SITUACIÓN ACTUAL DE LA ENERGÍA EÓLICA
Generación de electricidad con energía del viento en el Planeta y
Puerto RicoMayagüez , 18 de agosto de 2007
ENRIQUE SORIA LASCORZ
División de Energías Renovables
C.I.E.M.A.T.
SituaciSituacióón actual de la Energn actual de la Energíía Ea Eóólicalica
CONTENIDO:
- Introducción e historia reciente
- El explosivo crecimiento de la energía eólica.
- Situación actual y perspectivas
- Energía eólica en España
- Conclusiones y referencias
Bombeo de agua
Molienda de grano
Generación de electricidadaislada de la red
Generación de electricidad conectada a red
Generación de electricidad
a gran escala
Generación de electricidad GENERACIÓN DESALACIÓN
a muy gran escala DISTRIBUIDA HIDRÓGENO
Algunos hitos en la historia reciente.1. Generación de electricidad con energía eólica
Aerogenerador la Cour (1897)
Algunos hitos en la historia reciente.2. El molino multipala americano
Betz 1926
Algunos hitos en la historia reciente3. Perfiles aerodinámicos
4.-Aerogenerador Gedser de 200 kW
El innovador aerogenerador de Gedser de 200 kW fue construido en 1956-57 en Dinamarca. La turbina tripala con rotor a barlovento, con orientación electromecánica y un generador asíncrono fue un diseño pionero de los modernos aerogeneradores, aunque su rotor con cables de acero parezca actualmente algo pasado de moda.
5.-Una referencia personal. Proyecto AWEC-60
FACTORES DEL DESARROLLO DE LA ENERGIA EOLICA
Seguridad de Suministro Mínimo Impacto ambientalEconómicamente competitivaEmpleo y Desarrollo LocalTecnología y Desarrollo Industrial
EVOLUCIÓN DE MÁQUINAS 1985-1995
1985 1995
Diámetro del Rotor (m) 15 40
Altura de la Torre (m) 20 40
Potencia Nominal (kW) 55 500
Producción Anual Típica(kWh) 110.000 1.451.000
Peso Total (ton) 12 50
Producción/Área Barrida (kWh/m2) 621 1.155
Coste/Potencia Ins. (Euros/kW) 1.612 1.010
Reducción de costes en Energía Eólica - 60% Factor de escala- 40% I+D
(fuente EWEA)
COMPONENTES DEL AEROGENERADOR
RODAMIENTO PALA
CAMBIO DE PASO
PALA
BUJE
TORRE
MEDIDOR DE VUELTAS
FRENO ORIENTACIÓN
GENERADOR
VELETA
RODAMIENTO PRINCIPAL
EJE PRINCIPAL
MOTOR DE ORIENTACIÓN
RODAMIENTO ORIENTACION
MULTIPLICADOR
ACOPLAMIENTO
FRENO DE DISCO
SISTEMA HIDRÁULICO
ESTRUCTURA DE LA GÓNDOLA
ACUMULADOR HIDRÁULICO
BLOQUE MECÁNICO
E. De Vries
AEROGENERADOR TIPO (PARQUES EÓLICOS)
EJE HORIZONTALTRIPALA A BARLOVENTOREGULACIÓN POR CAMBIO DE PASOVELOCIDAD VARIABLEGENERADOR DE INDUCCIÓNMULTIPLICADORA DE EJES PARALELOS / S IN CAJA DE M. TORRE TUBULAR DE ACERO
441
508
1000
10667
13062
48062
AFRICA Y MEDIO ORIENTE
LATINOAMERICA Y CARIBE
PACIFICO
ASIA
AMERICA DEL NORTE
EUROPA
TOTAL MUNDIAL
74.233 MW(fuente:GWEC)
POTENCIA EOLICA INSTALADA EN EL MUNDO (MW)(31/12/2006)
