DEMANDA TECNOLÓGICA EN REPSOL“JORNADA: El potencial del I+D+i español en el área de las tecnologías energéticas: la oferta y

la demanda”

CLUB ESPAÑOL DE LA ENERGÍACLUB ESPAÑOL DE LA ENERGÍA

Fernando Temprano Posadae a do e p a o osadaDirector de Tecnología, Repsol

14 Septiembre 2010

Índice

• Retos en el futuro de la Energía.

• Mapa de las tecnologías necesarias• Mapa de las tecnologías necesarias.

• Tecnologías para producir más.

• Tecnologías para transformar mejor.

• Tecnologías para usar la energía de forma más eficiente.ec o og as pa a usa a e e g a de o a ás e c e e

• Tecnologías para reducir emisiones GEI.

• Colaboración con el Sistema Público de I+D.

Los dos grandes retos en el futuro de la Energía

1 S ti f l d d i t d20302006

World20302006

World

1. Satisfacer la demanda creciente de energía para alcanzar cotas razonables de bienestar social y económico con suministros estables

CarbónNuclear

Biomasa y residuos

Otras renovables

Hidro

26 %10 %

6 % 29 %5 %10 %

1,6 %Carbón

Nuclear

Biomasa y residuos

Otras renovables

Hidro

26 %10 %

6 % 29 %5 %10 %

1,6 %

económico, con suministros estables y seguros.

Petróleo

Gas34 %

21 %

30 %

22 %

Petróleo

Gas34 %

21 %

30 %

22 %

Fuente: IEA, “WEO 2007”, CASO “REFERENCIA”

11730 Mtep 17040 Mtep

Fuente:” World Energy Outlook 2008”, reference case, International Energy Agency / OCDE)

11730 Mtep 17040 Mtep

Fuente:” World Energy Outlook 2008”, reference case, International Energy Agency / OCDE)

2. Hacerlo de forma medioambien-talmente aceptable, equilibrando la concentración de gases de efectoconcentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, y particularmente del dióxido de carbono (CO2), en niveles que no supongan una

Fuente: : IPCC, United Nations Enviromental Programme, 2007

(CO2), en niveles que no supongan una amenaza para el clima.

Retos en el futuro de la energía: escenariosg

(+40% vs. 2007)

(+20% vs. 2007)

Aunque el papel de las fuentes fósilesAunque el papel de las fuentes fósilesseguirá siendo predominante en lademanda de energía primaria, el papel delas EERR será creciente en la nuevapotencia instalada, muy influenciado porlas políticas que se adopten con respectoa la red cción de emisiones de gases de

Fuente: World Energy Outlook, AIE – OCDE (2009), elaboración propia.

a la reducción de emisiones de gases deefecto invernadero, en particular CO2

Requerimientos de reducción de CO2 y tecnologías asociadasg

Fuente: Energy Technology Pespectives to 2050, AIE-OCDE (2008)

Oil&Gas: participación en la solución

Fuente: Energy Technology Pespectives to 2050, AIE-OCDE (2008)

Mapa complejo de tecnologías

Transformación AplicacionesPortadores energéticosFuentes

Gas

pg

GNL Combustibles gaseosos

Petróleo

ÓSI

LES Reformado

Refino

Hidrogeno

Combustibles lí id

Productos

FÓ

Petroquímica

líquidos

Materiales

Biomasa

BLE

S

Reducción CO2 Transporte

Procesos Biocombustibles

MarinaNO

VAB Combustión

Electricidad

Eólica

SolarRE

Disponibilidad de recursos de hidrocarburos

Producido Crudo convencional:T S d

p

Remanente recuperabl

e

Enhanced Oil

Recovery Target

~6-8 billones bp en sitio

Extra Heavy Oil

23%

Oil Shales 38%

Tar Sands & Bitumen

39%

Crudo no convencional:Target 3%

~7 billones de bp en sitio

Fuente: IEA World Energy Outlook 2006

Incrementorequerimientos

de precio y tecnológicos

GasGas conven-cional

CBM, 27000 bcmR d

Los recursos de hidrocarburos disponibles geológicamente- petróleo y gas -representan una cantidad muy superior a la de los hasta ahora explotados SinRecursos de

