PRESENTE Y FUTURODE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA

Ignacio Martí19 de junio de 2012

í n d i c e

1. Situación en España2. Retos Tecnológicos3. Líneas Estratégicas de CENER

1. Situación en España

Participación de las distintas fuentes de energía en la generación eléctrica1. Situación en España. El sistema eléctrico

Fuente: IDAE/MITYC

.

Evolución de la demanda1. Situación en España. El sistema eléctrico

Fuente: REE

Año GWh ∆ Anual (%) ∆ Anual corregido (*) (%)

2006 255.015 3,1 4,2

2007 262.528 2,9 4,2

2008 265.281 1,0 0,8

2009 251.966 -5,0 -4,8

2010 259.940 3,2 2,9(*) Por los efectos de laboralidad y temperatura.

En 2010 la demanda se situó por debajo de 2007

Potencia instalada a 31 de diciembre de 2010. Sistema peninsular1. Situación en España. El sistema eléctrico

Potencia instalada a 31 de diciembre del 2010 (97,447 MW)

R.E. Régimen especial

R.E. Resto 10%

R.E. Solar 4%

R.E. Eólica 20%

Ciclo Combinado 26%

Hidraúlica 17%

Nuclear 18%

Carbón 12%

Fuel / Gas 3%

Fuente: REE

Cobertura de la demanda anualR.E. 33%

R.E. Régimen especial. (1) Incluye cogeneración (12%) y otras renovables (3%)

R.E. Resto 15%

R.E. Solar 2%

R.E. Eólica 16%

Ciclo Combinado 23%

Hidraúlica 14%

Nuclear 21%

Carbón 8%

Fuel / Gas 1%

Distribución de la Generación eléctrica en 20111. Situación en España. El sistema eléctrico

Fuente: REE/IDAE

Electricidad

Saldo de los intercambios internacionales físicos de energía eléctrica (GWh)1. Situación en España. El sistema eléctrico

Fuente: Red Eléctrica de España

Francia Portugal Andorra Marruecos Total

2006 4.410 -5.458 -229 -2.002 -3.280

2007 5.487 -7.497 -261 -3.479 -5.750

2008 2.889 -9.439 -278 -4.212 -11.040

2009 1.590 -4.807 -299 -4.588 -8.104

2010 -1.387 -2.931 -270 -3.902 -8.490Saldo positivo: importador; saldo negativo: exportador.

Una apuesta por mantener el liderazgo europeo en renovables: Objetivo en 2020: un 20% del consumo de energía final con renovables

La UE ha apostado por un cambio de modelo energético con un peso muy destacado de las energías renovables.

El presupuesto de las energías renovables en el SET Plan asciende a 31.000 M€ más otros 10.000 M€ para Smart Cities.

La participación de la industria, Estados Miembros de la UE y la propia Unión Europea abre numerosas oportunidades de inversión, empleo, desarrollo regional e I+D.

TABLA: Cost estimates of the proposed SET-Plan EIIs and the Smart Cities Iniciative

European industrial Initiatives Total (b€)

Wind Energy 6

Solar Energy (PV & CSP) 16

Bioenergy 9

Carbon Capture and Storage (CCS) 10.5-16.5

Electricity grid 2

Sustainable Nuclear Energy 5-10

Smart Cities 10-12

TOTAL 58.5-71.5

Estrategia europea a 2020, el SET Plan1. Situación en España

Potencia instalada1. Situación en España

Fuente: MYTyC / IDAE

Objetivos del plan de energías renovables 2011-2020 en el sector eléctrico1. Situación en España

