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Política energética y modelización

Helena Cabal

CIEMAT – Departamento de Energía Unidad de Análisis de Sistemas Energéticos

RED SUMAS: Sustentabilidad energética, medio ambiente y sociedad

I Encuentro Red SUMAS 29 agosto-2 septiembre, 2016 CIICAp, Cuernavaca, México

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PARTE I: Planificación y políticas energéticas

PARTE II: Los modelos energéticos

CONTENIDO

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Instrumento esencial que utilizan las Administraciones Públicas para facilitar la toma de decisiones en materia de inversión por parte de la iniciativa privada así como las decisiones de política energética por parte de los responsables políticos Su fin es encauzar, racionalizar y facilitar la aplicación de la política energética, en función de aquello que se considera necesario o beneficioso para el conjunto del país

PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA

Objetivo principal: garantizar la seguridad, calidad y precio equilibrado del suministro energético

PREVISIÓN de las necesidades energéticas futuras

PLANIFICACIÓN → POLÍTICA

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POLÍTICA ENERGÉTICA

Objetivos básicos de las políticas energéticas:

- Seguridad en el abastecimiento

- Contribución al aumento de la competitividad de la economía

- Integración de los objetivos medioambientales

- Acceso universal a la energía

Instrumentos:

- Diversificación de las fuentes de energía

- Mejora de la eficiencia en el uso y conservación de la energía

- Investigación y desarrollo de nuevas energías y tecnologías

- Cooperación entre países

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GLOBAL Protocolo de Kyoto

Firmado el 11/12/1997

En vigor desde el 16/02/2005

Objetivos obligatorios relativos a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) para las principales economías mundiales que lo hayan ratificado

Y tras el Protocolo, las COPs

COP 16 Cancún (2010)

El calentamiento global debe mantenerse por debajo de 2 °C con respecto a las temperaturas preindustriales

………….

COP 21 Paris (2015)

REGIONAL

NACIONAL

POLÍTICA ENERGÉTICA: Global

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POLÍTICA ENERGÉTICA: Global

195 países firmaron el primer acuerdo vinculante mundial sobre el clima

Mitigación: reducir las emisiones

• Mantener el aumento de la temperatura media mundial muy por debajo de 2 °C sobre los niveles preindustriales

• Limitar el aumento a 1,5 °C, lo que reducirá considerablemente los riesgos y el impacto del cambio climático

• que las emisiones globales alcancen su nivel máximo cuanto antes, si bien reconocen que en los países en desarrollo el proceso será más largo

• aplicar después rápidas reducciones basadas en los mejores criterios científicos disponibles • Planes generales nacionales de acción contra el cambio climático (INDC)

Transparencia y balance global

• Reunirse cada cinco años para fijar objetivos más ambiciosos basándose en criterios científicos • Informar a los demás Gobiernos y a la ciudadanía sobre sus avances • Evaluar los avances hacia el objetivo a largo plazo mediante un sólido mecanismo de transparencia y

rendición de cuentas

Adaptación

• Reforzar la capacidad de las sociedades a la hora de afrontar las consecuencias del cambio climático • Ofrecer a los países en desarrollo una ayuda internacional a la adaptación mejor y más permanente

COP 21 Paris (2015)

Art 2, Decisiones adoptadas en la COP, FCCC/CP/2015/10/Add.1

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GLOBAL

REGIONAL

NACIONAL

POLÍTICA ENERGÉTICA: Unión Europea

Objetivos y políticas de la UE en materia de energía y clima

• Paquete de medidas sobre clima y energía hasta 2020

• Marco sobre clima y energía para 2030

• Una economía baja en carbono para 2050

Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril de 2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables Directiva 2012/27/UE, del Parlamento Europeo y del Consejo, de 25 de octubre de 2012, relativa a la eficiencia energética Directiva 2003/87/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 13 de octubre de 2003, por la que se establece un régimen para el comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero Directiva 2001/81/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de octubre de 2001, sobre techos nacionales de emisión de determinados contaminantes atmosféricos

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POLÍTICA ENERGÉTICA: Unión Europea

Legislación vinculante que garantizará el cumplimiento de los objetivos climáticos y de energía asumidos por la UE para 2020

Los objetivos fundamentales del paquete de

medidas son tres: • 20% de reducción de las emisiones de

gases de efecto invernadero (en relación con los niveles de 1990)

