26 dic 2007

¿Cómo será el mundo en el año 2050? (2)




Es interesante mencionar que si el consumo de energía por persona en los países pobres (un kilowatt primario) se incrementase hasta alcanzar el nivel de consumo en los países ricos (diez kilowatts primarios), las reservas totales de petróleo, gas y carbón se agotarían en °solo treinta años! Por lo tanto el desarrollo, en el sentido de alcanzar el nivel de consumo de los países industrializados, ya no es una opción para los países pobres: deberemos desarrollarnos en educación, no en consumo.


Consideremos ahora el límite de sustentación del planeta tierra. Este límite está determinado por la energía solar que intercepta el planeta. El sol nos entrega una potencia de luz y calor de 150 watts por metro cuadrado horizontal, promediado sobre las 24 horas del día, la latitud y el clima. Esta energía es convertida en energía química por las plantas mediante la reacción de la fotosíntesis. El rendimiento con que pueden producirse alimentos de origen vegetal con agricultura intensiva de alta tecnología es aproximadamente 0.1 por ciento. Este rendimiento corresponde a una producción de 3.4 toneladas de granos por hectárea y año que es el promedio alcanzado actualmente en los países desarrollados. El rendimiento para producir alimentos "caros" de origen animal es de solo 0.01 por ciento. Para una dieta razonablemente rica en proteínas se destina una tercera parte de la tierra arable a la producción de alimentos de origen vegetal, y las dos terceras partes restantes a la producción de alimentos de origen animal. Una persona necesita 2500 kilocalorías de alimentos cada día (equivalente a la potencia que consume una bombilla eléctrica de 120 watts). Para ello cada persona requiere dos mil metros cuadrados de tierra arable cultivada en forma intensa. Anotemos que el dos por ciento de la canasta mundial de alimentos proviene de los océanos, ríos y lagos. Dividiendo la superficie terrestre arable por los dos mil metros cuadrados que necesita cada persona obtenemos una estimación de la población que puede sostener el planeta tierra con una "buena" dieta: diez mil millones. Esta es justamente la población que alcanzará la humanidad en el año 2050.

No quiero dar una falsa impresión. El límite alimenticio mencionado en el párrafo anterior no es sostenible. Consideremos por ejemplo el consumo de energía. Estamos utilizando energía solar almacenada durante millones de años en forma de carbón, petróleo y gas. El carbón, petróleo y gas económicamente viables se agotarán (afortunadamente) en un siglo. Supongamos que la humanidad tiene la sabiduría de NO utilizar fuentes de energía nucleares de fisión o fusión (debido a que permitirían a la población mundial crecer hasta límites más dolorosos y también debido a los gravísimos problemas de almacenaje de los deshechos radioactivos). El primer límite natural del planeta tierra es entonces la energía solar que fijan las plantas. Una plantación forestal con árboles de crecimiento rápido tiene un rendimiento de aproximadamente 0.2 por ciento. Este rendimiento corresponde a una producción de seis toneladas de madera por hectárea y año, rendimiento que se alcanza con árboles de crecimiento rápido en latitudes intermedias. Entonces, como ejemplo, se necesitan cinco mil metros cuadrados de plantación forestal para proveer una potencia térmica de 1.500 watts en forma de leña a cada habitante. Supongamos que la humanidad decide utilizar la MITAD de los bosques como fuente de energía (°una barbaridad!). Entonces una estimación de la población máxima sostenible del planeta tierra (si tenemos la sabiduría de no utilizar la energía nuclear) es 3 mil millones. Anotemos que cada uno de ellos podría obtener adicionalmente 300 watts eléctricos de centrales hidráulicas, llegando asi al consumo medio mundial actual de energía. ¡Y ya hemos DUPLICADO el límite de población sustentable debido al consumo transitorio de hidrocarburos no renovables!

Comentemos brevemente la posibilidad de convertir la energía solar a electricidad mediante celdas solares o mediante la conversión solar-termo-eléctrica con espejos concentradores. El rendimiento bruto de estas tecnologías es de 10 a 15 por ciento. El rendimiento NETO de estas tecnologías, una vez restada la energía necesaria para fabricar los convertidores de energía, es aproximadamente 5 por ciento. Entonces para cada persona se requeriría una superficie de colección de luz solar de 270 metros cuadrados para producir una potencia media de 2 kilowatts. Esto nos parece poco viable para el público en general.
Se estima que las reservas de oro y mercurio se agotarán hacia el año 2020, las de cobre hacia el año 2040, y las de aluminio, niquel, cobalto y hierro hacia el año 2100. Habrá que ahorrar, sustituir y reciclar recursos no renovables.

