¿Cómo reducir la demanda energética externa de España? (III)

Posibles energías a instalar para reducir la dependencia energética externa (continuación)

Centrales solares térmicas

Las centrales solares de tipo térmico se caracterizan por concentrar la energía solar en un único punto con la ayuda de espejos de forma parabólica, elevando la temperatura de un fluido, cuyo sobrecalentamiento se aprovecha en la central.

Podemos realizar el mismo cálculo que en el caso de las centrales de biomasa. Si nos basamos en la central PS10 (en Sanlúcar la Mayor, Sevilla), la cual presenta una superficie aproximada de 80 Ha y una producción de 24,2 GW·h, es decir, 0,3 GW·h por hectárea.

Central PS10 y PS20, promovidas y explotadas por Abengoa.

Si el rendimiento de la biomasa era de 5.200 KW·h por Ha, esto significa que la energía térmica solar es casi 60 veces más eficaz en cuanto a superficie utilizada se refiere.

0,3 GW·h / 0,0052 GW·h ≈ 60

Si lo comparamos con la demanda energética exterior de España, para satisfacerla sería necesario utilizar una superficie igual a:

(1.170.000 GW·h) / (0,3 GW·h/Ha) = 3.900.000 Ha

Lo cual corresponde a un 7,7 % de la superficie de España, similar a la superficie de Extremadura.

La segunda observación importante se refiere al horario de producción de energía, que es muy diferente al de la curva de demanda, lo que exige que estas centrales vengan acompañadas de importantes centrales hidráulicas de acumulación o de otro tipo de centrales de puntas. ¿Qué significa esto? Si tomamos un gráfico de consumo de energía a lo largo de un día observamos como los máximos consumos ocurren en dos momentos concretos del día: a las 12 h. y a las 22 h. Por lo tanto el consumo no se adapta a la producción de las centrales de dependencia solar, además, la energía en tales volúmenes no es posible, ni económicamente viable, almacenarla para un uso posterior.

 Curva típica española de demanda energética diaria.

La tercera observación importante es el rendimiento de las instalaciones en función de la latitud. En España el rendimiento de dichas instalaciones es aproximadamente la mitad que el rendimiento en países situados cerca del ecuador, además esta reducción se agrava en el norte de España, donde el rendimiento es de 1/3 respecto al ecuador, incluyendo el clima menos favorable del Norte Ibérico. ¿Qué conlleva esto? Pues que la instalación de estas centrales debe hacerse en la mitad sur de nuestra nación, para así obtener los mejores rendimientos posibles.

¿Soluciona este tipo de energía el problema de la demanda externa? No, pero puede ser combinada con otro tipo de fuentes.

Sigue apareciendo la competitividad por el uso del suelo con la agricultura, pero no influye directamente como el caso de los biocombustibles. Por otra parte, se ha demostrado sin ninguna duda, que son económicamente rentables, aunque esto depende del precio del petroleo u otras energías similares usadas masivamente.

Continúa.

¿Cómo reducir la demanda energética externa de España? (II)

Posibles energías a instalar para reducir la dependencia energética externa

Para analizar su situación vamos a citar las distintas centrales de producción de energía eléctrica, con unas brevísimas notas de cada una para señalar sus puntos característicos, empezando por las energías renovables (biomasa, energía solar térmica, energía solar fotovoltaica, hidráulicas, eólicas, mareomotrices, geotérmicas,…) para continuar con las de energía no renovable (petróleo, carbón, gas natural y nucleares).

Centrales de biomasa y biocombustibles

Se entiende como biomasa al combustible obtenible a partir de productos agrícolas, renovables cada año por efecto de la energía solar, capaces de ser utilizados para transformarlos en energía calorífica en una central térmica. Con la biomasa, además, pueden producirse combustibles líquidos o gaseosos.

Si tomamos como ejemplo el cultivo de colza, cuyo uso energético se encuentra desarrollado en América, su producción equivale a 1.300 litros de biodiesel por Ha. Teniendo en cuenta que para producir un KW·h se necesitan 0,25 litros de gasoil, con una Ha se pueden producir 5.200 KW·h al año. Si teóricamente nos decidiéramos a producir masivamente esta energía para compensar la demanda energética externa de España (1.170.000 GW·h), para obtener dicha energía sería necesario plantar 225 millones de hectáreas, 4,5 veces la superficie de España.

Brassica napus o colza en época de floración

Incluso realizando un cultivo para igualar la energía actualmente producida por España (345.000 GW·h) serían necesarias 66 millones de hectáreas, superior a la superficie de España. No sería eficiente por lo tanto.

Además, se ha demostrado que la contaminación producida por la emisión de NO₂ a la atmosfera de dicho cultivo provoca un agravamiento en el cambio climático.

En España este tipo de cultivo apenas se utiliza para tal finalidad, siendo más común el trigo, restos de cosechas, aceite de soja, etc. Los cuales presentan otros rendimientos diferentes.

En Salamanca se encuentra instalada la Central de Biocombustibles de Babilafuente.