• 20% de energías renovables en la UE

• 20% de mejora de la eficiencia energética

Paquete de medidas sobre clima y energía hasta 2020

Fuente: Eurostat

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POLÍTICA ENERGÉTICA: Unión Europea

Con base el paquete de medidas sobre clima y energía hasta 2020

Marco sobre clima y energía para 2030

Los objetivos fundamentales del marco de clima y energía para 2030 son cuatro:

• al menos 40% de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (en relación con los niveles de 1990)

• al menos 27% de cuota de energías renovables

• al menos 27% de mejora de la eficiencia energética

• interconexión eléctrica: 10% de la capacidad instalada actual en 2020 y al menos 15% en 2030

Fuente: KPMG

Nivel de interconexión eléctrica en 2013

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POLÍTICA ENERGÉTICA: Unión Europea

Una economía baja en carbono para 2050

La Hoja de ruta hacia una economía baja en carbono señala lo siguiente:

• Reducción de emisiones en un 80% en relación con los niveles de 1990

• Previamente, reducción del 40% en 2030 y del 60% en 2040

• Con la contribución de todos los sectores

• Esta transición es viable y económicamente posible

Fuente: CE

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GLOBAL

REGIONAL

POLÍTICA ENERGÉTICA: México

NACIONAL

Instrumentos de política en energía y cambio climático

• Estrategia Nacional de Energía (ENE 2013-2027, 2014-2028)

• Estrategia Nacional de Cambio Climático. Visión 10-20-40, DOF: 03/06/2013

• Reforma Energética, DOF: 20/12/2013

• Estrategia Nacional de Transición Energética y Aprovechamiento Sustentable de la Energía (ENTEASE 2011, 2012, 2013, 2014)

Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética, DOF: 12/01/2012 (LAERFTE) Ley General de Cambio Climático, DOF: 06/06/2012 (LGCC) Ley de Transición Energética, DOF: 24/12/2015

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POLÍTICA ENERGÉTICA: México

Estrategia Nacional de Cambio Climático

OBJETIVO

Enfrentar los efectos del cambio climático y transitar hacia una economía competitiva, sustentable y de bajas emisiones de carbono

HITOS 10 años/2020 20 años/2030 40 años/2050

E.LIMPIAS 35% 40% 50%

EMISIONES -30% (línea base) -50% (2000)

Fuente: Estrategia Nacional de Cambio Climático. Visión 10-20-40

PIB: 3.6%/año

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TENEMOS QUE CUMPLIR COMPROMISOS Y ALCANZAR OBJETIVOS TANTO A NIVEL NACIONAL COMO GLOBAL

¿SE ALCANZARÁN ESTOS OBJETIVOS?

¿SE CUMPLIRÁN LOS COMPROMISOS?

¿ES NUESTRO SISTEMA ENERGÉTICO SOSTENIBLE (¿se autoabastece? ¿es eficiente

económicamente? ¿es respetuoso con el medio ambiente?)?

PLANIFICACIÓN Y POLÍTICAS ENERGÉTICAS

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MÉXICO , UE28 Y USA

Algunos datos

2014 ESTADOS POBLACIÓN

Millones hab SUPERFICIE

Km2 PIB

Mill $

MÉXICO 31 (+1DF) 119 1,964,375 1,144,331

UE28 28 508 4,463,600 16,229,464

USA 50 (+1DF) 321 9,147,592 17,946,996

Fuentes: World Bank

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Indicadores

Fuente: Balance nacional de energía 2014, SENER; Eurostat; WB; US EIA

Índice de independencia energética

Intensidad energética kJ/$

MÉXICO , UE28 Y USA

Índice de dependencia energética Índice de dependencia energética

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Indicadores

Emisiones del sector energético, tCO2e/hab

Fuente: Balance nacional de energía 2014 (SENER), Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero 1990-2010 (SEMARNAT); Eurostat; US EPA; US EIA; WB

Consumo de energía per cápita, GJ/hab

133 GJ/hab en 2014 72 GJ/hab en 2014

2014 6,6 tCO2e/hab (sector energético)

8,7 tCO2e/hab (total)

2010 3,6 tCO2e/hab (sector energético) 6,7 tCO2e/hab (total)

326 GJ/hab en 2014

2014 18 tCO2e/hab (sector energético)

21,5 tCO2e/hab (total)

MÉXICO , UE28 Y USA

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¿CÓMO ALCANZAR UN SISTEMA ENERGÉTICO SOSTENIBLE A MEDIO Y LARGO PLAZO AL

MÍNIMO COSTE QUE CUBRA LA DEMANDA Y CUMPLA A LA VEZ CON LOS

COMPROMISOS ADQUIRIDOS ?

