Curso InternacionalDesarrollo de Proyectos de Reforestación y Bioenergía

Bajo el Mecanismo de Desarrollo Limpio

Energía y el Cambio Climático

Arturo Villavicencio

“Las Partes se comprometen a promover y cooperar en el desarrollo, aplicación y difusionde tecnologías, practicas y procesos que permitan controlar, reducir o prevenir lasemisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero”

Articulo 4.1.c

“The developed country Parties and other developed Parties included in Annex II shall take allpractical steps to promote, facilitate and finance, as appropriate, the transfer of, or access to,environmentally sound technologies and know-how to other Parties, particularly developed Countries, to enable them to implement the provisions of the Convention.

Article 4.5

Desarrollo y transferencia de tecnología en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático

Contenido de la presentación:

• Tendencias de la demanda de energía y emisiones de GEI

• Emisiones de GEI en el Ecuador

• Emisiones de GEI y progreso técnico

• Eficiencia, costos y emisiones de tecnologías energéticas

Europa Oriental

Norteamerica

America Latina

Africa, MedioOriente

Asia

Resto OECD

Union Europea

Contribución histórica al aumento de la concentración de CO2 en la atmósferadebido al consumo de combustibles fósiles desde 1800

Total países industrializados: 84%Total países en desarrollo : 16%

Fuente: Long-term Strategies for Mitigating Global Warming; IIASA

Europa Occidental

19%

Ex URSS y Europa del

Este19%

Países en Desarrollo

18%

China10%

Japón6%

Canada2%

Australia1%

Estados Unidos25%

No debereducir

*

*

*

EMISIONES DE GEI POR PAÍSES

Crecimiento en el consumo energético por Región

Fuente: World Energy Council, World Bank

Opciones de abastecimiento de la demanda mundial 1860-206

Generación eléctrica mundial por fuentes 1971-2020

•La solución convencional no es sustentable: técnica, económica, política y ambientalmente

Fuente

CO2 (Gg)

Porcentaje

A. Combustibles fósiles

- transformación energía - Industria - Transporte - Combustión pequeña

escala

B. Procesos industriales C. Cambios de uso del suelo

- Deforestación - Conversión del suelo

18.900

1.200 3.100 9.000 5.600

1.200

45.500

11.700 33.800

29.0

2.0 5.0 14.0 8.0

2.0

69.0

18.0 51.0

Total

65.600

100

Emisiones de CO2 en el Ecuador (1990)

Factores del crecimiento de emisiones en una economía

• Población

• Crecimiento económico (PIB / Hab)

• Intensidad energética de la economía (Energía / PIB)

• Contenido (intensidad) de carbón de la energía (CO2 / Energía)

CO2 =CO2

Energía

Energía

PIBx x

PIB

Poblac.x Poblac.

Argentina

-100

-50

0

50

100

150

200

Baseline MitigationC

O2

emis

sion

s (m

ill. to

nnes

)

Ecuador

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

Baseline Mitigation

CO

2 em

issi

ons

(mill.

tonn

es)

Estonia

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

Baseline Mitigation

CO

2 em

issi

ons

(mill.

tonn

es)

Hungary

-90

-60

-30

0

30

60

90

120

150

Baseline Mitigation

CO

2 em

issi

ons

(mill.

tonn

es)

Indonesia

-200

0

200

400

600

800

1000

Baseline Mitigation

CO

2 em

issi

ons

(mill.

tonn

es)

Energy intensity Energy mix

Economic Growth Population

CO2 increase

Zambia

-2

0

2

4

6

8

10

Baseline Mitigation

CO

2 em

issi

ons

(mill.

tonn

es)

Factores del crecimiento de emisiones en una economía (cont.)

Probadas probables posibles no descubiertas

Rec

uper

able

s

p

aram

argi

nale

s

subm

arg

inal

es

Costo

Nivel de conocimiento

Reservas Recursos

Recursos

Clasificación de un recurso mineral

Probadas probables posibles no descubiertas

Rec

uper

able

s

p

aram

argi

nale

s

subm

arg

inal

es

HidroenergíaEficienciaGas naturalReforestaciónEnergía eólica

Solar (térmica)EólicaMini hidro

Gradientetérmico deocéanos

GeotermiaEficiencia

HidrogenoCeldas de com-bustible

Fusión

Practicasagrícolas

identificadas

Grado de conocimiento

Costo

Las opciones de mitigación del cambio climático como un recurso

(b) (b) (b)(a)

(a)

(a)

(c) (c)

(d)

Reservas

Recursos

Recursos

Probadas probables posibles

Rec

uper

able

s p

aram

arg

inal

es

subm

arg

. Costo

Conocimiento(decreciente)

(a) Aumento de opciones debido al progreso técnico

(b) Reclasificación como recuperables debido a la disminución de costos

(c) Transferencia de reservas a recursos debido al incremento de costos

(d) Tecnologías implementadas

Recursos y reservas: un concepto dinámico

Efic

ienc

iaE

mis

ione

sC

osto

s

Evolución históricaFuturo

Escenariosposibles

Limite teórico

La dimensión tecnológica del Cambio Climático

embrionaria crecimiento maduración saturación

Tasa de Crecimiento rápida acelerada moderada débil

Innovación limitada amplia amplia limitada (pocas variantes) (proliferación) (racionalización) (standard)

