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La aportación de la electricidad a la transición energética

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Rafael Sánchez Durán, Subdirector de Estudios y Análisis Energéticos de ENDESA
Mesa 3. La estrategia energética 2030: hacia un nuevo modelo energético
IV Simposio Empresarial Internacional
Barcelona, 1 de Febrero de 2016

Published in: Environment
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La aportación de la electricidad a la transición energética

  1. 1. La electricidad en la transición energética Rafael Sánchez Durán01/02/2016
  2. 2. Un sector energético en evolución 02/02/2016 2 Nos encontramos ante uno de sus mayores cambios provocado, en parte, por: 1. Descarbonización 2. Tecnología 3. Demanda
  3. 3. Beneficios de la Electricidad • Fortalece la seguridad de suministro a través de la diversificación y el almacenamiento. • Se le da mayor poder al cliente, sobre su consumo/producción/factura. 02/02/2016 3 • Se satisfacen las necesidades con menos CO2. • Los servicios basados en la electricidad conllevan un aumento de eficiencia energética. • Mejora la calidad del aire y reduce el ruido en las ciudades. 17% 22% 20% 19% 20% 25% UE 28 Alemania Francia Reino Unido Italia España % Electricidad sobre Energía Final
  4. 4. La hoja de ruta pasará por la electrificación 02/02/2016 • To be reviewed by 2020, having in mind an EU level of 30% • http://ec.europa.eu/eurostat/web/europe-2020-indicators/europe-2020-strategy/headline-indicators-scoreboard 4 2030 Framework for Climate and Energy. 2020 2030 -20 % Greenhouse Gas Emissions 20% Renewable Energy 20 % Energy Efficiency  - 40 % Greenhouse Gas Emissions 27 % Renewable Energy  27%* Energy Efficiency Vs 1990 Compared with BAU scenario Not Binding Flexibility for national goals Both Binding at European level
  5. 5. ¿Donde están las prioridades de 2020 a 2030? 02/02/2016 Las magnitudes en % representan el valor promedio en el periodo 2020 – 2030 sobre el total de Energía Primaria, Final y Emisiones. Fuente Escenario de Referencia de la Comisión Europea de 2013 5 Evolución hacia la descarbonización del mix energético (energía primaria) con especial énfasis (energía final y emisiones), en los usos finales energéticos: transporte, la industria y la edificación. 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 180.000 OIL RENEWABLE NUCLEAR NATURAL GAS SOLIDS 27 % Renewable Energy 24% 7% 42% 11% 16% Energía Primaria (Mtep) CHANGE AHEAD CHANGE AHEAD TRANSPORT TERTIARY RESIDENTIAL INDUSTRY  27% Energy Efficiency 14% 27% 19% 40% Energía Final (Mtep) CHANGE AHEAD CHANGE AHEAD CHANGE AHEAD TERTIARY INDUSTRY POWER GENERATION ENERGY BRANCH TRANSPORT  - 40 % Greenhouse Gas Emissions 39% 27% 18% CHANGE AHEAD Emisiones CO2 Energía (Mt CO2 eq) CHANGE AHEAD CHANGE AHEAD
