agua y energia
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AGUA Y ENERGÍA
Silvia Pérez SánchezMayo 2011
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
Introducción
ENERGÍA
“Capacidad para realizar un trabajo”
Introducción “Capacidad para realizar un trabajo”
La energía está: sólo hay que aprovecharla
Introducción
Cada una tiene sus ventajas Es posible transformar unas en otras. La eléctrica, la más extendida
Formas de energía
Mecánica: cinética, potencial
Eléctrica
Térmica
Química
Introducción Agua y energía siempre han estado
muy ligadas. Primeras expresiones:
Norias Máquina de vapor
Introducción Agua y energía son
pilares imprescindibles para el desarrollo de cualquier sociedad:
http://www.grupojpcalderas.com/bombas.phphttp://medioambientales.com/tag/agua-potable/http://eco.microsiervos.com/agua/dia-internacional-del-agua.htmlhttp://www.periodistas-es.org/planeta-azul/agua-en-america-latina-ola-privatizadora-se-fue-desafios-quedan
Introducción
Difusión de enfermedades Higiene Aguas contaminadas
Riegos Abastecimiento
alimentario
El acceso y la calidad del agua son también determinantes de cara al desarrollo de la sociedad.
http://lacontaminaciondelh2o.blogspot.com/2010_11_01_archive.htmlhttp://www.websaludable.com/general/beber-agua-necesidad-vital.htmlhttp://www.pueblos-espana.org/andalucia/granada/valderrubio/campos+de+cultivo/
Introducción Los procesos del agua requieren
energía: Los procesos energéticos pueden
requerir agua: Fluido conductor (Refrigeración, Ciclos
de vapor) Fuerza motriz
Agua Energía
Demanda Energética
Tonelada equivalente de petróleo 1Tep=107 kcal
•En base a los poderes caloríficos de los combustibles.•Energía hidráulica: 1Mwh=0,086tep•Energía nuclear: 1Mwh=0,2606tep
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
tep
Demanda Energética: Demanda mundial de energía
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
2009 12039
Mtep
Distribución
respecto al origen
Demanda Energética: Demanda mundial de energía
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
Estados Unidos China
Grandes poblaciones Sector industrial en
auge
39%
Demanda Energética: Demanda de energía en España
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
2009 97776
ktep0,8%
mundial
7,4% menos que en 2008
• Sector industrial• Sector transportes
Producción
energética
Demanda Energética: Demanda de energía en España
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
Producción energética hidráulica: Petróleo y gas natural: producción
menor que consumo
Producción de energía eléctrica
Energía eléctric
a
Centrales eléctricas
Fuentes energéticas
RenovablesNo RenovablesLas fuentes
se presentan en la
naturaleza de modo
continuo y prácticamen
te inagotable
Combustibles fósiles y
minerales tradicionales
RAE. Diccionario de la Lengua Española.“energía renovable”
Producción de energía eléctrica
Renovables
Biomasa
Geotérmica
Termosolar
Fotovoltaica
Undimotriz
Mareomotriz
Eólica
Hidráulica
Producción de energía eléctrica
Suelen ser centrales basadas en procesos cíclicos termodinámicos.
Para transformar calor en trabajo se suele usar el ciclo de vapor de Rankine
No Renovabl
es
NuclearPetróleo y derivados
Gas Natural
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
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
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
Prod. de e. eléctrica: la energía hidráulica
Energía hidráulica
No está considerada como una energía limpia salvo en el caso de minicentrales
Cantidad de
energía
Altura del salto de
agua
Caudal
Si no, impacto ambiental excesivo como para ser considerada como una forma de producción de electricidad no contaminante
China hasta 25 MWIndia hasta 15 MWSuecia hasta 1,5 MW.
