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Emisiones de carbono e
infraestructura del Sector Energía. Foro: “Los retos de las energías limpias en el mediano y largo
plazo”.
Dr. Diego Arjona
26 de agosto de 2019
Energía y Ciudad: Dr. Diego Arjona Argüelles
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Contenido de la presentación.
CICM. Foro: “Los retos de las energías limpias en el mediano y largo plazo”.
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Contenido
Definición del problema: calentamiento global y cambio climático.
Innovación y difusión de la tecnología.
La palanca de velocidades: eficiencia energética, energías limpias y captura de bióxido
de carbono.
Acceso a la energía.
Consumidores de energía.
Eficiencia energética.
Energías limpias.
Captura, uso y secuestro de carbono.
Conclusiones y agradecimiento.
Se describe el contenido de la presentación, mismo que podrá ser acortado o incluir elementos adicionales de acuerdo con las necesidades de la exposición o discusión.
¿Hacía dondé vamos?
Energía y Ciudad: Dr. Diego Arjona Argüelles
Definición del problema:
calentamiento global y cambio climático.
CICM. Foro: “Los retos de las energías limpias en el mediano y largo plazo”.
Gases de Efecto Invernadero.
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Son gases atmosféricos que absorben y emiten radiación dentro del
rango infrarrojo siendo la causa fundamental del efecto
invernadero. Los principales GEI son el vapor de agua, el dióxido de
carbono, el metano, el óxido de nitrógeno y el ozono.
Sin los GEI, la temperatura promedio de la superficie terrestre sería
alrededor de 18 °C bajo cero en lugar de la media actual de 15 °C.
Las actividades humanas desde el inicio de la Revolución Industrial
(1750) han producido un incremento del 40% en la concentración
atmosférica de dióxido de carbono (de 280 ppm en 1750 a 400 ppm
en 2015). Este incremento ha ocurrido a pesar de la absorción de
una gran cantidad de CO2 por diversos depósitos naturales que
participan en el ciclo del carbono.
Gases de Efecto Invernadero y Calentamiento
Global.
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La emisiones antropogénicas de CO2 provienen principalmente de
la combustión de combustibles fósiles, la deforestación, la erosión
del suelo y la actividades pecuarias.
Se estima que de continuar al ritmo actual, la temperatura terrestre
podrá exceder valores históricos tan pronto como 2047 con efectos
potencialmente peligrosos en los ecosistemas, la biodiversidad e
inclusive pondría en peligro la subsistencia del ser humano.
Las estimaciones de agosto de 2016 que sirvieron de antecedente al
Acuerdo de París indican que en la actual trayectoria, la Tierra
podría superar el límite de 2 °C de calentamiento global en 2036
(límite señalado por el IPCC como un calentamiento global
peligroso).
¿Podemos hacer algo?
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Innovación y difusión de la tecnología.
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Teoría de la difusión de la innovación.
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Esta teoría pretende explicar cómo, por qué y a qué velocidad se
mueven las nuevas ideas (así como las nuevas tecnologías) a través
de las diversas culturas, sociedades y situaciones económicas.
Se busca dar una explicación acerca de la forma en que una
innovación es comunicada a través de ciertos canales y a través del
tiempo, entre los miembros de un sistema social y económico.
Así mismo, se busca entender la forma en que una “nueva idea o
tecnología” es aceptada entre los “miembros de la red social.”
La teoría ha sido muy popular gracias al texto de Everett Rogers de
1962 (Diffusion of Innovations). Desde entonces, su aplicación ha sido
usada en diversos campos sobresaliendo la mercadotecnia.
Dinámica tecnológica y económica.
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Curva de costo – abatimiento global (McKinsey).
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Critica a la curva de costo - abatimiento.
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Cambio de conducta y transformación del
mercado.
Los sectores industrial, comercial y residencial son consumidores de energía con patrones de decisión específicos.
El cambio de conducta puede ser tan simple como recordar apagar la luz cuando nadie la requiere, o tan complejo como las decisiones que puede requerir un proyecto de ingeniería.
El esfuerzo institucional debería ser la creación de condiciones que permitan un cambio de la sociedad en su conjunto que nos lleve hacia la eficiencia energética y el uso de energía renovables o limpias.
La transformación de mercado es un elemento clave ya que la mayor parte de los consumidores de energía se suman a patrones que dan lugar a su estilo de vida u operación industrial. La tecnología puede ofrecer ahorros económicos respetando (e inclusive mejorando) las expectativas de comfort, seguridad y calidad que tenían los consumidores.
La transformación hacia un mercado de equipos y sistemas de alta eficiencia energética y al uso de energía limplias podrá ofrecer ventajas económicas y ambientales.
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Acelerar: Cambio de conducta, financiamiento y
transformación de mercado.