  6. 6. 1,21 1,15 1,04 base1990=1 Spain EU (28 countries) 2,3 3,3 2,2 PrimaryEnergy percápita(toe /hab)) Spain EU (28 countries) Población, referencias para la demanda a 2050 02/02/2016 Fuente: Population data from UN Population Division (2015 revision) En la ultima Nota de Prensa el INE prevé en el escenario 2014-2064 una población final de 40,8 Mill. habitantes, con 43,8 Mill de habitantes a 2050. En el año 2015 el censo sitúa en 46,4 Mill 6 Se identifica a nuestro país como una economía en desarrollo dentro de la UE (+20% s/1990), hecho diferencial a la hora de ver esfuerzo en emisiones a 2030. 472,2 504,8 495,5 521,6 543,9 488,0 449,1 300 350 400 450 500 550 600 Europa promedio Europa alto Europa bajo 39,2 45,9 44,8 47,4 49,0 44,5 40,9 25 30 35 40 45 50 España promedio España alto España bajo Población Europa (mill hab) Población España (mill hab) Es clave identificar el escenario a 2050 (+/-9%)
  7. 7. Economía y Energía 7 Evoluciones con tendencia similar a Europa muestran el camino hacia 2030. Un enorme esfuerzo en la intensidad energética y carbónica que compense el crecimiento poblacional y económico (PIB). 16.980 18.858 25.609 30.164 41.849 28.965 33.620 45.294 GDP/P(€percápita) Spain EU (28 countries) 137 132 102 53 175 129 100 48 82 78PrimaryEnergyIntensity(Mtep/€2010) Spain EU (28 countries) 2,3 1,9 2,6 2,0 1,51,7 1,5 1,8 CarbonEnergyIntensity(toeCO2/Mtep) Spain EU (28 countries) Crecimiento económico PIB per cápita (€ 2010) Intensidad Energética (tep EP/M€ 2010 PIB) Intensidad Carbónica (tCO2/tep EP) 2,46 1,76 2,40 base1990=1 0,60 0,39 0,45 0,27 0,76 0,64 0,69 0,56
  8. 8. Objetivo de eficiencia energética 02/02/2016 2007 Reference Scenario Pop 2030 - 520M/0,1% GDP2005 16.824 1,7% 2007 Reference Scenario Pop 2030 - 53M/0,3% GDP2005 1.635 2,4% 2013 Reference Scenario Pop 2030 - 525M/0,2% GDP2010 16.667 1,6% 2013 Reference Scenario Pop 2030 - 50M/0,4% GDP2010 1.583 2,6% 8 Un 27% a 2030, con vocación de alcanzar el 30%, tiene carácter indicativo en los estados miembros, Se trata de un objetivo que puede formar parte del global de CO2, como los relaciona la identidad de Kaya. 1.542 1.490 1.562 1.616 1.713 1.854 1.887 1.378 1.321 1.200 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800 1.900 2.000 PrimaryenergyconsumptioninMtoe (GrossInlandconsumption-non-energyuses) Europe (JRC 2013 Reference Scenario) Europe (JRC 2007 Reference Scenario) Target 27% Target 30% 84 114 136 154 162 125 132 118 114 60 80 100 120 140 160 180 PrimaryenergyconsumptioninMtoe (GrossInlandconsumption-non-energyuses) Spain (JRC 2007 Reference Scenario) Spain (JRC 2013 Reference Scenario) Target 27% Target 30% 20% 30% 23% 30%
  9. 9. Proyección de Emisiones equivalentes a 1990 02/02/2016 Elaboración escenario propio, para 45 y 49 Mill Hab para España 9 España refleja un periodo de fuerte desarrollo hasta 2007. A 2030 debiéramos emitir un valor similar a 1990, equivalente al escenario de reducción de -40% para Europa. Tendríamos una Intensidad Carbónica equivalente a Europa (1,7 vs 1,8). 2,6 1,5 2,0 1,8 4.110 3.955 1.576 2.934 2.385 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 CarbonEnergyIntensity(toeCO2/Mtep) EU (28 Countries) Carbon Intensity CO2 emmisions 2,3 1,9 1,7 1,5 205 145 228 196 336 232 205 160 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 CarbonEnergyIntensity(toeCO2/Mtep) Spain Carbon Intensity CO2 emmisions Spain 49 Mill (inhab) TREND Energía 2 CO PIB Energía Cápita PIB Población 2 COEmisiones  40%
  10. 10. ¿Reinventando el fuego? 02/02/2016 10 Desde la madera al kilovatio.
