Sin ttulo de diapositiva

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ENERGÍA y CAMBIO CLIMÁTICO
RAFAEL ALMANZA SALGADO
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INTRODUCCION

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FUENTES DE ENERGÍA
Energías Primarias
Combustibles
Electricidad
Consumo
Energías Intermedias
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RESERVAS DE PETROLEO
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RESERVAS PROBADAS DE PETROLEO
6
RESERVAS PROBADAS DE GAS NATURAL
7
RESERVAS PROBADAS DE CARBÓN
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CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN EL MUNDO
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CONSUMO DE PETROLEO
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PRODUCCIÓN-CONSUMO PETROLEO
11
PRECIOS DE ENERGIA
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CALENTAMIENTO GLOBAL
Efecto de invernadero principalmente por los
contaminantes CO2, CH4, N2O,
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EFECTO INVERNADERO
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IPCC

• Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el
  Cambio Climático (IPCC, The United Nations'
  Intergovernmental Panel on Climate Change)
• Grupo I Aspectos científicos del cambio
  climático
• Grupo II Impactos, adaptación y vulnerabilidad
• Grupo III Mitigación del cambio del clima
• Inventario de los Gases de Invernadero

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DEFORESTACION

• Frontera de Haití y República Dominicana.

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EMISIONES DE CO2
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DISTRIBUCIÓN MUNDIAL DE FUENTES CONTAMINANTES
(CO2)
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CO2 EN MÉXICO
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MODELO CALENTAMIENTO DEL POLO NORTE
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EMISION DE GASES-EFECTO INVERNADERO
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ESCENARIOS
A1 Éste representa un mundo de crecimiento
rápido con una adaptación rápida de tecnologías
nuevas y eficientes. A2 Este escenario considera
un mundo muy heterogéneo con énfasis en los
valores familiares y tradiciones locales. B1
Éste considera un mundo desmaterializado con una
introducción de tecnologías limpias. B2 En éste
existe un mundo con énfasis en soluciones locales
para lograr una economía y un medio ambiente
sostenibles.
Escenario de Referencia población global
crecerá 1 anual en promedio, 8.1 mil millones en
el 2030. Demanda energía primaria promedio 3.4
anual para periodo2004-2030, comparada 3.2 en
1980. Precio petróleo US 60 por barril en
2007, bajando 47 en 2012, volviendo a subir
55 en el 2030.
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RELACIÓN DE LOS CONTAMINANTES Y LA TEMPERATURA
Concentración atmosférica de CO2 y promedio de
temperatura superficial global
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CONSECUENCIAS DEL AUMENTO DE TEMPERATURA

• Desertificación de tierras

• Deshielo de glaciares

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PROTOCOLO DE KIOTO
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OTRAS FUENTES DE ENERGÍA
BIOMASA
ENERGIA DE LOS OCEANOS (mareas, olas y corrientes)
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA HIDRÁULICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA SOLAR
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ENERGÍA HIDRAÚLICA

• Se utiliza principalmente para generar
  electricidad.
• La energía hidráulica provee el 20 de la
  electricidad mundial.
• En México representa el 22.2 de la capacidad
  instalada para generación eléctrica.
• II-UNAM 50 años trabajando con CFE y CNA.

• Esquema de un sistema hidráulico

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ENERGÍA GEOTÉRMICA EN MÉXICO

• La capacidad geotermoeléctrica de México es de
  959.5 MW, con la cual se generó 3.52 de la
  energía producida hasta marzo de este año.
• La planta más grande de México está ubicada en el
  valle de Mexicali, BC, es llamada el campo
  geotérmico de Cerro Prieto, con una capacidad
  instalada de 720 MW.
• II-UNAM tiene 36 años trabajando con CFE

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ENERGÍA DE LOS OCÉANOS

• Mares y océanos cubren las tres cuartas partes de
  la superficie de nuestro planeta. Constituyen un
  enorme depósito de energía siempre en movimiento.

• De ellos se podría extraer energía mediante los
  dispositivos adecuados.

• La energía gravitatoria terrestre-lunar, la
  energía solar y la energía eólica dan lugar a las
  manifestaciones de la energía del mar mareas,
  gradientes térmicos, corrientes y oleaje.

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ENERGÍA EÓLICA

• La energía eólica está basada en aprovechar un
  flujo dinámico de duración cambiante y con
  desplazamiento horizontal.
• La cantidad de energía obtenida es proporcional
  al cubo de la velocidad del viento.

