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Propuesta para el Desarrollo de Energías Renovables en México Gerardo Hiriart L ghiriart@enal.com.mx Colegio de Ingenieros Civiles de México GRUPO PROSPECTIVO VISIÓN MEXICO 2030 México DF 27 de Septiembre 2010

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  • 1. Colegio de Ingenieros Civiles de MxicoGRUPO PROSPECTIVO VISIN MEXICO 2030 Mxico DF 27 de Septiembre 2010Propuesta para el Desarrollo deEnergas Renovables en MxicoGerardo Hiriart [email protected]

2. Un intento de clasificacin de las aplicaciones de las Energas RenovablesA.- Pequeos Desarrollos B.- Desarrollos MedianosC.- Grandes Desarrollos1.- Solar: Calentamiento de aire y 1. Fotovoltaicas comunitarias Elctricosagua 2. Sistemas Hbridos Sol/viento/dieselPlantas TermosolaresRefrigeracin 3. Geotrmica Binaria Desarrollos ElicosElectricidad PV y baterasElectricidad y calor Combinadas4. Pequeas HidrosCentrales GeotrmicasArquitectura Pasiva5. Biogs de desechos2.- Elica: Electricidad, solar y6. Mareas de doble Embalsebateras3.- Geotrmica: Bombas de Calor(fro y Calor)Calefaccin y A/C directa5.- Biomasa: Biodiesel de desechosD.- Tecnologas EmergentesBiogs casero 1. Nuevos desarrollos en EnergaBagazo de caa y rastrojosFuentes Renovables Solar. Alta Eficiencia6.- Ocanos: Corrientes marinas y 2. Geotrmica EGSfluviales1. Solar3. OTECEnerga de las Olas 2. Elica 4. Ventilas SubmarinasA/C con agua fra del mar3. Geotrmica 5. Osmosis Directa e Hidrulica4. Hidrulica5. Biomasa6. Marinas 3. 1.- Solar:Calentamiento de A.- Pequeos Desarrollosaire y aguaRefrigeracinElectricidad PV ybaterasElectricidad ycalor CombinadasArquitecturaPasiva2.- Elica:Electricidad, solary bateras3.- Geotermia:Bombas de Calor(fro y Calor)Calefaccin y A/Cdirecta5.- Biomasa:Biodiesel dedesechosBiogs caseroBagazo de caa yrastrojos6.- Ocanos:Corrientesmarinas y fluvialesEnerga de lasOlasA/C con agua fradel mar 4. 1.- Solar:Calentamiento de A.- Pequeos Desarrollosaire y aguaRefrigeracinElectricidad PV ybaterasElectricidad ycalor CombinadasArquitecturaPasiva2.- Elica:Electricidad, solary bateras3.- Geotermia:Bombas de Calor(fro y Calor)Calefaccin y A/Cdirecta5.- Biomasa:Biodiesel dedesechosBiogs caseroBagazo de caa yrastrojos6.- Ocanos:Corrientesmarinas y fluvialesEnerga de lasOlasA/C con agua fradel mar 5. 1.- Solar:Calentamiento de A.- Pequeos Desarrollosaire y aguaRefrigeracinElectricidad PV ybaterasElectricidad ycalor CombinadasArquitecturaPasiva2.- Elica:Electricidad, solary bateras3.- Geotermia:Bombas de Calor(fro y Calor)Calefaccin y A/Cdirecta5.- Biomasa:Biodiesel dedesechosBiogs caseroBagazo de caa yrastrojos6.- Ocanos:Corrientesmarinas y fluvialesEnerga de lasOlasA/C con agua fradel mar 6. 1.- Solar:Calentamiento de A.- Pequeos Desarrollosaire y aguaRefrigeracinElectricidad PV ybaterasElectricidad ycalor CombinadasArquitecturaPasiva2.- Elica:Electricidad, solary bateras3.- Geotermia:Bombas de Calor(fro y Calor)Calefaccin y A/Cdirecta5.- Biomasa:Biodiesel dedesechosBiogs caseroBagazo de caa yrastrojos6.- Ocanos:Corrientesmarinas y fluvialesEnerga de lasOlasA/C con agua fradel mar 7. 1.- Solar:Calentamiento de A.- Pequeos Desarrollosaire y aguaRefrigeracinElectricidad PV ybaterasElectricidad ycalor CombinadasArquitecturaPasiva2.- Elica:Electricidad, solary bateras3.- Geotermia:Bombas de Calor(fro y Calor)Calefaccin y A/Cdirecta5.- Biomasa:Biodiesel dedesechosBiogs caseroBagazo de caa yrastrojos6.- Ocanos:Corrientesmarinas y fluvialesEnerga de lasOlasA/C con agua fradel mar 8. B.