Planta de biocombustibles y biomasa de Babilafuente

Dicha central presenta dos sistemas de fabricación independientes. Por un lado presenta un circuito de producción de bioetanol, usado como aditivo en pequeño porcentaje en las gasolinas comerciales. Por otro lado existe otro circuito de biomasa para la producción de biogás.

El mejor camino para utilizar este tipo de energía renovable, se basaría en únicamente instalar plantas para aprovechamiento de desechos forestales, subproductos de industria alimentaria, residuos sólidos urbanos, etc. Y evitar en la medida de lo posible el solapamiento del uso de los cultivos de consumo humano con los de consumo energético, como el maíz, trigo, girasol, etc.

Continúa.



¿Cómo reducir la demanda energética externa de España? (I)

Últimamente el tema energético está en boca de todo el mundo, especialmente con las controvertidas medidas que ha tomado el gobierno a la hora de reducir la velocidad en autovías, que no han gustado a todos. Políticas a parte, me parece interesante comentar el estado de la nación frente a la demanda y oferta energética, y los caminos posibles a la hora de reducir la dependencia extranjera.

España es un país muy deficitario en energía eléctrica, y por supuesto en todas las energías de tipo combustible, hasta el punto de que en la última década ha sido necesario importar casi cuatro quintas partes de la energía consumida. Se incluyen a continuación los datos del año 2009 de energía consumida y producida en España.

Energía producida en España

Si damos un vistazo rápido a los datos presentados, correspondientes al año 2.009, nos encontramos que nuestra producción depende básicamente de:

-          Energía Nuclear. Presenta serios problemas; hasta hace poco la postura del gobierno era clausurar algunas centrales por su antigüedad; No está solucionado el problema de los residuos por la necesidad de construir una nueva planta de almacenamiento; no está bien vista socialmente.

-          Energías renovables. En aumento, pero no todas ellas idóneas, tal y como veremos más adelante.

-          Carbón. Su producción no es rentable en España frente al coste de producción en otros países, estando subvencionado el carbón que producimos. En la actualidad no es autosostenible.

Energía Consumida en España

Dando un repaso rápido al consumo energético de España vemos como las mayores fuentes de energía consumidas son el petróleo y el gas natural, que suman aproximadamente un 70 % del total.

Comparación entre producción y consumo

Resumiendo, España en 2.009 dependió externamente de un 73 % de la energía consumida. No hace falta decir que es necesario reducir dicha dependencia. Que nuestra nación produzca más petróleo o gás natural no es viable, y la política seguida con el carbón no es sostenible.

Esto nos enfoca directamente hacia la energía nuclear y las energía renovables, pero existen problemas con difícil solución.

Continúa.



Eficiencia energética

En relación con uno de los últimos posts se me viene a la cabeza el Protocolo de Kyoto, el cual últimamente ha dejado de ser mencionado en los medios de comunicación dado que se le da prioridad a la crisis económica que afecta a medio mundo. No obstante debemos tenerlo presente, ya que conseguir la eficiencia energética no solo es bueno para el medio ambiente, sino bueno para la economía en general.

Para alcanzar algunos objetivos que algunos países, como España, se han marcado a sí mismo de forma voluntaria, como el Protocolo de Kyoto, de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sus ejes de actuaciones principales son:

-          Implantación de energías renovables

-          Reducción del consumo

Sin meternos demasiado en explicar que conlleva el Protocolo de Kyoto, se caracteriza en reducir la emisión de gases como CO₂, CH₄, N₂O, HFC´s, PFC y SF₆ un 5 % respecto a lo emitido en 1990 por cada nación. Partiremos de la idea de que energía consumida es igual a gases de efecto invernadero emitidos, ya que gran parte de la energía consumida proviene de combustibles fósiles.

Se ha hablado mucho de este tema, pero no siempre se profundiza en ello. Comentaremos de algunas medidas simples pero que elevan la eficiencia energética, o lo que es lo mismo, ¿Cómo se puede cumplir dicho Protocolo, evitando comprar bonos de emisión de otros países? La respuesta más simple es ahorrando costes de explotación de las infraestructuras comunes a la mayoría de actividades industriales. Ahí van algunos ejemplos:

-          Aire comprimido: Ta sea en herramientas o instalaciones de transporte neumáticas, casi todos los sectores industriales utilizan aire comprimido. Existe un potencial de ahorro de hasta un 50 % en el consumo eléctrico con actuaciones tales como detectar y remediar fugas, evitar sobredimensionamiento de los compresores, implantar motores de alta eficiencia, mejorar la disposición de la conducción para reducir perdidas por rozamiento, aprovechar el calor residual, etc. La industria del automóvil es uno de los sectores con mayor potencial en este campo.

-          Sistemas de bombeo: con nuevos equipos, técnicas y componentes se pueden alcanzar ahorros significativos en cualquier sistema de bombeo. Su dimensionamiento es básico a la hora de aumentar rendimientos.

