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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
22
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
La energLa energíía del mara del mar
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
44
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.
La energLa energíía del mara del mar
66,1%
18,2%
55
La energLa energíía del mara del mar
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
66
La energLa energíía del mara del mar
�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.
77
La energLa energíía del mara del mar
� 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.
La energLa energíía del mara del mar
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
99
La energLa energíía del mara del mar
•• 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
La energLa energíía del mara del mar
•• 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
La energLa energíía del mara del mar
•• 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
La energLa energíía del mara del mar•• EnergEnergíía de las mareas y de las corrientes marinasa de las mareas y de las corrientes marinas
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
La energLa energíía del mara del mar•• EnergEnergíía de las mareas y de las corrientes marinasa de las mareas y de las corrientes marinas
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
La energLa energíía del mara del mar•• EnergEnergíía de las mareas y de las corrientes marinasa de las mareas y de las corrientes marinas
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
La energLa energíía del mara del mar•• EnergEnergíía de las mareas y de las corrientes marinasa de las mareas y de las corrientes marinas
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 energLa energíía del mara del mar•• Centrales maremotricesCentrales maremotrices
La La RanceRance
1919
La energLa energíía del mara del mar•• Centrales maremotricesCentrales maremotrices
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
La energLa energíía del mara del mar
��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
La energLa energíía del mara del mar
•• 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
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Diámetro 3.5 m - Potencia 15 kWCorran Narrows, Loch Lynne, Scotland
IT IT PowerPower, 1994, 1994--9595
2424
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Proyecto Enermar
Turbina Kobold
Estrecho de Mesina, 2001
2525
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Seaflow Project, May 2003
Diámetro 11 m, 20 m de profundidad
Corrientes entre 4.5 y 5 nudos
300 kW de potencia nominal
2626
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
SeaGen Project, 1.2 MW
2727
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
SeaGen Project, Belfast, March 2007
2828
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
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
La energLa energíía del mara del mar
•• 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
La energLa energíía del mara del mar
•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Kvalsundet, Hammerfest, Noruega
Ø 20 m - 240 kW – 720 MWh/año
3131
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Kvalsundet, Hammerfest, Noruega
Prev. 20 unidades de Ø 30 m y 500 kW
3232
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Roosevelt Island Tide Energy Project
East River, New York, Dec. 2006Diámetro 5 m, 35 kW
3333
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Roosevelt Island Tide Energy ProjectMayo 2007, 210 kW (6 x 35 kW)
3434
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Open-Centre Turbine
Dec. 2006, Eday, Orkney
3535
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
OpenHydro, 26th May 2008
Ø 6 m, 250 kW, 750 MWh/año
European Marine Energy Centre
Eday Island, Orkney, Scotland
3636
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Sep. 2006, Clean Current Power Systems
Race Rocks, Vancouver
British Columbia, Canada
3737
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Lunar Energy: Rotech Tidal Turbine
3838
La energLa energíía del mara del mar
•• Corrientes marinasCorrientes marinas
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
La energLa energíía del mara del mar
•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Sea Snail, 150 kW
Peso 30 t - Empuje 200 t
4040
La energLa energíía del mara del mar
•• Corrientes marinasCorrientes marinas
Stingray Tidal Stream GeneratorPulse Generation, 100 kW, 70 viviendas
4141
La energLa energíía del mara del mar•• Corrientes marinasCorrientes marinas
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
La energLa energíía del mara del mar
•• 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
La energLa energíía del mara del mar
•• Gradientes tGradientes téérmicos marinosrmicos marinos
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
La energLa energíía del mara del mar
•• Gradientes tGradientes téérmicos marinosrmicos marinos
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
La energLa energíía del mara del mar
•• Gradientes tGradientes téérmicos marinosrmicos marinos
Keahole Point, Kona, Hawaii (1993) 210 kW en ciclo abierto
50 kW eléctricos netos
4848
La energLa energíía del mara del mar
•• Gradientes tGradientes téérmicos marinosrmicos marinos
Diseño de 100 MW
100 m de diámetro
50 m de altura
4949
La energLa energíía del mara del mar
•• Gradientes tGradientes téérmicos marinosrmicos marinos
Deep Ocean WaterApplications (DOWA)
5050
La energLa energíía del mara del mar
Castillo de Santa Cruz, 1 de julio del 2008Castillo de Santa Cruz, 1 de julio del 2008
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