Actitudusuario inestable tiende a estabil. estable muy estable

Tecnología rápido desarrollo cambia conocida muy conocida

Inversión monopolio atrae inversiones poca inversión escasa inversión (penetración lenta) (alta rentabilidad) (alta rentabilidad) (rentable)

Pen

etra

ción

de

mer

cad

o (%

)

Tiempo

El proceso de difusión de una tecnología

Tecnologías Energéticas

1. Aumento de la eficiencia de tecnologías convencionales - turbinas a gas - procesos de ciclo combinado - combustión en lecho fluidizado - sistemas de control y gestión de la distribución y transmisión - tecnologías avanzadas de refinación de petróleo

2. Opciones tecnológicas de la gestión de la demanda - sistemas de iluminación - motores eléctricos de velocidad variable - aparatos eléctricos de alta eficiencia - nuevos procesos industriales (cemento, acero, papel, …) - sistemas de gestión de la energía

3. Fuentes no convencionales de energía - solar (electricidad, calor)

- biomasa (biodigestores, generación eléctrica) - eólica - geotermia (alta y baja entalpía) - deshechos urbanos (calor, electricidad, metano)

4. Nuevas tecnologías

hidrogeno, vehículos eléctricos, celdas de combustible, gradientes térmicos

0

500

1000

1500

2000

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Year

An

nu

al e

lect

rici

ty r

equ

irem

ent

(kw

h /

yea

r) Efficiency standards

Consumo energético de refrigeradoras (USA)

0

100

200

300

400

500

600kW

h /

yea

r

Eficiencia de refrigeradoras (200 litros) en los USA

6

7

8

9

10

1976 1978 1980 1982 1984 1986

Year

En

erg

y ef

fici

ency

rat

io

(BT

U /

Wh

)

Evolución de la eficiencia de equipos de aire acondicionado

filamento de carbón

osmio

tungsteno (60 w)

tungsteno (100 w)

tungsteno (halog.)mercurio (alta presión)

fluorescentes

alta presiónsodio

Sodio bajapresión

Luz monocromática(680 L/W)

10

100

1000

Efi

cien

cia

(L

/W)

1900 1930 1960 1990

Eficiencia histórica de los sistemas de iluminación

Tecnología

Potencia

(watt)

Eficiencia

(lumen / watt)

Duración

(1000 horas)

Inversión

(cent / lum.)

Incandescente Halógena Fósforo – HE Fosforo – DC Compacta – fluor.

60

90

40

40

15

14.5

19.4

78.7

81.3

46.7

1 2

20

20 9

0.09

0.23

0.07

0.13

0.90

Eficiencia y costo de tecnologías de iluminación

Tecnología 1995 2005 - 2010 2020 - 2030

Fotovoltaica 4500 2000 1000

Solar térmica 3500 2000 1000

Eólica 1200 1000 900

Carbón (vapor) 1500 1350 1200

Gas nat. (ciclo combinado)

800 640 480

Generación Eléctrica: costos de instalación

($ / kW)

Año Inversión($ / kW)

Costo O&M(cent / kWh)

Factor de capacidad(%)

1988 7560 0.5 25.0

2000 2510 – 3780 0.2 27.5

2010 1755 - 2270 0.2 27.5

2020 1240 – 1510 0.2 27.5

2030 1005 - 1270 0.1 27.5

Electricidad fotovoltaica: evolución probable de los costos

Año Inversión($ / kW)

Costo O&M(cent / kWh)

Factor de capacidad(%)

1988 1215 1.9 20

2000 1025 - 1080 1.1 – 1.3 30 – 28

2010 920 - 1040 0.9 – 1.0 33 – 29

2020 865 – 990 0.6 – 0.9 34 – 30

2030 810 - 920 0.6 – 0.9 35 - 31

Electricidad Eólica: evolución probable de los costos

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

Year

Co

sto

($

/ kW

)

35

40

45

50

55

Efi

cien

cia

(%)

Costo

Eficiencia

Introducción de sistemas avanzados

Perspectivas de los costos y eficiencia de sistemas de ciclo combinado

Proceso Combustible Energia(GJ / ton)

Emisiones CO2

(kg CO2 / ton)

Inversion($ / ton / año)

Húmedo Carbón 6.6 1352

Seco Carbón 5.4 1239 250

Seco – Precalentamiento Carbón 4.1 1116 263

Seco – alta efic. Carbón 3.7 1079 268

Seco – alta efic.(scrubbing)

Carbón 7.0 1000 375

Seco Gas natural 5.4 1036 250

Seco – alta eficiencia

Gas natural 4.1 964 268

Consumo de energía y emisiones en la fabricación del cemento

Conclusiones

• La característica principal del problema energético a largo plazo es la contradicción básica entre la necesidad del aumento del consumo en los países en desarrollo y la necesidad de limitar el incremento del consumo mundial.

• Independientemente de las preocupaciones sobre el calentamiento global, el desarrollo tecnológico ofrece la oportunidad de desarrollar sistemas energéticos más diversificados, más robustos y con menos efectos negativos sobre el ambiente.

• La difusión de ciertas tecnologías puede representar una oportunidad para la aparición de nichos tecnológicos con efectos multiplicadores sobre procesos de industrialización y de desarrollo tecnológico.

• Las fuerzas del mercado no necesariamente conducen a la adopción de las tecnologías mas eficientes y socialmente deseables. Es necesaria la presencia de un agente social (social carrier) que promueva e impulse el cambio tecnológico.