1. Agua y energía Silvia Pérez Sánchez Mayo 2011

2. Índice Introducción Demanda energética Mundial Española Producción de energía electrica La energía hidráulica Minicentrales hidráulicas en Europa La energía hidráulica en España Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones Demanda de aguas para uso agrario Usos industriales y energéticos del agua Demanda de agua industrial Costes del agua Precios y tarifas Recuperación de costes Medioambientales y del recurso

3. Introducción ENERGÍA “Capacidad para realizar un trabajo”

4. Introducción “Capacidad para realizar un trabajo” La energía está: sólo hay que aprovecharla

5. Introducción Mecánica: cinética, potencial Eléctrica Formas de energía Térmica Química Cada una tiene sus ventajas Es posible transformar unas en otras. La eléctrica, la más extendida

6. Introducción ¿Vivir actualmente sin electricidad?

7. Introducción Agua y energía siempre han estado muy ligadas. Primeras expresiones: Norias Máquina de vapor

8. Introducción Agua y energía son pilares imprescindibles para el desarrollo de cualquier sociedad: http://www.grupojpcalderas.com/bombas.php http://medioambientales.com/tag/agua-potable/ http://eco.microsiervos.com/agua/dia-internacional-del-agua.html http://www.periodistas-es.org/planeta-azul/agua-en-america-latina-ola-privatizadora-se-fue-desafios-quedan

10. Introducción Los procesos del agua requieren energía: Los procesos energéticos pueden requerir agua: Fluido conductor (Refrigeración, Ciclos de vapor) Fuerza motriz Agua Energía

12. Energía hidráulica: 1Mwh=0,086tep

13. Energía nuclear: 1Mwh=0,2606tepMinisterio de Industria Turismo y Comercio. La energía en España 2009. Madrid: MITyC, 2010. 329pp. Disponible en http://www.mityc.es/energia/balances/Balances/LibrosEnergia/Energia_2009.pdf. ISBN 978-84-96275-91-1

14. Demanda Energética: Demanda mundial de energía 2009 12039 Mtep Distribución respecto al origen Ministerio de Industria Turismo y Comercio. La energía en España 2009. Madrid: MITyC, 2010. 329pp. Disponible en http://www.mityc.es/energia/balances/Balances/LibrosEnergia/Energia_2009.pdf. ISBN 978-84-96275-91-1

15. Demanda Energética: Demanda mundial de energía Estados Unidos China Grandes poblaciones Sector industrial en auge 39% Ministerio de Industria Turismo y Comercio. La energía en España 2009. Madrid: MITyC, 2010. 329pp. Disponible en http://www.mityc.es/energia/balances/Balances/LibrosEnergia/Energia_2009.pdf. ISBN 978-84-96275-91-1

17. Sector transportes0,8% mundial Producción energética Ministerio de Industria Turismo y Comercio. La energía en España 2009. Madrid: MITyC, 2010. 329pp. Disponible en http://www.mityc.es/energia/balances/Balances/LibrosEnergia/Energia_2009.pdf. ISBN 978-84-96275-91-1

18. Demanda Energética: Demanda de energía en España Producción energética hidráulica: Petróleo y gas natural: producción menor que consumo Ministerio de Industria Turismo y Comercio. La energía en España 2009. Madrid: MITyC, 2010. 329pp. Disponible en http://www.mityc.es/energia/balances/Balances/LibrosEnergia/Energia_2009.pdf. ISBN 978-84-96275-91-1

19. Producción de energía eléctrica Centrales eléctricas Energía eléctrica Fuentes energéticas Renovables No Renovables Las fuentes se presentan en la naturaleza de modo continuo y prácticamente inagotable Combustibles fósiles y minerales tradicionales RAE. Diccionario de la Lengua Española.“energía renovable”

20. Producción de energía eléctrica Hidráulica Biomasa Eólica Renovables Mareomotriz Geotérmica Undimotriz Termosolar Fotovoltaica

