1. Secretaria de Medio Ambiente
para el Desarrollo Sustentable
Análisis del sistema de calentadores solares
en México – Propuestas de mejora
Alejandro Viramontes Rodríguez Marzo del 2012
viramontes.alejandro@gmail.com

2. 01 Objetivo y dimensiones del análisis
02 Metodología de estudio
03 Datos generales
04 Entorno macro
05 Situación en México
06 Entrevistas y grupo de enfoque
07 Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
08 Resultados y propuestas
09 Conclusiones
2

3. Objetivo y dimensiones del análisis
01 Objetivo
Análisis del entorno de calentadores solares en México mediante la
metodología TIS (Technology Innovation System) para identificación de
mecanismos de bloqueo y plantear recomendaciones para la inducción del
sistema.
Dimensión estratégica
1. Análisis del entorno macro
- Tendencias e implicaciones
2. Entender el papel de México
Dimensión Táctica
1. Investigación y entendimiento del
sistema
- Entrevistas y grupo de enfoque
2. Definición de propuestas de impulso
3

4. 01 Objetivo y dimensiones del análisis
02 Metodología de estudio
03 Datos generales
04 Entorno macro
05 Situación en México
06 Entrevistas y grupo de enfoque
07 Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
08 Resultados y propuestas
09 Conclusiones
4

5. Metodología TIS (Technology Innovation System)
Metodología
1. Definir el sistema de estudio
Mapeo de la situación actual de los Calentadores Solares.
1.1. Datos Generales
1.2. Entorno Macro
1.3. Situación en México
2. Identificacion de los componentes estructurales
2.1. Entrevistas contactos SEMADES
2.2. Grupo de enfoque en el Tecnológico de Monterrey campus GDL
3. Selección de las funciones a estudiar 1. Desarrollo del conocimiento
2. Movilización de los recursos
Para simplificar el estudio, se seleccionaron dos funciones para el análisis:
3.1. Formación del mercado 3. Formación del mercado
3.2. Legitimización 4. Influencia sobre la investigación
5. Legitimización
4. Mecanismos de inducción y bloqueo del sistema 6. Experimentación emprendedora
7. Desarrollo de economías externas
Identificar cuales son los mecanismos que promueven y/o obstruyen al
sistema.
5

6. 01 Objetivo y dimensiones del análisis
02 Metodología de estudio
03 Datos generales
04 Entorno macro
05 Situación en México
06 Entrevistas y grupo de enfoque
07 Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
08 Resultados y propuestas
09 Conclusiones
6

7. Bóiler de gas vs calentador solar
• Un sistema de placas y tuberías metálicas, protegidas por una capa de
vidrio, ahorran más de dos terceras partes del consumo de gas de un
bóiler tradicional.
• 80% del consumo de gas en una casa se debe al calentador de agua.
• Los calentadores solares son una inversión que se compensan con ahorros en la
factura de gas en un par de años.
7
Odón de Buen, director de Energía, Tecnología y Educación (ENTE).

8. ¿Cuántos tipos de Calentadores Solares existen?
CSA tipos y usos
• Colectores solares planos. Cuentan con un placa captadora de
cobre, también conocidos como baja temperatura ya tiene la
capacidad de calentar agua 30°C y 60°C.
– Sin cubierta de vidrio. También llamados desnudos, utilizados
principalmente para el calentamiento de agua en albercas.
– Con cubierta de vidrio. Empleados para el calentamiento de agua
de uso sanitario y para la calefacción.
• Colectores de tubos evacuados. Utilizan como elemento
captor 2 tubos concéntricos de cristal, con un espacio vacío
entre ambos; donde el tubo interior está provisto de una capa
que absorbe el calor. También llamados de alta temperatura ya
que pueden proporcionar agua hasta 80°C.
8
Dimensionamiento, selección y beneficios del uso de calentadores solares de agua en el sector doméstico. La revista Solar, ANES (2006).