  11. 11. Evolución del mix de un país (USA 1780-2100) 02/02/2016 Citi Research (2012) – Shale & renewables: a symbiotic relationship. Evolution of the U.S. primary energy mix (1780-2012) & projection to 2035-2100. 11 Un patrón que se repite en los países OCDE en los dos últimos siglos 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Era de la madera 1-10 cuatrillones Btus Era del carbón 10-50 cuatrillones Btus Era del Petróleo 50-80 cuatrillones Btus Era de “oro” del gas 80-100 cuatrillones Btus ¿Era de las renovables? Hydro Nuclear Other biomass Other renewables
  12. 12. Nacimiento, desarrollo y madurez de tecnologías Elaboración propia a partir de la formula: Levelized Cost Of Energy inv =Specific Investments costs €/kW) crf=Capital recovery factor, idc= Interest during Construction factor, fom =fixed operating & maintenance costs, af=availability factor eff = efficiency 12 Caminamos hacia un factor de emisiones cada vez menor, por un proceso natural de renovación y la madurez tecnológica tras la innovación. 68 70 73 79 80 89 108 177 226 248 90% 68% 29% 85% 68% 21% 68% 25% 13% 13% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0 50 100 150 200 250 300 Nuclear (EPR 1600) Gas CCGT Storage (Pumped) Hard Coal 700 + CCS Gas open cycle Wind onshore Gas CCGT + CCS Solarthermal CSP Solar PV (roof) Solar PV System €/MWh Fuel Cost Capital Cost Availability/Capacity factor LCOE (€/MWh) y Disponibilidad/Factor de Capacidad (% medido sobre las 8.760 h del año) Disponibilidad media en punto de consumo del 99,999% Platts 38 /48 €/MWh
  13. 13. Escenarios energéticos alternativos a 2050 02/02/2016 Read size 13 En los posibles mix aparecen retos muy diferentes. Seguridad de suministro y competitividad en precio, seguirá siendo la clave de evolución. Los sistemas distribuidos dan un mayor protagonismo a las redes de distribución. Carbon neutral 2050 BAU Big & Market Close to Zero Energy Transition 100% Renewable Level of Fossil fuel 35% 20% 5% 5% 0% with CCS (%) 25% 15% 0% 0% 0% without CCS (%) 10% 5% 5% 5% 0% Level of nuclear 25% 20% 20% 10% 0% Level of renewable 40% 60% 75% 85% 100% centralized (%) 35% 45% 60% 30% 60% decentralized (%) 5% 15% 15% 55% 40% Balance 100% 100% 100% 100% 100% Level of storage Low Medium High Low High Level Interconnection Low Medium High Medium High New uses of electricity Medium Medium High High High Energy efficiency Low Medium Medium High High Low Medium High 62 88 128 175 206 207 274 318 297 272 316 0 50 100 150 200 250 300 350 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 bn$ MW Installation (MW) & Clean Energy Investments (bn$) Solar PV Wind off shore wind on shore Clean Energy Investments
  14. 14. Mix eléctrico hacia la descarbonización 02/02/2016 14 En la actualidad la utilización de tecnologías de bajo factor de emisiones logran un mix por debajo de 250 gr CO2/kWh. Gracias a ello los servicios basados en la electricidad cumplen con las normas de emisiones. 420 250 700 100 200 300 400 500 600 700 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 grCO2/kWh France Germany Italy Spain UK EU 28 22% 44% 54% 50% 60% 67% 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Nuclear Renewables Thermal =diference to 100% Nuclear Renewables Trends to 2050 EC (2013) Reference Scenario 58% 66% 73% 60% 64% 74% 44% 52% 64% 93% 96% 97% 49% 60% 72% 39% 48% 55%
  15. 15. Cold Cool Energy! 02/02/2016 15 La electricidad permite descarbonizar sectores no ETS (difusos). Entre éstos se encuentran el Transporte y la Edificación, que hasta la fecha han tenido dificultad en ser abordados (objetivo previsto a 2030 de -30% vs 2005).
  16. 16. ¡Entre 0 y 24 gr CO2 por km como máximo! 02/02/2016 Fuente de matriculaciones ACEA 2015 Objetivo CE 443/2009: http://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles/cars/documentation_en.htm Monitorización CO2 : http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/co2-cars-emission-2 16 El valor promedio para las matriculaciones de nuevos turismos se sitúa un 32% por encima del objetivo de referencia (95 gr). Sólo el transporte eléctrico está entre cero (con recarga nocturna) y menos de la mitad (aplicando el mix promedio). 126 136 129 136 122 124 114 133 117 137 58 124 80 70 62 50 46 32 14 8 28 56 22 38 36 24 8 14 2 6 0 20 40 60 80 100 120 140 160 EU 28 Poland UK Germany Italy Spain Portugal Austria France Sweden Average of CO2 of new cars Average of CO2 EVs (2015) Average of CO2 EVs (2035)Ref Scenario 2013 2021 Goal 95 gr 32% -39% Emisiones CO2 gr CO2/km vehículos eléctricos vs nuevos modelos de combustión 95 g CO2/km a 2021 Propuesta de 75 g CO2/km a 2025 y 50 g CO2/km a 2030