21. Producción de energía eléctrica No Renovables Nuclear Petróleo y derivados Gas Natural Suelen ser centrales basadas en procesos cíclicos termodinámicos. Para transformar calor en trabajo se suele usar el ciclo de vapor de Rankine

22. Producción de energía eléctrica El ciclo de Rankine se basa en un proceso cíclico que consta de las siguientes etapas: 1-2: Expansión isoentrópica (adiabática e internamente reversible) en la turbina desde la presión de la caldera hasta la presión del condensador. Se genera potencia en el eje. 2-3: Enfriamiento isobárico gracias al circuito de refrigeración: el fluido de trabajo alcanza el estado de líquido saturado. Se realiza en un condensador (intercambiador de calor) 3-4: Compresión isoentrópica mediante una bomba (implica un consumo de potencia). Se aumenta la presión hasta el valor de presión en caldera. 4-1: Calentamiento isobárico en la caldera. Primero hasta la temperatura de saturación, luego tiene lugar el cambio de fase líquido-vapor y finalmente se obtiene vapor sobrecalentado. Este vapor sobrecalentado de alta presión es el utilizado por la turbina para generar la potencia del ciclo Wikipedia. Ciclo de Rankine

23. Producción de energía eléctrica Por ser una interrelación muy clara entre el agua y la energía Por estar muy relacionada con el ciclo del agua Vamos a tratar la producción de energía hidráulica

24. Prod. de e. eléctrica: la energía hidráulica Ciclo hidrológico Energía hidráulica Se obtiene por el aprovechamiento de la energía producida por una corriente de agua que cae desde una cierta altura La energía potencial del agua en su punto más alto se convierte en energía cinética al caer en ese proceso, y al pasar por las turbinas, provoca un movimiento de rotación que transforma dicha energía en electricidad Hispagua monográficos. Energía hidráulica

25. Prod. de e. eléctrica: la energía hidráulica Altura del salto de agua Energía hidráulica Cantidad de energía Caudal No está considerada como una energía limpia salvo en el caso de minicentrales la definición de minicentral no está consensuada en todos los países del mundo Si no, impacto ambiental excesivo como para ser considerada como una forma de producción de electricidad no contaminante China hasta 25 MW India hasta 15 MW Suecia hasta 1,5 MW. plantas de producción inferior a 10 MW y cuyas presas no superan los 15m de altura Hispagua monográficos. Energía hidráulica

26. Prod. de e. eléctrica: minicentrales hidráulicas en Europa Producción de energía en las centrales minihidráulicas de la Unión Europea 11600 MW Todavía está por desarrollar buena parte de su potencial Su futuro desarrollo estará condicionado por la capacidad de generar resultados rentables sin estropear la calidad de las aguas CIEMAT. Eurobarómetro – Energía minihidráulica. Agosto 2006

27. Prod. de e. eléctrica: minicentrales hidráulicas en Europa Iniciativas para impulsar el sector minihidráulico en Europa Obliga a los estados miembros a preservar sus cauces fluviales de todo deterioro ecológico Directiva Marco de Aguas En muchos de los ríos está prohibida la instalación de turbinas CIEMAT. Eurobarómetro – Energía minihidráulica. Agosto 2006

28. Prod. de e. eléctrica: minicentrales hidráulicas en Europa Directiva Marco de Aguas Directiva 2001/77/CE Preservar los cauces fluviales de todo deterioro ecológico Aumentar la proporción de energía producida a partir de fuentes renovables El futuro desarrollo de la energía minihidráulica dependerá de en qué medida los países sean capaces de adaptar dichas directivas a su legislación nacional Reto para la industria CIEMAT. Eurobarómetro – Energía minihidráulica. Agosto 2006

29. Prod. de e. eléctrica: minicentrales hidráulicas en Europa Producción electricade las centrales minihidráulicas Capacidad total instalada de las centrales minihidráulicas CIEMAT. Eurobarómetro – Energía minihidráulica. Agosto 2006

