Energías Renovables No Convencionales: Estrategias de Innovación para Chile

Energías Renovables No Convencionales: Estrategias de Innovación para Chile Eduardo Bitran C. Presidente

Un camino hacia el desarrollo

Nuestra gran meta país
Crecer fuerte, sostenida y equitativamente para alcanzar el desarrollo.
Primer paso: duplicar nuestro ingreso per cápita en los próximos 15 años, lo que implica mantener una tasa de crecimiento en torno al 5% anual.
Más de lo mismo no es suficiente
La evidencia muestra que el crecimiento de los países depende cada vez menos de la acumulación de capital y trabajo, sino de la eficiencia con la que se utilizan o combinan dichos factores: Productividad Total de Factores (PTF).
CHILE Estonia Lituania Argentina Letonia España N. Zelanda Eslovenia Corea Hong Kong Finlandia Australia Suecia

Nuestra propuesta
El Consejo propone un camino al desarrollo basado en la competitividad sustentada en el capital humano y el conocimiento , en la generación de valor por la vía de la innovación y en el aprovechamiento de las ventajas de nuestros recursos naturales.
ESTRATEGIA DE INNOVACIÓN Capital Humano de calidad Ciencia de base con orientación estratégica Innovación Empresarial (creación de valor) Institucionalidad eficiente para la innovación (Visión de largo plazo, accountability en la implementación) S E L E C T I V I D A D Foco sectores con ventajas comparativas estáticas y latentes COMPETITIVIDAD

Claves de la selectividad
Orientación en la asignación de recursos para I+D.
Formación de capital humano vinculado con los clusters dinámicos.
Inversión en infraestructura vinculadas a necesidades de clusters .
Resolver fallas de coordinación y generar masa crítica de recursos
Mejorar la capacidad prospectiva en los clusters
Relator: EBT - 5min

Plataformas transversales Relator: EBT - 10 min Infraestructura y recursos
Generación y suministro de energía
Suministro de agua dulce
Infraestructura para transportes y/o distribución de recursos naturales
Infraestructura para telecomunicaciones
Logística
Laboratorios de referencia
Marco normativo, legal y político
Derechos de propiedad (intelectual)
Regulación de la competencia para una economía de mercado
Transparencia en el sector privado y público
Políticas de apoyo del gobierno al sector privado y la inversión
Regulación sanitaria, laboral y medioambiental
Finanzas y Comercio
Acceso y eficiencia del sistema financiero nacional e internacional
Comercio y acceso a mercado
Certificación y metrología
Imagen país
Tecnologías transversales
Biotecnología y genética
Tecnologías de información y comunicación
Química de alimentos
NanoCiencia y NanoTecnología
Genómica y Proteómica

ANALISIS DEL ENTORNO INTERNACIONAL Y TENDENCIAS

Nuevo Escenario: Cambio Climático ( Mitigación)
COP 15 : La Conferencia de Copenhague en Diciembre 2009 probablemente establecerá las bases de un nuevo acuerdo que remplazará a Kioto que vence el 2012.
Estados Unidos plantea “La necesidad de recuperar el tiempo perdido” Nuevo acuerdo al cual se suma EE.UU.
Países OECD obligados a establecer compromisos: México el último país en ingresar a la OECD estableció compromisos voluntarios.
SITUACIÓN DE CHILE, Emisiones per capita
Emisiones de países de alto Ingreso 15.9 GHG Ton Per capita Emisiones de países de ingreso medio 9,1 GHG Ton Per capita Factor crecimiento de emisión de CO2 de Chile respecto al PIB(2000-2015): 1,5

¿Potencial de Ahorro(Banco Mundial)? 1. Eficiencia Energética 2. Transformación del sector Transporte 3. Disminución de la Intensidad de CO2 en sector Generación Energía

Tendencia Actual a las Energías Limpias Fuente: Presentación de Doug Arent 2009. National Renewable Energies Laboratory (NREL)

SEGS VII, 1988 Maadi, Egipto 1913 (ing. Frank Shuman)

Capacidades Instaladas en ERNC Fuente: Presentación de Doug Arent 2009. National Renewable Energies Laboratory (NREL)

Reducción de Costos ERNC Comercial Hoy: Viento en tierra. En el futuro Solar Térmico y Fotovoltaico Generación Eléctrica

Plan de Acción Propuesto G8 Blue Map: alcanzar el 2050 nivel de GHG de 2005

ANALISIS DE SITUACION DE CHILE

Evolución Sector Energía Escenario BAU y crecimiento optimista( U de Chile)

BAU Emisión de CO2 en sector energía sube de 3,6 a 13,8 ton en entre 2005 y 2030, superando a la UE (11 ton per capita).

