D. Juan Puertas Agudo - Director de Ingeniería y Tecnología 5 de Noviembre de 2008
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D. Juan Puertas Agudo
Director de Ingeniería y Tecnología
Gas Natural, SDG S.A.
5 de Noviembre de 2008
ÍNDICE
1. El problema de la energía
2. Cambio climático
3. Aportaciones del gas natural en la
reducción del factor de emisión
1. Generación eléctrica
2. Sector industrial
3. Sector terciario
4. Tendencias energéticas de futuro
5. Conclusiones
El problema de la energía
l En la publicación Perspectivas sobre tecnología energética 2008, la AIE define tres
posibles escenarios, en los que analiza las emisiones de CO2 relacionadas con la energía.
l Escenario de referencia: se mantienen las políticas actuales y las emisiones de CO2 aumentan un
130% en el año 2050 respecto a los valores actuales.
l Escenario ACT: se adoptan tecnologías existentes o en fase de avanzado desarrollo con costes de
hasta 50 USD por tonelada de CO2 ahorrada. En el año 2050 se reducen las emisiones de CO2 a los
valores actuales.
l Escenario BLUE: se implantan nuevas políticas sin precedentes y de gran envergadura en el sector
energético. Se reducen las emisiones de CO2 en un 50% respecto a los niveles actuales.
El problema de la energía
Escenario referencia Escenario BLUE
Otras
Biomasa
renovables Otras Carbón
11%
Nuclear 3% renovables 14%
5% 12% Petróleo
Carbón Biomasa 18%
39% 23%
Gas
14%
Nuclear Gas
14% 19%
Petróleo
28%
Fuente: Energy Technology Perspectives 2008. International Energy Agency
Cambio climático
Temperatura media
Nivel medio del mar
Superficie glaciar
del Hemisferio Norte
Fuente: Dr Pachauri's presentation at the IPCC Press Conference
17 November 2007 Valencia
Cambio climático
CO2= renta per capita (PIBi/Pi)· población (Pi) · intensidad energética
(Ei/PIBi)· factor de emisión (CO2i/Ei)
Factores Políticas
Renta per capita Factores culturales y socio- Políticas económicas
económicos
Población Área deculturales
Factores influencia de las empresas energéticas
y socio- Políticas educativas
económicos
Intensidad
Intensidad energética
energética Aumento
Estructura de la eficiencia en el uso
económica de la energía
Políticas (gestión
educativas energética)
y económicas
Aumento de la eficiencia de los procesos energéticos
Factor de emisión Mix de generación Políticas tecnológicas
Factor de emisión (FE) Énfasistransporte
Combustible en el uso de energías renovables y combustibles fósiles de bajo
contenido en carbono.
Cambio climático
Influencia de los factores
intensidad de energía y
factor de emisión para cada
uno de los escenarios
Concentración de CO2
(ppm) para cada uno de
los escenarios
Fuente: Energy Technology Perspectives 2008. International Energy Agency
Cambio climático
l El gas natural es el combustible fósil con menor contenido en carbono en su molécula y,
en consecuencia, con menor factor de emisión de dióxido de carbono cuando se oxida.
Además, sus emisiones de óxidos de nitrógeno son muy inferiores a las de otros
combustibles y las de óxidos de azufre y partículas, prácticamente inexistentes.
Carbón Fuel-oil Gas-oil
Emisiones CO2 CO2,carbón 1,7 · CO2,GN CO2,fuel1,4 · CO2,GN CO2,gas-oil1,3 · CO2,GN
Emisiones NOx NOx,carbón=2 · NOx,GN NOx,fuel=2,5 · NOx,GN
Emisiones SO2 SO2,carbón=1.500·SO2,GN SO2,fuel=2.500· SO2,GN SO2,gas-oil=150· SO2,GN
Emisiones CH4 Menores a las emisiones de carbón y petróleo
Partículas El gas natural no contiene impurezas ni residuos sin emisión partículas sólidasGeneración eléctrica
Utilizan gas natural como energía
primaria menores emisiones de
Gas natural 100 %
Chimenea
gases de efecto invernadero.
8,32 %
Gases combustión Elevado rendimiento energético,
60,58 %
pudiendo alcanzar hasta un 60%.