• Los aerogeneradores aprovechan la velocidad de
  los vientos comprendidos entre 5 y 20 m/s.
• Con velocidades inferiores a 5 m/s, el
  aerogenerador no funciona y por encima del límite
  superior debe pararse para evitar daños a los
  equipos

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ENERGIA EÓLICA MUNDIAL
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ENERGÍA EÓLICA - EN MÉXICO

• La Central de La Venta (Oax) se localiza en el
  sitio del mismo nombre. Fue la primera planta
  eólica integrada a la red en México y en América
  Latina, con una capacidad instalada de 1.575 MW.
• Consta de 7 Aerogeneradores de 225 kW cada uno,
  31.5 m de altura, y rotor de 27 m de diámetro.
• Actualmente en licitación 85 MW

• La Central de Guerrero Negro (BCS) se ubica en
  las afueras de dicha población, dentro de la Zona
  de Reserva de la Biosfera de El Vizcaíno.
• Tiene una capacidad de 0.600 MW, y consta de un
  solo aerogenerador

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BIOMASA - Aplicaciones
BIOMASA
Biocombustibles
Bioenergía
Bioproductos

• Líquidos refrigerantes
• Fluido para frenos
• Adhesivos
• Edulcorantes artificiales
• Plásticos biodegradables
• Espesantes para comes-tibles, medicinas,
  pintu-ras, pastas de dientes, etc.
• Descomposición aeróbica y anaeróbica II-UNAM
  (1966)

• Combustión directa
• Pirólisis
• Gasificación
• Mezclado con carbón
• Sistemas modulares
• Digestores anaerobios
• Descomposición aeróbica y anaeróbica II-UNAM 40
  años

• Biodiesel
• Etanol

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PRODUCCIÓN ETANOL
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BIOCOMBUSTIBLES
"Cómo los biocombustibles van a matar de hambre
a los pobres" C Ford Runge y Benjamin
Senauer Foreign Affairs, Mayo/Junio de 2007
Gracias a los altos precios del petróleo y los
fuertes subsidios, el etanol que se produce del
maíz es ahora el último grito en los Estados
Unidos. Pero se requiere de tanto suministro de
maíz para mantener en marcha la producción de
etanol que el precio del maíz y el de los demás
alimentos básicosse está disparando en todo el
mundo.
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BIOCOMBUSTIBLES
Is Ethanol for the Long Haul? By Matthew L. Wald
. Scientific American, January 2007 El etanol
podría sustituir a la gasolina, pero no será
verdaderamente provechoso mientras no sepamos
destilarlo a gran escala de hierbas, de los
tallos de maíz o de paja de los cereales, y no,
como hasta ahora, sólo de los granos.
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PELICULA
La verdad incómoda " Al Gore 2006 (An
inconvenient truth) no ha dejado de alertar,
desde hace 20 años, sobre los peligros del
calentamiento excesivo de la Tierra, provocado
por la emanación incontrolada de gases de bióxido
de carbono en la atmósfera.
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ENERGÍA SOLAR
Cada año el Sol irradia sobre la superficie
terrestre el equivalente a 19 billones de
toneladas equivalentes de petróleo
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IRRADIANCIA SOLAR
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EL RECURSO SOLAR
En México el recurso solar está disponible en un
alto nivel.
El valor oscila desde 4.6 a 21.3 MJ/m2. Para
nuestro país el uso de la energía solar
representa una fuente importante de energía para
el presente y el futuro.
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IRRADIACION NORMAL DIRECTA
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APLICACIONES El Recurso Solar y La Tecnología

• Las aplicaciones pueden ser
• Calentamiento de fluidos
• Secado de granos
• Cocción de alimentos
• Refrigeración
• Bombeo de agua
• Desalación
• Generación de electricidad
• Desinfección de agua
• Hornos de muy alta temp.
• Bioenergía
• Estanques solares
• y más...

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TECNOLOGÍAS SOLARES
RADIACIÓN SOLAR
Sistemas Fototérmicos
Sistemas Fotovoltáicos
Iluminación directa
Sistemas de concentración
Calentamiento pasivo

• Iluminación
• Refrigeración
• Bombeo

• Calentamiento de agua
• Secado
• Refrigeración
• Estanques solares

• Generación de electricidad
• Desalación
• Desintoxicación y desinfección de agua

• - Tubos de luz
• Ventanas eficientes
• Filtros solares

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Desarrollos de concentradores solares

• Los diseños han sido desarrollados y probados
  exitosamente.
• Existen condiciones en su comercialización.

