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Curso Internacional
Desarrollo de Proyectos de
Reforestación y Bioenergía
Bajo el Mecanismo de Desarrollo Limpio
Energía y el Cambio Climático
Arturo Villavicencio
Desarrollo y transferencia de tecnología en la Convención Marco
de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático
“Las Partes se comprometen a promover y cooperar en el desarrollo, aplicación y difusion
de tecnologías, practicas y procesos que permitan controlar, reducir o prevenir las
emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero”
Articulo 4.1.c
“The developed country Parties and other developed Parties included in Annex II shall take all
practical 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
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
Contribución histórica al aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera
debido al consumo de combustibles fósiles desde 1800
Europa Oriental
Norteamerica
America Latina
Africa, Medio
Oriente
Asia
Resto OECD
Union Europea
Total países industrializados: 84%
Total países en desarrollo : 16%
Fuente: Long-term Strategies for Mitigating Global Warming; IIASA
EMISIONES DE GEI POR PAÍSES
*
Canada Australia
1%
2%
Japón
6%
Ex URSS y
Europa del
Este
19%
*
Europa
Occidental
19%
Países en
Desarrollo
18%
No debe
reducir
China
10%
Estados Unidos
25%
*
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
Emisiones de CO2 en el Ecuador (1990)
Fuente
CO2 (Gg)
A. Combustibles fósiles
Porcentaje
18.900
29.0
1.200
3.100
9.000
5.600
2.0
5.0
14.0
8.0
B. Procesos industriales
1.200
2.0
C. Cambios de uso del suelo
45.500
69.0
- Deforestación
- Conversión del suelo
11.700
33.800
18.0
51.0
-
transformación energía
Industria
Transporte
Combustión pequeña
escala
Total
65.600
100
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
x
Energía
PIB
PIB
x
Poblac.
x Poblac.
Factores del crecimiento de emisiones en una economía (cont.)
Argentina
Ecuador
50
150
100
50
0
Baseline
Mitigation
-50
CO2 emissions (mill. tonnes)
CO2 emissions (mill. tonnes)
200
-100
40
30
20
10
0
-10
Baseline
Mitigation
-20
-30
Hungary
150
15
120
10
5
0
Baseline
Mitigation
-5
-10
CO2 emissions (mill. tonnes)
CO2 emissions (mill. tonnes)
Estonia
20
30
0
-30
Baseline
Mitigation
-90
Indonesia
800
600
400
200
0
Baseline
8
6
4
2
0
Mitigation
-200
Baseline
-2
Energy intensity
Energy mix
Economic Growth
Population
CO2 increase
Zambia
10
CO2 emissions (mill. tonnes)
CO2 emissions (mill. tonnes)
60
-60
-15
1000
90
Mitigation
Recuperables
Costo
paramarginales submarginales
Clasificación de un recurso mineral
Recursos
Recursos
Reservas
Probadas
probables
posibles
Nivel de conocimiento
no descubiertas
Recuperables
Costo
paramarginales submarginales
Las opciones de mitigación del cambio climático como un recurso
Gradiente
térmico de
océanos
Fusión
Solar (térmica)
Eólica
Mini hidro
Hidroenergía
Eficiencia
Gas natural
Reforestación
Energía eólica
Probadas
Hidrogeno
Celdas de combustible
Geotermia
Eficiencia
probables
identificadas
Grado de conocimiento
Practicas
agrícolas
posibles
no descubiertas
Recuperables paramarginales submarg.
Recursos y reservas: un concepto dinámico
Costo
(b)
(a)
(b)
(b)
Recursos
(a)
(c)
(c)
(a)
(d)
Recursos
Reservas
Probadas
probables
posibles
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
La dimensión tecnológica del Cambio Climático
Eficiencia
Limite teórico
Escenarios
posibles
Evolución histórica
Costos
Emisiones
Futuro
Penetración de mercado (%)
El proceso de difusión de una tecnología
embrionaria
crecimiento
maduración
saturación
Tiempo
Tasa de
Crecimiento
Innovación
Actitud
usuario
rápida
acelerada
moderada
limitada
(pocas variantes)
amplia
(proliferación)
amplia
(racionalización)
inestable
tiende a estabil.
cambia
débil
limitada
(standard)
estable
muy estable
conocida
muy conocida
Tecnología
rápido desarrollo
Inversión
monopolio
atrae inversiones
poca inversión escasa inversión
(penetración lenta) (alta rentabilidad) (alta rentabilidad) (rentable)
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
Annual electricity requirement
(kwh / year)
Consumo energético de refrigeradoras (USA)
2000
1500
Efficiency standards
1000
500
0
1970
1975
1980
1985
Year
1990
1995
2000
ed
io
ed
io
o
19
94
19
94
19
94
19
73
av
an
za
da
od
el
ie
nc
ia
ej
or
m
ve
nt
as
pr
om
ed
io
Ef
ic
M
Pr
om
St
oc
k
Pr
om
kWh / year
Eficiencia de refrigeradoras (200 litros) en los USA
600
500
400
300
200
100
0
Evolución de la eficiencia de equipos de aire acondicionado
Energy efficiency ratio
(BTU / Wh)
10
9
8
7
6
1976
1978
1980
1982
Year
1984
1986
Eficiencia histórica de los sistemas de iluminación
1000
Luz monocromática
(680 L/W)
Eficiencia (L/W)
Sodio baja
presión
alta presión
sodio
100
fluorescentes
mercurio (alta presión)
tungsteno (halog.)
tungsteno (100 w)
tungsteno (60 w)
10
osmio
filamento de carbón
1900
1930
1960
1990
Eficiencia y costo de tecnologías de iluminación
Tecnología
Potencia
(watt)
Eficiencia
(lumen / watt)
Duración
(1000 horas)
Inversión
(cent / lum.)
Incandescente
60
14.5
1
0.09
Halógena
90
19.4
2
0.23
Fósforo – HE
40
78.7
20
0.07
Fosforo – DC
40
81.3
20
0.13
Compacta – fluor.
15
46.7
9
0.90
Generación Eléctrica: costos de instalación
($ / kW)
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
Electricidad fotovoltaica: evolución probable de los costos
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 Eólica: 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
Perspectivas de los costos y eficiencia de sistemas de ciclo combinado
3000
55
50
2000
Costo
1500
Introducción de
sistemas avanzados
1000
45
40
500
0
1985
Eficiencia
1990
1995
2000
2005
Year
2010
2015
2020
35
2025
Eficiencia (%)
Costo ($ / kW)
2500
Consumo de energía y emisiones en la fabricación del cemento
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
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.