Principals innovacions tecnològiques en els sistemes energètics. Coenercat, Congrés d'Energia de Catalunya

1. Principals
innovacions
tecnològiques
en
els
sistemes
energè5cs
Josep
Puig
i
Boix
President
del
Consell
Assessor
d’EUROSOLAR

2. 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

3. 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

4. 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.

5. 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

6. Innovació
en
energia
• 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

7. Innovació
en
energia
• 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

8. 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

10. 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)

12. L’energia
per
a
què?
• A
Europa,
ús
d’energia
primària
– 49%:
proveïment
de
calor
– 31%:
proveïment
de
motricitat
– 20%:
proveïment
d’electricitat

15. 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

16. Calor
• Emmagatzemar
calor?

17. Calor

20. 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

24. Calor
als
edificis

35. Emmagatzematge
de
calor
col·∙lec5u,
en
edificació
nova

36. Emmagatzematge
de
calor
col·∙lec5u,
en
rehabilitació

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

41. Electricitat
• Emmagatzemar
electricitat?

43. 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

47. Sistemes
d’emmagatzematge
• 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

51. Sistemes
d’emmagatzematge
• 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

55. Sistemes
d’emmagatzematge
• 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

58. Emmagatzematge
en
H2

106. Generació
distribuïda:
realitat
a
Dk

107. Generació
distribuïda
a
Alemania

108. http://www.solarserver.com/solarmagazin/anlagejanuar2008_e.html
http://www.kombikraftwerk.de/index.php?id=25

113. 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

115. Remunicipalització
xarxa

117. Aquí
i
ara!:
La
guerrilla
solar

118. hsp://www.ecooo.es

119. hsp://www.somenergia.coop

120. aquí
i
ara!
hsp://www.viuredelaire.cat

121. • 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