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LAS PLANTAS SEGS EN CALIFORNIA
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Solucar-PS 10 ESPAÑA
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NUEVAS PLANTAS CCP

• NEVADA SOLAR ONE 64 MW

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COMUNIDADES RURALES

• BAÑOS PUBLICOS

• COCINAS SOLARES

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TUBOS EVACUADOS

• Tubo absorbedor

• Colector solar

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BOMBA SOLAR 1KW
Periodo 1976-1978 Apertura 2 m Longitud 6
m Absorbedor Cu negro Espejos aluminio 3M Motor
pistones 120 W
50
PLANTA SOLAR 10 kW

• Estudio preliminar 1978
• 600 m2 de espejos
• Orientación E-W
• 16 módulos 15 m longitud y 2.5 m apertura
• II-UNAM con SENER
• II-UNAM ha venido trabajando con CFE desde 1989

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SISTEMAS FOTOTÉRMICOS EN MÉXICO
Planta Piloto Termosolar de Concentradores de
Canal Parabólico. Generación Directa de Vapor
(1994)
Laboratorio de Óptica Solar y Laboratorio de
Implantación de Iones al Alto Vacío (Sputtering,
cañón de electrones...)
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MATERIALES espejos primera superficie
Apertura 2.37 m Longitud 1.14 m AlSiO2 Reflejanci
a especular 86 Espesor Al 1000 A Espesor SiO2
3000 A 16 espejos cóncavos 30x60 cm, vidrio
comercial cal-sosa flotados de 3 mm de espesor.
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SISTEMA ENERGÉTICO (Presente y Futuro)

• Basado en fuentes convencionales
• DERROCHADOR
• Rendimiento bajo
• CONTAMINANTE Desequilibrio térmico, químico
• SIN FUTURO Agotamiento de los recursos

• Basado en fuentes renovables
• EQUILIBRADO EN EFICIENCIA Más ajustado a las
  necesidades
• POCO CONTAMINANTE Fuentes primarias naturales
• DESARROLLO SUSTENTABLE Fuentes no agotables

Transición Sistema energético híbrido más
descentralizado y eficiente. Más complejo.
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SISTEMA ENERGÉTICO (Presente y Futuro)

• Basado en fuentes convencionales
• MAS CARO EN EL FUTURO.
• Combustibles fósiles caros
• MEXICO
• No tiene gas natural ni carbón
• EXTERNALIDADES
• No evaluadas con precisión

• Basado en fuentes renovables
• MEXICO
• Solar, geotermia, viento, mareas, biomasa e
  hidráulica. Selección adecuada, dependiendo de
  zona geográfica. Integración ER en los sistemas
  de potencia tradicionales.
• PLANTAS CANAL PARABOLICO
• 1 kW a 64 MW

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HIBRIDO SOLAR-BIOMASA COMUNIDADES
RURALES

• CALENTADORES SOLARES PLANOS

• DIGESTORES DE METANO

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EL SISTEMA HÍBRIDO GEOTÉRMICO-SOLAR
Propuestas de alternativas de hibridación
Geotérmica-Solar mediante el uso de
Concentradores de Canal Parabólico

• Uso de salmuera geotérmica para incremento de la
  cantidad de vapor en turbina (hay varias
  opciones).

• Uso de efluentes de condensadores (agua pura)
  para producción de vapor.

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EL SISTEMA HÍBRIDO GEOTÉRMICO-SOLAR

• Uno de los sistemas propuestos

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COSTOS INTERNACONALES
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CONSUMO DE ENERGÍA 2030
Aumentará 57 Carbón mayor participación Petróleo
30 GHGs 60
60
CONCLUSIONES
Reducir la emisión de todos los gases que
contribuyan al efecto de invernadero. Las
energías renovables cumplen con este requisito.
Sistemas Híbridos Integración de las Energías
Renovables en los sistemas de potencia
tradicionales actuales.
61
CONCLUSIONES
Desarrollo de sistemas híbridos
renovables-renovables para el futuro cercano.
La única solución para reducir el CO2 es quemar
menos cantidad de combustibles fósiles
62
GRACIASDEDICADO A MIS EXBECARIOS Y BECARIOS
63
(No Transcript)