31. Flexibilidad de operación: variaciones de la demanda

32. Clave para la estabilidad y la garantía del sistema eléctrico

33. (Variación de los caudales circulantes)MMAMRM. Libro digital del agua

34. Prod. de e. eléctrica:Energía hidráulica en España Distribución desigual Recursos hidráulicos Posibilidades topográficas De esta tabla se obtienen MMAMRM. Libro digital del agua

35. Prod. de e. eléctrica:Energía hidráulica en España Número de aprovechamientos por CH Potencia instaladada por CH MMAMRM. Libro digital del agua

36. Prod. de e. eléctrica:Energía hidráulica en España Localización de los aprovechamientos hidroeléctricos MMAMRM. Libro digital del agua

37. Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones domésticas (hogares) municipales (riego de jardines, baldeo de calles, bomberos) Incluye las utilizaciones… industriales (si conectadas a la red principal) comerciales agrarias (si ganado estabulado) En algunas zonas del territorio es muy importante la demanda de agua generada por el turismo y la segunda residencia (población estacional), llegando a superar a la demanda de la población fija en determinadas poblaciones. MMAMRM. Libro digital del agua

38. Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones Nivel de renta Dotación Políticas tarifarias Volumen que cada habitante consume en un periodo de tiempo determinado Eficiencia de las redes de suministro Concienciación respecto al ahorro MMAMRM. Libro digital del agua

39. Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones Volumen de agua distribuido a los grandes grupos de usuarios en el ámbito urbano en el año 2008 (miles de m3) MMAMRM. Libro digital del agua

40. Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones Distribución de agua a los grandes grupos de usuarios en Canarias y en Españaen el año 2008 (miles de m3) MMAMRM. Libro digital del agua

41. Demanda de agua para usos agrarios Agrícolas (producción vegetal) Usos agrarios del agua Ganaderos (producción animal) Forestales Gran volumen Concentración en los meses más secos del año Demanda agrícola Meteorología Superficie, ubicación y tipo de los cultivos Precio del agua Eficiencia de los sistemas de riego MMAMRM. Libro digital del agua

42. Demanda de agua para usos agrarios Consumo de agua de las explotaciones agrícolas por tipo de cultivo en el año 2008 (miles de m3) MMAMRM. Libro digital del agua

43. Demanda de agua para usos agrarios Consumo de agua de las explotaciones agrícolas por tipo de cultivo en el año 2008 (miles de m3) MMAMRM. Libro digital del agua

44. Demanda de agua para usos agrarios Consumo de agua de las explotaciones agrícolas por tipo de riego en el año 2008 (miles de m3) MMAMRM. Libro digital del agua

45. Demanda de agua para usos agrarios Consumo de agua de las explotaciones agrícolas por tipo de riego en el año 2008 (miles de m3) MMAMRM. Libro digital del agua

46. Usos industriales y energéticos del agua Suministro: En cantidad y calidad adecuados Vertidos: Muy diversos que pueden contener sustancias peligrosas Industria La industria española se concentra en ciertas regiones: el litoral mediterráneo de Gerona a Murcia Madrid y su área de influencia que incluye Toledo y Guadalajara el litoral Cantábrico desde Guipúzcoa hasta Asturias el Valle del Ebro. MMAMRM. Libro digital del agua

47. Usos industriales y energéticos del agua Aguas residuales generadas en la industria en España en el año 2009 MMAMRM. Libro digital del agua

48. Usos industriales y energéticos del agua Aguas residuales generadas en la industria en España en el año 2009 MMAMRM. Libro digital del agua

49. Usos industriales y energéticos del agua: demanda de agua industrial Demanda de agua industrial Gran industria: fuentes de abastecimiento distintas de la red municipal Además de emplearse en los procesos productivos industriales, el agua juega un papel importante en la generación de energía, ya que se utiliza para la producción de energía hidroeléctrica y para la refrigeración de centrales térmicas. MMAMRM. Libro digital del agua

