Trabajo fin de máster 2013

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1. Introducción

El consumo de energía final está viviendo una evolución al alza. Se espera que la demanda de

energía del mundo aumente aproximadamente 1,3 veces la cantidad actual en 2030 [1] debido a que se

está produciendo un aumento de la población mundial, llegando a alrededor de 7 mil millones y ello

condiciona que las necesidades energéticas sean mayores [2]. En la siguiente figura se muestra la

evolución del consumo de las fuentes primarias de energía, donde se ha producido un crecimiento del 52

% desde 1973 hasta el 2011.

Ilustración 1. Consumo en la energía final [3].

Este aumento de la demanda de energía producirá un incremento en los niveles de emisiones de

gases de efecto invernadero del 55% [4]. Sucesos internacionales y el crecimiento de los países

emergentes como China y la India han condicionado mirar la energía desde otro punto de vista, siendo

primordial la búsqueda de nuevas alternativas para tratar de ser lo más independientes posibles de

combustibles fósiles, reducir los gases de efecto invernadero causantes del cambio climático, y

optimizar los sectores industriales y otros a través de medidas de eficiencia energética. Se quiere evitar

con este cambio de rumbo son aspectos como la siguiente imagen, donde muestra la ciudad de Pekín

(China) con chimeneas industriales en el fondo expulsando gases perjudiciales para el medio ambiente.

Actualmente esta ciudad es una de las más contaminadas del mundo, y han restringido la circulación de

los coches a días alternos, según si la matrícula es par o impar durante los días de “alerta roja”. Éstos

serán tres días consecutivos cuando los niveles de contaminación sean más altos [5].

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Ilustración 2. Ciudad de Pekín, 17-10-2013 [5].

La política energética de hoy en día tiene tres pilares fundamentales que son el uso de fuentes

renovables, la reducción de las emisiones de CO2 y la eficiencia energética. En cuanto a las energías

renovables, en la última década se ha conseguido un gran impulso en las energías limpias, sobre todo en

energía eólica y en energía solar. Respecto a las emisiones de CO2 se ha ido tomando medidas para

buscar minimizarlos, como la creación de mercados de CO2 o como la imposición de impuestos de CO2

en algunos sectores, por ejemplo en la industria irlandesa. Por último, en el tercer pilar también se están

desarrollando avances como la búsqueda de tecnologías más eficientes o también la elaboración de la

norma internacional ISO 50001 para incorporar sistemas de gestión energética en la industria. De los

países que han impulsado esta norma internacional se encuentran EE.UU, Canadá, la UE ampliada,

Japón, China, Australia, Brasil y la India. Muchos de estos países tienen un gran recurso solar, por ello

están promoviendo la instalación de plantas con tecnología termosolar cilindro parabólicas (CCP), cuya

aplicación puede ser como generadoras de energía o como aporte de calor en los procesos industriales.

Las plantas CCP cumplen dos de los tres pilares de la política energética (uso de energía renovables y

generación de energía con menores emisiones de CO2 con respecto a tecnologías convencionales) y con

la incorporación de un sistema de gestión energética a partir de la ISO 50001 conseguiría los tres hitos.

El camino para la incorporación de un sistema de gestión energética es la elaboración de una auditoría

energética, donde se obtendrá conocimiento del comportamiento del proceso.

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1.1 Objetivo del proyecto

Este proyecto va a realizar un análisis de los consumos de energía mediante una auditoría en dos

plantas termosolares situadas en la región sur de España, cuyo fin es comenzar el camino hacia la

implantación de un sistema de gestión energética. El trabajo va a realizar un recorrido por los países que

han incorporado o tienen la misión de instalar el mismo tipo de tecnología, ya que la auditoría servirá

como ejemplo de aplicación tanto en España como en otros países que además están buscando medidas

para la reducción del gasto de energía a través de su política de eficiencia energética. Reducir al máximo

los consumos significa obtener mayores beneficios tanto económicos como ambientales.

1.2 Estructura del proyecto

En el segundo capítulo se va a hacer un repaso a las políticas energéticas de los países que tienen

un gran recurso solar y están promoviendo la eficiencia energética para la reducción del consumo

energético. Los países que se van a analizar son EE.UU, Brasil, China, Japón, India, España, Sudáfrica y

Australia. El fin de este repaso es conocer los límites marcados y las medidas que están usando para

promover los hitos de su política energética.

A continuación se va a llevar a cabo un breve recorrido de la tecnología cilindro parabólica,

donde se muestra la historia de sus comienzos, las plantas instaladas en los países que se están

analizando en este trabajo y las aplicaciones de la tecnología. Hoy en día la principal aplicación se trata

de generadoras de energía, pero se quiere desarrollar la incorporación de las mismas en las industrias,

donde en muchos de los países tienen la obligación de implantar medidas de eficiencia energética y con

el estudio realizado en este trabajo se podría extrapolar en menos escala a la industria.

En el cuarto capítulo se va a describir el funcionamiento de una planta termosolar de 50 MW

donde por un lado se va a detallar el campo solar que es la diferencia principal con las plantas

convencionales generadoras de energía y por otro lado el bloque de potencia de la planta y los sistemas

auxiliares. También es importante conocer todos los detalles de sus consumidores para el análisis del

trabajo y estudiar como es el balance energético del proceso.

El siguiente paso es la explicación de la metodología que se ha usado para llevar a cabo el

análisis de los consumos de ambas plantas, desde la obtención de datos como la evaluación de los

mismos y la forma de crear indicadores para el trabajo diario de la planta. A raíz de aquí, en el próximo

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capítulo se ilustrarán los resultados obtenidos, donde se hará una discusión de los mismos. Por último

las conclusiones y su aplicación en el futuro.