Potencia eólica instalada
Fuente: EWEA,GWECEuropa1996-2001 37.6%, 2001-2006 22.6%
Mundo1996-2001 31.4%, 2001-2006 25.4%
0
10
20
30
40
50
60
70
80GW
EU 0.4 0.6 0.8 1.2 1.7 2.5 3.5 4.8 6.5 9.7 12.9 17.3 23.2 28.6 34.4 40.5 48.1W O R L D 1.7 2.0 2.3 2.8 3.5 4.8 6.1 7.6 10.2 13.6 17.4 23.9 31.1 39.3 47.6 59.1 74.2
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Potencia anual instalada
Fuente: EWEA, GWECEuropa
1996-2001 35.2%,2001-2006 11.2%
Average AnnualGrowth Rates
Mundo1996-2001 38.4%,2001-2006 18.5%
El mercado mundial ha crecido 85 % en los últimos dos años
02468
10121416
GW
EU 0.19 0.22 0.37 0.47 0.81 0.98 1.28 1.70 3.23 3.21 4.43 5.91 5.48 5.87 6.19 7.55WORLD 0.24 0.34 0.48 0.73 1.29 1.28 1.53 2.52 3.44 3.76 6.50 7.27 8.17 8.21 11.53 15.20
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
USA
Ger
man
y
Indi
a
Spai
n
P.R
. Chi
na
Fran
ce
Can
ada
Port
ugal
UK
Italy
MW2004 2005 2006
Potencia anual instalada
ENERGÍA EOLICA EN EUROPA(fuente: EWEA)
PLANTAS OFF-SHORE
•10 GW 2010
•70 GW 2020
EWEA Objetivos para la Unión Europea
300 GW
80 GW
48GW
0
50
100
150
200
250
300
350
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
180 GW
Cumulativecapacity(Τargets 80 /180 / 300GW)
Real data
Nueva Potencia Instalada en la UE (1997-2006)
Source: Platts, EWEA
0
10
20
30
40
50
60
70
GW
1997-2001 35.0 13.8 8.7 2.6 1.3 1.6 6.1 2.7
2002-2006 59.9 30.9 6.2 3.5 2.6 1.8 0.3 0.5
NATURAL GAS WIND COAL FUEL OIL LARGE HYDRO OTHER RENEWABLES
NUCLEAR OTHERS
MARCO DE REFERENCIA MUNDIAL (Fuente EWEA : Future Prospects for Wind Power markets)
Escenario Convencional:80 GW 2007160 GW 2012
Escenario Avanzado (Fuerza 12):
106 GW 2007
311 GW 2012
ESTIMACIONES “FUERZA 12”
LA ELECTRICIDAD GENERADA POR LAS PLANTAS EÓLICAS CUBRE EL 9 % DEL CONSUMO ELÉCTRICO NACIONAL
INSTALACIONES EÓLICAS EN ESPAÑA
23 46 95 213 407 705 795 8611440 1377
2060 1765 1587
73 119 215 427 8341542
23343195
4635
6012
8263
10028
11615
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
(MW)
POTENCIA INSTALADA POTENCIA ACUMULADA
http://www.aeeolica.org/mapaeolico/
DISTRIBUCION DE LA POTENCIA EOLICA INSTALADA A 31/12/2006
TOTAL: 11.615 MW
CASTILLALA MANCHA
2312 MW
CASTILLALEÓN
2120 MW ARAGÓN1549 MW
GALICIA2603 MW
ANDALUCIA610MW
MURCIA68 MW
VALENCIA300 MW
CATALUÑA226 MW
ISLAS CANARIAS129 MW
LA RIOJA436 MW
NAVARRA917 MW
PAÍS VASCO 144 MW
ASTURIAS199 MW
BALEARES4 MW
MADUREZ TECNOLÓGICA Y COMPETITIVIDAD ECONÓMICA
Algunas claves del Desarrollo españolEXISTENCIA DE ELEVADOS RECURSOS EÓLICOS
MARCO NORMATIVO ESTABLE PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
REGULACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS ADMINISTRATIVOS PARA LA AUTORIZACIÓN DE INSTALACIONES EÓLICAS EN LAS CC. AA.