9. ¿Cuáles son los beneficios?
Beneficios
• Económicos. Ahorro en combustible. Aunque el costo inicial de un CSA es mayor
que el de un boiler, los ahorros que se obtienen por dejar de consumir
gas, podemos recuperar nuestra inversión en un plazo razonable (2 años aprox.).
– Estudios indican que el consumo de Gas LP en México es de 135 LT GLP/mes, del cual 46% se utiliza
para cocinar y el 54% restante para el aseo personal. La reducción promedio en el consumo de gas
al utilizar un CSA es de 21 LT GLP/mes, considerando tres personas con un consumo de 50 litros de
agua diarios por persona.
• Ambientales. La disminución de niveles de contaminación en las zonas urbanas, lo
cual contribuye al mejoramiento de la calidad del aire y reducción de gases de
efecto invernadero.
9
Dimensionamiento, selección y beneficios del uso de calentadores solares de agua en el sector doméstico. La revista Solar, ANES (2006).

10. 01 Objetivo y dimensiones del análisis
02 Metodología de estudio
03 Datos generales
04 Entorno macro
05 Situación en México
06 Entrevistas y grupo de enfoque
07 Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
08 Resultados y propuestas
09 Conclusiones
10

11. Tendencias Globales
World Energy Council
• Porque fomentar el uso de CSA (Calentadores Solares de Agua)?
– Asegurar el suministro y promover el ahorro por los altos costos energéticos
– Atender zonas con insuficientes recursos de suministro de energía
– Reducir la dependencia energética de combustibles fósiles
– Preocupaciones ambientales
• Que se ha hecho?
– Incentivos económicos para aligerar la barrera de la inversión y mejorar la relación
coste-eficacia (subvenciones directas, préstamos a bajo interés, exenciones
fiscales, financiación por terceros, etc.)
– Normas que regulan que nuevas construcciones o renovaciones deben de estar
equipados con sistemas de energía solar.
– Estrategias para mejorar la calidad de los equipos e instalaciones a través del uso de las
normas técnicas y estándares de calidad.
11
Fuente: World Energy Council (2007) - Policy measures to support solar water heating: information, incentives and regulations

12. China es el país con mayor capacidad instalada, mostrando un claro
enfoque en tubos evacuados, seguido por Estados Unidos que
mantiene su liderasgo en colectores planos sin cubierta.
Mexico se encuentra en la posicion 17.
Capacidad instalada en los países lideres al 2009 (MW)
61 PLANO - SIN CUBIERTA DE VIDRIO
14000
94,395 1,788
12000 PLANO - CON CUBIERTA DE VIDRIO
TUBOS EVACUADOS
10000
845
8000
6000 12,456
52
4000 7,509 8,425 1,711 68
7,105
2000 3,936 2,800
3,304
49
504 890 434
0 401
China United States Germany Turkey Australia Japan Brazil Mexico
12
Elaboración propia. Datos: International Energy Agency (IEA), Solar Heat Worldwide (2011)

13. En cuanto a colectores solares para calentamiento de agua de uso
sanitario China es líder representando un 67% de la capacidad
mundial, seguido por Turquía y Alemania.
México destaca en el puesto 19.
Capacidad instalada para colectores planos con cubierta y tubos evacuados 2009 (MW)
13
Fuente: International Energy Agency (IEA), Solar Heat Worldwide (2011)

14. Analizando la capacidad por cada 1000 habitantes, Chipre toma la
primera posición con una capacidad instalada de 554 Kw por cada
1000 habitantes, seguido por Israel con 391 KW.
Capacidad de colectores planos con cubierta y tubos evacuados por cada 1000 habitantes 2009 (KW)
14
Fuente: International Energy Agency (IEA), Solar Heat Worldwide (2011)

15. La mayor parte de calentadores de agua se ubican regiones de China
(101.5 GW), Europa (32.5 GW) y Norte América (15.6 GW), juntos
representan 87% de la capacidad mundial.
Distribución global por región en base a la capacidad instalada al final del 2009 (% Porcentaje)
Africa, 1%
M.Oriente
2%
Europa Asia, 4%
19%
Centro y
Sur Amer.
Otros 6%
22%
Norte
America,
China 9%
59%
15
Elaboración propia. Datos: International Energy Agency (IEA), Solar Heat Worldwide (2011)

16. Al 2009 la capacidad total instalada de colectores para el
calentamiento de agua y aire es de 1.2 GW equivalente a 1.7 millones
de meteros cuadrados.
Distribución global de la capacidad total instalada por tipo de colector (2009)
Colector solar Plano sin
para aire, 1% cubierta, 11%
Tubos Plano con
evacuados, 56% cubierta, 32%
16
Elaboración propia. Datos: International Energy Agency (IEA), Solar Heat Worldwide (2011)

