Josep Puig a Coenercat, sessió de Girona (28.11.2013)

Principals innovacions tecnològiques en els sistemes energè5cs

Josep Puig i Boix President del Consell Assessor d’EUROSOLAR

La situació actual: trets principals

•  Un sistema energè5c: –  Basat en fonts d’energia brutes i no renovables –  Poc eficient –  Centralitzat –  Vulnerable – Dominat per un nombre molt reduït de grans corporacions

•  Una societat – On l’analfabe5sme energè5c és la regla – Que depèn de l’energia per funcionar

Com hem arribat a aquesta situació?

•  Les primeres fonts d’energia que la humanitat va aprofitar foren les energies lliures i que eren a l’abast de tothom

•  L’industrialisme ha generalitzat les fonts d’energia fòssils i la nuclear, que ni són lliures ni estan a l’abast de la gent

Sistemes energè5cs, s. XX

•  Ús massiu de materials fòssils (i nuclears). •  Grans i poques instal·∙lacions que alliberen, per combus5ó (i fissió), l’energia, con5nguda en els materials fòssils (i nuclears).

•  Xarxes unidireccionals per posar l’energia ob5nguda a disposició dels usos finals.

•  Molts usuaris finals de serveis energè5cs (calor, electricitat, motricitat), e5quetats com consumidors.

Resultat: baixa eficiència, malbaratament, tant en la generació com en l’ús final.

Innovació en energia

1.  Resistència a les megatecnologies/oligopolis i innovació tecnològica/social 1.  La societat s’oposa a projectes de fonts brutes i

abandona els monopolis/oligopolis 2.  Naixement de tecnologies disrup5ves

•  Per aprofitar fonts d’energia distribuïdes i ges5onar-‐les 3.  Apropiació social de les tecnologies disrup5ves

•  La societat fa seves les tecnologies fent néixer un model energè5c distribuït


•  Tecnologies disrup5ves –  Per aprofitar

•  els fluxos biosfèrics que contenen energia i transformar-‐la en energia ú5l

–  Biomassa, biogàs; Hidràulica (micro, mini) –  Eòlica (mini, macro, on-‐shore, off-‐shore) –  Solar FV i termoelèctrica

•  l’energia de l’aire, de l’aigua, del sol (bombes de calor) –  Per ges5onar de forma distribuïda la generació i l’ús final de l’energia

•  Miniaturització de les tecnologies per a la informació, computació i ges5ó

•  Tecnologies per a la transmissió (HVDC, electrònica de potència, etc.)

•  Xarxes per a la transmissió de la informació i per a la ges5ó


•  Apropiació social de les tecnologies – En desenvolupar-‐se tecnologies a escala humana, la societat se les fa seves

•  Producció d’energia d’energia a escala individual i comunitari (família, edifici, poble, comarca, . . . )

•  Coopera5ves d’energia (producció, distribució, comercialització)

•  Xarxes al servei de la societat

Sistemes energè5cs, s. XXI

•  Ús generalitzat de tecnologies per a l’aprofitament de les renovables i de tecnologies eficients

•  Moltes instal·∙lacions de captació i transformació de l’energia conInguda en els fluxos biosfèrics, de pe5ta i mitjana escala

•  Xarxes bidireccionals i emmagatzematge per vehicular l’excés d’energia generada in-‐situ i per poder disposar d’energia en qualsevol circumstància

•  Molts usuaris finals de serveis energèIcs (calor, electricitat, motricitat), que actuen a la vegada com generadors i com usuaris d’energia

Resultat: alta eficiència, tant en la generació com en l’ús final

El problema (?)

•  La gran objecció que es fa a les energies renovables és que no són disponibles de forma con5nuada i que el seu emmagatzematge no és possible o és molt car.

•  De fet, és impensable cap sistema energè5c modern sense emmagatzematge. Sempre cal emmagatzemar quan les necessitats d’energia i la seva provisió no són simultanis.