COMPARATIVA DEL POTENCIAL EOLICO (MW) EN LOS PROGRAMAS DE LAS CC.AA Y EN EL PER 2005-2010
Comunidad Autónoma Año Potencia (MW) Potencia al 2010
(MW) - PER
ANDALUCÍA 2010 4.000 2.200
ARAGÓN 2012 4.000 2.400
ASTURIAS 2010 900 450
BALEARES 2015 75 50
CANARIAS 2011 893 630
CANTABRIA 2010 300 300
CASTILLA Y LEÓN 2010 6.700 2.700
CASTILLA – LA MANCHA 2011 4.450 2.600
CATALUÑA 2010 3.000 1.000
EXTREMADURA 2010 225 225
GALICIA 2010 6.300 3.400
MADRID 2010 50 50
MURCIA 2012 850 400
NAVARRA 2011 1.530 1.400
LA RIOJA 2011 660 500
COMUNIDAD VALENCIANA 2010 2.359 1.600
PAÍS VASCO 2010 624 250
TOTAL 36.916 MW 20.155 MW
42
“LIBRO BLANCO”:OBJETIVO GENERAL: Aportación de las energías renovablesen un porcentaje del 12% de la energía primaria demandada en laUnión Europea en el año 2010.
Decisión de los Jefes de Estado y de Gobierno (marzo 2007):
SUMINISTRAR EL 20% DEL TOTAL CON ENERGIAS RENOVABLES PARA EL AÑO 2020
Marco de referencia en la Unión Europea.
Marco de referencia en España
Objetivos Energéticos del PER 2005-2010: En el año 2010, las Energías Renovables en España representarán:
El 12,1% del Consumo de Energía Primaria.El 30,3% del Consumo Bruto de Electricidad. Los biocarburantes contribuirán con un 5,83% al
consumo de gasolina y gasóleo previsto para el sector transporte.
Legislación a nivel Nacional
- Ley 54/1997 del Sector Eléctrico.
Real Decreto 436/2004.
-Real Decreto 661/2007
-Ley 6/2001 sobre Evaluación de Impacto Ambiental.
Legislación a nivel Autonómico
-Procedimientos Administrativos.
Marco Legislativo Eólico en España
-Liberalización del mercado eléctrico-Régimen especial para las energías renovables (EERR)-Garantía de acceso a la red-Remuneración de la EERR-Regulación de los procedimientos administrativos.
• Definida por el Real Decreto 436/2004
• Pagos relacionados con la Tarifa Media de Referencia – TMR (modificado por RD 661/2007)
Coste total estimado del sistema eléctrico
Demanda de electricidadTMR = € 76,59/MWh en 2006=
% de TMR (80-90%)
Independiente de los precios del pool
+ Precio del pool
+ Prima (50% de TMR)
- Coste de los desvíos
Similar a la generación convencional + incentivos económicos
Tarifa Regulada Mercado
Opciones• Evolución de la TMR definida en el RD • La retribución está definida para
toda la vida de la instalación
• Una vez determinada una opción se debe mantener durante todo el año
• Dos incentivos adicionales: Potencia reactiva y huecos de tensión, suponen incentivos adicionales
• El sistema se revisará cada cuatro años
(fuente :AEE)
REMUNERACIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA EN ESPAÑA
9.004- 0.080- 0.050- 0.5850.481
0.733
5.573
2.932
0
2
4
6
8
10
12
Precio demercado
Prima Incentivo GP Desvío Predicción Agente deMercado
Remuneracióna mercado
cent
€/kW
h
Legislación Eólica a nivel Autonómico
Procedimientos administrativos:Autorizaciones administrativas (autorización para construcción
de plantas de generación, aprobación proyecto de ejecución)
Medio ambiente (declaración de impacto ambiental)
Ordenación del territorio
Criterios Generales de Planificación en lasComunidades Autónomas:
Impacto medioambientalProducción de energíaPlanificación energéticaAportación tecnológica y efectos industrialesImpacto socio-económico
Energía Eólica.
Acceso a la Red Eléctrica
48
Líneas de innovación prioritaria en España
100
554520
1986 2000 2004 Próximos DesarrollosAño
Altura (m)
30 kW
650 kW 1.100 kW
3.000 kWØ = 12 m
Ø = 45 mØ = 60 m
Ø = 110 mEVOLUCIÓN DEL TAMAÑO DE LOS AEROGENERADORES
> 1,500 kW22,0%
600-700 kW0,9%
1,001-1,500 30,3%
801-1000 kW33,1%
701-800 kW13,6%
TAMAÑO MEDIO AEROGENERADORES (AÑO 2005): 1.170 kW
Aumento de potencia unitaria. Incorporación de nuevos materiales.
