Dr. Jorge Marcial Islas SamperioM. en I. Mario Alberto Rios Fraustro

M. en I. Genice Kirat Grande Acosta Segundo Congreso Nacional de Investigación en Cambio Climático, Auditorio

Nabor Carrillo Centro de la Investigación Científica de la UNAM. Ciudad Universitaria, 17 de octubre de 2012.

ESCENARIOS DE MITIGACIÓN EN EL

SECTOR RESIDENCIAL MEXICANO: LA OPCIÓN

SOLAR

El uso de la Energía Solar , un recurso abundante en México, puede dar una solución a los problemas que enfrentaremos en las próximas décadas (e.g. cambio climático, crecimiento en el uso de la energía) si continuamos con el uso de combustibles convencionales y finitos como los hidrocarburos.

Recurso Solar promedio:

5 kW/m2/día

Fuente: NASA 2007

• En el mundo existen dos tecnologías solares comerciales, las cuales se emplean de manera importante en varios países (IEA-PVPS 2011), (IEA-SHC 2011)

– Captadores Solares, para la obtención de agua sanitaria caliente.

– Sistemas Fotovoltaicos para la producción de electricidad.

• Las aplicaciones residenciales de estas tecnologías han demostrado en países como Alemania, España, China y Estados Unidos que pueden desarrollar un gran mercado.

• Por ejemplo, Alemania de tener tan solo 100 MW de SFVI instalados en el 2000 pasó a tener una capacidad instalada de 17.3 GW en el 2010. De los cuales 17% son SFVI residenciales (4.2 GW).

Alemania incremento su capacidad 152 veces en 10 años

Fuente: IEA SHC, 2012

Captadores SolaresCapacidad acumulada a finales del 2010:Total Global: 194.5 GWthTotal México: 1.07 GWth

Instalada Global 2010: 42 GWthInstalada México 2010: 189 MWth

Capacidad acumulada a finales del 2010:Total Global: 194.5 GWthTotal México: 1.07 GWth

Instalada Global 2010: 42 GWthInstalada México 2010: 189 MWth

Sistemas Fotovoltaicos

Fuente: IEA PVPS, 2011

Capacidad acumulada (MW) a finales del 2010:Mundial: 35.0 GWEn México: 30.6 MWCapacidad instalada en el 2010Mundial: 14.1 GWEn México: 5.6 MW

• El sector residencial de México representa un alto nicho de oportunidad para el uso de captadores solares y de sistemas fotovoltaicos.

• Según datos del último Balance Nacional de Energía 2010, el sector residencial en México representó el 16% (763PJ) del consumo final de la energía del país.

Preguntas a resolver para impulsar el uso de la energía solar en la vivienda mexicana

• ¿Cuál es el potencia económico y de reducción de los gases de cambio climático de la energía solar en la vivienda mexicana?

• Cuáles son las principales barreras y actores involucrados que debería tomarse en consideración para el fomento y difusión de la energía solar en el sector residencial mexicano.

• ¿Qué política pública para fomentar el uso de la energía solar en el sector residencial de México.

METODOLOGÍA

Análisis de los nichos y potencial del uso de las tecnologías

solares en el sector residencial en México

Construcción de escenarios de la energía solar en el sector

residencial de México

Determinación del Costo-Beneficio y Mitigación de CO2e

de los escenarios

Revisión bibliográfica

Análisis de barreras y actores involucrados

Propuesta de Política Publicas

Conclusiones

Análisis de las experiencias internacionales y nacionales del

uso de la energía solar en el sector residencial en el mundo

y en México

1

1

Políticas públicas especificas para fomentar el uso de las tecnologías solares en la vivienda mexicana.

• Normas mexicanas para regular el uso de captadores solares en el sector residencial (2005-)

• Programa de Hipotecas Verdes (2005-)• Contrato de Interconexión para Fuente de

Energía Solar en Pequeña Escala (2007, 2010).

• Ley del ISR (2005-)

¿Cuál es la economía de los captadores solares en la vivienda mexicana?

CS vs a un sistema convencional de Gas LP o de Gas Natural

VS.

CONSTRUCCIÓN DE ESCENARIOS PARA CAPTADORES SOLARES EN LA VIVIENDA MEXICANA.

• Un CS de 4m2 (PROCALSOL 2007) frente a un sistema convencional de Gas LP genera un ahorro de $4,275 (USD 2007) por vivienda, una TIR del 20% y un periodo de recuperación de inversión de 4.2 años.