2010 2020

MW GWh MW GWh

Hidroeléctrica (sin bombeo) 13.226 42.215 13.861 33.140

< 1 MW (sin bombeo) 242 802 268 843

1 MW -10MW (sin bombeo) 1.680 5.432 1.917 5.749

> 10 MW (sin bombeo) 11.304 35.981 11.676 26.548

por bombeo 5.347 3.106 8.811 8.457

Geotérmica 0 0 50 300

Solar fotovoltaica 3.787 6.279 7.250 12.356

Solar termoeléctrica 632 691 4.800 14.379

Energía hidrocinética, del oleaje, mareomotriz 0 0 100 220

Eólica en tierra 20.744 43.708 35.000 71.640

Eólica marina 0 0 750 1.845

Biomasa, RSU,, Biogás 825 4.228 1.950 12.200

Biomasa Sólida 533 2.820 1.350 8.100

RSU 115 663 200 1.500

Biogás 177 745 400 2.600

TOTALES(sin bombeo) 39.214 97.121 63.761 146.080

Evolución prevista de la estructura de generación eléctrica1. Situación en España

Régimen Especial de generación de electricidad conrenovables.

Sistema de Incentivos al Calor Renovable (ICAREN) paraaplicaciones térmicas de las energías renovables.

Potenciación del autoconsumo de energía eléctrica generadacon renovables, mediante mecanismos de balance neto.

Marcos de apoyo1. Situación en España

Estimación indicativa de la evolución de los costes de producción1. Situación en España

Hoy se está ofertando preciode energía eólica en elentorno de 60 – 65 €/MWh,lo que la hace competitivadirectamente con centralesde gas y carbón.

El precio de energíafotovoltaica se acerca cadavez más a esos valores.

1. Situación en España

Fuente: Estudio macroeconómico del impacto del sector eólico en España. AEE, Deloitte

Contribución total del sector de las EERR al PIB de España1. Situación en España

Gasto en I+D+i de lasempresas del sector de lasenergías renovables enEspaña (2009, 2015 y2020) en millones de €constantes (base 2012) yporcentaje querepresentan sobre lacontribución total al PIB.

Fuente: Deloitte

Evolución prevista del peso de las EERR sobre el consumo de energía del transporte1. Situación en España

Fuente: SEE

Dependencia energética UE27 2007/20081. Situación en España

Fuente: EUROSTAT (2007) / MICyT (2008)

2. Retos tecnológicos

Reducción del CoEIntegración de las renovables a gran escala

2. Retos tecnológicosEólica

Eólica. Tendencias tecnológicas2. Retos tecnológicos

Evaluación de recursosSimulación con herramientas avanzadas: CFD.Generación de mapas de recursos a partir de datos de modelos demesoescala. Uso de SIG.Uso de sistemas avanzados de medida: SODAR, LIDAR, imágenessatélite...Desarrollo de metodología y herramientas de simulación específicas paraoffshore.Métodos avanzados de simulación de estelas.

PredicciónUso de modelos meteorológicos de alta resolución.Postproceso matemático para la reducción de errores.

Evaluación de recursos y predicción

2. Retos tecnológicos. EólicaTendencias tecnológicas. Tecnología de aerogeneradores

Tecnología de aerogeneradoresDiseño de perfiles específicos.Desarrollo de palas inteligentes.Desarrollo de metodología y herramientas de diseño específicas paragrandes aerogeneradores/offshore.Offshore: Logística optimizada, estructuras aguas profundas.Nuevos conceptos: Bipalas, sotavento.Estrategias de control avanzadas: Maximización de la producción,reducción de cargas...Nuevos materiales y procesos de fabricación optimizados y automatizados.Mejoras en la disponibilidad y fiabilidad: Robustecimiento de procesos dediseño.Integración en red y acumulación.Reducción del impacto ambiental.

2. Retos tecnológicos. EólicaTendencias tecnológicas. Ensayos y Certificación

Ensayos y CertificaciónMejora de métodos de ensayo y desarrollo de nuevas metodologías:Ensayos completos/de componente en laboratorio.Desarrollo de standards y procedimientos de validación específicos.Introducción de sensores avanzados y nuevas técnicas de ensayo oinspección.

2. Retos tecnológicos. EólicaCENER. Laboratorio de Ensayo de Aerogeneradores

Planta de Ensayo de Palas.Planta de Ensayos de Tren de Potencia (Generador, Reductora y Góndola)Planta de Ensayo de Materiales Compuestos.Parque Experimental.