“tight gas” y “shale gas”14000-43000 bcm

Recursos estimados de “hidratos de gas”

de los hasta ahora explotados. Sin embargo, los hidrocarburos denominados no convencionales requieren el desarrollo y aplicación de nuevas tecnologías y una

i t id d d it lhidratos de gas 3-85000.106 bcm

Fuente: elaboración propia a partir de Unconventional hydrocarbons, Wood Mackenzie, 2007

mayor intensidad de capital.

Aumento del factor de recuperación de los yacimientos (EOR)

Recuperación EOR

Recuperación secundariaInyección agua

Recuperación EORGases, químicos, térmicos

+ 5-60 %

%

Recuperación primariaespontánea

Inyección agua+ 15-20 %%

espontánea10-25 %

tiempo

Con las tecnologías existentes sólo es posible extraer una parte de los recursos de petróleo en el yacimiento. Se requiere el desarrollo y aplicación de nuevas tecnologías p y q y p g

que permitan recuperar más crudo.

Contribuciones para cubrir las necesidades de energía

Nuevosdescubrimientos

Nuevosdescubrimientos

g

barr

iles

día)

EOR

No convencional

descubrimientos

barr

iles

día)

EOR

No convencional

descubrimientos

mill

ones

de

b

Existente

Desarrollo dereservas existentes

mill

ones

de

b

Existente

Desarrollo dereservas existentes

Mbd

(mM

bd(m

AñoAñoFuente: “World Energy Outlook 2004”, Agencia Internacional de la Energía /OCDE

La declinación en la tasa de producción de crudos se verá reemplazada por tecnologías que permitan:

Aumentar el factor de recuperaciónIncrementar la recuperación de recursos no convencionalesIncrementar la recuperación de recursos no convencionalesAcceder a áreas exploratorias complejas no convencionales

Contribuciones para cubrir las necesidades de energía

Nuevosdescubrimientos

Nuevosdescubrimientos

g

Necesidad de conocimiento y desarrollo en

barr

iles

día)

EOR

No convencional

descubrimientos

barr

iles

día)

EOR

No convencional

descubrimientos y desarrollo en

GEOCIENCIAS:• Geología.

Geofísica

mill

ones

de

b

Existente

Desarrollo dereservas existentes

mill

ones

de

b

Existente

Desarrollo dereservas existentes

• Geofísica.• Petrofísica.• Geoquímica.

M d l

Mbd

(mM

bd(m • Modelos y

simulación geo.• …

AñoAño

Fuente: “World Energy Outlook 2004”, Agencia Internacional de la Energía /OCDE

La declinación en la tasa de producción de crudos se verá reemplazada por tecnologías que permitan:

Aumentar el factor de recuperaciónI t l ió d i lIncrementar la recuperación de recursos no convencionalesAcceder a áreas exploratorias complejas no convencionales

Refino de petróleo para producir gasolina y gasóleo

• Especificaciones europeas deEspecificaciones europeas de

exigencia creciente (ejem. contenido S:

2005= 50 ppm y 2009=10 ppm).

• 5 refinerías de petróleo en España,

más de 25 plantas de proceso

nuevas o modificadas.

• Desarrollo tecnológico propio para

óoptimización de procesos:

• Selección /desarrollo de catalizadoresy optimización de la operación.

• Modelos cinéticos y simulación de procesos.

• Homologación de productos y pruebas en motor para asegurar calidaden motor para asegurar calidad (aditivos).

Eficiencia Energética en las operaciones de transformación

Destilaciónatmosférica

FCC

Destilación a vacio Refinería¡ Sistema con

elevada

Hid t t i t

Alquilación

Reformadocatalítico

elevada intensidadenergética !