En conclusión, la población mundial estará pasando por su máximo histórico a mediados del siglo XXI para luego necesariamente decrecer a causa del agotamiento del peróleo, gas, carbón y otros recursos no renovables. Esta población máxima de la humanidad, de nueve o diez mil millones de personas, estará cercana al máximo que puede aún alimentar "bién" el planeta tierra, pero no es sostenible a largo plazo a causa de la limitación impuesta por las fuentes renovables de energía.


Fuente:
Bruce Hoeneisen
Mayo 1999

¿Cómo será el mundo en el año 2050? (1)

El siglo XXI es el período de transición que divide en dos la historia de la humanidad: por un lado la era del crecimiento ilimitado, por otro la era de la limitación material. ¿Como será el mundo en el año 2050?.

Consideremos primero la población mundial. Fue de mil millones en el año 1800, dos mil millones en 1925, cuatro mil millones en 1974 y seis mil millones en 1999. Estimamos que la población mundial llegará a ocho mil millones en el año 2023 y a nueve o diez mil millones en el año 2050. Este es justamente el límite que el planeta tierra aún puede alimentar "bien" con agricultura intensiva de alta tecnología y rendimiento. Sin embargo este nivel de población no es sostenible una vez que se agoten las reservas de petróleo y gas natural hacia el año 2050 y de carbón hacia el año 2100. Entonces la población mundial deberá necesariamente decrecer hacia fines del siglo XXI como se indica en la figura 1. El límite natural sostenible del planeta tierra una vez que se agoten el petróleo, gas y carbón (y suponiendo que la humanidad tiene la sabiduría de no utilizar reactores nucleares) es de aproximadamente tres mil millones de personas (al nivel actual de consumo de energía por habitante). Esta es la población que pueden sostener las fuentes renovables de energía. ¡Y ya hemos sobrepasado este límite energético a causa del consumo transitorio de hidrocarburos no renovables! A continuación justificaremos lo dicho.
Para entender la dinámica de poblaciones debemos dividir a la humanidad en países ricos, con una población madura y estable, y países pobres, con una población joven y creciente. La distribución de población por edades se indica en la figura 2. Notamos la elevada proporción de niños en los países pobres. El crecimiento anual de una población está determinado por la fertilidad (número promedio de hijos por mujer) y por el número de mujeres en edad fértil. Actualmente (en 1999) la fertilidad es de 1.8 en países ricos y 2.8 en países pobres. En países ricos la población actual de 1.300 millones permanecerá aproximadamente constante hasta el año 2050. En cambio, en países pobres la población actual de 4.700 millones crecerá inevitablemente debido al elevado número de jóvenes. Si la fertilidad actual se mantiene, la población en países pobres en el año 2050 alcanzaría los 12 mil millones. Si, en cambio, logramos reducir HOY la fertilidad a dos hijos por pareja, la población en países pobres en el año 2050 será de 7.700 millones. La figura 1 muestra el caso "realista" en que la fertilidad en los países pobres se reduce gradualmente a 1.8 hasta el año 2020. En conclusión es imperativo lograr una fertilidad menor que dos cuanto antes. En el año 2050 el 86 por ciento de las personas vivirán en países pobres.
Revisemos ahora la situación energética mundial. El consumo mundial de energía se ilustra en la figura 3. Notamos que en la actualidad el 39% del consumo corresponde a petróleo, el 22% a gas natural, el 26% a carbón, el 6% a hidroelectricidad y el 7% a energía obtenida de la fisión nuclear. A la taza actual de consumo, las reservas probadas de petróleo, gas y carbón se agotarían en 50, 65 y 225 años respectivamente. Es posible incrementar las reservas descubriendo nuevos yacimientos de petróleo, gas y carbón, y obteniendo petróleo adicional de pozos existentes mediante tecnologías costosas de extracción secundaria. La creciente dificultad de encontrar petróleo se ilustra en la figura 4. Por lo tanto estimamos que las nuevas reservas de hidrocarburos quedan compensadas por el incremento del consumo, de manera que el petróleo y el gas dejarán de ser una fuente significativa de energía hacia el año 2050. Esto se ilustra en la figura 5. A partir de entonces la fuente principal de energía de la humanidad será el carbón, que a ese nivel de consumo se agotará hacia el año 2100.

Fuente:

Bruce Hoeneisen

Mayo 1999

Aznalcollar, el mayor parque solar de España

Evita la emisión de 3.000 toneladas de CO2 a la atmósfera.