2. Retos tecnológicos. EólicaCENER. Planta de Ensayo de Aerogeneradores

2. Retos tecnológicos. EólicaCENER. Laboratorio de Ensayo de Aerogeneradores

Planta de ensayo de palas

2. Retos tecnológicos. EólicaCENER. Laboratorio de Ensayo de Aerogeneradores

Planta de ensayo de tren de potencia

2. Retos TecnológicosSolar Fotovoltaica

Potencia Acumulada 2000-20092. Retos Tecnológicos. Solar Fotovoltaica

Fuente: PV Status Report 2010, JRC, European Commission

Evolución de la producción de células de 2000 a 2010 en Mw2. Retos Tecnológicos. Solar Fotovoltaica

Fuente: Eurobserver 2010

Distribución geográfica de la producción en MW de Células FV 2009 y 20102. Retos Tecnológicos. Solar Fotovoltaica

Fuente: Eurobserver 2010

Solar Fotovoltaica2. Retos Tecnológicos. Solar Fotovoltaica

•Aumento del rendimiento de células y módulos.•Aumento del rendimiento en los procesos de fabricación.•Integración arquitectónica.

Actividades de CENERSistemas fotovoltaicos

Instalaciones fotovoltaicasEvaluación del recurso solar y producción específica.Diseño y simulación de plantas fotovoltaicas.Due diligence y asesoramiento técnico de instalaciones.Certificación de plantas fotovoltaicas.

Ensayo y evaluación de inversores fotovoltaicos

Ensayos para certificación de módulos fotovoltaicos

IEC-61215, Silicio cristalino.IEC-61646, Lámina delgada.IEC-62108, Concentración Fotovoltaica.IEC-61730, Seguridad.Acreditación ENAC y reconocimiento IECEE dentro del esquema CBTL (CertificationBody Test Laboratory).

Solar Fotovoltaica2. Retos Tecnológicos. Solar Fotovoltaica

Células fotovoltaicas

Caracterización estructural, óptica y eléctrica de materiales paraaplicación fotovoltaica

Diagnóstico y caracterización de células fotovoltaicas

Eficiencia, Curva I-V, respuesta espectral…Identificación de áreas de mejora de rendimiento.

Procesos de producción de células fotovoltaicas compatibles con laindustria

Consultoría para entornos de producción

Desarrollo de tecnología de células fotovoltaicasSilicio cristalino a partir de oblea (15cm. x 15cm.)Lámina delgada de silicioCélulas orgánicas

2. Retos Tecnológicos. Solar Térmica

Concentración Lineal2. Retos Tecnológicos. Solar Térmica

PARABOLIC TROUGH LINEAL FRESNEL

Absorver tube and reconcentrator

Ref lector

Concentración 3 Dimensiones2. Retos Tecnológicos. Solar Térmica

Receptor centralDiscos parabólicos

2. Retos Tecnológicos. Solar Térmica

70’s Construcción de 7 plantas piloto (demostración).

Plataforma solar de Almería.

350MW En California con tecnología cilindro – parabólica (9 plantas comerciales).

Nevada y Sevilla.

El marco regulatorio español permite un importante desarrollo hasta 2013 (2.340 Mw).

Hibridación.

Incremento rendimiento (torre / disco stirling).

Almacenamiento térmico.

80’s1984-1990

20072009

FUTURO

2. Retos Tecnológicos.Energética Edificatoria

2. Retos Tecnológicos. Energética EdificatoriaRehabilitación Energética de Edificios

Edificios con consumo cero o casi cero.

Integración de EERR en la edificaciónAplicaciones de energía geotérmica para climatización de edificios.Sistemas integrados de refrigeración solar.Integración optimizada de energía solar (térmica y fotovoltaica) en laenvolvente arquitectónica.

