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Veracruz, Ver., Noviembre 16, 2007

Universidad Nacional Autónoma de México Centro de Investigación en Energía

Módulo 1. Marco referencial de las principales fuentes energéticas y requerimientos nacionales

Claudio A. Estrada Gasca

6º Seminario Regional de Innovación

La política energética de México y los recursos renovables

Foro Consultivo Científico y Tecnológico

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10 thousand years ago (starting from the agriculture) hundreds of thousands 4 thousand years ago (starting from the first cities) millions (250 millions at the beginning of the Christian era) 1600: 500 millions of habitants1830: 1 thousand millions1930: 2 thousand millions1960: 3 thousand mil millions 1974: 4 thousand millions1987: 5 thousand millions1999: 6 thousand millions2007: 6 thousand 500 millions

Human population. Demographic wavesHuman population. Demographic waves

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Perhaps the main driving forces of the global environmental crisis is the human population

Human populationHuman population

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0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

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10000

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1971

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1977

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1981

1983

1985

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1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

Mto

e

Coal Oil Gas Nuclear Renewables

World primary energy supplyWorld primary energy supply

19.7 %

80.3 %

14 %

86 %Source: IEA Energy Statistics 2004

Current status of energy worldwideCurrent status of energy worldwide

Average Annual Increase ~ 2%

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Correlation between human develop index and electricity consumption

Source: UN 2006. Human Development Reports, 2005-2006.

Low Medium High

Human develop index

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Current status of energy worldwideCurrent status of energy worldwide

Source: IEA Energy Statistics 2004

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The oil production in USA (above) reached its maximum in 1970, following the predictions. When the world production reach its maximum, it will be the end of cheap oil.(Courtesy: Science, vol. 281, Aug. 21,1998, p.1128; C. Campbell & J. Laherrere)

Current status of energy worldwideCurrent status of energy worldwide

K. Hubert (USA)

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Oil reserves vs production (R/P)

Source: BP Statistical Review of World Energy 2006

Current status of energy worldwideCurrent status of energy worldwide

The oil reserves could end in less than 42 years

Proven reserves/Productionoil: 42 years Natural Gas: 65 years Coal: 155 years

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Climate change: atmospheric COClimate change: atmospheric CO2 2 contentcontent

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Direct Observations of Recent Climate ChangeDirect Observations of Recent Climate Change

Global mean temperature

Global averagesea level

Northern hemispheresnow cover

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71.4% Oil

19.2% Natural Gas

1.91% Coal

0.64% Geothermal3.36% Biomass

2.45% Hydro0.96% Nuclear

92 % fossil,

Source: Balance Nacional de Energía, 2005 SENER

Energy in Mexico. Energy in Mexico. Mexico is an oil countryMexico is an oil country

Structure of the Primary Energy Production (2005)

(9819.713 petajoules)

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Installed electrical power generation capacity by Installed electrical power generation capacity by technology in 2006. CFE technology in 2006. CFE (Federal Electricity Commission)(Federal Electricity Commission)

Current status of energy in MexicoCurrent status of energy in Mexico

48, 779 MWe

73 % from fossil fuels

Source: Balance Nacional de Energía, 2007 SENER

Steam35% Hydro

23%

Coal6%

Dual5%

Geothermal + Wind2%

Nuclear3%

Combined Cycle26%

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Estado actual de la energEstado actual de la energíía en Ma en Mééxicoxico

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Source: BP International Report of Energy, 2006

-5

101520253035404550

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Reserves/production evolution, 1995-2005

Num

ber o

f yea

rs

Proven reserves/ Production

Oil 9.6 YearsNatural Gas 11.3 Years

Current status of energy in MexicoCurrent status of energy in Mexico

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Which energy sources can help us to cope with the depletion of oil and gas fields, preserving at the same time the environment for a sustainable development?

The future of energy in the worldThe future of energy in the world

16 16 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mxSource: Renewable in Global Energy Supply IEA 2004

1 TW = 1012 W : 1,000 EPG Complexes of 1,000 MW each

13 TW2005

Installed Installed capacitycapacity

30 TW2050

Required Required CapacityCapacity

The hydrocarbon energy gapThe hydrocarbon energy gap

The future of energy in the worldThe future of energy in the world

17 TW

17 17 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mxSource: Renewable in Global Energy Supply IEA 2004

0.0051 TW60 TW600 TWSolar

1.73 TWAprox. 70 TWAprox. 676 TWTotal

0.0063 TW2 a 4 TW50 TWWind

0.054 TW0.6 TW12 TWGeothermal

1.4 TW5 TW7 a 10 TWBiomass0.3 TW0.7 TW4.6 TWHydro

Installed capacity(2003)

Technicallyfeasible potential

Theoreticalglobal potential

0.845 TW10 TW17.5 TWNuclear

1 TW = 1012 W : 1,000 EPG Complexes of 1,000 MW each

Renewable energy sources

The future of energy in the worldThe future of energy in the world

0.0051 TW60 TW60 TW600 TWSolarSolar1.73 TWAprox. 70 TWAprox. 70 TWAprox. 676 TWTotalTotal

0.0063 TW2 to 4 TW2 to 4 TW50 TWWindWind

0.054 TW0.6 TW12 TWGeothermal

1.4 TW5 TW5 TW7 a 10 TWBiomassBiomass0.3 TW0.7 TW4.6 TWHydro

Installed capacity(2003)