Mejora de la calidad de energía, estabilidad de red y soporte de fallos.
Adaptación de los aerogeneradores a las condiciones del mar.
COMENTARIOS FINALES. ALGUNAS VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA
-EL COMBUSTIBLE ES LIBRE, ABUNDANTE E INAGOTABLE
-ENERGÍA LIMPIA ( SIN EMISIONES DE CO2)
-BAJO COSTO (PUEDE SER COMPETITIVA CON OTRAS FUENTES DE ENERGIA CON REGLAS DE JUEGO SIMILARES)
-ESTABILIDAD FRENTE A LA VOLATILIDAD DEL PRECIO DE LOS COMBUSTIBLES FOSILES
-SEGURIDAD DE SUMINISTRO ( EVITA LA DEPENDENCIA DE COMBUSTIBLES IMPORTADOS)
-ES UNA OPCION REAL DE SUMINISTRO ENERGETICO
-MODULAR Y RÁPIDA DE INSTALAR
-AMISTOSA CON EL MEDIO AMBIENTE
EL CIEMAT• Es el Centro español de Investigaciones Energéticas,
Medioambientales y Tecnológicas.• lleva a cabo I + D + i en prácticamente todas las fuentes
energéticas: combustión de carbón, energía nuclear de fisión, energía solar, energía eólica , biomasa y biocombustibles, arquitectura bioclimática, producción y utilización de hidrógeno (pilas de combustible), fusión termonuclear, etc.
• EL CIEMAT también realiza I + D + i en Medioambiente, tanto radiológico como convencional.
Recursos humanos (2005):Recursos humanos (2005): 1.400 personas1.400 personas
Presupuesto (2005):Presupuesto (2005): 110 110 MM€€
Ingresos por actividades de I+D (2004):Ingresos por actividades de I+D (2004): 35 35 MM€€
ENERGENERGÍÍA EA EÓÓLICALICASISTEMAS ESISTEMAS EÓÓLICOS AISLADOSLICOS AISLADOSAYUDA AL DESARROLLO DE LA TECNOLOGAYUDA AL DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍÍA A PARA SISTEMAS EPARA SISTEMAS EÓÓLICOS AISLADOSLICOS AISLADOS
-Caracterización y optimización de sistemas eólicos aislados
Planta de ensayos de pequeños aerogeneradores PEPA-2
PREDICCIPREDICCIÓÓN DEL RECURSO EN DEL RECURSO EÓÓLICOLICO--EvaluaciEvaluacióón de recursosn de recursos--Desarrollo de herramientasDesarrollo de herramientas
SISTEMAS HSISTEMAS HÍÍBRIDOSBRIDOS--EEóólicolico--FVFV--DieselDiesel
SISTEMAS DE ACUMULACISISTEMAS DE ACUMULACIÓÓNNDE ENERGDE ENERGÍÍA A
--Volantes de InerciaVolantes de InerciaOTRAS APLICACIONESOTRAS APLICACIONES
--Bombeo de aguaBombeo de agua--GeneraciGeneracióón de Hidrogenon de Hidrogeno
ENERGÍA EOLICA REFERENCIAS
EWEA (European Wind Energy Association)(http://www.ewea.org)
• WIND ENERGY THE FACTS• PRIORITISING WIND ENERGY RESEARCH
ASOCIACIÓN DANESA DE ENERGÍA EÓLICA(http://www.windpower.org)
ENERGIAS RENOVABLES / BOLETÍN EÓLICO(www.energias-renovables.com )
FABRICANTES DE AEROGENERADORES Y COMPONENTES
GAMESA,ECOTECNIA,VESTAS,GENERAL ELECTRIC, MTORRES,LM,BONUS….
ENERGÍA EÓLICAREFERENCIAS
COMISION NACIONAL DE LA ENERGÍAwww.cne.es
RED ELECTRICA ESPAÑOLAwww.ree.es
ASOCIOACIÓN DE PROMOTORES EERR (APPA)www.appa.es
ASOCIACIÓN EMPRESARIAL EÓLICAwww.aeeolica.org
INSTITUTO PARA LA DIVERSIFICACIÓN Y AHORRO DE LA ENERGÍA
www.idae.esCIEMAT
www.ciemat.es
Enrique Soria ( [email protected] )
www.ciemat.es