El Parque, que ya está en funcionamiento, tiene 4 Megavatios de potencia pico, y evitará la emisión de más de 3.000 toneladas de Co2 a la atmósfera · Contribuye a la recuperación y aporta valor a los terrenos de la balsa de decantación de la explotación minera de Aznalcóllar, cuya rotura provocó la catástrofe medioambiental de 1998.
La ingeniería andaluza IDESA ha invertido 23 millones de euros en el desarrollo del mayor parque solar de España, ubicado en Aznalcóllar, en los terrenos que ocupó la balsa minera cuya rotura provocó el desastre ecológico de 1998. El parque, con sus más de 28.000 módulos fotovoltaicos, y una potencia total de 3,55 Megavatios (4,01Mwp) reúne una capacidad de producción anual de 5.400 MWh de electricidad limpia, equivalente al consumo de energía necesario de 2.157 hogares. Además, el huerto solar ya en funcionamiento evita una emisión a la atmósfera de 3.317 toneladas de CO2 si se generara la misma cantidad de energía con una central térmica de carbón y 1.202 toneladas en caso de producirla una de ciclo combinado.
Las instalaciones, divididas en plantas de diferente potencia, (5, 12, 45, 85 y 100 MW) permiten participar de esta tecnología energética renovable a 106 titulares, gran parte de ellos pequeños y medianos inversores.

El proyecto de IDESA, divido en cuatro fases, ha contado con una importante ayuda pública, que se obtuvo a través del programa PROSOL de la Junta de Andalucía, en las dos primeras fases, y a través de la Orden de 22 de Junio de 2001, en la tercera fase.Las fases I y II, ya en funcionamiento, están constituidas por un total de 71 instalaciones solares fotovoltaicas de pequeña potencia, cada una de ellas perteneciente a un propietario distinto, cuyas potencias oscilan entre los 5 y los 12,5 kW de potencia nominal. La potencia nominal total instalada en estas dos fases es de 445 kW y la potencia pico 521,1 kW

Las fases III y IV, están constituidas por instalaciones de mayor potencia (45 y 100 kW), en total 25 Instalaciones, 12 instalaciones de 100 kW de potencia nominal, 12 instalaciones de 45 kW de potencia nominal y una instalación de 90 kW de potencia nominal. En la actualidad, las fases III y IV también se encuentran en funcionamiento suministrando energía a la red eléctrica. La potencia nominal total instalada en estas dos fases es de 1.830 kW y la potencia pico 2.065,2 Kw.

La última de las fases del parque solar, la V, está promovida por Gamesa Solar, y cuenta con 1Mw de potencia. No obstante, según Idesa, en años venideros está prevista la ampliación de este parque, que ya es el más grande de España, hasta conseguir una potencia total de 13.5 MW.

Idesa, que en breve procederá a la inauguración oficial de este parque solar, es una ingeniería de capital netamente andaluz, dedicada a la realización de proyectos e instalaciones de aprovechamiento energético de fuentes de energía renovables. Nacida en junio de 2004, está centrada en la promoción, instalación, ingeniería, gestión, explotación y mantenimiento de instalaciones solares fotovoltaicas cuyo objetivo es transformar la energía solar en eléctrica para conectarla a la red y venderla a las compañías suministradoras de energía eléctrica. Su ámbito de actuación principal en la actualidad es Andalucía, y su sede central se encuentra en Sevilla, donde cuenta también con un centro específicamente dedicado a I+D.

Hasta la fecha Idesa ha gestionado más de 25 megavatios de potencia, ha montado y vendido más de 120 instalaciones de diferentes tamaños ya conectadas a la red eléctrica y en funcionamiento y en la actualidad cuenta con 14 parques solares en fase de promoción y montaje.

El futuro de Idesa pasa por consolidar su liderazgo en Andalucía y por extender y consolidar su presencia en otras comunidades autónomas, objetivo en el que cuenta con una buena posición de base, ya que no sólo acapara el 85% de la cuota de mercado en nuestra Comunidad, sino con el 30% del mercado a nivel de nacional. Su estrategia de crecimiento se fundamenta asimismo en una diversificación de negocio paralela a la diversificación geográfica. De esta forma, además de consolidar y reforzar su liderazgo en el sector de las energías fotovoltaicas, pretende abrirse y orientarse hacia nuevas e innovadoras líneas de negocio, como la biomasa. Asimismo, la compañía andaluza trabajará para reforzar las señas de identidad y valores diferenciales que han sustentado su trayectoria hasta el día de hoy, de forma particular su ingeniería propia y su capacidad para ofrecer servicios integrales llave en mano y su clara orientación hacia el I+D.