-          Iluminación: Casí un 80 % del ahorro en el consumo eléctrico por iluminación se obtiene intercambiando las lámparas incandescentes por otras de bajo consumo. Lo mismo aplicado a la iluminación exterior o alumbrado público.

-          Ventilación, calefacción y aire acondicionado: Sobre todo en grandes sistemas de ventilación, frecuentemente hay un notable potencial de ahorro si la potencia de los ventiladores se adecua a las necesidades reales, y no se encuentran sobredimensionados. Además se aconseja la instalación de sistemas de velocidad variable y evitar altas revoluciones.

Todo ello deberá ir acompañado siempre por una normativa a nivel estatal, y un apoyo económico para las empresas que las empuje a renovar sus instalaciones, ya que no siempre estos cambios serán rentables para la propia empresa a corto plazo.

El desafío energético

Siguiendo un poco la estela de lo comentado en el anterior post, y aunque desviándome un poco del tema de la obra pública, me ha llamado la atención la siguiente información:

“La Agencia Internacional de la Energía indica que la demanda mundial de energía crecerá un 45 % hasta el año 2030”

Frente a lo indicado en el “Plan de Acción para la Eficiencia Energética 2.007-2.012”, en el que se hace referencia a reducir un 20 % de la energía consumida en varios sectores económicos (vivienda, industria, transporte, etc).

¿Cuál es la complejidad de todo este asunto? ¿Qué condicionantes marcan la naturaleza del problema?:

-          Una demanda mundial que, en términos de energía primaria, viene creciendo a unos ritmos espectaculares y que (a pesar de la crisis) va a seguir creciendo. La Agencia Internacional de la Energía prevé que la demanda mundial de energía crezca un 45 % hasta el año 2.030.

-          Una dependencia sistémica de fuentes fósiles realmente muy importante. Incluso a pesar del presuminle esfuerzo que se va a a hacer en el sector de renovables las estimaciones indican que, hacia 2.030, los combustibles fósiles seguirán aportando un 80% de la energía demandada.

-          La existencia de unas estructuras oligopolísticas en los mercados del gas y el petróleo realmente muy dañinas para las economías de todos los países no productores

-          Unas expectativas de efectos ambientales, sociales y económicos asociados a la acumulación de gases de efecto invernadero que suponen un riesgo eventualmente enorme.

El sentido común indica, en términos generales, que en el corto y medio plazo la solución a este desafío energético solamente puede venir de una combinación de las siguientes opciones:

a)      Utilización del carbón para la producción de electricidad, con sistemas de captura de carbono.

b)      Reintroducción de la energía nuclear de fisión

c)       Aumento espectacular del parque de renovables de todo el mundo

d)      Introducción de vehículos eléctricos en el transporte

Si nos centramos en la tercera opción, combinándola con la cuarta, llegaremos a la solución que menos costes sociales y ambientales presenta. Y más en particular, si analizamos una de las energías renovables que mayor fiabilidad tiene, como es la energía solar. En una presentación realizada en el Euroscience Open Forum (Julio de 2008), Jäger-Waldau y Moner-Girona, del Instituto de Energías Renovables de la comisión europea (Ispra), presentaron la siguiente afirmación:

“Usando la actual tecnología fotovoltaica y la termosolar, y algo menos del 0,3 % de la superficie del desierto del Sahara, se generaría suficiente energía eléctrica para toda Europa”

Es una afirmación de cierta importancia pero que problemas presenta:

-          Dependencia económica de un país extranjero, nuevamente.

-          Estamos hablando de una superficie de 27.195 km2, es decir, si su forma fuera cuadrada en planta, tendía un lado de 165 km. O dicho de otra forma, usa superficie igual a la suma de las provincias de Zamora, Salamanca y Ávila juntas.

-          Perdidas de energía elevadas debido a la gran distancia entre el punto de generación de la energía eléctrica y el punto de consumo, de al menos unos 3.000km de longitud. Se estima que utilizando líneas de alta tensión (por ej. 800 kV) en corriente continua se podría reducir las pérdidas al 10-15 %.

-          En caso de no realizarse en un desierto de África, uso de grandes superficies dentro del propio territorio nacional.

-          La energía que se consume en un país no se almacena y se usa cuando el demandante quiere, sino que en las horas de mayor consumo (14 h. y 21 h.) existen más centrales de diferentes tipos funcionando. Por lo tanto sería necesario encontrar un modo de almacenar energía solar, como por ejemplo usar materiales que conserven el calor diurno, y este pueda convertirse en energía durante la noche.

No obstante, presenta unos cuantos beneficios:

-          No produce residuos

-          Es fácilmente desmontable en caso de pasar a otro sistema energético en el futuro

-          El coste de la energía producida es barato. Con el sistema anteriormente mencionado el coste sería de 5 c€/kWh.

-          Todos los países tendrían su dependencia energética

-          La tendencia actual es a mejorar el rendimiento de este tipo de instalaciones.

-          España se encuentra muy bien colocada en la industria de la placas fotovoltaicas e instalaciones termoeléctricas.