  17. 17. Calefacción más eficiente en edificios 02/02/2016 (1) Según AIE se espera una mejora del rendimiento en bombas de calor del 21%, el ahorro Co2/kWh térmico podría llegar a ser del 72%. (2) Se ha considerado un rendimiento estacional medio de la Bomba de Calor de 2,5 (3) IDAE documento FACTORES DE EMISIÓN CO2 y COEF. De paso a energía primaria de diferentes fuentes de energía final consumidas en el sector de edificios en España 17 En un hogar el 50% del gasto energético va destinado a la calefacción (0,5 tep/año). Con el mix eléctrico de 2014 (226 gr/kWh) la calefacción por Bomba de Calor representa una reducción del 55%(1) de emisiones por kWh térmico frente a una caldera convencional de Gas. 328 882 404 474 331 226 264 80 31 24 131 353 162 190 132 91 106 32 12 10 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 EU28 Poland UK Germany Italy Spain Portugal Austria Francia Sweden MIX gCo2/kWh (2014) gCo2/kWht Electricidad gCo2/kWht GN 204 g CO2/kWh térmico GN (2) (3)
  18. 18. Crisis vs eficiencia en sectores 02/02/2016 Descomposición de Laspeyres: E= Consumo de energía final i = Subsector o usos finales de la energía dentro del sector A = Actividad: valor agregado bruto (VAB) para la industria y los servicios 18 Los ciclos económicos han sido la clave de evolución de la pasada década. En agregado la eficiencia en Industrial y Servicios ha empeorado, pero no en todos. 25,93 21,20 3,47 2,57 2,74 1,43 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 2000 Actividad (Valor Añadido) Estructura (% Valor Añadido) Intensidad (Energía/Valor Añadido) ε 2012 8,41 11,79 2,77 0,74 1,28 0,06 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 2000 Actividad (Valor Añadido) Estructura (% Valor Añadido) Intensidad (Energía/Valor Añadido) ε 2012 1,00 0,87 Actividad 1,00 0,90 Estructura 1,00 1,11 Intensidad 1,00 1,33 Actividad 1,00 0,91 Estructura 1,00 1,15 Intensidad Descomposición del sector Industria (2000-2012) Index 1=2000 Descomposición del sector Servicios (2000-2012) Index 1=2000
  19. 19. Algunos sectores son “referentes” en Europa 02/02/2016 Enerclub: Factores clave de la energía en España http://www.enerclub.es/es/frontBookAction.do?action=viewCategory&id=37&publicationID=1000105262 Sector acero: su producción media en el período 2001-2010 ha sido de 17.160 kt de acero/año, similar a la de Francia y muy inferior a la de Italia o Alemania. Respecto al resto de las industrias acereras de Europa, en España está altamente electrificada, siendo la que menos carbón consume, comparada con nuestros vecinos europeos, un 15% del consumo en España frente al 65% de Francia o el 52% de Italia en 2010 Esto puede representar una ventaja competitiva y puede explicar el liderazgo de la siderurgia española a nivel europeo. Pero a pesar de la baja proporción de carbón siguen derivados de petróleo (naftas) en el mix 19 El sector del acero (73% siderurgia) ha evolucionado hacia mayor eficiencia, eliminando instalaciones ineficientes y modernizando con avances tecnológicos disponibles. En la actualidad es una referencia de intensidad energética europea. A mediados de los ’90 se realizó un cambio tecnológico relevante en relación con la sustitución de materias primas, al implantar los procesos de horno eléctrico de arco en las acerías 75% (en lugar del tradicional carbón, 25%).
  20. 20. Hoja de ruta 2016 - 2030 La eficiencia energética, instrumentos coste-eficientes y políticas basadas en el mercado para aprovechar el papel de la electricidad baja en CO2. En este sentido, los costes extra en la factura eléctrica deben ser eliminados lo antes posible para evitar desincentivo o marchar en la dirección equivocada. 02/02/2016 20 Mecanismo ETS como el principal instrumento hacia la descarbonización. La reducción prevista para el grupo ETS es de -43% sobre 2005 (Sector energía, manufactura e Industria) y para el no ETS un -30% (transporte, edificación y agricultura). La electricidad es la fuente de energía clave para lograrlo en los sectores no ETS. Para alcanzar los objetivos de la política climática y energética de la UE. La generación de bajas emisiones estará liderando el camino. La evolución hacia un modelo basado en renovables, tanto centralizadas como descentralizadas, incorpora un mayor peso de la electricidad en el mix.
  21. 21. 02/02/2016 21 Gracias rafael.sanchez@enel.com

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