• Utilizando un CS frente a un sistema convencional de Gas Natural nos genera un ahorro de $3,069 (USD 2007), a una TIR del 15.81%, y un retorno de la inversión en 5.3 años

CONSTRUCCIÓN DE ESCENARIOS PARA CALENTADORES SOLARES DE AGUA EN EL

SECTOR RESIDENCIAL MEXICANO.

•Potencial: 7 millones de viviendas, 19.3GWth

•Escenario : 5.5 millones de viviendas, 15.43GWth

•Costo Beneficio : -530 Millones (USD 2007)

•Mitigación de CO2e : 69 Millones de Toneladas

Energía Solar Fotovoltaica NICHOSSe analizaron los usuarios reportados por CFE (2010) encontrándose un

nicho en los usuarios domésticos de alto consumo DACSe considera un SFV Interconectado a la red.

NICHOS Y POTENCIAL DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN

EL SECTOR RESIDENCIAL EN MÉXICO

Un usuario DAC promedio consume 478 kWh/mensuales (CFE 2010) y pagaría por ejemplo en el año 2010 $1,430 (USD 2007) ,

mientras que si instala un SFV de 2kWp su gasto de consumo eléctrico en ese año se reduciría a $392.5 (USD 2007) anuales

Consumo en Hogar con SFV

2kWp

247 kWh/mensuales

Energía Solar Fotovoltaica NICHOS Usuarios domésticos promedio de alto consumo DAC

Usuarios 1A Usuarios 1B

Usuarios 1C

NICHOS Y POTENCIAL DE LA ENERGÍA SOLAR FV EN

EL SECTOR RESIDENCIAL EN MÉXICO

Energía Solar Fotovoltaica Escenario Supuesto de 46% de tasa de crecimiento anual en el

periodo 2010-2030 (en Alemania en el periodo 2000-2008 se tuvo un tasa de crecimiento anual de 62%)

ESCENARIOS DE SFV EN EL SECTOR RESIDENCIAL EN

MÉXICO

Capacidad instalada de

957 MW

655 mil Usuarios

Energía Solar Fotovoltaica Análisis Costo BeneficioParámetros:• Costo Sistema FV 2kWp : $6,851 - $13,360(USD 2007)• Costo medidor bidireccional: $298 - $1,000 (USD 2007)• Reducción de precios es afectada por el desarrollo tecnológico generando una mejor eficiencia y disminución de costos de

manufactura Costo esperado SFV al 2030: $1.25 /Wp (USD 2007), (DOE 2008)

• Horas Solares Pico 5.2 horas (considerando 9:30 - 16:30) (SENER 2008)

• Se evita el funcionamiento de Turbinas de gas , que funcionan en horas pico diurno (CENACE 2001)

ANÁLISIS COSTO-BENEFICIO

Energía Solar Fotovoltaica Análisis Costo Beneficio

Beneficios acumulados:• Dejar de operar turbinas de gas en horas pico intermedio

– Costos evitados de O&M ($107 millones USD 2007)

– Costos evitados de combustibles ($874.5 millones USD)– Costos evitados de transmisión y distribución

($30.8 millones USD 2007)

• Ahorros en la factura eléctrica de los usuarios DAC ($3,029 millones USD)

Los beneficios acumulados totales suman $4,401 millones de dólares (2007)

ANÁLISIS COSTO-BENEFICIO SFV

ANÁLISIS COSTO-BENEFICIO SFV

Energía Solar Fotovoltaica Análisis Costo Beneficio

Costos acumulados• Costos del Estado en subsidios adicionales

– En el periodo de 20 años, el Estado gastaría $1,337 millones (USD 2007) en subsidios adicionales en los usuarios DAC que empleen SFV.

• Costos acumulados de los usuarios DAC −Costos de inversión en SFV ($1,026 millones - $2,191 millones

USD 2007)

−Costos de O&M de los SFV ($8 millones - $18 millones USD 2007)

Beneficios totales – Costos totales = $1,670 millones - $496 millones

de dólares

Los costos acumulados totales suman $2,371 - $3,546 millones (USD 2007)

Energía Solar Fotovoltaica Mitigación de CO2e

Factor de Emisión: 524 tCO2e / kWh (Programa GEI Mexico 2010)

CONSTRUCCIÓN DE ESCENARIOS DE LA ENERGÍA SOLAR EN MÉXICO

Promedio de 500 tons / anuales

10.5 Millones de

Tons acumuladas

de CO2e

El costo de mitigación es de -$155.34 - $46.11/ tonelada evitada de CO2 equivalente.

• Al 2030 se espera evitar consumir casi 74PJ de energía convencional, lo que representa cerca del 10% del consumo del sector residencial en el 2010.

