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PEMEX-REFINACIONINSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO
XVI Foro de Avances de la Industria de Refinación
Energía Solar y Nuevas Tecnologías
Carlos [email protected]
Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas, México
Méxcio, D.F., Junio, 2010
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Qué son las Tecnologías Termosolares a Concentración ?
Los sistemas de energía solar térmica a concentración producen calor o electricidad mediante el uso de espejos que concentran los rayos del sol a temperaturas que oscilan entre los 400 y 1000 ºC
Las centrales solares pueden integrarse con almacenamiento o en operación híbrida con otros combustibles
En la actualidad estas centrales pueden tener potencias desde 30 MW hasta por encima de los 100 MW
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Porqué Utilizarlas ?
La energía solar térmica a concentración es una forma viable de generar electricidad y calor de proceso
Esta tecnología no contribuye al cambio climático y su fuente es inagotable
Técnicamente madura para crecer en su aplicación en forma exponencial (franja solar)
Sustitución y desplazamiento de combustibles fósiles
Otras aplicaciones importantes (desalación de agua, producción de frío, química solar)
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Sistemas Termosolares a Concentración
Receptor Central500-1000°C
Canales Parabólicos150-400°C
Platos Parabólicos500-1500°C
Fuente: Solarpaces annual report
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Tecnología de Receptor Central
• Colector (Helióstatos)
• Receptor (Cavidad o externo)
• Almacenamiento
• Unidad de Generación Eléctrica
• Unidad de Control Automático
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Tecnología de Canal Parabólica
• Colector - Receptor
• Almacenamiento
• Unidad de Generación Eléctrica
• Unidad de Control Automático
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Tecnología de Plato Parabólico
• Colector (concentrador)
• Receptor (motor Stirling)
• Estructura y mecanismos de direccionamiento
• Unidad de Generación Eléctrica
• Unidad de Control Automático
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Instalaciones de Prueba y Plantas
PSI (CH)
Solar One (US)
WIS (IL)
CNRS (F)SEGS (US)
PSA (E)
ANU (AUS)WIS (IL)
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Plantas Termosolares a Concentración para Generación de Electricidad
Campo Solar Integrado a Ciclos Rankine
Campo SolarIntegrado a Ciclos Combinados(Integrated Solar Combined Cycle,ISCC)
Fuente: Michael Geyer, SolarPACES Implementing Agreement
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Plantas Termosolares a ConcentraciónPotencia Despachable
Canal Parabólica: Comercial Instalaciones a escala industrial
Receptor Central: Pre-Comercial Instalaciones a escala piloto yescala industrial
Plantas de hasta 200 MW o variasplantas Eficiencias moderadas (Solar-eléctrica) Con almacenamiento podríanobtenerse factores de planta porarriba del 70%
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Plato Parabólico:
Pre-comercial
Instalaciones a nivelde planta piloto
Modulares(10-25 kWe)
Generación distribuida
Alta eficiencia
Integración paraconformar plantas agran escala
Plantas Termosolares a ConcentraciónPotencia No-Despachable
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Solar Energy Generating Systems (SEGS I-IX), Kramer Junction, Dagget
y Harper Lake, CA., 9 plantas totalizando 354 MWe
Arizona 1 MW
Nevada Solar One 64 MW
Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Canal Parabólica)
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Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Canal Parabólica)
Andasol 1
• 50 MW• Almacenamiento(7.5 h)• Sales fundidas
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Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Receptor Central)
PS10:
10 MW
624 heliostatos
Torre de 120 m dealtura
Receptor cavidad
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Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Receptor Central)
PS20:
20 MW
1255 heliostatos(120 m2)
Torre de 165 m dealtura
Receptor cavidad
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País En operación En construcción Propuestas Total
España 132 1417 12682 14231
EUA 424 6987 7411
Israel 220 220
Argelia 25 140 165
Sudáfrica 100 100
China 50 50
Grecia 50 50
México 31 ? 31
Egipto 25 25
Marruecos 6 20 26
Italia 5 5
Australia 2 2
Alemania 2 2
TOTAL 564 1544 20210 22318
Plantas Termosolares a Concentración
Volumen de Mercado Mundial(al 2009 en MW)
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Base Tecnológica Entorno Munidal
Energía Solar TérmicaTendencias tecnológicas: Proyectos pilotos de CC con CP Desarrollo de nuevos ciclos para RC Identificación de nichos de aplicación
Costos estimados: Instalación: 3500-? US$/kWGeneración: actual 11-15 US¢/kWh, proyectado al 2020 4-5 US¢/kWh
Capacidad instalada: al 2009: 564 MW
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Entorno Mundial Esquemas de Promoción
Portafolio renovable
Compra obligatoria
Bonos a productores
“Precio verde”
Información ambiental abierta
Políticas para extensión de líneas
Planeación integrada de recursos
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Condiciones del Entorno en México
Recursos energéticos disponibles: no suficientemente explorados ni caracterizados
Tecnologías: arsenal local limitado; disponibles en entorno internacional
Nichos regionales de posibles aplicaciones rentables: electrificación rural, generación distribuida, pequeña generación, repotenciación, química solar
Marco legal limitativo, en evolución
Marco programático incipiente
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Posibilidades en Mexico Energía Solar Térmica
Más de 3500 MW explotables
Subvención GEF para una planta de CC con CP (50 millones US$)
Repotenciación
Proyectos varios de desarrollo tecnológico (RC, CP, PP)
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Escenario
Bajo un escenario moderado países con recurso solar podrían:
Generar una inversión de 8500 millones de USD en 2015 y unos 70000 millones de USD para el 2050
Crear más de 200000 empleos para 2020 y poco más de un millón en 2050
Ahorrar 148 millones de toneladas de CO2 anuales en 2020 que llegarían a poco más de 2000 millones para 2050
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Conclusiones
Las TSC ofrecen buenas oportunidades para el fortalecimiento del sistema energético (eléctrico, industrial, residencial, transporte)
Abundantes recursos energéticos alternos que no están siendo explotados, ni considerados en los planes de expansión de los diferentes sectores
Para revertir esta situación es necesario instrumentar planes y programas en ES, orientados a:
Mejorar el conocimiento cuantitativo y cualitativo de los recursos Incrementar el número de recursos humanos calificados en el temaAsimilar la tecnología y transferirla a la industria nacionalDesarrollar nuevas tecnologías destinadas al mercado
Además es necesario adecuar el marco regulatorio, a fin de que la ES tenga igualdad de oportunidades en los programas de creación de infraestructura energética.
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Gracias......