plantas de producción inferior a 10 MW y cuyas presas no superan los
15m de altura
la definición de minicentral no está consensuada en todos los países del mundo
Hispagua monográficos. Energía hidráulica
Prod. de e. eléctrica: minicentrales hidráulicas en Europa
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
Producción de energía en las centrales
minihidráulicas de la Unión Europea
11600 MW
CIEMAT. Eurobarómetro – Energía minihidráulica. Agosto 2006
Prod. de e. eléctrica: minicentrales hidráulicas en Europa
Iniciativas para impulsar el sector minihidráulico en
Europa
Directiva Marco de Aguas
Obliga a los estados miembros a
preservar sus cauces fluviales de
todo deterioro ecológico
En muchos de los ríos está prohibida la
instalación de turbinas
CIEMAT. Eurobarómetro – Energía minihidráulica. Agosto 2006
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
Prod. de e. eléctrica: minicentrales hidráulicas en Europa
Cap
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CIEMAT. Eurobarómetro – Energía minihidráulica. Agosto 2006
Prod. de e. eléctrica:Energía hidráulica en España
Modesto porcentaje de la producción de energía en España
Flexibilidad de operación: variaciones de la demanda
Clave para la estabilidad y la garantía del sistema eléctrico
(Variación de los caudales circulantes)
MMAMRM. Libro digital del agua
Energía hidroeléctrica en España
Prod. de e. eléctrica:Energía hidráulica en España Distribución desigual
Recursos hidráulicos Posibilidades topográficas
MMAMRM. Libro digital del agua
De esta tabla se obtienen
Prod. de e. eléctrica:Energía hidráulica en España Número de
aprovechamientos por CH
Potencia instaladada por CH
MMAMRM. Libro digital del agua
Prod. de e. eléctrica:Energía hidráulica en España Localización de los aprovechamientos
hidroeléctricos
MMAMRM. Libro digital del agua
Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones
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
domésticas (hogares)
municipales (riego de jardines, baldeo de calles, bomberos)
industriales (si conectadas a la red principal)
comerciales
agrarias (si ganado estabulado)
Incluye las utilizacione
s…
Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones
MMAMRM. Libro digital del agua
Dotación
Volumen que cada habitante consume en un
periodo de tiempo determinado
Políticas tarifarias
Nivel de renta
Eficiencia de las redes de suministro
Concienciación respecto al ahorro
Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones
MMAMRM. Libro digital del agua
Volumen de agua distribuido a los grandes grupos de usuarios en el ámbito urbano en
el año 2008 (miles de m3)
Demanda de agua para abastecimiento a poblaciones
MMAMRM. Libro digital del agua
Distribución de agua a los grandes grupos de usuarios en Canarias y en Españaen el año 2008 (miles de m3)
Demanda de agua para usos agrarios
MMAMRM. Libro digital del agua
Agrícolas (producción vegetal)Ganaderos (producción animal)
Forestales
Usos agrarios del
agua
Demanda agrícola
Gran volumenConcentración en los meses más secos del año
MeteorologíaSuperficie, ubicación y tipo de los cultivosPrecio del agua
Eficiencia de los sistemas de riego
Demanda de agua para usos agrarios
MMAMRM. Libro digital del agua
Consumo de agua de las explotaciones agrícolaspor tipo de cultivo en el año 2008 (miles de m3)
Demanda de agua para usos agrarios
MMAMRM. Libro digital del agua
Consumo de agua de las explotaciones agrícolaspor tipo de riego en el año 2008 (miles de m3)
Usos industriales y energéticos del agua
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
Industria
Suministro:En cantidad y calidad adecuados
Vertidos:Muy diversos que pueden contener sustancias peligrosas
Usos industriales y energéticos del agua
MMAMRM. Libro digital del agua
Aguas residuales generadas en la industria en España en
el año 2009
Usos industriales y energéticos del agua: demanda de agua industrial
MMAMRM. Libro digital del agua
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.
Usos industriales y energéticos del agua: demanda de agua industrial
MMAMRM. Libro digital del agua
Demanda de agua
industrialNúmero de establecimientos industrialesMaterias primas usadas
Proceso productivoTécnicas de aprovechamiento del aguaReutilización del agua dentro del proceso
Número de establecimientos industrialesMaterias primas usadas
Proceso productivoDepende de:
Usos industriales y energéticos del agua: demanda de agua industrial
MMAMRM. Libro digital del agua
Volumen de agua captado por las empresas en
España en el año 2009
Costes del agua
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
6330 millones de euros/año (2002) (0,9%
PIB)
Coste tota en España de los
servicios de agua
Costes del agua
MMAMRM. Libro digital del agua
Coste anual, por demarcaciones hidrográficas, de los servicios de agua en España (2002, importes en Mill. Euro)
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
Costes del agua: precios y tarifas.
MMAMRM. Libro digital del agua
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 aguapara uso urbano*
(provincial) (AEAS)
1,17 euros/m3 en 20040,49 €/m³ Lugo - 2,06 €/m³ Islas
Baleares
* En los municipios que participaron en la encuesta. Asociación Española de Empresas de Abastecimiento y Saneamiento
Precio medio del aguapara uso urbano
(comunidades autónomas) (INE)
0,96 euros/m3 en 20040,61 €/m³ Castilla y León - 1,69 €/m³
Canarias
Costes del agua: precios y tarifas.
MMAMRM. Libro digital del agua
Precio que pagan los
hogares por el agua incluye:
Abastecimiento
Saneamiento
Extracción
Embalse
DepósitoTratamient
oDistribució
n
RecogidaDepuració
n
Los diferentes precios en los
distintos territorios se deben a:
Tipo y calidad de servicio prestado
Inversiones realizadas
Origen de las aguas
Costes del agua: precios y tarifas.
MMAMRM. Libro digital del agua
Agua facturada por habitante y tarifas (año 2004)
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
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.
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