Coquización

Hidrotratamientocatalítico 40% del coste

es de energía

0 5 10 15 20 25 30 35%

Fuente: Elaboración propia a partir de “Technology roadmap for the U.S. petroleum industry”, U.S. Department of Energy, 2000)

Mejora continua en mix de tecnologías de transformación: Optimización continua de procesos/catalizadores para obtener productos más fi i t i t MAeficientes y con menor impacto MA.

Mejora constante de la eficiencia energética.

Eficiencia Energética en las operaciones de transformación

Destilaciónatmosférica Necesidad de conocimiento y

FCC

Destilación a vacio desarrollo en

MIX TECNOLOGIAS:• Catálisis.

Hid t t i t

Alquilación

Reformadocatalítico • Ing. Procesos.

• Química.• Productos.

Coquización

Hidrotratamientocatalítico • Modelos y

simulación. • Control avanzado.

0 5 10 15 20 25 30 35%

Fuente: Elaboración propia a partir de “Technology roadmap for the U.S. petroleum industry”, U.S. Department of Energy, 2000)

• …

Mejora continua en mix de tecnologías de transformación: Optimización continua de procesos/catalizadores para obtener productos más fi i t i t MAeficientes y con menor impacto MA.

Mejora constante de la eficiencia energética.

Energía para el transporte y emisiones de CO2

200

250

0) CO

g p p y 2

REDUCCIÓN:

• Hábitos de consumo

150

200

(199

0 =

100 CO2• Mejora de eficiencia energética

• Producción

• Uso (automoción)

• CO• HC50

100

Ref

eren

cia • Biocarburantes

• NOx

• PM01990 1995 2000 2005 2010

Movilidad viajeros (%) Movilidad mercancias (%)

Fuente: El sector Transporte en España y su evolución: Horizonte 2010. Anfac (2002)

Movilidad viajeros (%) Movilidad mercancias (%)CO (%) HC (%)NOx (%) PM (%)CO2 (%)

• Las emisiones de gases contaminantes “locales” de cada vehículo se han reducido más de un 98 % desde los 70, y se reducirán aún más con los futuros desarrollos y mejoras del conjunto “vehículo + combustible”: un aire urbano más limpio

p p y ( )

• Sin embargo, las emisiones de CO2 no se reducen (incremento de la movilidad)

Fomento del uso de carburantes alternativos

En el 2020, la UE quiere que el 23 % de la energía de los combustibles para el transporte por carretera sea de origen alternativo (1)g

Año Biocarburantes (%)

Gas Natural (%)

Hidrógeno (%) Total (%)

2005 2 --- --- 22005 2 --- --- 22010 5,75 2 --- 7,752015 7 5 2 14

2020 8 10 5 23

1995 186 g/km

Emisiones de CO2 (automoción, vehículos ligeros)1995 186 g/km

2008 140 g/km 25%

2015 (130-10) g/km 30%

2020 95 g/km? 49%

2025 85 g/km? 54%

2030 75 g/km? 60%

(1) COM(2001)547 Comunicación relativa a los combustibles alternativos para el transporte por carretera y a un conjunto de medidas para promover el uso de biocarburantes (noviembre 2001)

g

Los biocarburantes

• Los biocombustibles actuales pueden alcanzar una cuota de mercado moderada a corto plazo (~5%) dada la limitada disponibilidad de materiasmoderada a corto plazo (~5%) dada la limitada disponibilidad de materias primas y pueden contribuir a:

Reducir emisiones de CO2.

Reducir dependencia de importaciones de crudo y de productos petrolíferos.Favorecer desarrollo de zonas rurales.

Y i ti l i i t ió d bi b tibl• Ya se investiga en la siguiente generación de biocombustibles, que se obtengan de materias primas no alimentarias y mediante prácticas más sostenibles, incluyendo el “uso de la tierra”. De tener éxito, podrían cubrir h t 10 20% d l d l h i t 2020 2030hasta un 10-20% del mercado en el horizonte 2020-2030.

