curso internacional desarrollo de proyectos de reforestación y bioenergía bajo el mecanismo de...
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Curso InternacionalDesarrollo de Proyectos de Reforestación y Bioenergía
Bajo el Mecanismo de Desarrollo Limpio
Energía y el Cambio Climático
Arturo Villavicencio
“Las Partes se comprometen a promover y cooperar en el desarrollo, aplicación y difusionde tecnologías, practicas y procesos que permitan controlar, reducir o prevenir lasemisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero”
Articulo 4.1.c
“The developed country Parties and other developed Parties included in Annex II shall take allpractical steps to promote, facilitate and finance, as appropriate, the transfer of, or access to,environmentally sound technologies and know-how to other Parties, particularly developed Countries, to enable them to implement the provisions of the Convention.
Article 4.5
Desarrollo y transferencia de tecnología en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático
Contenido de la presentación:
• Tendencias de la demanda de energía y emisiones de GEI
• Emisiones de GEI en el Ecuador
• Emisiones de GEI y progreso técnico
• Eficiencia, costos y emisiones de tecnologías energéticas
Europa Oriental
Norteamerica
America Latina
Africa, MedioOriente
Asia
Resto OECD
Union Europea
Contribución histórica al aumento de la concentración de CO2 en la atmósferadebido al consumo de combustibles fósiles desde 1800
Total países industrializados: 84%Total países en desarrollo : 16%
Fuente: Long-term Strategies for Mitigating Global Warming; IIASA
Europa Occidental
19%
Ex URSS y Europa del
Este19%
Países en Desarrollo
18%
China10%
Japón6%
Canada2%
Australia1%
Estados Unidos25%
No debereducir
*
*
*
EMISIONES DE GEI POR PAÍSES
Crecimiento en el consumo energético por Región
Fuente: World Energy Council, World Bank
Opciones de abastecimiento de la demanda mundial 1860-206
Generación eléctrica mundial por fuentes 1971-2020
•La solución convencional no es sustentable: técnica, económica, política y ambientalmente
Fuente
CO2 (Gg)
Porcentaje
A. Combustibles fósiles
- transformación energía - Industria - Transporte - Combustión pequeña
escala
B. Procesos industriales C. Cambios de uso del suelo
- Deforestación - Conversión del suelo
18.900
1.200 3.100 9.000 5.600
1.200
45.500
11.700 33.800
29.0
2.0 5.0 14.0 8.0
2.0
69.0
18.0 51.0
Total
65.600
100
Emisiones de CO2 en el Ecuador (1990)
Factores del crecimiento de emisiones en una economía
• Población
• Crecimiento económico (PIB / Hab)
• Intensidad energética de la economía (Energía / PIB)
• Contenido (intensidad) de carbón de la energía (CO2 / Energía)
CO2 =CO2
Energía
Energía
PIBx x
PIB
Poblac.x Poblac.
Argentina
-100
-50
0
50
100
150
200
Baseline MitigationC
O2
emis
sion
s (m
ill. to
nnes
)
Ecuador
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
Baseline Mitigation
CO
2 em
issi
ons
(mill.
tonn
es)
Estonia
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
Baseline Mitigation
CO
2 em
issi
ons
(mill.
tonn
es)
Hungary
-90
-60
-30
0
30
60
90
120
150
Baseline Mitigation
CO
2 em
issi
ons
(mill.
tonn
es)
Indonesia
-200
0
200
400
600
800
1000
Baseline Mitigation
CO
2 em
issi
ons
(mill.
tonn
es)
Energy intensity Energy mix
Economic Growth Population
CO2 increase
Zambia
-2
0
2
4
6
8
10
Baseline Mitigation
CO
2 em
issi
ons
(mill.
tonn
es)
Factores del crecimiento de emisiones en una economía (cont.)
Probadas probables posibles no descubiertas
Rec
uper
able
s
p
aram
argi
nale
s
subm
arg
inal
es
Costo
Nivel de conocimiento
Reservas Recursos
Recursos
Clasificación de un recurso mineral
Probadas probables posibles no descubiertas
Rec
uper
able
s
p
aram
argi
nale
s
subm
arg
inal
es
HidroenergíaEficienciaGas naturalReforestaciónEnergía eólica
Solar (térmica)EólicaMini hidro
Gradientetérmico deocéanos
GeotermiaEficiencia
HidrogenoCeldas de com-bustible
Fusión
Practicasagrícolas
identificadas
Grado de conocimiento
Costo
Las opciones de mitigación del cambio climático como un recurso
(b) (b) (b)(a)
(a)
(a)
(c) (c)
(d)
Reservas
Recursos
Recursos
Probadas probables posibles
Rec
uper
able
s p
aram
arg
inal
es
subm
arg
. Costo
Conocimiento(decreciente)
(a) Aumento de opciones debido al progreso técnico
(b) Reclasificación como recuperables debido a la disminución de costos
(c) Transferencia de reservas a recursos debido al incremento de costos
(d) Tecnologías implementadas
Recursos y reservas: un concepto dinámico
Efic
ienc
iaE
mis
ione
sC
osto
s
Evolución históricaFuturo
Escenariosposibles
Limite teórico
La dimensión tecnológica del Cambio Climático
embrionaria crecimiento maduración saturación