Technicallyfeasible potential

Theoreticalglobal potential

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The World Market of RE

19 19 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mxSource: http://www.iea.org/rdd/eng/

World public investment in R & D in REWorld public investment in R & D in RE

20 20 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mx

The World Market of RE

21 21 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mx

~30%

~35%

The future of energy in the worldThe future of energy in the world

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Las energías renovables pueden satisfacer los requerimientos energéticos del futuro, más

aún, su empleo trazaría el desarrollo sustentable del Mundo y de México.

Sin embargo, el primer gran paso es el uso racional y eficiente de la energía que

actualmente tenemos.

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Proyecciones de EnergProyecciones de Energíía de acuerdo con el Consejo Asesor a de acuerdo con el Consejo Asesor AlemAlemáán sobre Cambio Globaln sobre Cambio Global

24 24 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mx

EnergEnergíía Renovablea RenovableFormas directas e indirectas de la energFormas directas e indirectas de la energíía solara solar

Las fuentes renovables de energía tendrán que aportar al menos 50% de la energía

mundial para el año 2050

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EnergEnergíía Solar: a Solar: TecnologTecnologíías as TermosolaresTermosolares

26 26 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mx

EnergEnergíía Solar: a Solar: TecnologTecnologíías as TermosolaresTermosolares de Potenciade Potencia

27 27 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mx

EnergEnergíía Solar: a Solar: TecnologTecnologíías as TermosolaresTermosolares de Potenciade Potencia

Capacidad Mundial instalada o en proceso: 2642 MWe

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Centrales ECentrales Eóólicas Modernaslicas Modernas

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Centrales ECentrales Eóólicas Modernas (licas Modernas (OffshoreOffshore))

Tuno Knob en Dinamarca.Middelgrunnden cerca de Copenhagen

Horns Rev en aguas de Dinamarca.

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BioenergBioenergííaa en Men Mééxicoxico

Fuentes de Materia OrgFuentes de Materia Orgáánicanica

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• México requiere un cambio de paradigma energético.

Los hidrocarburos en México se acabarán en los próximos 9 años.La infraestructura energética actual del país nos hace altamente dependientes del extranjero por tecnología y por importación de combustibles.El uso de hidrocarburos genera gases de efecto invernadero que contribuyen al cambio climático.

Conclusiones 1

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• El uso racional y eficiente de la energía y las energías renovables (ER) son solución al problema energético de México y de su desarrollo sustentable.

Las ER son un recurso muy abundante en el país que pueden contribuir a satisfacer la demanda energética de manera sustentable tanto de las ciudades como del campo.Las tecnologías de ER son limpias y su uso masivo garantizarían la disminución de los GEI. Para 2015 el país puede tener 10% de su oferta energética y 18% de su oferta eléctrica con ER y, para 2025, 20% de la oferta energética y 38% de la oferta eléctrica serían las metas para las ER.El país cuenta con los recursos humanos capaces de generar investigación y desarrollo para apropiarse y desarrollar las tecnologías de ER y promover una industria nacional.Ello implicaría la creación de algunos cientos de miles de nuevos empleos.

Conclusiones 2

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• Para garantizar el desarrollo sustentable del país, el Estado mexicano debe comprometerse con una visión a largo plazo del aprovechamiento de las ER en México.

Se deberán generar las políticas, los marcos legales, los incentivos económicos y los fondos de financiamiento para el desarrollo masivo de las ER en el país.En el caso del sector eléctrico, es indispensable un régimen especial basado en tarifas garantizadas para alentar la generación distribuida con ER.Se tiene que desarrollar un plan nacional estratégico a corto, mediano y largo plazos, para el aprovechamiento integral de las ER en México.Deberemos crear una Comisión Nacional de ER (CNER), un Instituto Nacional de ER (INER) y una red nacional de centros de investigación regionales en ER.

Conclusiones 3

34 34 www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mxcestrada@cie.unam.mx, jis@cie.unam.mxwww.cie.unam.mx

Gracias

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Wind

1980 1990 2000 2010 2020

PV

CO

E c

ents

/kW

h

1980 1990 2000 2010 2020

40

30

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10

0

100

80

60

40

20

0

BiomassGeothermal Solar thermal

1980 1990 2000 2010 20201980 1990 2000 2010 20201980 1990 2000 2010 2020

CO

E c

ents

/kW

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10

8

6

4

2

0

706050403020100

15

12

9

6

3

0

Source: NREL Energy Analysis Office (www.nrel.gov/analysis/docs/cost_curves_2002.ppt)These graphs are reflections of historical cost trends NOT precise annual historical data.Updated: October 2002

Costos Nivelados de la Energía Renovable en el Mundo

Levelized cents/kWh in constant USD (year 2000) cost of energy (COE)