Bioenergía…el papel de la biologíag p p g

Necesidad de conocimiento y desarrollo en

Jatropha

desarrollo en

CIENCIAS BIOLÓGICAS:

Biotecnología• Biotecnología.• Genética.• Metabólismo

celularcelular.• Bioinformática.• …

MicroalgasCelulosa

Tecnologías de vehículosg

• El motor de combustión interna, junto con mejores combustibles,ti t i l d j d fi i i d l 20% di ñtiene un potencial de mejora de eficiencia del 20% en diez años y quizás hasta del 40% a más largo plazo.

Motor: inyección directa, combustión avanzada, “downsizing”.

Electrónica y controles avanzados.

Materiales más ligeros.

Neumáticos con menores pérdidas por rozamiento.

• El vehículo híbrido aparece como la tecnología más prometedora a medio plazo.

E l ió d d hib id ió i l ( i ili ) lEvolución desde hibridación parcial (sistemas auxiliares) a completa.

La tecnología debe permitir reducir más su coste, especialmente la batería.Una segunda generación serán los híbridos “enchufables”, que dependen del progreso de las baterías de ión litio.

• A más largo plazo aparecen los vehículos a propulsión 100%• A más largo plazo aparecen los vehículos a propulsión 100% eléctrica (baterías o pilas de combustible).

Electrificación del transporte

• En línea con el objetivo a largo plazo de liderar el mercado de suministro de energía para el

Necesidad de conocimiento y d llel mercado de suministro de energía para el

transporte, analizamos nuevos modelos de negocio que puedan surgir como resultado de la introducción de nuevos tipos de vehículos.

desarrollo en

TECNOLOGÍAS ALMACENAMIENTO y SUMINISTRO

• 29 de octubre de 2009: Acuerdo entre Repsol y Ente Vasco de la Energía para el desarrollo conjunto de una red de recarga de vehículos

ELECTRICIDAD:• Baterías VE. • Carga de baterías VE.

conjunto de una red de recarga de vehículos eléctricos en el ámbito de la Comunidad autónoma de Euskadi.

• Control y gestión del suministro.

• …

Especificaciones técnicasDefinición Plan

de negocioDespliegue

• Constitución sociedad mixta EVE – Repsol.

• Despliegue de modelo

• Valoración de sistemas de carga de baterías del VE.

• Selección y definición de

• Identificación de modelo de negocio.

• Definición plan de negocio a de negocio.especificaciones técnicas de

sistemas de recarga de baterías.

p gcorto y medio plazo (> 2020).

Energía Renovablesg

Las energías renovables (EERR) se Necesidad de conocimiento y g ( )extenderán, pero todavía serán una parte limitada del mix energético en 2030.

La mad ración de las tecnologías la

desarrollo en

TECNOLOGÍAS…:• Materiales

La maduración de las tecnologías y la reducción de costes puede acelerarse con los incentivos económicos disponibles,

(nanotecnologías).• Instalaciones

marinas (eólica off-shore energía

aunque habrá tecnologías que serán competitivas a medio plazo (2015-2020).

shore, energía marina).

• Almacenamiento de energía y gestión de

Necesario un marco regulatorio estable con el fin de afrontar los retos importantes que aún presentan las tecnologías.

Todas tienen una contribución positiva en la reducción de CO2 con diferencias entre

redes (eólica solar PV).

• …Todas tienen una contribución positiva en la reducción de CO2, con diferencias entre ellas.

Por su carácter intermitente, el almacenamiento de energía es imprescindible y representa una oportunidad para gestionar la generación eléctrica mediante EERR.

Secuestro de carbono y CACy

CO2

22Secuestro mineral

Las tecnologías de captura y almacenamientog p y

La separación, transporte e inyección de CO2 en el subsuelo se puede realizar mediante fí i í i bi id l ió t ló i í d

Necesidad de conocimiento y desarrollo enprocesos físico-químicos bien conocidos, cuya evolución tecnológica y economía de

escala debe contribuir a reducir sus elevados costes . Procesos de separación: absorción física y química, membranas, criogénica. Fl j d fl id ió

desarrollo enGEOCIENCIAS:

• Geología. • GeofísicaFlujo de fluidos, compresión.