Potencial Significativo de Abatimiento de Bajo o negativo Costo marginal

Escenario de Mitigación alta, y alto crecimiento las emisiones llegan a 9 ton

Costo de Generación en Chile

Limitados Margen para Tecnologías Costo-Ineficientes: Precios y Composición de Generación Países Competidores: 50-70 US$ MWh (Perú, Australia, Brasil, Sudafrica, Canadá) Efecto adverso en Competitividad sector transable Estudio EIA para Chile: Preocupación Alto índice de concentración de Oferta Herfindal Index ≥ 3000 (En USA ≥ 1800 es alta concentración)

Consultoría Doug Arent National Renewable Energies Laboratory (NREL) ANALISIS DE OPORTUNIDADES TECNOLOGICAS Y DIVERSIFICACIÓN DE LA MATRIZ ENERGETICA

Evaluación de AIE
Enfoque horizontal basado en la excelencia de los proyectos y sin una visión estratégica que permita concentrar esfuerzo de acuerdo a estrategia Nacional.
Dispersión de actividades, falta de colaboración formal entre instituciones.
El CNIC considera la Energía una plataforma horizontal y no un cluster en si mismo con Potencial de aportar a la diversificación productiva y al crecimiento.
El financiamiento de proyectos con participación privada tiene un enfoque corto plazo.
El foco en competitividad es demasiado estrecho, se debe considerar seguridad, impacto ambiental local y global .
Insuficiente colaboración internacional y estructuración de redes con grupos de investigación internacional.

Fragmentación de la Inversión en I&D Área Numero de Proyectos % de Financiamiento Fondos (M$) Eficiencia Energética 91 21,7% 18,46 Energías Renovables 90 62,7% 6.4 Solar 12 4% 18,46 Viento 11 5,7% Océanos 9 5,8% Bioenergía 48 79% Geotérmica 5 3,9% Hidro 5 1,6% Nuclear 8 1,8% 0,53 Fuel Cells 8 0,36 Sistema Eléctrico 51 5 Otras 22 1,44 TOTALES 271 29.420

¿Oportunidades para Chile ?
Producción y aplicación de tecnologías aprovechando recursos naturales locales y formando Capital Humano Técnico.
Producción y aplicación con desarrollo de producción local de componentes, ingeniería y servicios y además formando Capital humano avanzado.
Desarrollo e innovación, integración de sistemas y producción local de soluciones y exportación de bienes de capital y servicios. Además Capital Humano Avanzado en Desarrollo Tecnológico.
Investigación y Desarrollo y exportación de soluciones con propiedad intelectual. Además Capital Humano Avanzado en I&D.
CNIC encargó estudio a Doug Arent (Director, Energy Analysis, National Renewables Energy Laboratory)
Assessment of Strategic Opportunities in Renewable Energy for Chile

Matriz de Análisis Criterios de Mercado Criterios de Mercado Nacional Eolica Maremotriz Biomasa Solar Geotermia Criterios Crecimiento ventas Ventajas comparativas En contexto local y global Madurez de tecnología Costo de producción Especificidad local Externalidades ambientales Externalidades Tecnológicas Proceso o producto objetivo Familias de Tecnologías Magnitud de Oportunidad Esfuerzo Necesario