- Desarrollos Medianos1. Fotovoltaicas comunitarias2. Sistemas Hbridos Sol/viento/diesel3. Geotrmica Binaria4. Pequeas Hidros5. Biogs de desechos6. Mareas de doble emb 9. B.- Desarrollos Medianos Puntos con potencial geotrmico para generacin elctrica con baja entalpa 10. B.- Desarrollos Medianos POTENCIAL GEOTRMICO DE LA ZONA: 30MW DISTRIBUIDOSAUTOCONSUMO Y VENTA DE EXCEDENTES A LA RED Por lo menos 30 plantas de 1 MW 11. 1.2. Fotovoltaicas comunitarias Sistemas Hbridos Sol/viento/dieselB.- Desarrollos Medianos3. Geotrmica Binaria4. Pequeas Hidros5. Biogs de desechos6. Mareas de doble Embalse Hay slo 22 centrales de Pequea hidro instaladas en el pas Potencial para ms de 3000 MW Problema no es tan tcnico sino: Comunitario Legal CFE Operacin Formar brigada dedicada a las minihidrulicas? 12. 1.2. Fotovoltaicas comunitarias Sistemas HbridosB.- Desarrollos Medianos Sol/viento/diesel3. Geotrmica Binaria Biogs 60/40 CH4/CO2 Mejorado 96/44. Pequeas HidrosRelleno Sanitario5. Biogs de desechos6. Mareas de doble emb E T LSlo genera la planta deR EMonterreyA C N TPotencial para unos 500 S RMW en Mxico P I O CCiudad Jardn en Neza,Iun caso exitosoR D T ABonos de CarbonoE Dfavorecen quema (?)(Europa) Biogs de:RastrosA la red de MetanoGeneracin resuelveElectricidadLodos Aguas negrasproblema de emisiones BasurerosAutomvilesGEI y genera electricidad EstircolCiudad JardnSiembrasPepenadores (?)Bicentenario 13. B.- Desarrollos Medianos Generacin usando mareas con embalserea del embalse de 2,590 km2Longitud cortina 74 km1 Potencia instalada 38,828 MW (FP 6%)Energa total 21,657 GWh/aoPot/A = 15 MW/km2E/A = 8.4GWh/ao/km2 3rea del embalse de 630 km2 2Longitud cortina 47 km2 Potencia instalada 9,451 MW (FP 6%)Energa total 5,260 GWh/aoPot/A = 15 MW/Km21E/A = 8. 4 GWh/ao/km2rea del embalse de 130 km23 Longitud cortina 16 km-20Potencia instalada 1,979 MW (FP 6%)Energa total 1,090 GWh/aoPot/A = 15 MW/Km2E/A = 8.4 GWh/ao/km2Doble Embalserea del embalse de 53 km2 -1080 MW4 Longitud cortina 11 km -10Potencia instalada 766 MW (FP 7%)Energa total 438 GWh/aoPot/A =H 15MW/Km2 7E/A = 8.4 GWh/ao/km26 5d = 5 [m] Potencia [MW] 4 3 d 2 d = 3 [m] 1 0? 1 2 3 4 H [m] 14. Mareas yCorrientes 15. C.- Grandes DesarrollosPor qu impulsar las energas renovables1. Economa?2. Se estn acabando los combustibles fsiles?3. Diversificacin matriz energtica?4. Mayor integracin nacional en la fabricacin?5. Menor contaminacin?6. Menores emisiones de CO2? 16. C.- Grandes Desarrollos; Por qu impulsar las energas renovables? 1. Economa? 2. Se estn 1.- ECONOMA?acabando loscombustibles Geotrmica;Inversin entre 3000fsiles? y 4000 $/kW instalado. 7 a 10 3. DiversificacinCents$/kWh FP 95%matrizenergtica? 4. Mayorintegracin Solar; Inversin 6000$/kW msnacional en la tres plantas (Total 24 000 $)parafabricacin? almacenamiento y una de carbn o la red para respaldo 5. Menorcontaminacin? 6. Menores Elica; Inversin 1400 a 2 100emisiones de $/kW instalado. FP de 25 a 50%CO2? Respaldo de hidroelctricas 17. C.- Grandes Desarrollos; Por qu impulsar las energas renovables? 1. Economa? 2.- SE ESTN ACABANDO LOS COMBUSTIBLES FSILES? 2. Se estnacabando losCarbn: Hay para 250 aos.combustiblesfsiles?Es barato y abunda en pases clave como EUA y China 3. DiversificacinmatrizPetrleo: Nuevos descubrimientos en aguas profundasenergtica?(Golfo de Mxico, Brasil, frica) y en el rtico. 4. MayorRecuperacin secundaria y terciariaintegracinnacional en laGas Natural: Estudio reciente (Agosto 2010) The Furure offabricacin? Natural Gas; an interdisciplinary MIT study. Hay gas 5. Menorbarato para los prximos 90 aos en EUA (incluido elcontaminacin? stranded gas) 6. Menoresemisiones deComentario:CO2?La independencia energtica juega un papel importante en lospases desarrollados para impulsar opciones alternasEuropa de RusiaEstados Unidos de ArabiaJapn de todos 18. C.