiSiSiSiSSP
Capacidades limitadas. Pobre rendimiento
energético ( EROEI)
SiSiBio-combustibles
No, Sequías, Planificación complejaSiSiHidráulica
NoNo, intermitenteSiSiSolar terrestre
NoNo, intermitenteSiSiEólica
SiCostos, Disponibilidad, PolíticasSiNoNuclear
SiInminente picoSiNoFósiles
Carga Base?Confiable?Segura
?
Limpia?
¿ Cuales son las opciones energéticas?
55. Bahrain World Trade Center, Golfo Pérsico
http://www.bahrainwtc.com/viewnavigatorfile.htm
Generación 1300 MWh al año (15 % del consumo total). Se
elimina la emisión de 55 toneladas de CO2 anualmente
56. Proyecto Dubai: Torre rotativa Eólica
Ver video en: http://www.youtube.com/watch?v=Sy-1QQPfEAo
57. Energía Eólica
0
50
100
150
200
250
300
95 00 05 10
Miles de MW
MUNDO
24
%
I.A.
0
100
200
300
400
500
600
700
03 04 05 06 07 08
LATINOAMERICAMW
Los 10 primeros (2008)
%MW
100.0
14.1
2.3
2.6
2.7
2.8
3.1
7.9
10.0
13.8
19.7
20.7
121188Total Mundo
17128Otros
2862Portugal
3404Francia
3288Reino Unido
3160Dinamarca
12210China
9587India
3736Italia
16740España
23903Alemania
25170Estados Unidos
100100
21.321.3
11.811.8
13.413.4
53.553.5
%%
635635TotalTotal
7575Costa RicaCosta Rica
8585MéxicoMéxico
340340BrasilBrasil
MWMW
135135OtrosOtros
Fuente: Wind Power Association
Elaboración: Nelson
64. TN: TERRITORIO NACIONAL PM: PLATAFORMA
MARINA
De este total, la energía solar aporta 51% en virtud de un promedio
Fuente: MARTÍNEZ, A. “Energías Renovables: potencial energético de recursos aprovechables”. División de
Alternativas Energéticas, MEM (2001).
Tipo de Energía Potencial (MMBDPE)
Mini – Hidro (hasta 50 MW por instalación) 0.13
Bio energía 0.34
Solar (13 % conversión, 1%TN + 0.3%PM) 4.56
Eólica (3 % conversión, 4%TN) 1.41
Geotérmica (2.5 %TN) 0.15
Otras (oceánicas, híbridos) 0.53
Potencial Parcial 7.12
Hidroenergía en gran escala 1.86
Potencial Total 8.98
Venezuela. Potencial aprovechable de energías
alternativas
66. Potencialidad
• Energía incidente promedio de 4,71 kWh/díaxm2
• Insolación diaria promedio de 5,5 horas
• Alta continuidad de irradiación todo el año
• No diferencias climáticas extremas a lo largo del año.
Proyectos
• Maternidad Concepción Palacios, Caracas (1982)
• Pueblos los Cedros, Edo. Sucre (2001). 19 viviendas.
• 73 farolas en la Av. Bolívar, Caracas (2006)
• 130 farolas en Peaje Palo Negro, Maracay, Edo. Aragua (2006)
• Proyecto Chevron Alta Guayana
• Potabilización de Agua en comunidades indígenas
Energía solar en Venezuela
Proyecto Edifico Telefónica, España
67. Un sistema híbrido, de energías solar y eólica con diesel como
respaldo, comenzó a generar suficiente electricidad para nueve
viviendas y la escuela de la comunidad de Jacuque, en Paraguaná,
15 km al N de las refinerías Amuay y Cardón.
El proyecto, se conforma de 15 paneles solares y un aerogenerador.
Intervienen la Fundación para el Desarrollo Eléctrico FUNDELEC y
la Dirección Regional Falcón del Ministerio de Energía y Petróleo.
(Fuente: PDVSA, Agosto 2009)
Sistema Hibrido (Solar + Eólica)
68. Energía eólica en Venezuela (proyectos)
Potencialidad
Promedio de velocidad
del viento de 11 m/seg.
(excelente)
Gran extensión de costas
70. Venezuela. Conclusiones
Venezuela tiene alto potencial
para desarrollar la energía eólica y
la solar
El uso de estas fuentes
energéticas han sido esporádicas, y
como proyectos pilotos o esnobismo
No existe una política para
incorporarlas a la matriz energética
venezolana
Los precios bajos de las energías
convencionales son barreras para su
desarrollo
71. Lecciones aprendidas
• Por razones ambientales, geopolíticas y económicas es necesario
y prioritario el desarrollo de las energías alternativas (EA)
• Las energías fósiles serán sustituidas, paulatinamente, por las
EA en los próximos 30 años
• El mayor uso de las EA es en la generación de electricidad.
• Los bio combustibles “celulósicos” serán los dominantes
• La SSP luce como la energía solar dominante en el largo plazo
• Existe alta probabilidad de cambiar el paradigma de motor a
combustión interna
• Los países desarrollados (G20) son los abanderados en el
desarrollo y aplicación de las EA
• Los países latinoamericanos, exceptuando Brasil y México, están
desfasados en el uso de las EA
72. Foto NASA: La Florida
Lo que tu hagas cuenta…
Negros, blancos o amarillos; pobres o ricos;
desarrollados y no desarrollados; obreros o
profesionales; creyentes o no creyentes…
tenemos un solo hogar: El Planeta Azul
Trabajemos para que la vida no
desaparezca de su faz
73. Las Energías Alternativas
Ing. Nelson Hernández
Blog: Gerencia y Energia
Abril 2010
… Muchas
Gracias
Diplomado de Prospectivas y Estrategia
(USB)
