"Presentaciones enmarcadas dentro de la Escuela de Septiembre de Som Energia, que tuvo lugar en Valencia del 19-21 de septiembre de 2014." "Presentacions emmarcades dins de l'Escola de Setembre de Som Energia, que va tenir lloc a València del 19-21 de setembre de 2014."

1. 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.

2. Límites de las energías renovables
• Límites absolutos
• Límites temporales: la transición energética
• Sujetos al objetivo de la sostenibilidad
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3. 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

4. Límites absolutos (I)
Energía solar = energía de la biosfera: vientos, olas, fotosíntesis, corrientes marinas, aguas, tierras…
• TERRITORIO
• BAJA TRE
• NO ACUMULADA
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5. Límites absolutos (II)
(de Castro 2011, 2013a, 2013b)
Debate en torno al modelo energético: límites y ritmos de sustitución.
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6. 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)
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7. 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)
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8. 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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9. Límites de las energías renovables
• Límites absolutos razonables ¿ 4 – 6 TW?
• Límites temporales: la transición
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10. Economía- energía
Políticas
gas
carbón
uranio
Límites físicos de las energías renovables
Límites de ritmos de implantación
petróleo
Modelos: ¿qué futuro no es posible?
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11. gas
carbón
renovables
petróleo
EJ /año
¡ 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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12. Transporte
Escenario tendencial
Escenario tecnooptimista
12
(Capellán-Pérez et al 2014)

13. Electricidad
Escenario promoción renovables moderado
Escenario fuerte promoción renovables (+25-30% anual)
13
(Capellán-Pérez et al 2014)

14. Energía total: tendencial (BAU)
Escenario tendencial
14
(Capellán-Pérez et al 2014)

15. Un ejercicio de ficción: repartiendo la energía futura equitativamente
España:
De 121 GJ pc a 50 GJ en 2050 !
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16. 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. 17
Contextualizando la crisis energética: Limites planetarios
(Rockström 2009)

18. 18
Contextualizando la crisis energética: Huellas ecológicas
(Hoekstra 2014)

19. 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

20. Cierre de ciclos
recursos
minerales
aparatos
20

21. Cierre de ciclos
Elementos usados en la fabricación de computadores 1980
21

22. Cierre de ciclos
Elementos usados en la fabricación de computadores 2010
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23. ¿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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24. ¡Muchas gracias por vuestra atención!
http://www.eis.uva.es/energiasostenible
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25. 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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