- Grandes Desarrollos; Por qu impulsar las energas renovables?1. Economa? 3.- DIVERSIFICACIN MATRIZ ENERGTICA ELCTRICA?2. Se estn acabando losCarbn: 8% combustibles fsiles?Petrleo: 19%3. Diversificacin Gas Natural: 24% matriz energtica? Geotermia: Proporciona carga base. No consume agua.4. Mayor Elica : Aporta energa pero poca potencia firme, no siempre integracin predecible (combina bien con hidro) nacional en laSolar: Slo energa en horas de sol. Cuadruplica el precio si se fabricacin?instala almacenamiento5. Menor contaminacin?Comentario:6. Menores La elica puede ser un ahorro en energa (combustibles) para el pas emisiones de La geotrmica de alta y baja entalpa puede aportar de 2000 a 3000 CO2? MW de carga base a precios competitivos 19. Por qu Renovables?1. Economa? 4.- MAYOR INTEGRACIN NACIONAL EN LA FABRICACIN?2. Se estn acabando losCarbn: Equipo, combustible, mano de obra +importacin combustiblesPetrleo: Equipo, combustible, mano de obra fsiles?Gas Natural: Equipo, combustible, mano de obra + importacin3. Diversificacin matriz energtica? Geotermia: Equipo, exploracin, mano de obra + algo de importacin (Posible exportacin de ingeniera y equipos)4. Mayor integracin Elica : Prcticamente todo importado nacional en laSolar: Algo de fabricacin nacional + importado fabricacin?5. Menor Comentario: contaminacin? Se podran establecer las condiciones para incrementar6. Menoresfabricacin e ingeniera nacional en las Renovables. emisiones de Riesgo de caer en 100% importado en solar CO2? En geotermia puede lograrse gran integracin e inclusoexportar 20. C.- Grandes Desarrollos; Por qu impulsar las energas renovables?1. Economa?2. Se estn acabando los 5.- MENOR CONTAMINACIN? combustibles fsiles? Carbn:3. DiversificacinContaminacin en las minas y accidentes matriz energtica? Contaminacin por partculas (Humo y cenizas), por SO2 y NOx y Mercurio4. Mayor integracin(Todos remediables con la tecnologa actual) nacional en la fabricacin?Petrleo: Sulfuros y NOx5. Menor contaminacin?6. Menores emisionesGas Natural: Depende de impurezas. NOx en ciertos casos de CO2?Comentario:No est claro todava la clasificacin del CO2 como contaminante en los EUA. Todo indica que van a imponer lmites de emisiones, a cada tecnologa, caso por caso. 21. 1. 2.Economa?Se estn acabando los combustiblesfsiles? C.- Grandes Desarrollos; 3. Diversificacin matriz energtica? Por qu impulsar las energas renovables? 4. Mayor integracin nacional en lafabricacin? 5. Menor contaminacin? 6.- MENORES EMISIONES DE CO2? 6. Menores emisionesCarbn: Emite el doble de CO2 que el gas Natural por kWh generado. Causas: i) por que la molcula combustible node CO2?tiene hidrgeno y ii) por que la eficiencia de las plantas es menor que una de Ciclo Combinado con Gas Natural (Hay esfuerzos para resolverlo: Programa clean coal, IGCC, Oxicombustin y Captura y secuestro de carbono) C + O2 CO2 libera 8,143 kcal / kg de C Petrleo: Mediana (contiene algo de H2) Gas Natural: El ms bajo; i)Molcula con 4H. ii)Plantas ms2H2 + O2 2H2O libera34,720 kcal / kg de H2 eficientes CCGN Geotermia: Baja (algo de CO2)Kg CO2/millnkcal Elica : Muy baja (Respaldo de carbn la incrementa)Carbono (C)450 Solar: Muy baja (Huella de carbn puede ser alta)Carbn(Pittsburgh 85.6 % de C, 5.4% de 401 Comentario:H2)Para bajar las emisiones de CO2 y unirnos al programa mundial deCombustleo