Manuel Lara Coira - UDC · Carbón 2.892,11 25,29 Gas natural 2.361,54 20,65 Nuclear 721,83 6,31...

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La energLa energíía del mara del marManuel Lara CoiraManuel Lara Coira

Castillo de Santa Cruz, Oleiros, Coruña, 1 julio 2008

©©Philippe Philippe PlissonPlisson

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Demanda mundial de energía primaria, 2005

Recurso energético Mtep % Petróleo 4.002,08 35,00 Carbón 2.892,11 25,29 Gas natural 2.361,54 20,65 Nuclear 721,83 6,31 Hidráulica 251,32 2,20 Otras renovables 1.205,04 10,54

Biomasa 1.146,51 10,03 Geotérmica 58,53 0,51

Total 11.433,92 100,00

Fuente: International Energy Agency (IEA), 2007. Notas: Biomasa incluye combustibles renovables y residuos.

Geotérmica incluye solar, eólica, etc.

La energLa energíía del mara del mar

80,94%80,94%

Geot. 0,42%

Eólica 0,074%

Resto 0,016%

12,74%

33


Demanda mundial de energía renovable, 2004

Recurso energético Mtep % % EP Biomasa y residuos combustibles 1.173,02 79,69 10,45 Hidráulica 241,48 16,41 2,15 Geotermia 46,70 3,17 0,42 Eólica 8,30 0,56 0,07 Otros (solar, etc.) 2,43 0,17 0,02 Total energía renovable 1.471,93 100,00 13,11

Fuente: International Energy Agency (IEA), 2006. Elaboración: Manuel Lara. Nota: 11.223,28 Mtep fue la demanda total de energía primaria (EP) en 2004.

Casi el 80% del consumo de recursos renovables es biomasa

Solo la energía hidroeléctrica tiene un peso significativo

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Estructura de la generación eléctrica, 2005

Sistema de generación GW TWh % Carbón 1.604,9 7.348,7 40,3 Gas natural 784,5 3.592,3 19,7 Hidráulico 761,9 2.917,6 16,0 Nuclear 374,2 2.771,7 15,2 Petróleo 262,8 1.203,5 6,6 Biomasa y residuos 40,0 183,4 1,0 Eólico 59,3 106,0 0,6 Geotérmico 9,0 58,0 0,3 Solar, etc. 15,4 53,8 0,3 Total 3.872,0 18.235,0 100,0

Fuentes: Energy Information Administration (EIA), International Energy Agency (IEA)World Energy Council (WEC), 2007.


66,1%

18,2%

55


Energía renovable en generación eléctrica, 2004

Sistema de generación TWh % %PE Hidráulico 2.810 88,4 16,10 Biomasa y residuos 227 7,1 1,30 Eólico 82 2,6 0,47 Geotérmico 56 1,8 0,32 Solar 4 0,1 0,02 Corrientes y olas < 1 0,0 < 0,01 Total renovable 3.179 100,0 18,22

Fuente: International Energy Agency (IEA), 2007. Nota: 17.450,0 TWh fue la producción total de electricidad (PE) en 2004.

La hidroelectricidad aporta más del 88% de la electricidad de origen renovable y supone algo más del 16% de la producción eléctrica mundial

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�El petróleo seguirá siendo el combustible principal

�El gas natural duplicará su participación

�El carbón incrementará notablemente su demanda

�La contribución nuclear se estabilizará a partir del 2010

�Los recursos renovables crecerán aunque perderán presencia relativa

Evolución de la estructura energética primaria mundial, %

Recurso / Año 1990 2000 2010 2020 2030 Petróleo 35,5 35,7 36,6 37,1 36,7 Carbón 24,8 23,0 23,2 23,9 25,0 Gas natural 20,0 22,3 23,5 25,5 26,6 Nuclear 5,8 6,7 6,6 5,3 4,6 Renovables 14,0 12,3 10,0 8,3 7,1

Hidráulica 2,2 2,3 2,4 2,3 2,3 Biomasa 10,4 8,2 5,7 3,9 2,8 Geotérmica 0,4 0,4 0,4 0,4 0,3 Resto 1,0 1,4 1,5 1,7 1,7

Fuente: POLES model, IEPE-CNRS, European Commission, 2003.

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� El gas natural pasa a ser el recurso más importante en generación eléctrica

� El carbón gana participación por su mayor utilización en países en desarrollo densamente poblados

� Las energías renovables aumentan fuertemente su participación pero decrece su aportación relativa

� El petróleo y la energía nuclear reducen sensiblemente su participación

Evolución de la estructura de generación eléctrica mundial, %

Recurso / Año 1990 2000 2010 2020 2030 Carbón 40,3 38,5 39,2 42,1 44,6 Petróleo 9,0 6,5 6,3 6,3 5,8 Gas natural 12,8 16,1 16,8 19,8 22,4 Nuclear 16,9 17,7 16,7 12,1 9,6 Renovables 21,0 21,2 21,0 19,7 17,6

Hidráulica 16,93 16,61 15,64 13,53 11,36 Minihidráulica 1,01 1,00 1,06 0,95 0,75 Geotérmica 1,92 2,09 2,13 2,34 2,57 Biomasa 1,10 1,33 1,42 1,35 1,19 Eólica 0,03 0,16 0,62 1,34 1,57 Solar 0,01 0,01 0,13 0,19 0,16

Fuente: POLES model, IEPE-CNRS, European Commission, 2003.