Mayor flexibilidad de operación a
Condensador
32,55 % Turbina Compresor distintos regímenes de carga
ayudan a la integración de energías
Auxiliares y pérdidas renovables en generación eléctrica.
0,73 %
Utilizan menor cantidad de agua
Auxiliares
y pérdidas de refrigeración.
Generación turbina vapor 0,30 %
18,98 % Generación turbina gas Menor frecuencia de mantenimiento.
39,12 %
Generación eléctrica 58,1%Generación eléctrica
300000
No renovables R.E.
Ciclo combinado
250000 Renovables R.E.
Hidráulica
200000 Fuel/gas
Carbón
150000 Nuclear
100000
50000
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Fuente: REE. Informe del sistema eléctrico en 2007Generación eléctrica
Fuente: REE. Informe del sistema eléctrico en 2007.
Año 2000 Año 2006
Si la generación eléctrica mediante ciclos combinados del
año 2006 se hubiera producido en centrales térmicas de
carbón el factor de emisión hubiera sido de 489 tCO2/
GWhe en vez de 351 tCO2/GWhe.Generación eléctrica
60 (Pérdidas)
Mix de generación No se incluyen las pérdidas en la red
100 eléctrica e 40% eléctrica
139
Energía electricidad 40 electricidad e 40% 100
primaria Cogeneración Energía
39 Caldera t 90% calor 35 calor t 35% primaria
4 (Pérdidas) 25 (Pérdidas)
31 (Pérdidas)
Ciclos No se incluyen las pérdidas en la red
Combinados eléctrica
110 71
e 56% electricidad e 40%
Energía electricidad 40 100
primaria Cogeneración Energía
39 Caldera t 90% calor 35 calor t 35% primaria
4 (Pérdidas) 25 (Pérdidas)Generación eléctrica
Tecnologías
1 kW 25 kW 100 kW 500 kW 1 MW 10 MW
Motor Stirling ( 60-80%),
Pilas Combustible ( 80-90%),
Microturbinas ( 80-85%)
Motores Combustión interna ( 70-92%)
Turbinas ( 60-85%)Generación eléctrica
Características
La energía depende de un recurso no planificable pseudo-planificables con hibridación con gas natural y/o biomasa
Cilindro parabólico Centrales de torre Disco/motor Fresnel
Tamaño (MW) 30-80 10-15 5 – 15·10-3 Hasta 50 MW
Temperatura operación 390ºC 565ºC 750ºC Hasta 450ºC
Estado comercial Comercial Demostración Prototipos Demostración
Riesgo tecnológico Bajo Medio Alto Medio
Otras tecnologías en proceso de desarrollo son:
Chimeneas solares Acumulación térmicaObtención del biogás
Aprovechamiento energético del biogás
En procesos naturales
Producción de electricidad
(lagos, pantanos)
Producción térmica
Producción
de biogás Cogeneración
En actividades humanas (plantas
aguas residuales, vertederos) Gas vehicular
Inyección a redTipo de biomasa y tecnología de transformación producción de electricidad y/o producción
térmica y cogeneración.
Tipo de biomasa Tecnología
Combustión Gasificación/Pirólisis Fermentación alcohólica Digestión anaerobia
Forestal X X
Agrícola X X X Producción biogás
Ganadera X
Industrial X X
Urbana X XCaracterísticas
Los aerogeneradores pueden extraer como máximo un 59,3% de energía
mecánica del viento. El factor promedio en España es del 24%, variando desde
emplazamientos con un recurso de viento escaso con rendimientos del 20%
hasta emplazamientos “off shore” con rendimientos del 50%.
El recurso eólico “off shore” es más abundante y de mayor calidad, pero aún
quedan por resolver: disminución costes logísticos y mantenimiento, cimentación
en aguas profundas, adaptación de materiales y componentes y evacuación
eléctrica.
La energía eólica depende de un recurso no planificable por cada MW
eólico tiene que haber otro MW producido mediante un sistema de
generación flexible y planificable (ciclos combinados).Sector industrial
Sustitución de combustibles fósiles: carbón/fuel/gasóleo gas natural
Año 1973 Año 2005
Renovables Carbón
Renovables 4% 3%
Electricidad 0% Carbón Electricidad
16% 16% 24% Petróleo
33%
Gas
3%
Petróleo
65%
Gas
36%Sector industrial El valor del PIB en España durante este periodo se ha multiplicado por 15, mientras que el consumo energético en la industria únicamente se ha duplicado.