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-Estandares y etiquetas -Reemplazo de equipos
-Equipos y procesos basados en energía limpia - Innovación tecnológica y difusión de la tecnología
-Acelerar la
implementación - Manejo de los costos
incrementales.
-Educación - Consciencia pública
- Conocimiento específico - Conducta individual,
grupal y masiva.
Acelerar tecnologías de energía
limpia
Cambio de conducta
Financiamiento
Transformación de mercado
¿A que velocidad vamos?
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La palanca de velocidades: eficiencia energética,
energías limpias y captura de bióxido de carbono.
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Sostenibilidad.
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Se refiere al equilibrio de una especie con los recursos de su entorno.
Son sostenibles los sistemas biológicos que pueden mantenerse
productivos en el transcurso del tiempo. Se puede aplicar a la
condición de uso de los recursos por debajo de los límites de
renovación de los mismos.
Desde la perspectiva de la prosperidad
humana y según el Informe Brundtland
(1987), la sostenibilidad consiste en
satisfacer las necesidades de la actual
generación sin sacrificar la capacidad
de futuras generaciones de satisfacer
sus propias necesidades.
La implicación es promover el progreso
económico y social respetando los
ecosistemas naturales y la calidad del
medio ambiente.
Desarrollo Energético Sustentable.
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Tres metas de SE4ALL para 2030.
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Acceso universal a los sistemas de energía incluyendo la electricidad
y combustibles modernos para la preparación de alimentos.
Doblar la participación de la energía renovable en la producción de
electricidad.
Doblar la tasa de mejora de la eficiencia energética.
Una necesidad de justicia social y desarrollo económico.
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Acceso a la energía.
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Acceso a la energía
En su origen, una de las funciones de la Comisión Federal de
Electricidad era ampliar las redes eléctricas
LEY QUE CREA LA COMISIO ́N FEDERAL DE ELECTRICIDAD
24 de agosto de 1937
CAPI ́TULO II OBJETO Y FACULTADES DE LA COMISIO ́N
ARTI ́CULO 6.- La Comisión tendrá las siguientes facultades:
VII.- Intervenir y resolver cuando proceda, en las actividades de electrificación que pretendan emprender instituciones oficiales, semi-oficiales o particulares.
La electrificación rural es una de la políticas públicas que han
operado en México de forma ininterrumpida durante más años.
El acceso a la energía eléctrica y a combustibles de calidad a
precios acequibles ha sido uno de los pilares de la política social de
México.
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Programas Institucionales de Acceso a la Energía.
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Acceso a la energía:
Paneles fotovoltaicos en Cacahuatepec, Guerrero
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Proyecto
desarrollado en la
Comunidad de
Cacahuatepec.
Municipio de José
Joaquín de Herrera,
en la Montaña baja
del Estado de
Guerrero (2006 –
2007)
Proyecto piloto
para un programa
de electrificación
rural con energía
solar (PSIE).
¿A quien hace falta convencer?
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Consumidores de energía.
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Consumo de energía.
No existe energía más barata que la
que no se necesita.
No existe energía más cara que la que
no se tiene.
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Consumo doméstico de energía
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Consumo de energía: Escala urbana y regional.
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La primera acción
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Eficiencia energética.
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Normas y etiquetas.
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Normas Oficiales
Mexicanas son los
mínimos requeridos.
Normas voluntarias.
Normas asociadas a un
programa específico.
Certificación.
Homologación
internacional.
Laboratorios.
Métodos de prueba.
Flotillas de equipos.
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Los aparatos domésticos de
alta eficiencia energética
pueden reducir el consumo
de energía de una vivienda.
Un refrigerador, una lavadora
o un aire acondicionado
podrán tener efecto en la
economía de una familia.
Una flotilla nacional de
aparatos domésticos tendrá
efecto en la demanda de
energía a nivel nacional.
Iluminación: transformación de mercado.
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Lamparás incandescentes.
Lamparás fluorescentes
compactas
Aumento de eficiencia en las
lamparas fluorescentes lineales.
Iluminación LED.
Cambio de conducta.
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Los programas y acciones de eficiencia
energética, incluyendo a las normas y
etiquetas, buscan producir un cambio de
conducta.
Un ejemplo es una norma mínima que
dirigida a calentadores de agua. Al tener
que revisar los quemadores, los fabricantes
también revisaron el diseño de
quemadores para las estufas de la cocina
(a pesar de que no existiera una norma
para ese tipo de equipos en ese
momento.
Escala urbana y regional:
Casas, edificios y ciudades.
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Edificios gubernementales, edificios comerciales, viviendas, calles,
colonias, pueblos, ciudades, regiones, paises…
Proponer medidas en cada escala que puedan reducir la huella de
carbono: estilos de vida, sistemas de transporte, formas de trabajo,
tecnologías…
Esto es aplicable tanto para eficiencia energética, como para el uso
de energías limpias e inclusive la captura, uso y secuestro de carbono.