En el subsuelo aparecen grandes retos tecnológicos.

• Geofísica.• Petrofísica.• Geoquímica.• Modelos y

Estructuras geológicas más adecuadas: yacimientos de hidrocarburos en producción o agotados, domos salinos, fondos profundos de lagos

• Modelos y simulación geo.

• …fondos profundos de lagos. Monitorización del CO2 confinado: estabilidad, migración.

Ya se están abordando grandes proyectos de demostración, que tardarán años en demostrar el grado de eficacia del confinamiento.

Colaboraciones externas: númerosColaboraciones externas: números

140

Nº contratos nuevos

Nº contratos

Nº total contratos

Presupuesto total facturado

95 100105

127

96

114

80

100

120

140

Añocontratos nuevos

contratos vigentes

total facturado (k€)

2003 95 150 3.700

2004 100 155 3.951

75

20

40

60

2005 105 166 4.725

2006 127 205 6.098

02003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Presupuesto total facturado a través de contratos de I+D externa (K€)

2007 96 207 7.043

2008 114 209 7.140

2009 75 149 5.6776.098

7.043 7.140

5.6776.000

7.000

8.000

(K€)

2009 75 149 5.677

3.7003.951

4.725

2.000

3.000

4.000

5.000

0

1.000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Colaboración vs. Estrategia:Desarrollo – colaboración - adquisiciónq

TECNOLOGÍA

DESARROLLO PROPIO ADQUISICIÓNDESARROLLO PROPIO ADQUISICIÓN

RECURSOS RECURSOS EXTERNOS y/o

PROPIOSEXTERNOS y/o ASOCIACIÓN

La colaboración externa forma parte de nuestra estrategia tecnológica y

es una fuente de conocimiento y visión para nuestra organización.

Colaboración con Centros Públicos de I+D

• ¿Qué buscamos?¿Qué buscamos?

• Conocimiento experto y estable.• Concentrar esfuerzos, evitar la atomización.Concentrar esfuerzos, evitar la atomización.• Priorizar líneas de trabajo.

• ¿Qué nos gustaría?¿ g

• Carrera científica que impulse más la colaboración con empresas.

• Curriculum académico que reconozca contribuciones contrastables a las empresas.

• Trasvase y rotación de investigadores entre centros públicos y privados.

• Ayudas e incentivos específicos a la I+D pública enAyudas e incentivos específicos a la I+D pública en colaboración con empresas.

Gestión de la colaboración para obtener resultados

• Colaboración en función de la estrategia ( recursos destinados a I+D).

• Lo que exige Convicción: I+D como inversión y no como simple gasto.

G tió f i l d l I+D d t d l• Gestión profesional de la I+D dentro de la empresa.

• La I+D como parte integral de la gestión empresarial.• Estrategia tecnológica explícita y reconocible• Estrategia tecnológica explícita y reconocible.

• Desarrollo interno.• Desarrollo externo.

• Gestión operativa: orientación a la productividad de la I+D• Gestión operativa: orientación a la productividad de la I+D.• Aprovechamiento de marco fiscal y ayudas públicas.

Lecciones aprendidas:La “cercanía” y la confianza son factores críticos de éxito para la cooperación en y p pI+D entre empresa - sistema público.

¿Cómo desplegamos la colaboración?

Trabajando a través de proyectos concretos bien definidos, y

• Preparación.

alineados con la estrategia.

p• Objetivos, bases y especificaciones.• Coste y financiación.• Plazos. • Contrato y propiedad intelectual.

• Ejecución.j• Control y reporte periódico formalizados.• Mecanismos de comunicación.• Imprescindible buena relación de trabajo: confianza, transparencia.p j , p

• Evaluación.• Resultados vs. planificación (hitos, plazos, costes).p ( , p , )• Evaluación del “colaborador” (potencial para futuros trabajos).