• Lo que significa que el 2% de las viviendas en México tengan SFV al 2030

• El 14% de las viviendas en México estimadas por CONAPO al 2030 tengan un Calentador Solar de Agua.

RESULTADOS

 Uso de la energía solar sector Residencial México al 2030

SFV CSA Total

Capacidad acumulada al 2030 (GW) 0.957 15.43

Beneficios económicos acumulados al 2030 (millones USD 2007)

$1,670 - $496 $530$2,201- $1,026

Reducción acumulada de emisiones de CO 2eq al 2030 (millones toneladas) 10.75 68.78 79.53

Costo de mitigación ($/tons CO2 evitado)

No hay costo de mitigación

ANÁLISIS DE BARRERAS Y ACTORES INVOLUCRADOS EN EL FOMENTO DE LA ENERGÍA

SOLAR EN EL SECTOR RESIDENCIAL MEXICANO

Barrera Acción Actores

1.- Altos costos iníciales de inversión para SFV y CSA.

Desarrollar esquemas de financiamiento blandos y de medio plazo para la compra de CSA (hasta 5 años) y SFV (hasta 6 años)

SHCP, SENER, CONUEE, tiendas comerciales, distribuidores y fabricantes.

2.-Falta de recursos humanos capacitados en la instalación y mantenimiento de SFV y

CSA.

Capacitación técnica a instaladores a través de las cámaras industriales SENER, SEP, Secretaria de

Economía, Cámaras de la Industria.Formación de técnicos en establecimientos

públicos de educación media superior.

3.- Falta de políticas públicas para el uso masivo de tecnologías solares en el sector

residencial.

Revisar las políticas públicas para fomentar el uso extensivo de las tecnologías solares en el sector residencial.

H. Congreso de la Unión, SENER, CONUEE, ONGs

4.- Desconfianza del consumidor Generación de normas de equipos solares y la venta de equipos certificados

SENER, CRE, CONUEE

5.- Falta de información pública

Campaña de concientización destinadas al público en general.

SENER, CRE, CONUEE,

Difundir información sobre los beneficios económicos y las ventajas ambientales del uso de estas tecnologías solares en el sector residencial.

SENER, CONUEE, tiendas comerciales

PROPUESTA DE POLÍTICAS PUBLICAS

Propuesta de Acciones de Políticas Publicas para el fomento de la Energía Solar en el sector residencial Mexicano.

• Elevar a Ley el uso de la energía solar térmica para agua sanitaria en el sector residencial.• Implementar una política de créditos de mediano plazo (hasta 4 años para CSA y 6 años para SFV) a una tasa blanda•Constituir un fondo para el fomento de la energía solar en el sector residencial, que sea manejado por la SHCP y la SENER, a partir de los ingresos provenientes de la venta de las toneladas evitadas de CO2-e proveniente del uso masivo de SFV y CSA en el sector residencial. •Realizar campañas de información a nivel nacional.•Promover el desarrollo de normas técnicas y de certificación nacionales para la protección del usuario.•Llevar a cabo a nivel nacional talleres de capacitación y la creación de carreras técnicas enfocadas a la implementación de tecnologías solares en el sector residencial.• Fortalecer la industria nacional de energía solar.

CONCLUSIONES

Los altos costos de capital iníciales de los CSA y los SFV, pueden ser superados a través de la acción del Estado para ciertos grupos de población en el sector residencial en México, en particular fomentando edificaciones de interés social y de infraestructura federal equipadas con este tipo de tecnologías. En el caso de los usuarios DAC éstos ya tienen importantes incentivos para adoptar SFV provenientes del sistema de subsidios del consumo eléctrico en México.

Utilizar estas tecnologías solares evitaría el uso de 15.4 GWt y casi 1 GWe de capacidad convencional térmica y eléctrica, respectivamente, al 2030. Evitando la generación de cerca de 80 millones de toneladas de CO2eq en el periodo.

Los escenarios creados generan además un ahorro a nivel sectorial de aproximadamente $2.2 - 1.026 mil millones de dólares.

Para ello es determinante la formulación de políticas publicas de fomento de las tecnologías solares en el sector residencial y otros, en especial modificando las leyes relacionadas con

edificaciones reguladas por el ámbito federal.

GRACIAS

Dr. Jorge M. Islas SamperioDr. Jorge M. Islas Samperiojis@cie.unam.mxjis@cie.unam.mx

Centro de Investigación en EnergíaCentro de Investigación en EnergíaCIE-UNAMCIE-UNAM

www.cie.unam.mxwww.cie.unam.mx