Análisis de los Criterios de Mercado

Análisis para el Mercado Nacional Ocean Tidal Bio Power Bio fuels- Lignocellulosic Bio Fuels- Micro Algae Solar- Thermal Electric (CSP) Solar- Photovoltaic (PV) Systems Integration- Cross Objective: Service or product product both both; especially species modification IP, process IP product product; (systems) products; (systems) Service Technology family systems systems; feedstock bio IP; process; fuels integration bio IP, design, process; fuels integration systems systems; systems Size and Value of Opportunity in Chile GW scale Large; need bioresource analysis Large: need bioresource analysis TBD GW scale MW-GW scale Size of Opportunity for Chile (global Market share) large; GW scale medium medium/large large medium/large, storage solutions small medium/large Opportunity Focus (application or full R&D/Supply) Both application Both; esp species modification IP, process IP Both application; services application services Sector Strategy (application, full industrial, independent or consortia) full; consortia application full; consortia full; consortia application; system design, validation; services; consortia application; consortia application; consortial Timing R&D current R&D current current current current Level of Effort Required systems + test/eval (consortia?) commercial today R&D+ scale up + market devel R&D + scale up + market devel low; engineering/construction, O&M market; local component (e.g. controllers, batteries?) low, but sustained

Madurez y tipo de oportunidades tecnológicas (global) Nota: tamaño indica base instalada global de cada tecnología al 2020

Oportunidad y esfuerzo requerido (local)

Etapas de Desarrollo Basic Research Applied Research Development Demonstration Diffusion large wind small wind off shore wind Traditional Hydro, small and large Binary Geothermal Ocean thermal Ocean Tidal Ocean Wave Enhanced Geothermal "Closed Loop" geothermal Bio power, large bio power, CHP, mulitfuel Bio fuels, cellulosic Biofuels Algae Biofuels, other (gasification, pyrolysis..) Solar Photovoltaics CSP CSP with Storage Solar Hot Water Integrated Systems Solutions

Desarrollo de la industria chilena de ERNC
Oportunidades para el desarrollo de Ingeniería y Servicios complementarios y algunos equipos para el mercado nacional y regional
Oportunidades en integración de sistemas relacionado a biomasa sistemas multi combustible a nivel domiciliario e industrial;
Oportunidades en CHP (Combined Heat Power) con diseño y manufactura locales y servicios de ingeniería
Diseño y manufactura de componentes y sistemas electrónicos de control para CSP
Oportunidades de Innovación e I&D conectado con redes globales de conocimiento
Biocombustible derivado de recursos nacionales tales como ligno celulosa, micro y macro algas marinas.

Diversificación de la Matriz Energética Regional
Norte Grande y Norte Chico
Solar, Eólico, Geotérmico, Micro alga (*)
Centro
Eólico, Geotérmico, Olas
Sur
Biomasa, Biofuel de Ligno-Celulosa (*), eólica, geotérmico, Mini hidro.
Austral
Mareas, Biomasa, eólica, Mini hidro
(*) oportunidad de I&D
Aunque tenemos ventajas en Olas y mareas y estamos en el tiempo oportuno, no aparece como estrategia dominante.
Interconexión Eléctrica SIC-SING puede reducir emisión de GHG por Generación hidro y reducir emisiones de Minería.

Conclusiones
ERNC Maduras y razonablemente competitivas con alternativas térmicas convencionales
a. Eólica
b. Solar Térmica ( calentamiento de agua, etc.)
c. Geotermal
d. Bioenergía incluyendo forestal, biogas y el aprovechamiento de recursos subutilizados, tales como los residuos de agricultura, fruticultura, pesca y acuicultura
Foco:
Promoción de inversión, adaptación y difusión de tecnologías
Desarrollo de capacidad de provisión de servicios con calidad certificada.
Producción Local de componentes
Oportunidad transversal en integración de sistemas
Formación de Capital Humano especializado
Biocombustibles Lignocelulosa y Micro Algas
Foco:
I&D con redes de colaboración global y foco en especies forestales adaptadas a condiciones locales.
Solar Térmica y Fotovoltaica
Foco:
Pilotaje y Desarrollo Integración de Sistemas y soluciones
Cuando Madure tecnología, Idem anterior
Olas y Mareas:
Promover pilotaje de inversionistas extranjeros con algunas facilidades.