En 2005, Idesa alcanzó una facturación de 18 millones de euros, que se verá ampliamente superada al cierre del presente ejercicio. Su plantilla se compone de 20 profesionales especializados y titulados, la mayoría de alta graduación, aunque la estimación del empleo indirecto generado con sus proyectos se eleva a 200 puestos de trabajo anuales.

¿Es viable un mercado de pilas de hidrógeno para uso residencial en Europa?


El Centro Nacional de Energías Renovables (CENER) ha acogido durante dos días a un grupo de expertos europeos que han analizado la viabilidad técnico-económica de un mercado de pilas de hidrógeno para uso residencial en Europa.


El grupo de trabajo, que se ha reunido los días 3 y 4 de septiembre en Navarra, está liderado por el centro danés de investigación en hidrógeno Hydrogen Innovation & Research Center (HIRC) y cuenta con la participación de otros centros de primer nivel como el Energy Research Center of Netherlands ( ECN) de Holanda o la propia Universidad de Islandia. Todos forman parte del Proyecto Europeo Regional Market of Renwable Energies Sources Fuel Cell Systems for House Holds (RES-FC Market), financiado por la Comisión Europea a través de la Intelligent Energy Executive Agency.


Los estudios de la implantación de las pilas se centran en diferentes regiones europeas de Alemania, Dinamarca, España, Holanda, Islandia, Polonia y Portugal. Se busca que esas pilas sean capaces de satisfacer, total o parcialmente, las necesidades energéticas del sector residencial.Pilas en NavarraEn España, la investigación, que concluirá a finales de 2008, está siendo realizada por CENER en la Comunidad Foral de Navarra donde se estudia la existencia de un mercado potencial, en los ámbitos rural y urbano, para implantación de 300 pilas de combustible de 1 kW con los que es posible cubrir el 90% de la demanda eléctrica de una vivienda de 90 m2.Cada participante estudia también el modo más idóneo de obtener, en cada región, el hidrógeno que alimente estas pilas a través de energías renovables. En el caso de Navarra, región rica en producción de energía eólica, el estudio realizado por CENER plantea la obtención del hidrógeno a partir de energía eólica mediante electrolisis del agua (H20).
El tamaño de estas pilas puede ser comparable con el de la CPU de un ordenador. Se pueden colocar en un balcón o una zona semicubierta, donde se hospeda actualmente el calentador de gas, aunque también se pueden albergar dentro de casa. No se necesita una instalación especial. Su coste ronda los 6.000 €/kW y su fabricación, hoy por hoy, es prácticamente artesanal.
Según los expertos, la producción de electricidad y calor en pequeñas unidades descentralizadas es, junto con la propulsión de vehículos y las aplicaciones portátiles (ordenadores, móviles, etc), una de las principales aplicaciones de las pilas de combustible cuya eficiencia energética supera entre un 30 y un 50% la de los sistemas convencionales (gas natural, carbón, diésel), además de no resultar contaminantes y de ser muy silenciosas.
El hidrógeno se perfila, en un escenario energético no muy lejano, como el combustible alternativo a los derivados de los combustibles fósiles. Su uso contribuirá a asegurar el suministro necesario de energía permitiendo diversificar las fuentes y reducir las emisiones relacionadas con el cambio climático.45 millones de toneladasSegún los datos que maneja el CENER, “actualmente se producen en el mundo 45 millones de toneladas de hidrogeno y se estima que en 2040 se necesitarán 150 millones de toneladas en los Estados Unidos sólo para aplicaciones en automoción”.
Según los expertos, entre 2015 y 2019 asistiremos al desarrollo de una red de distribución y de la infraestructura necesaria que permita el suministro de hidrógeno al por menor a usuarios finales particulares y entre 2020 y 2040 se producirá el desarrollo de estaciones de servicio de hidrógeno semejantes a las actuales gasolineras. El trabajo de investigación que están realizando los integrantes del Proyecto RES-FC Market demuestra que “todavía existen numerosas barreras tecnológicas, económicas, ausencia de normativa y sobre todo, un profundo desconocimiento de la sociedad en cuanto a los beneficios y manejo del hidrógeno, similar al tratamiento doméstico que se da al gas ciudad o el butano”.
Estados Unidos y Japón son los líderes mundiales en dedicación de recursos para la investigación tecnológica y la mentalización de la implantación de las pilas de combustible mediante proyectos de demostración. El Gobierno Federal Norteamericano aprobó en 2003 una inversión publica de 1.700 millones de dólares durante los próximos 5 años para el desarrollo de pilas de combustible de hidrógeno aplicadas más al sector de la automoción que al residencial.En Europa, Alemania es el país donde más se están invirtiendo y promoviendo las tecnologías de hidrógeno. Cuenta ya con casas con pilas de combustible que satisfacen en todo o en parte las necesidades residenciales y han puesto en marcha varios proyectos de demostración financiados por el gobierno alemán y por la UE.Los resultados de este proyecto de investigación, que concluirá a finales de 2008, permitirán extrapolar la metodología aplicada para la implantación de un mercado de pilas de hidrogeno en Navarra, al resto del sector residencial español.