17. 01 Objetivo y dimensiones del análisis
02 Metodología de estudio
03 Datos generales
04 Entorno macro
05 Situación en México
06 Entrevistas y grupo de enfoque
07 Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
08 Resultados y propuestas
09 Conclusiones
17

18. La capacidad instalada en CSA en México crece a una tasa anual de
25%, siendo de los crecimientos más altos en América junto con
Brasil. Sin embargo la tecnología de tubos evacuados aun se
encuentra en una etapa inicial de adopción.
Evolución de la capacidad instalada en colectores solares para el calentamiento de agua por tipo de tecnología
(2003-2009, MW)
PLANO - SIN CUBIERTA DE VIDRIO PLANO - CON CUBIERTA DE VIDRIO TUBOS EVACUADOS
1000
900
49
800
700
600 434
376
500 311
248
400 210
180
110
300
200 401
308 327 348
280 270 300
100
0
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
18
Elaboración propia. Datos: International Energy Agency (IEA), Solar Heat Worldwide (2011)

19. A partir del 2008 la tecnología los colectores planos con cubierta de
vidrio se han convertido en la tecnología dominante, con un 49% de
participación al 2009 y con una TACC (2003-20009) de 25%.
Distribución de la capacidad/área en México por tipo de colector (2009)
390 [MW] 883 [MW]
556,703 [m2] 1,261,954 [m2]
Tubos
evacuados, 6%
Plano con Unidades CAPACIDAD (MW) AREA [m2]
cubierta, 28% Plano sin Plano con Tubos Plano sin Plano con Tubos
Plano con Año
cubierta cubierta evacuados cubierta cubierta evacuados
cubierta, 49%
2003 280 110 399,493 157,210
2004 270 180 385,585 257,057
2005 300 210 428,586 300,058
Plano sin 2006 308 248 440,015 353,647
cubierta, 72% 2007 327 311 467,592 443,880
Plano sin
2008 348 376 496,591 537,430
cubierta, 45%
2009 401 434 49 572,092 619,432 70,430
2003 2009
112,812 197,657 Total 2009
[tCO2] [tCO2]
Capacidad [MW] 883 ~ Área [m2] 1,261,954
19
Elaboración propia. Datos: International Energy Agency (IEA), Solar Heat Worldwide (2011)

20. Partiendo del crecimiento registrado históricamente, todo indica que
la meta de Procasol 2012 se puede cumplir, con un equipamiento
tecnológico más balanceado el cual contribuirá con una reducción
aprox. de 280,000 toneladas de CO2.
Distribución de la capacidad/área en México por tipo de colector (2009)
390 [MW] 883 [MW] 1,265 [MW]
556,703 [m2] 1,261,954 [m2] 1,807,133 [m2] META PROCASOL 2012:
1,800,000 m2
Tubos
evacuados, 6% Tubos
Plano con Unidades CAPACIDAD [MW] AREA [m2]
evacuados, 19%
cubierta, 28% Plano sin Plano con Tubos Plano sin Plano con Tubos
Año
Plano con cubierta cubierta evacuados cubierta cubierta evacuados
cubierta, 49% 2003 280 110 399,493 157,210
Plano con
cubierta, 47% 2004 270 180 385,585 257,057
2005 300 210 428,586 300,058
Plano sin 2006 308 248 440,015 353,647
cubierta, 72% 2007 327 311 467,592 443,880
Plano sin 2008 348 376 496,591 537,430
cubierta, 45% Plano sin
cubierta, 34% 2009 401 434 49 572,092 619,432 70,430
2010* 410 470 85 585,711 671,425 121,428
2011* 420 540 140 599,997 771,424 199,999
2012* 430 600 235 614,282 857,138 335,712
2003 2009 2012* *Proyección al crecimiento anual de valores históricos
112,812 197,657 283,038
[tCO2] [tCO2] [tCO2]
20
Elaboración propia. Datos: International Energy Agency (IEA), Solar Heat Worldwide (2011)

21. Agencias gubernamentales
Secretarias y agencias
• Secretaría de Energía (SENER)
• Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (CONAE)
• Comisión Reguladora de Energía (CRE)
• Comisión Federal de Electricidad (CFE)
• Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y
Alimentación (SAGARPA)
• Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT)
• Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
21