Tasa de Crecimiento rápida acelerada moderada débil
Innovación limitada amplia amplia limitada (pocas variantes) (proliferación) (racionalización) (standard)
Actitudusuario inestable tiende a estabil. estable muy estable
Tecnología rápido desarrollo cambia conocida muy conocida
Inversión monopolio atrae inversiones poca inversión escasa inversión (penetración lenta) (alta rentabilidad) (alta rentabilidad) (rentable)
Pen
etra
ción
de
mer
cad
o (%
)
Tiempo
El proceso de difusión de una tecnología
Tecnologías Energéticas
1. Aumento de la eficiencia de tecnologías convencionales - turbinas a gas - procesos de ciclo combinado - combustión en lecho fluidizado - sistemas de control y gestión de la distribución y transmisión - tecnologías avanzadas de refinación de petróleo
2. Opciones tecnológicas de la gestión de la demanda - sistemas de iluminación - motores eléctricos de velocidad variable - aparatos eléctricos de alta eficiencia - nuevos procesos industriales (cemento, acero, papel, …) - sistemas de gestión de la energía
3. Fuentes no convencionales de energía - solar (electricidad, calor)
- biomasa (biodigestores, generación eléctrica) - eólica - geotermia (alta y baja entalpía) - deshechos urbanos (calor, electricidad, metano)
4. Nuevas tecnologías
hidrogeno, vehículos eléctricos, celdas de combustible, gradientes térmicos
0
500
1000
1500
2000
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
Year
An
nu
al e
lect
rici
ty r
equ
irem
ent
(kw
h /
yea
r) Efficiency standards
Consumo energético de refrigeradoras (USA)
0
100
200
300
400
500
600kW
h /
yea
r
Eficiencia de refrigeradoras (200 litros) en los USA
6
7
8
9
10
1976 1978 1980 1982 1984 1986
Year
En
erg
y ef
fici
ency
rat
io
(BT
U /
Wh
)
Evolución de la eficiencia de equipos de aire acondicionado
filamento de carbón
osmio
tungsteno (60 w)
tungsteno (100 w)
tungsteno (halog.)mercurio (alta presión)
fluorescentes
alta presiónsodio
Sodio bajapresión
Luz monocromática(680 L/W)
10
100
1000
Efi
cien
cia
(L
/W)
1900 1930 1960 1990
Eficiencia histórica de los sistemas de iluminación
Tecnología
Potencia
(watt)
Eficiencia
(lumen / watt)
Duración
(1000 horas)
Inversión
(cent / lum.)
Incandescente Halógena Fósforo – HE Fosforo – DC Compacta – fluor.
60
90
40
40
15
14.5
19.4
78.7
81.3
46.7
1 2
20
20 9
0.09
0.23
0.07
0.13
0.90
Eficiencia y costo de tecnologías de iluminación
Tecnología 1995 2005 - 2010 2020 - 2030
Fotovoltaica 4500 2000 1000
Solar térmica 3500 2000 1000
Eólica 1200 1000 900
Carbón (vapor) 1500 1350 1200
Gas nat. (ciclo combinado)
800 640 480
Generación Eléctrica: costos de instalación
($ / kW)
Año Inversión($ / kW)
Costo O&M(cent / kWh)
Factor de capacidad(%)
1988 7560 0.5 25.0
2000 2510 – 3780 0.2 27.5
2010 1755 - 2270 0.2 27.5
2020 1240 – 1510 0.2 27.5
2030 1005 - 1270 0.1 27.5
Electricidad fotovoltaica: evolución probable de los costos
Año Inversión($ / kW)
Costo O&M(cent / kWh)
Factor de capacidad(%)
1988 1215 1.9 20
2000 1025 - 1080 1.1 – 1.3 30 – 28
2010 920 - 1040 0.9 – 1.0 33 – 29
2020 865 – 990 0.6 – 0.9 34 – 30
2030 810 - 920 0.6 – 0.9 35 - 31
Electricidad Eólica: evolución probable de los costos
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Year
Co
sto
($
/ kW
)
35
40
45
50
55
Efi
cien
cia
(%)
Costo
Eficiencia
Introducción de sistemas avanzados
Perspectivas de los costos y eficiencia de sistemas de ciclo combinado
Proceso Combustible Energia(GJ / ton)
Emisiones CO2
(kg CO2 / ton)
Inversion($ / ton / año)
Húmedo Carbón 6.6 1352
Seco Carbón 5.4 1239 250
Seco – Precalentamiento Carbón 4.1 1116 263
Seco – alta efic. Carbón 3.7 1079 268
Seco – alta efic.(scrubbing)
Carbón 7.0 1000 375
Seco Gas natural 5.4 1036 250
Seco – alta eficiencia
Gas natural 4.1 964 268
Consumo de energía y emisiones en la fabricación del cemento
Conclusiones
• La característica principal del problema energético a largo plazo es la contradicción básica entre la necesidad del aumento del consumo en los países en desarrollo y la necesidad de limitar el incremento del consumo mundial.
• Independientemente de las preocupaciones sobre el calentamiento global, el desarrollo tecnológico ofrece la oportunidad de desarrollar sistemas energéticos más diversificados, más robustos y con menos efectos negativos sobre el ambiente.
• La difusión de ciertas tecnologías puede representar una oportunidad para la aparición de nichos tecnológicos con efectos multiplicadores sobre procesos de industrialización y de desarrollo tecnológico.
• Las fuerzas del mercado no necesariamente conducen a la adopción de las tecnologías mas eficientes y socialmente deseables. Es necesaria la presencia de un agente social (social carrier) que promueva e impulse el cambio tecnológico.