2. Retos TecnológicosBiomasa

Biocarburantes de 2ª Generación2. Retos Tecnológicos. Biomasa

En general los biocarburantes de 2ª generación permiten

Incremento del rango de Materias primas Uso de material lignocelulósicoy residual (no compite con el mercado alimentario).

Mejoran el balance de emisiones de GEI, con estimaciones que alcanzan reducciones del orden del 80 – 90% de CO2 equivalentes respecto a los carburantes fósiles convencionales.

La eficiencia energética, derivada de la integración del uso de energías renovables, mediante el uso integral de la biomasa, permite obtener balances energéticos que minimizan la tasa de consumo de Energía fósil por Unidad de Bioenergía producida.

Integración en procesos de Biorefinería con producción de otros productos químicos de alto valor añadido.

Biocarburantes de 2ª Generación2. Retos Tecnológicos. Biomasa

Tipo de carburante Nombre específico M.P. Proceso de producción

Bioetanol Bioetanol de lignocelulosas Mat. lingnocelulósico Hidrólisis avanzada y

fermentación

Biocaraburantessintéticos

BTL (nombre genérico)Diesel FT(Bio) Diesel sintéticoBiometanol /BioetanolAlcoholes pesados (mezcla)Bio-DME

Mat. lingnocelulósico Gasificación + Síntesis

Biogas SNG (Gas Natural Sintético) Mat. lingnocelulósico Gasificación + Síntesis

Biodiesel Mixto (1ª / 2ª gen.) Diesel Hidrotratado Aceites / grasas Hidrocraking (Refinado)

Biohidrógeno Mat. lingnocelulósico Gasificación + Síntesis o proceso biológico

Hoja de Ruta del Desarrollo de los Biocarburantes2. Retos Tecnológicos. Biomasa

Fuente: Biofuels in the European Union. A Vision for 2030 and Beyond. Biofuels Research Advisory Council, 2006

Líneas Estratégicas de Investigación2. Retos Tecnológicos. Biomasa

Procesos de Conversión (I)

Nuevos conceptos de pre-tratamiento.

Co-combustión: Optimización.

Plantas eléctricas “Ultra low emissions”.

Gasificación avanzada para producción de: Electricidad, H2 y Gas de síntesis.

Biocarburantes de 2ª generación: Vías sintética y bioquímica.

Etanol de lignocelulosas.

Líneas Estratégicas de Investigación2. Retos Tecnológicos. Biomasa

Procesos de Conversión (II)

Desarrollo de Biorefinerías.

Tecnologías de combustión y gasificación de pequeña escala.

Mejora de las propiedades del Bio-oil de pirolisis.

Nuevas tecnologías de conversión : gasificación supercrítica, catálisis… incluyendo Bio-H2.

Desarrollo de herramientas de evaluación de balances energéticos, medioambientales y costes de procesos bioenergéticos y cadenas de biocarburantes.

2. Retos Tecnológicos. BiomasaCentro de Biocombustibles de 2ª Generación de CENER

2. Retos TecnológicosIntegración en Red de Energías Renovables

Microrred. Una pieza clave de las “smartgrids”2. Retos Tecnológicos. Integración en Red

El concepto Smartgrid incluye gestión de la demanda,transporte eficiente a grandes distancias, almacenamientoa gran escala, generación distribuida, etc.El concepto de microrred está englobado dentro de lo quese conoce como generación distribuida (GD).No existe una definición única pero si están admitidas deforma universal las siguientes características de la GD:

No está planificada ni gestionada de formacentralizada.Normalmente es inferior a 50 MW.Está conectada a las redes de distribución.

La GD presenta numerosas ventajas frente a los sistemasconvencionales tanto desde el punto de vista técnico,económico y medio ambiental.Las microrredes comprenden sistemas de distribución enbaja tensión junto con fuentes de generación distribuida,así como dispositivos de almacenamiento.

La red eléctrica europea deberá integrar un 35% de energías renovables en 2020: Smartgrids.