22. Programas para el fomento de calentadores solares
Programas
• Programa para la Promoción de Calentadores Solares de Agua en México
(PROCASOL).
– Plan para impulsar significativamente el mercado de calentamiento solar de agua en el país a través
del fortalecimiento de las acciones y mecanismos, garantizando el nivel de calidad, y favoreciendo el
desarrollo de la industria e investigación nacional.
– meta para el año 2012: 1,800,000 m2 de calentadores solares de agua.
– Como?  Regulación, incentivos económicos a usuarios, fortalecimiento de la oferta, información y
gestión.
• Hipoteca Verde de INFONAVIT.
– Financiamiento otorgado al derechohabiente en la inclusión al hogar de algún sistema de ahorro
energético como los calentadores solares y sistemas para el ahorro de agua y electricidad validados.
• †Vivienda sustentable de CONAVI
– Subsidio federal para vivienda de interés solar para familias de escasos recursos ($10,500 MX de
subsidio aprox. para sustentabilidad)
• Programa FIRCO y FIDE
– Es un fideicomiso de participación mixta (aportaciones privadas +de CFE, LyFC y SUTERM), que
reconoce los ahorros de energía adicionales a lo dispuesto en NOM´s aplicables a productos que
pueden ser sujetos de sus programas de financiamiento.
Fuente: CONUEE (2009), Normatividad y certificación en sistemas solares para calentamiento de agua en México. 22
Odón de Buen (2009) Panorama general del calentamiento de agua con energía solar en México (2009)

23. Normatividad vigente en México en lo referente a la tecnología de
calentadores solares
Normatividad
• NMX-ES-001-NORMEX 2005 - Rendimiento Térmico y Funcionalidad de Colectores
Solares para Calentamiento de Agua. Métodos de Prueba y Etiquetado.
• †NMX-ES-002-NORMEX 2007 - Definiciones y Terminología.
• †NMX-ES-003-NORMEX 2007 - Requerimientos Mínimos para la Instalación de
Sistemas Solares Térmicos para Calentamiento de Agua
• †NMX-ES-004-NORMEX 2007 - Evaluación Térmica de Sistemas Solares para
Calentamiento de Agua.
23
Odón de Buen (2009) Panorama general del calentamiento de agua con energía solar en México (2009)

24. Factores que afectan el costo de calentar agua
variables
• Costo de los energéticos
• Costo de los equipos
• Eficiencias de los equipos de
• Calentamiento de agua
• Vida útil de los equipos
• Tasas de interés
• Disponibilidad de energía solar
• Temperatura ambiente
Pasos para el cálculo del costo del Retorno de Inversión CSA
1. Cantidad de energía requerida
Para ver formulas y detalles del calculo ver:
2. Área del colector solar • Revista ANES (2006), Dimensionamiento, selección y beneficios
3. Ahorros anuales de energía del uso de calentadores solares de agua en el sector doméstico.
• CONAE (2005), calentadores solares de agua en el sector
4. Costo del sistema de calentamiento doméstico.
5. Tiempo de retorno de la inversión
24
Odón de Buen (2009) Panorama general del calentamiento de agua con energía solar en México (2009)

25. 01 Objetivo y dimensiones del análisis
02 Metodología de estudio
03 Datos generales
04 Entorno macro
05 Situación en México
06 Entrevistas y grupo de enfoque
07 Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
08 Resultados y propuestas
09 Conclusiones
25

26. Resultados de las entrevistas
Entrevistas
Adopción de la Incentivos y
Situación actual Usuarios
Tecnología participación Gob.
• No hay una • Lento desarrollo • Falta de • No conocen los
regulación o del mercado vinculación entre beneficios
estándares de • Potencial en el coordinadores económicos
calidad segmento de las • Insuficientes para (ahorros)
• Dominio de constructoras incrementar la • Desinformación de
fabricantes Chinos • Falta de personal adopción la tecnología y
• Existen programas certificado para • Opciones: requerimientos de
enfocados al uso instalaciones • Financiamientos instalación.
de CS. • Desconocimiento • Subsidios • Consideran que es
• Pocos usuarios de las necesidades una inversión
• Seminarios/
• Costo elevado para instalar el grande
certificaciones
sistema • No hay interés en
• Tasas
probar, no hay
preferenciales
credibilidad
• Campañas
informativas
26

