Debate en torno al modelo

energético: límites y ritmos de

sustitución

Grupo de investigación en Energía y Dinámica de Sistemas de la

Universidad de Valladolid.

Límites de las energías renovables

• Límites absolutos

• Límites temporales: la transición energética

• Sujetos al objetivo de la sostenibilidad

2

La transición energética. ¿Variantes?

gas

carbón renovables

petróleo

Estamos

aquí

1990 2010 2030 2050 2070 2090

1000

800

600

400

200

0

EJ / año

?

??

3

Límites absolutos (I)

Energía solar = energía de

la biosfera: vientos, olas,

fotosíntesis, corrientes

marinas, aguas, tierras…

• TERRITORIO

• BAJA TRE

• NO ACUMULADA

4

Límites absolutos (II)

(de Castro 2011, 2013a, 2013b)

Debate en torno al modelo energético: límites y ritmos de sustitución. 5

Eólica

•Encontramos estimaciones de potenciales máximos en la literatura que no

tienen en cuenta la interacción entre molinos (conservación energía):

• ¿”Sorpresas” estilo Cambio Climático?

•Lu 2008 (78 TW), Archer-Jacobson (72TW),

Caldeira-Jacobson (1500TW)

•Potencia total disipada por toda la atmósfera en los 200m

más cercanos a la superficie: 100TW

•Potencial máximo estimado por De Castro y col. : 1TW (frente a los

actuales 0,06TW de potencia eólica y los 17TW de potencia total

consumida)

6

Solar

• Literatura: estimaciones de potencial máximo varias veces el

consumo energético total actual (2x – 30x)

(TRE (suelo) ≈ 2.7 (Prieto & Hall 2013) )

12-23 We/m2 3,3 We/m2

• Estimación realista de la densidad:

•¿Potencial máximo realista? 2 – 4 TWe

• Ciudades: < 2% superficie (< 5% energía final total) (estudio

de caso para Palermo, La Gennusa et al 2011)

7

Biocombustibles

• Tasa de Retorno Energético baja: 5 (etanol Brasil), 1,25 (etanol

de maíz), 3 (aceite de palma), 1,5 (soja, trigo en China)

• Muy elevada ocupación de terreno (tierra fértil): 0.073W/m2

netos frente a los 2.8W/m2 de la energía fotovoltaica

• Huella ecológica mucho mayor que la de los combustibles fósiles: >

2.87 Ha/pc frente a 1,47 Ha/pc (si 12TW de energía fueran

sustituidos por biocombustibles)

•Tierra para biocombustibles para los coches actuales: 3000Mha (tierra

arable en el mundo 1520 Mha)

• Límite: ¿ 0,073 TW ? (100 Mha de 1500 Mha arables) < 2%

consumo actual de combustibles líquidos

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Límites de las energías renovables

• Límites absolutos razonables ¿ 4 – 6 TW?

• Límites temporales: la transición

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Economía-

energía

Políticas

gas carbón uranio

Límites

físicos de

las energías

renovables

Límites de

ritmos de

implantación

petróleo

Modelos: ¿qué futuro no es posible?

10

gas

carbón renovables

petróleo

EJ /

añ

o

¡ IMPOSIBLE !

potencial renovable ≈ 140 – 210 EJ/año

Modelos: ¿qué futuro no es posible?

Estamos

aquí

¡ IMPOSIBLE !

No respeta los ritmos de transición POSIBLE

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Transporte

Escenario tendencial

Escenario tecnooptimista

12

(Capellán-Pérez et al 2014)

Electricidad Escenario promoción

renovables moderado

Escenario fuerte

promoción renovables

(+25-30% anual)

13

(Capellán-Pérez et al 2014)

Energía total: tendencial (BAU)

Escenario tendencial

14 (Capellán-Pérez et al 2014)

Un ejercicio de ficción: repartiendo

la energía futura equitativamente

España:

De 121 GJ pc a

50 GJ en 2050 !

15

Límites de las energías renovables

• Límites absolutos (consumo actual energía primaria 17TW)

• Límites temporales: la transición

• El objetivo de la sostenibilidad

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17

Contextualizando la crisis energética:

Limites planetarios

(Rockström 2009)

18

Contextualizando la crisis energética:

Huellas ecológicas

(Hoekstra 2014)

19

Transición energética. Implicaciones

• Crisis sistémica: sólo las soluciones tecnológicas no son suficientes

(cambios culturales, sociales, infraestructuras, modos de consumo…)

• Las energías renovables pueden sustituir a las fósiles en la generación

de electricidad si son fuertemente impulsadas.

Pero CUELLO DE BOTELLA en el transporte

• Se impone una reducción en el consumo absoluto de energía,

materiales y otros recursos por imperativo ecológico

(sostenibilidad); especialmente en los países desarrollados.

• Sería ingenuo pensar que la falta de reacción a la crisis energética no

vaya a tener repercusiones económicas graves!

• Una economía sostenible es aquella basada en:

• Energías renovables 100%,

• Ciclo circular de materiales

Cierre de ciclos

recursos

minerales

aparatos

20

Cierre de ciclos

Elementos usados en la fabricación de computadores 1980

21

Cierre de ciclos

Elementos usados en la fabricación de computadores 2010

22

¿Cómo debe ser una tecnología realmente

sostenible?

• Reciclado completo de los minerales

• Diseño pensado para el reciclaje

• Diseño holista (no es cuestión de diseñar un panel sino

un habitat, una forma de vida, una nueva cultura)

• Biomímesis: mucha atención a los ecosistemas

y a la permacultura (ideas muy interesantes)

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¡Muchas gracias por vuestra atención!

http://www.eis.uva.es/energiasostenible

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Referencias

• Capellán-Pérez et al (2014): “Fossil fuel depletion and socio-economic

scenarios: an integrated approach”. Forthcoming.

• De Castro, C. et al,. “Global Wind Power Potential: Physical and Technological

Limits.” Energy Policy 39, no. 10 (October 2011): 6677–6682.

doi:10.1016/j.enpol.2011.06.027.

• De Castro, C. et al,. “Global Solar Electric Potential: A Review of Their Technical

and Sustainable Limits.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 28

(Diciembre 2013): 824–835. doi:10.1016/j.rser.2013.08.040.

• De Castro, C. et al,. “A Top-down Approach to Assess Physical and Ecological

Limits of Biofuels.” Energy. Accessed December 11, 2013.

doi:10.1016/j.energy.2013.10.049.

• Mediavilla, Margarita, Carlos de Castro, Iñigo Capellán, Luis Javier Miguel, Iñaki

Arto, and Fernando Frechoso. “The Transition towards Renewable Energies:

Physical Limits and Temporal Conditions.” Energy Policy 52 (January 2013): 297–

311. doi:10.1016/j.enpol.2012.09.033.

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