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Reservas, consumo y duración de recursos energéticos (2005)

Fuente energética

Reservas, Mtep

Consumo, Mtep/año

Duración, años

Carbón 593.242 4.095 145 Petróleo 159.644 3.726 43 Gas natural 176.462 2.797 63 Uranio 75.886 667 113 Total 1.005.234 11.285 89

Fuente: World Energy Council, Rome, 2007.


El carbEl carbóón y el uranio son los recursos que n y el uranio son los recursos que presentan mejores perspectivas a largo plazopresentan mejores perspectivas a largo plazo

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•• Se deben mantener abiertas todas las opciones Se deben mantener abiertas todas las opciones energenergééticas, convencionales y renovables, sin ticas, convencionales y renovables, sin idolatrar ni rechazar ninguna de ellas, puesto idolatrar ni rechazar ninguna de ellas, puesto que la diversidad de fuentes energque la diversidad de fuentes energééticas es la ticas es la base de una estructura fuerte, al estar todas base de una estructura fuerte, al estar todas ellas igualmente sometidas a incertidumbres.ellas igualmente sometidas a incertidumbres.

Congreso Mundial de la EnergCongreso Mundial de la Energíía, Sydney, septiembre 2004a, Sydney, septiembre 2004

1010


•• El mar como acumulador de energEl mar como acumulador de energííaa

�� Gradientes tGradientes téérmicos: rmicos: 40.000 millones de MW40.000 millones de MW�� Gradientes salinos: Gradientes salinos: 1.400 millones de MW1.400 millones de MW�� Vientos oceVientos oceáánicos: nicos: 20 millones de MW20 millones de MW�� BioconversiBioconversióónn: : 10 millones de MW10 millones de MW�� Corrientes marinas: Corrientes marinas: 5 millones de MW5 millones de MW��Mareas: Mareas: 3 millones de MW3 millones de MW�� Olas: Olas: 2,5 millones de MW2,5 millones de MW

�� La demanda mundial actual de energLa demanda mundial actual de energíía primaria es de unos 15,2 millones de MWa primaria es de unos 15,2 millones de MW

1111


•• EnergEnergíía de las mareas y de las corrientes marinasa de las mareas y de las corrientes marinas

Moulin du Berno, Île-d'Arz, Morbihan, Bretagne, France

1212

La energLa energíía del mara del mar•• EnergEnergíía de las mareas y de las corrientes marinasa de las mareas y de las corrientes marinas

Molino tipo griego Molino tipo romano

1313


Marea subiendo: el flujo inicia el llenado del embalse

Continúa el flujo de la marea: el embalse sigue llenándose

Embalse lleno: pleamar Embalse lleno: pleamar

1414


Se inicia el reflujo de la marea: comienza el vaciado del embalse

Reflujo de la marea: el embalse sigue vaciándose; molienda

Reflujo de la marea: el embalse continúa vaciándose; molienda

Bajamar: el embalse se vacía; sigue el periodo de molienda

1515


Se inicia el flujo de la marea: el embalse continúa vaciándose

Flujo de la marea: el embalse va llenándose; la rueda se detiene

Ejemplo de un ciclo mareal semidiurno: dos plemares y dos bajamares en 24 h

Eling Tide Mill (año 1086), Totton, Southampton, U.K.

1616


Explicación del fenómeno de las mareas

Ciclo mareal de 24 horasPleamar y bajamar

1717

La energLa energíía del mara del mar•• Centrales maremotricesCentrales maremotrices

La Rance, Bretagne, France (1967)

1921, 1943, 1961-1966800 m de longitud y 13 m de altura24 turbinas reversibles de 275 m3/s y 10 MW544 millones de kWh al año (netos)64,5 millones de kWh/año en bombeo

1818


La La RanceRance

1919


Kislobusk, Rusia, 400 kW, 1968

Xingfuyang, China, 1.3 MW, 1980

Jiangxia, China, 3.2 MW, 1980

Annapolis Royale, Canadá, 20 MW, 1984Estuario del río Severn, canal de Bristol, U.K.

2020


��Proyectos identificadosProyectos identificados

•• Centrales maremotricesCentrales maremotrices

10.05010.05030305,55,5Solvay Solvay FirthFirth, , U.KU.K..

16.40016.40025256,16,1Golfo de Golfo de KhanbhatKhanbhat, India, India

12.90012.900171777Estuario del Severn, Estuario del Severn, U.KU.K..

11.70011.7008811,711,7BahBahíía de Fundy, Canada de Fundy, Canadáá

ProducciProduccióón, GWh/an, GWh/aññooLongitud, Longitud, kmkmAmplitud, mAmplitud, mLocalizaciLocalizacióónn

Blue Energy’s Tidal Fence (Canadá)

2121


•• Lagunas maremotricesLagunas maremotrices

Emplazamientos

Canal de Bristol, U.K.