27. Resultados del grupo de enfoque
Grupo de enfoque
• Grupo de 15 personas
• Se planteo la pregunta? Cuáles son las ventajas (Beneficios) y desventajas de los CS?
BENEFICIOS DESVENTAJAS
Consumo de gas Costo del equipo
Ambientales Se ve mas feo
Seguridad Capacidad
Ahorros Dependiente al sol
• Hay una idea muy general de los beneficios y desventajas.
• Nadie pudo dar algún dato especifico.
• Después de la dinámica, se explicaron datos duros relacionados con ahorros, impacto
ambientales, capacidades, y recuperación de la inversión.
• Notablemente la audiencia mostro mas interés en los calentadores solares y continuaron
haciendo preguntas.
27

28. 01 Objetivo y dimensiones del análisis
02 Metodología de estudio
03 Datos generales
04 Entorno macro
05 Situación en México
06 Entrevistas y grupo de enfoque
07 Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
08 Resultados y propuestas
09 Conclusiones
28

29. TIS - Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
Sistema TIS
Mecanismos de Funciones Mecanismos de Recomendaciones
Inducción Bloqueo
29

30. 01 Objetivo y dimensiones del análisis
02 Metodología de estudio
03 Datos generales
04 Entorno macro
05 Situación en México
06 Entrevistas y grupo de enfoque
07 Mecanismos de Inducción y de Bloqueo
08 Resultados y propuestas
09 Conclusiones
30

31. Resultados y Propuestas
Internacional
Experiencia internacional:
• Deducción de impuestos en la compra de equipos de calentamiento (Túnez).
• Mecanismos financieros que permitan el pago en el largo plazo y con tasas que
hagan claramente rentables las inversiones en equipos solares
(Túnez, Barbados, China).
• Ejemplo: créditos a compradores de CSA con 0% tasa de interés (Marruecos)
• Subsidios para la adquisición de CSAs (Alemania, Austria).
• Normas de construcción que requieran el uso de CSAs (España, Israel, China).
31
CONAE (2005), calentadores solares de agua en el sector doméstico.

32. Resultados y Propuestas
TIS
Enfocar los esfuerzos en los mecanismos de bloqueo identificados puede impulsar
considerablemente la formación del mercado y la legitimación de los CSA.
• No hay una regulación o estándares de calidad. El establecimiento de normas
que regulen la calidad de los calentadores solares permitirá que la competencia
entre fabricantes sea más justa. Por otro lado un estándar de calidad puede
nivelar los de costo entre los calentadores haciendo un mercado más regulado.
Un estándar de calidad también puede crear un status de credibilidad para el
usuario final.
• Desinformación de la tecnología y requerimientos de instalación. Las campañas
informativas puede ser uno de los mecanismos principales para infamar sobre la
tecnología, sus beneficios y los requerimientos básicos para su instalación. Los
ahorros económicos deben ser bien promovidos para incentivar al público
general a obtener mayor información.
• Falta de vinculación entre coordinadores. La creación de un organismo que
concentre las diferentes iniciativas y/o coordine los esfuerzos que los diferentes
actores hacen para promover los CSA, puede generar que los proyectos tengan
mayor impacto y un mejor aprovechamiento de los recursos que se invierten.
32

33. Resultados y Propuestas
Acciones
Acciones:
• Aseguramiento de la Calidad. Contar con un marco normativo-técnico que asegure
la calidad de los sistemas, así como los servicios de instalación.
• Fortalecer la normalización y la capacitación de técnicos.
• Implementacion de estándares de calidad mandatorios para los que equipos
que se distribuyen nacionalmente.
• Mercado de competencia justa.
• Financiamiento. Identificar posibles fuentes de financiamiento y estrategias o
programas en las que el gobierno podría promover el uso de CSA.
• Diseñar una estrategia de promoción y venta
• Información. Hacer saber a la sociedad que la energía solar es una alternativa
ambiental y económicamente justificada.
• Promover la cultura del uso eficiente y ahorro de gas.
• Enfocar las estrategias para crear un mercado local eficiente, confiable y
economico que permita realmente competir a los CSA con calentadores de gas.
33
CONAE (2005), calentadores solares de agua en el sector doméstico.

34. Alejandro Viramontes Rodríguez Marzo del 2012
viramontes.alejandro@gmail.com