Energías Renovables No Convencionales: Estrategias de Innovación para Chile Anexos

Tecnologías de Biocombustibles Feedstocks Lignocellulosic Biomass Perennial - Herbaceous - Woody Annual Crops Sugar/Starch (corn, sugarcane, wheat, sugarbeet, etc.) Other Residues - Forestry, forest products - Municipal and urban: green waste, food, paper, etc. - Animal residues, etc. - Waste fats and oils Plant Oils/A lgae Transportation Fuels Ethanol & Mixed Alcohols or Methane or Hydrogen Diesel * Methanol Gasoline * Diesel * Gasoline * & Diesel * Diesel * Gasoline * Hydrogen Ethanol, Butanol, Hydrocarbons Bio-Methane Biodiesel Green diesel Catalytic synthesis FT synthesis MeOH synthesis HydroCracking/Treating Aqueous Phase Processing Catalytic pyrolysis Aqueous Phase Reforming Fermentation Catalytic upgrading MTG Ag residues, (stover, straws, bagasse) Intermediates Bio SynGas Bio-Oils Lignin Sugars Biogas Lipids/ Oils Gasification Pyrolysis & Liquefaction Hydrolysis Pretreatment & Hydrolysis * Blending Products Anaerobic Digestion Upgrading Transesterification Hydrodeoxygenation Extraction Fermentation

Desafíos fundamentales en producción de biocombustibles de microalgas
Identificar las microalgas más adecuadas para producir biocombustible.
¿Cómo cosechar las microalgas: Procesos mecánicos o químicos?
¿Cuál es la forma más eficiente de extraer el aceite?
La producción de aceite puede ser un 30% del total de biomasa. Es crítico el uso del 70% restante desde el punto de vista económico (nutrientes, nutracéuticos, etc.)
¿Cuál es el rol de la ingeniería genética en mejorar las características de las microalgas?
¿Cómo asegurar la provisión de CO 2 a bajo costo en las localizaciones apropiadas?

Avances Recientes
EL DOE realizó investigación de más de 3000 microalgas, seleccionado 300.
La ingeniería genética ha demostrado que puede aumentar la eficiencia en la producción de aceite y que permite romper la célula del alga y liberar el aceite, transformando el proceso en biorefinería de producción continua, evitando la cosecha en batch (Dr. Verner de Synthetic Genomic 2009).
Exxon (julio 2009) aportó US$ 600 millones para un joint venture con SG para desarrollar la tecnología.
OriginOil anunció (julio 2009) que con electromagnetismo y modificación del pH rompe la pared celular liberando el aceite que sube a la superficie, manteniéndose el resto de la biomasa en el fondo.
Plataforma Tecnológica de OriginOil puede ser aplicada a algas genéticamente modificadas.
Algal Biomass Association (Boeing, Air New Zeland, Continental)
Programas Públicos de I+D: US National Biofuel Action Plan
Aquafuel: Consorcio Europeo FP7 de la UE. Combina industria y academia.

¿Qué estrategia de I+D y transferencia tecnológica es más eficiente en este contexto?
La tecnología desarrollada está protegida por patentes.
Los montos de inversión son AL MENOS UN ORDEN DE MAGNITUD MAYOR que los recursos que puede movilizar Chile.
Establecer acuerdos con los grupos de investigación Internacionales para pilotear en Chile, aprovechando las condiciones de localización ventajosa con radiación, terrenos con bajo costo de oportunidad y producción de CO 2 . cercana.
Licenciar plataformas de ingeniería genética
Avanzar en crear capacidades de investigación y pilotaje.
Desarrollar know how en producción de microalgas (ventajas en demanda de nutrientes para industria de salmones )
Establecer comité asesor internacional que siga desarrollo de la industria para que oriente el desarrollo de I+D y transferencia tecnológica y alianzas: implica esquema de I+D flexible y capacidad de gestión de innovación abierta

CONSEJO NACIONAL DE INNOVACIÓN PARA LA COMPETITIVIDAD Muchas Gracias

Escenario más realista en Crecimiento y mitigación alta se reduce a 4,5 ton/per capita un 25% mas que las emisiones del 2005. Indispensable aprovechar recursos hidro eléctricos, energía Nuclear Eficiencia energética, reforma del sector transporte y desarrollo de ERNC.

http://multimedia.cnic.cl	81
http://www.slideshare.net	16

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by cnicchile on Nov 18, 2009

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