Desembocadura del río Ya-lu, China

2222

La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas

Canal de Euripo

Eubea, Grecia

Cefalonia, Grecia

Current Channel, Eleuthera, Bahamas

2323


Diámetro 3.5 m - Potencia 15 kWCorran Narrows, Loch Lynne, Scotland

IT IT PowerPower, 1994, 1994--9595

2424


Proyecto Enermar

Turbina Kobold

Estrecho de Mesina, 2001

2525


Seaflow Project, May 2003

Diámetro 11 m, 20 m de profundidad

Corrientes entre 4.5 y 5 nudos

300 kW de potencia nominal

2626


SeaGen Project, 1.2 MW

2727


SeaGen Project, Belfast, March 2007

2828


SeaGen Project

Strangford Narrows

North Ireland

-

2 abril 2008

-

Diámetro 2 x 16 m

1.2 MW

18 o 20 h/día

1.000 viviendas

2929


•• Corrientes marinasCorrientes marinas

Kvalsundet Project, Hammerfest, 13 nov. 2003

20 m de diámetro, 50 m de profundidad

4 a 5 nudos, 240 kW, 0.7 GWh/año

3030



Kvalsundet, Hammerfest, Noruega

Ø 20 m - 240 kW – 720 MWh/año

3131


Kvalsundet, Hammerfest, Noruega

Prev. 20 unidades de Ø 30 m y 500 kW

3232


Roosevelt Island Tide Energy Project

East River, New York, Dec. 2006Diámetro 5 m, 35 kW

3333


Roosevelt Island Tide Energy ProjectMayo 2007, 210 kW (6 x 35 kW)

3434


Open-Centre Turbine

Dec. 2006, Eday, Orkney

3535


OpenHydro, 26th May 2008

Ø 6 m, 250 kW, 750 MWh/año

European Marine Energy Centre

Eday Island, Orkney, Scotland

3636


Sep. 2006, Clean Current Power Systems

Race Rocks, Vancouver

British Columbia, Canada

3737


Lunar Energy: Rotech Tidal Turbine

3838



Lunar Energy Ltd. (Rotech – Atkins)

Año 2011: St. Davis Head, Gales – 8 x 1 MW

Año 2015: Wando Hoenggan, Corea – 300 x 1 MW

3939



Sea Snail, 150 kW

Peso 30 t - Empuje 200 t

4040



Stingray Tidal Stream GeneratorPulse Generation, 100 kW, 70 viviendas

4141


Regiones con mejores posibilidades de aprovechamiento

4242

La energLa energíía del mara del mar•• Gradientes tGradientes téérmicos marinosrmicos marinos

� La temperatura superficial está limitada por la evaporación (máx. 27 ºC)

� La temperatura de las profundidades suele ser superior a 5 ºC

� Diferencia mínima de 20 ºC entre las aguas superficiales y las profundas

� Rendimiento máximo teórico entre el 6 y el 7%

� Inversiones diez veces superiores a las de los sistemas convencionales

Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)

Calor acumulado:

65 mil millones de MW570 millones de TWh/año5.000 veces el consumo mundial

4343


•• Gradientes tGradientes téérmicos marinosrmicos marinos

Ciclo cerrado de amoniaco

Ciclo abierto de agua desalinizada

Ciclo híbrido de vapor de agua desalinizado y amoniaco

4444

La energLa energíía del mara del mar•• Gradientes tGradientes téérmicos marinosrmicos marinos

1881, Jacques Arsène d’Arsonval: ciclo cerrado de dióxido de azufre

1926, Georges Claude y Paul Boucherot: ciclo abierto de agua de mar

1930, Georges Claude: c.a., turbina baja presión 22 kWe (Matanzas, Cuba)

1935, Georges Claude: c.a., 8 x 257 kW, 800 kWe y compresor (Brasil)

1954, Societé Energie des Mers: c.a., 2 x 5 MW, 7 MW netos (Abidjan, C. Marfil)

1970-1981, Tokyo E.P.C., c.c. 100 kW, 31.5 kW netos (Nauru, Japón)

1928, Georges Claude: c.a., máquina térmica 60 kW (Ougrée, Bélgica)

4545



Bahía de Matanzas, Cuba (1930)

1.6 m de diámetro y 2 km de longitud

Salto térmico de 14 ºC, ciclo abierto

Turbina de baja presión y alternador de 22 kW

Rendimiento inferior al 1%

Georges Claude, Cuba, 1930

4646



Keahole Point, Kona, Hawaii (1979)

Salto térmico de 20 ºC50 kW nominales10 a 17 kW eléctricos netos

Tamil Nadu, India, 2000

1 MW (Ciclo cerrado)

4747



Keahole Point, Kona, Hawaii (1993) 210 kW en ciclo abierto

50 kW eléctricos netos

4848



Diseño de 100 MW

100 m de diámetro

50 m de altura

4949



Deep Ocean WaterApplications (DOWA)

5050


Castillo de Santa Cruz, 1 de julio del 2008Castillo de Santa Cruz, 1 de julio del 2008

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