Fuente:

La energía eólica evitó en noviembre la emisión de casi un millón de toneladas de CO2



El Observatorio de la Electricidad, boletín que publica mensualmente WWF/Adena y en el que se recogen las magnitudes clave de la energía eléctrica en España, señala en su última edición que la producción eólica supuso en España el mes pasado "un 11,3% del total mensual".


Más de la mitad de la electricidad que consumió España el pasado mes de noviembre fue de origen fósil. Esa es una de las conclusiones que puede extraerse del Observatorio de la Electricidad que presentó la semana pasada la asociación conservacionista WWF/Adena.
Según ese documento, la tecnología de generación de referencia fue el gas natural (que produjo el 31% de la electricidad). Además, el carbón generó en noviembre casi otra cuarta parte de la energía eléctrica (23,5%). Así las cosas, las centrales que queman carbón y gas natural suministraron el mes pasado el 54,5% del total de la electricidad que consumió el país.


Entre tanto, la eólica ha aumentado su aportación respecto al mismo mes de 2006. Su crecimiento con respecto a noviembre del año pasado ha sido del 23,6%. Los aerogeneradores españoles produjeron un 11,3% del total mensual, lo que ha supuesto evitar la emisión de casi un millón de toneladas de CO2 (0,97). Sin embargo, la nota negativa la ha dado la hidráulica, que ha disminuido en un 50% su aportación respecto al año pasado.


La demanda aumenta en casi once puntosAsí las cosas, las emisiones de CO han sido un 41% superiores a las de noviembre de 2006. Las de CO2 por MWh también aumentaron respecto a noviembre del año pasado, concretamente en un 25,9%, debido a la menor aportación de la hidráulica y la nuclear. La media del mes fue de 349 kilos de CO2 emitidos por MWh (349 gramos por kilovatio hora).


El Observatorio de WWF/Adena señala, asimismo, que en noviembre ha aumentado la generación eléctrica respecto al mismo mes del año pasado en un 12,7% mientras que la demanda se ha incrementado en casi once puntos. El 4,3% de la energía eléctrica generada ha sido destinada a exportaciones netas, principalmente a Portugal y Marruecos.


Según Heikki Willstedt, experto de WWF/Adena en Energía y Cambio Climático, “no parece que las medidas aprobadas por el gobierno para el ahorro energético estén teniendo efecto por el momento sobre el consumo eléctrico, consumo que en los últimos meses se ha desbocado. Por todo ello, lo más probable es que el sector cierre 2007 con más de un 3% de aumento en sus emisiones respecto al año pasado”.


Dióxido de carbono con denominación de origenEl Observatorio de la Electricidad de WWF/Adena, que cumple con esta dieciséis ediciones, se ha constituido ya en un repaso-referencia de los principales indicadores eléctricos españoles, y pretende convertirse asimismo, además, en una herramienta de concienciación pública. Así, invita a todos los ciudadanos a calcular sus emisiones mensuales particulares de gases de efecto invernadero.


En esta ocasión, la media mensual de emisiones (noviembre) ha sido de 0,349 kilogramos por kilovatio consumido. “Para calcular tus emisiones”, propone la asociación conservacionista, “multiplica tu consumo eléctrico [los kW/h que hayas pagado en la factura de ese mes] por esa cantidad”. El resultado debe ser expresado en kilos de dióxido de carbono (CO2), los kilos de CO2 que ha generado tu consumo.


Los resultados, apunta la asociación conservacionista, “son válidos para cualquier consumidor del sistema peninsular, independientemente de la compañía con quien tengan contratado su suministro eléctrico, ya que todas las compañías suministradoras compran en el mercado eléctrico mayorista (pool) la casi totalidad de la electricidad que luego suministran a sus clientes, por lo que la mezcla de fuentes de origen es la misma para todos".


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