Sector terciario
Medidas a adoptar en el sector doméstico y terciario para el
ahorro de emisiones de CO2
AÑOS 80-90 Estado actual y evolución
Calefacción y ACS Uso de calderas: Uso de calderas:
• Atmosféricas • Alta eficiencia o condensación
• Combustible gas natural o butano • Combustible gas natural o biomasa
Microcogeneración:
Tecnologías MACI, Stirling, pila de combustible
Uso de equipos eléctricos: calefacción eléctrica y bomba Uso de bombas de calor de alta eficiencia
de calor
Producción ACS mediante caldera o Energía solar térmica para producción de ACS.
calentador eléctrico. Energía de apoyo: gas natural/biomasa
Refrigeración Uso de equipos eléctricos: ventiladores, Uso de bombas de calor de alta eficiencia
equipos de climatización por compresión Frío solar
Microcogeneración con máquina de absorciónEscenario referencia año 2050 Escenario BLUE año 2050
Biomasa Eólica Otras Otras
3% 3% renovables Solar renovables
Hidráulica Carbón+CCS Gas
1% 11% 5%
9% 12% 6%
Eólica
Nuclear 11%
Gas+CCS
7% Biomasa
12%
Gas+CCS +CCS
1% Carbón 4%
52% Biomasa
4%
Gas Hidráulica Nuclear
21% Petróleo 12% 23%
3%
La captura y almacenamiento de CO2 es la tecnología que tendrá mayor impacto en la reducción de
emisiones. El uso de carbón estará condicionado a esta nueva tecnología y la gran mayoría de
generación eléctrica con gas natural se realizará también con captura y secuestro de CO2.
En el escenario BLUE la energía eléctrica será producida mayoritariamente por energías renovables, gas
natural o hidrógeno producido por la gasificación del carbón y energía nuclear.Escenario referencia año 2050 Escenario BLUE año 2050 En este sector no se producirán tanto cambios en el uso de fuentes de energía primaria, debido a que el gran cambio energético tuvo lugar en los años 70-80.
Escenario referencia año 2050 Escenario BLUE año 2050 En el escenario BLUE es de gran relevancia la disminución de emisiones de CO2 debido a la construcción y conversión de edificios de bajo consumo. Otros factores son el aumento de la eficiencia energética y el incremento de la electricidad como vector final, lo que traslada las emisiones al sector de generación eléctrica.
Escenario referencia año 2050 Escenario BLUE año 2050 El uso de combustibles fósiles se reducirá considerablemente. En el escenario BLUE únicamente el 50% de los combustibles serán de origen fósil, mientras que en el escenario de referencia estos suponen casi el 100%. Las alternativas principales para la automoción serán las pilas de combustible de hidrógeno y las baterías eléctricas.
Fuente: Energy Flowchart Scenarios of Future U.S. Energy Use Incorporating Hydrogen Fueled Vehicles
El crecimiento de la economía mundial en los próximos años provocará
un consumo mucho mayor de energía.
Con las tecnologías y políticas actuales este crecimiento de la demanda
provocaría un importante aumento en las emisiones de dióxido de carbono.
Es necesario implantar cambios estructurales en el sector energético.
Es necesario aumentar la eficiencia energética en todos los sectores
para disminuir la demanda de energía primaria.El uso de combustibles fósiles hacia mitad del siglo XXI estará asociado
a la captura y almacenamiento de CO2.
Hasta ese momento la solución pasará por un mix energético basado en
renovables y gas natural, con un incremento progresivo de energía nuclear.
La energía usada en el transporte evolucionará hacia fuentes sin emisión
de CO2.
En los sectores terciario e industrial la electricidad y el gas natural seguirán
siendo las fuentes de energía dominantes.Muchas gracias
Esta presentación es propiedad del Grupo Gas Natural. Tanto su contenido temático como diseño gráfico es para uso exclusivo de su personal. ©Copyright Gas Natural SDG, S.A.
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