•  De fet, cada 5pus de font d’energia requereix mètodes i tècniques d’emmagatzematge específics.

•  L’emmagatzematge d’energia és l’element clau estratègic per l’aplicació general d’una font d’energia, i, per tant, és la clau de volta de les energies renovables.

Dr. Hermann Scheer, Discurs a l’obertura de la 1st Interna*onal Renewable Energy Storage Conference (2006)

L’energia per a què? •  A Europa, ús d’energia primària

– 49%: proveïment de calor – 31%: proveïment de motricitat – 20%: proveïment d’electricitat

Calor, electricitat i motricitat

•  El problema: – Disposem de calor quan no el necessitem (es5u) – Necessitem calor quan no en disposem (hivern) – Volem disposar d’electricitat i de motricitat a qualsevol moment, independentment de les condicions climà5ques del moment

Calor

•  Emmagatzemar calor?

Calor

Emmagatzematge

•  L’aplicació determina la funcionalitat, en termes de –  Càrrega i descàrrega del magatzem –  Temperatures –  Capacitat d’emmagatzematge – Densitat d’emmagatzematge –  Eficiència (transferència de calor, pèrdua de calor, energia auxiliar)

La major part de les millores provenen de la R+D en materials

Calor als edificis

Emmagatzematge de calor col·∙lec5u, en edificació nova

Emmagatzematge de calor col·∙lec5u, en rehabilitació

Energia als edificis •  Per què no considerar els edificis com infraestructures energè5ques?

Electricitat

•  Emmagatzemar electricitat?

Sistemes d’emmagatzematge

•  Classificació i alterna5ves – Sistemes d’emmagatzematge

•  Tecnologies modulars amb doble ús •  Tecnologies modulars per u5lització únicament a la xarxa

•  Tecnologies d’emmagatzematge centralitzades


•  Classificació i alterna5ves – Emmagatzematge d’energia

•  a curt termini: de segons a minuts •  a mig termini: emmagatzematge diari •  a llarg termini: d’emmagatzematge setmanal a mensual


•  Classificació i alterna5ves – Electricitat a electricitat – control energia + i –

•  Sistema d’emmagatzematge que agafa electricitat de la xarxa i la retorna a la xarxa

– Qualsevol cosa a electricitat – control energia + •  Generació d’electricitat de qualsevol 5pus de vector energè5c emmagatzemat o procedent d’apagades a usuaris

– Electricitat a qualsevol cosa – control energia – •  L’electricitat és transformada a vectors energè5cs amb menor exergia o és malbaratada


•  Comparació d’alterna5ves tecnològiques – Costos d’inversió – Costos del cicle de vida – Anàlisis del cicle de vida ecològic – Eficiència energè5ca total –  Impacte total en el sistema de subministrament d’electricitat

– Emissions de CO2

– Autonomia energè5ca nacional

Emmagatzematge en H2

Generació distribuïda: realitat a Dk

Generació distribuïda a Alemania

http://www.solarserver.com/solarmagazin/anlagejanuar2008_e.html

http://www.kombikraftwerk.de/index.php?id=25

Innovació social

2. Apropiació social de la tecnologia – Producció de calor i/o electricitat a nivell local

•  Familiar / comunitari

– Producció de calor i/o electricitat de forma col·∙lec5va

•  Som Energia •  Viure de l’aire del cel

Remunicipalització xarxa

Aquí i ara!: La guerrilla solar

hsp://www.ecooo.es

hsp://www.somenergia.coop

aquí i ara!

hsp://www.viuredelaire.cat

•  Fonts: –  Aalborg University –  DW –  Ecooo –  ElectriciyPolicy –  Eolpop –  European Technology PlaBorm Smart Grids –  Fundació Terra –  iea-‐shc.org/task42 –  Interna*onal Renewable Energy Storage Conferences – IRES, 2006, 2007,2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013

–  RE-‐thinking –  Smarterhomes –  SomEnergia –  UmweltBundesAmt – WindblaM