Microrred. Qué es2. Retos Tecnológicos. Integración en Red

Oportunidades en el mercado energético

Eficiencia energética.Reducción de emisiones.Incremento de la penetración de las energías renovables.Reducción del coste energético.Incremento de la seguridad de suministro y participación en servicios auxiliares.Minimización de las pérdidas eléctricas.

Microrred de CENER2. Retos Tecnológicos. Integración en Red

Una microrred es una red inteligenteGestión de generación, consumos y sistemas de almacenamiento..

El controlador central de la microrred da una respuestaúnica

Equilibrio entre generación y demanda.Coordinación eficiente de los elementos para dar una respuesta agregada y transparente a la red externa.

El operador ve a la microrred como un únicoconsumidor/generador agregado

Incremento de la penetración de renovables. Se mejora su gestión y su visibilidad.

El concepto de microrred permite una transición clara ytransparente del paradigma actual hacia las redesinteligentes de mayor tamaño

Funcionan como elementos integrantes de las mismas.Resultados y experiencias útiles.

02 DESARROLLO DEL PROYECTO Aerogenerador (20 kW – tipo Full Converter)

Paneles fotovoltaicos (25 kWp)

Estación meteorológica

Batería de flujo (50 kW, 4 horas)

Banco de cargas (124 kVA)

Grupo diésel (55 kVA)

Baterías Pb-ácido (50 kW, 2 horas)

Oficinas

Armarios eléctricos

Microturbinade gas (no instalado)

Supercondensadores (no instalado)

Microrred de CENER2. Retos Tecnológicos. Integración en Red

Microrred de CENER2. Retos Tecnológicos. Integración en Red

Microrred de CENER. Modos de Funcionamiento2. Retos Tecnológicos. Integración en Red

EstándarConectado a red. La red eléctrica externa proporciona las consignas de tensión y frecuencia.Aislado. La propia microrred genera sus consignas de tensión y frecuencia a través de los sistemas de almacenamiento de energía.

Laboratorio de ensayosCapacidad para probar diferentes tecnologías de generación y almacenamiento.Simulación de consumos eléctricos.

2. Retos Tecnológicos. Integración en Red

3. Líneas Estratégicasde CENER

Las apuestas de Cener en I+D+i se focalizan en el diseño de componentes y procesos de fabricación, el modelado y simulación de los mismos y el desarrollo de metodologías de ensayo3. Líneas Estratégicas de CENER

Diseño y optimización de componentes• Palas (estructura y aerodinámica) •Tren de potencia (modelado del B ETP de Cener previo paso de acividad en I+D+i)•Desarrollo de nuevas estrategias de control

Desarrollo de CFD y modelos para terrenos complejos y marinos

Desarrollo y optimización de procesos de pretratamiento y producción de biocombustibles

•Desarrollo del proceso de torrefacción, procesos de pretratamiento y gasificación.Desarrollo de las Microalgas

• Técnicas de cultivo y procesos de valorización a escala de laboratorio

Diseño, modelado y caracterización de sistemas y componentes• Conceptos basados en tecnología torre.

Desarrollo de nueva metodología de ensayo para la estandarización de componentes

•Componentes de tamaño pequeño – medio para alta y media T y ensayo “en campo”

Las apuestas de Cener en I+D+i se focalizan en el diseño de componentes y procesos de fabricación, el modelado y simulación de los mismos y el desarrollo de metodologías de ensayo3. Líneas Estratégicas de CENER

Desarrollo de la tecnología de concentración• Modelos de simulación de sistemas y fiabilidad de materiales

Desarrollo de elementos constructivos con tecnología PV incorporadaInnovación en una célula de silicio cristalino a partir de oblea

Desarrollo de la microrred• Sistemas de protección eléctrica y control de microrredes

Diseño conceptual, caracterización y modelado de sistemas de almacenamiento

Eficiencia Energética en la Edificación•Almacenamiento de energía térmica y Energy Sharing•Integración de EERR a escala urbana•Integración de elementos de iluminación más eficientes en entornos terciarios

www.cener.com