50. Usos industriales y energéticos del agua: demanda de agua industrial Demanda de agua industrial Número de establecimientos industriales Número de establecimientos industriales Materias primas usadas Materias primas usadas Depende de: Proceso productivo Proceso productivo Técnicas de aprovechamiento del agua Reutilización del agua dentro del proceso MMAMRM. Libro digital del agua

51. Usos industriales y energéticos del agua: demanda de agua industrial Volumen de agua captado por las empresas en España en el año 2009 MMAMRM. Libro digital del agua

52. Usos industriales y energéticos del agua: demanda de agua industrial Volumen de agua captado por las empresas en España en el año 2009 MMAMRM. Libro digital del agua

53. Costes del agua Coste tota en España de los servicios de agua 6330 millones de euros/año (2002) (0,9% PIB) 66% servicios de agua urbanos (distribución urbana y saneamiento) 20% agua para riego 15% suministro de agua “en alta” (extracción de aguas subterráneas, captación de aguas superficiales y transporte) MMAMRM. Libro digital del agua

54. Costes del agua Coste anual, por demarcaciones hidrográficas, de los servicios de agua en España (2002, importes en Mill. Euro) MMAMRM. Libro digital del agua

55. Costes del agua La fuente de suministro más económica en España son las aguas superficiales, con un coste medio alrededor de 0,02 Euros/m³. Las aguas subterráneas tienden a ser algo más costosas, con un coste medio de 0,12 Euros/m³. Las aguas desaladas presenten un coste medio estimado de 0,50 Euros/m³. MMAMRM. Libro digital del agua

56. Costes del agua: precios y tarifas. Ingresos por la prestación de servicios urbanos de agua 3390 millones de euros en 2002 Importe medio de los pagos por los servicios del agua urbana 102 euros por habitante y año (menos de un 1% del gasto de los hogares) Precio medio del agua para uso urbano* (provincial) (AEAS) 1,17 euros/m3 en 2004 0,49 €/m³ Lugo - 2,06 €/m³ Islas Baleares Precio medio del agua para uso urbano (comunidades autónomas) (INE) 0,96 euros/m3 en 2004 0,61 €/m³ Castilla y León - 1,69 €/m³ Canarias * En los municipios que participaron en la encuesta. Asociación Española de Empresas de Abastecimiento y Saneamiento MMAMRM. Libro digital del agua

57. Costes del agua: precios y tarifas. Extracción Embalse Depósito Abastecimiento Precio que pagan los hogares por el agua incluye: Tratamiento Distribución Saneamiento Recogida Depuración Tipo y calidad de servicio prestado Los diferentes precios en los distintos territorios se deben a: Inversiones realizadas Origen de las aguas MMAMRM. Libro digital del agua

58. Costes del agua: precios y tarifas. Agua facturada por habitante y tarifas (año 2004) MMAMRM. Libro digital del agua

59. Costes del agua: recuperación de costes En los servicios urbanos se recupera el 60-100% de los costes. La recuperación es mayor en las tareas de distribución y depuración y menor en el servicio de captación de aguas. MMAMRM. Libro digital del agua

60. Costes del agua: medioambientales y del recurso También se debe considerar, aparte del coste financiero de los servicios, los costes ambientales y los del recurso. Costes ambientales: costes de prevenir los impactos sobre el medio ambiente y costes de mitigar estos impactos. Coste del recurso: incluye el coste de escasez del agua, entendido como el coste de las oportunidades a las que se renuncia cuando el agua se asigna a un uso en lugar de a otro u otros.

61. Conclusiones El agua y la energía son aspectos claves para el desarrollo de la sociedad Hay que tender hacia fuentes de energía renovables y hacer que éstas sean mínimamente perjudiciales para el entorno El agua es un bien variable e imprescindible: es necesario ser consciente de lo que cuesta (realmente