¿EXISTEN INSTRUMENTOS QUE NOS APROXIMEN A UNA SOLUCIÓN ÓPTIMA?

PLANIFICACIÓN Y POLÍTICAS ENERGÉTICAS

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PARTE I: Planificación y políticas energéticas

PARTE II: Los modelos energéticos

CONTENIDO

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¿Qué es un modelo?

Se trata de una descripción, desde un punto de vista matemático, de un hecho o fenómeno del mundo real. Es una herramienta de gran utilidad para el análisis de sistemas complejos.

Modelo Energético Sistema Energético

MODELOS ENERGÉTICOS

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MODELOS ENERGÉTICOS TIMES

IEA TCP Energy Technology Systems Analysis Programme

Desde 1976, España (CIEMAT) desde 2010

Objetivo: establecer, mantener y ampliar una capacidad analítica y consistente en energía/economía/medioambiente/ingeniería (4E)

Metodología: común, comparable y combinable, basada fundamentalmente en la familia de modelos MARKAL/TIMES que permite producir escenarios energéticos a largo plazo y realizar análisis energéticos y medioambientales a nivel nacional, regional y global

http://www.iea-etsap.org/web/index.asp

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Energía primaria

Energía renovable Combustibles

Refino y conversión

CO2

Producción de electricidad y calor

Electrolisis

Redes

Electricidad Calor

Demanda electricidad

sectorial

Transporte

Calor sectorial

Suministro Demanda

CO2

CO2

CO2

Demanda de energía final

Transporte

Calor residencial

Electricidad residencial

Calor industrial

Electricidad industrial

Calor comercial

Electricidad comercial

Electricidad Calor

La descripción de un sistema energético en TIMES está basada en el concepto de Sistema Energético de Referencia

MODELOS ENERGÉTICOS TIMES

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TIMES genera modelos:

• bottom-up

• una región o multi-regional

• horizonte temporal a medio y largo plazo

• extensa base de datos tecnológica

• dinámicos

• de equilibrio parcial

• mercado competitivo con visión perfecta

• demanda elástica

• de optimización Minimizar el coste total del sistema F.O.

MODELOS ENERGÉTICOS TIMES

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Fuente: ETSAP (http://www.iea-etsap.org/images/MT_Results.jpg)

MODELOS ENERGÉTICOS TIMES

Equilibrio de mercado

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– Evaluación del potencial de nuevas tecnologías para sustituir a otras en los mercados energéticos

– Análisis de las consecuencias del agotamiento de los combustibles convencionales

– Cómo mejorar la seguridad energética de un país

– Cómo alcanzar los objetivos medioambientales

– Cuáles son los impactos del comercio entre regiones

– Qué efectos tienen los instrumentos económicos: tasas a las emisiones, primas, subvenciones

– Cómo alcanzar el escenario ideal

– …

MODELOS ENERGÉTICOS TIMES

Aplicaciones

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EXPLORATION OF FUSION POWER PENETRATION UNDER DIFFERENT

GLOBAL ENERGY SCENARIOS USING THE EFDA TIMES ENERGY

OPTIMISATION MODEL Cabal H. et al.

en:

MODELOS ENERGÉTICOS TIMES

Aplicaciones

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CONCLUSIONES

La energía es fundamental para el desarrollo económico y social

El sistema energético ha de ser sostenible de principio a fin

Para asegurar el suministro energético, la competitividad económica y el respeto al medioambiente hay que planificar

Los modelos energéticos son herramientas útiles para la planificación de sistemas energéticos sostenibles

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Política energética y modelización

Helena Cabal

CIEMAT – Departamento de Energía Unidad de Análisis de Sistemas Energéticos

RED SUMAS: Sustentabilidad energética, medio ambiente y sociedad

I Encuentro Red SUMAS 29 agosto-2 septiembre, 2016 CIICAp, Cuernavaca, México

Gracias por su atención