Estilos de vida y formas de trabajo.
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Algunos de los edificios nuevos más notables del
país consideran los sistemas de eficiencia
energética como una referencia a su calidad.
El uso de energía limpia e inclusive la captura de
carbono son elementos de futura consideración.
Cogeneración.
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100%
100%
50%
Perdidas por condensación
15%
Perdidas en la caldera
2%
Otras
33%
de la energía
se convierte
en electricidad
1%
Otras
84%
de la energía
se convierte
en electricidad
en calor de
proceso
Cogeneration
Termoeléctrica convencional
15%
Perdidas en la caldera
Equipos de cogeneración (Combined Heat and
Power) para edificios e inclusive para viviendas.
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Eficiencia Energética:
Planta de Cogeneración Monterrey.
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Encuentra su antecedente es la Planta Eléctrica del Grupo Industrial (PEGI).
Desarrollada por Iberdrola Energía Monterrey (2000 – 2003).
Vapor y electricidad.
Ciclo combinado.
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CCC Dulces Nombres fue desarrollada por Iberdrola Energía
Monterrey en el Municipio de Pesquería en Nuevo León (2000-2003).
Dos unidades se destinaron a ser un Productor Externo de Energía
para la Comisión Federal de Electricidad.
Dos unidades se destinaron al Proyecto de Autoabastecimiento de
energía más grande que se haya construido en México.
Programas Institucionales de Eficiencia
Energética.
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Oportunidades
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Energías limpias.
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Calentadores solares de agua.
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Tragaluces y tubos solares.
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Energía renovable:
Central Fotovoltaica Puerto Libertad.
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Desarrollada por Acciona Energía y Tuto Energy (Grupo Alego) (2015
– 2019).
Puerto Libertad se encuentra en el Desierto de Altar en el Estado de
Sonora.
Energía renovable:
Torre eólica de concreto postensado.
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Tecnología mexicana desarrollada por Postensa en el Centro Regional de Tecnología Eólica del INEEL en Juchitan Oaxaca (2016 – 2018).
CEMIE Eólico.
Almacenamiento de energía.
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Plantas hidroeléctricas y sistemas de
rebombeo.
Volantes de inercia y sistemas mecánicos
Sales calientes y sistemas térmicos
Baterías de litio. Baterías de flujo.
Celdas de combustible. Hidrogeno.
Energía hidroeléctrica.
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CH Malpaso, Chiapas
(Fotos).
Hidroeléctricas y
minihidroeléctricas.
Energía Geotermica.
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CG Los Azufres, Michoacán (Foto); CG Los Humeros, Puebla; CG
Tres Virgenes, BCS; Cerro Prieto (Cuatro Fases), BC. Domo de San
Pedro, Nayarit (Grupo Dragón).
Energía nuclear.
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La generación de energía nuclear no implica combustión, por lo
que no se tienen emisiones de dioxido de carbono a la atmosfera.
Programas Institucionales de Energías Limpias.
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El ciclo del carbono
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Biocombustibles.
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Biogas de rellenos sanitarios.
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Simeprodeso, Monterrey, Nuevo León.
Biogas de Juárez, Ciudad Juárez, Chihuahua
La Perseverancia, Cuautla, Morelos.
Biocombustibles (Higuerilla).
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Aceites industriales producidos a partir de la
Higuerilla. Desarrollado por Castor Fields y
Castor Produkte (Grupo Alego) 2015 - 2019
Captura y uso de dioxido de carbono:
Direct to Ethanol.
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Desarrollado por Algenol, Fort Myers, Florida
La siguiente frontera
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Captura, Uso y Secuestro de Carbono.
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La maquina milagrosa.
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Maquina milagrosa que resuelve todos los problema de carbono.
Diversos caminos para el CO2:
Captura, uso y secuestro de carbono.
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Captura de dióxido de carbono
Uso biológico
Cultivo de algas
Invernaderos
Uso químico
Polímeros
Urea
Combustibles líquidos
Mineralización
Carbonatos
Concreto
Tratamiento de Bauxita
Secuestro CCS
Recuperación mejorada
Petróleo
Geotermia
Metano
Captura de carbono con aminas.
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Diagrama presentado en la sesión de aclaraciones de la
convocatoria del CEMCCUS.
Recuperación mejorada de petróleo.
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Simplificación del proceso de EOR.
Recuperación mejorada de petróleo.
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Diagrama presentado en la sesión de aclaraciones de la
convocatoria del CEMCCUS.
Captura de carbono con aminas.
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Captura de carbono en la
producción de acero.
Captura de carbono del aire.
Captura de carbono para uso
biológico.
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infraestructura del Sector Energía. Foro: “Los retos de las energías limpias en el mediano y largo
plazo”.
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