PRESENTACIÓN_ING. DAVID MORILLÓN

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Programa para el Aprovechamiento de la Energía Solar en México David MORILLON

Instituto de Ingeniería, g Universidad Nacional Autónoma de México

2do Aniversario Mesa Solar: Hacia un Programa Nacional de Energía Solar Montevideo, Uruguay, mayo de 2010


MATRIZ ENERGÉTICA EN MÉXICO

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008


MATRIZ ENERGÉTICA EN MÉXICO

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008


Oportunidades de mercado


ENERGÍAS RENOVABLES BIOMASA

ENERGIA DE LOS OCEANOS (mareas, olas y corrientes)

ENERGÍA GEOTÉRMICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA SOLAR

Í HIDRÁULICA Á ENERGÍA


Aplicación de las energías renovables •Generación de energía eléctrica en gran escala •Sustitución parcial de combustibles fósiles •Biocarburantes sustitutos •Energetización rural aislada •Racionalización energética en viviendas y edificaciones f p energéticos g •Respaldos


RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES EN MÉXICO

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008


Disponibilidad del Recurso solar

Irradiancia solar en kWh/m2/dĂ­a


RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES EN MÉXICO

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008



APLICACIONES CONECTADAS A RED

87

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008


APLICACIONES CONECTADAS A RED

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008


APLICACIONES CONECTADAS A RED 19

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008


Calentamiento de agua con energía solar

• 1160 1160 mil m2 de calentadores il 2 d l d solares de agua instalados hasta 2008 en México: hasta 2008 en México: – 11.6 m2 por cada mil habitantes habitantes

Fuente: Balance Nacional de Energía 2008


Resultados y experiencias


A li i Aplicaciones fotovoltaicas f t lt i


Aplicaciones fototérmicas Calentamiento de Fluidos

Diseño Bioclimático de Bioclimático de Edificaciones

Agua

• • • •

Viviendas Clubes deportivas Hoteles l Procesos Industriales Albercas Aplicaciones agropecuarias Aire Ai Secado de granos, madera, pescado y frutas d f Calefacción

Calefacción Enfriamiento Iluminación Ventilación

Cocción de Alimentos Concentración • Carnes • Cereales • Leguminosas • Sopas • Tortillas

Generación de Electricidad Termosolares • Electrificación rurall •Bombeo de agua •Telefonía Telefonía •Alumbrado •Desalinización de agua •Aire acondicionado en hoteles

Destilación Solar Producción de agua potable •Detoxificación •Desalinización •Desinfección


Tecnologías disponibles g p Baja temperatura > 60 °C Calentador solar plano de gua C l Calentador solar d l de aire S d Secador solar l Destilador solar

Temperatura media Alta temperatura 60 > 150 °C 150 > ……….. Calor iductos Plato parabólico Calentador solar de C l d l d C Concentrador d tubos evacuados cilíndrico H Horno solar l T Torre Central C t l Cocina solar


Calentamiento de agua y aire


Calentadores solares planos de calentamiento de agua Calentadores solares planos de calentamiento de agua


Calentadores solares evacuados


Caloriductos ( heat pipe)


Generación de potencia Eléctrica Media y Alta temperatura Media y Alta temperatura Caldera Colectores solares de canal parabólica

Turbina Potencia eléctrica Ciclo de vapor

Intercambiadoress de calor Ciclo del fluido térmico

Torre de enfriamiento


Cocción de alimentos H Horno solar l

Dr. Eduardo Rincón M. Representante ante del BOD de la ISES


Cocci贸n de alimentos C Comal l solar l

Dr. Eduardo Rinc贸n M. R Representante t t ante t d dell BOD d de lla ISES


Destilación solar Agua potable Agua potable


Potabilizador de agua solar. Capacidad 25 litros diarios Capacidad 25 litros diarios


Secador solar Indirecto Secador solar Indirecto


Secador solar industrial T till T t d Tortillas‐Tostadas

Área de secado: Capacidad: Tiempo de secado: Producción: Costo:

108 m2 4 800 Tortillas 30 min 76800 Tortillas/8 hrs ((160 Tostadas/min)) $ 1 800 000.00


Mercado de calentadores solares de agua Mercado de calentadores solares de agua y beneficios en México


Superficie Instalada de Calentadores Solares en México por Sectores en el 2008 México, por Sectores en el 2008


Tipo de tecnología en el 2008 Tipo de tecnología en el 2008

Evacuado: 25%, 42 187 01 m2 42,187.01

Caloriducto: 3%, 5,140.00 m2

Metálico: 23%, 38,789.50 m2 Fuente: Asociación Nacional de Energía Solar, A.C.

Plastico: 49%, 79,516.00 m2


Instalados en viviendas por tipo de tecnología en el 2008 Instalados en viviendas por tipo de tecnología en el 2008

2.9% Caloriducto

52.7% Evacuado

Fuente: Asociación Nacional de Energía Solar, A.C.

0.7% Plástico

43.7% Metálico


Beneficios ambientales Toneladas de CO2 evitadas por ell uso de d calentadores l d solares l en ell 2008

IIndustrias: d i 10%, 443.33 ton CO2 Hoteles: 10% 10%, 423.68 ton CO2

Viviendas: 32% 1,417.07 ton CO2 Fuente: Asociación Nacional de Energía Solar, A.C.

Otras: 2%, 91.21 ton CO2

Piscinas: 46%, 2,037.99 ton CO2


Calentamiento solar de agua T t d 80°C Temperatura de uso menores a 80°C • Sector residencial Sector de interés social, residencial, edificios de departamentos

• Sector industrial Sector industrial Refresquero, agua embotellada, curtiduría, lavanderías, tortillerías

• Sector agropecuario Sector agropecuario Rastros, comercializadoras de verduras, invernaderos,

• Sector comercial y de servicios Hotelería, balnearios, clubes, restaurantes, seminarios,


Oportunidades de mercado < 20% of household with GWH 30° 30

>21% and < 35% of household with GWH >36 and <55% of household with GWH

N LATITU UDE

25°

20°

15° -115°

-110°

-105°

-100°

W LONGITUDE GWH: GAS WATER HEATER

-95°

-90°


Productos y empresas

• Producto Producto mexicano desde mexicano desde hace 50 años • Mas de 50 empresas fabrican Mas de 50 empresas fabrican y comercializan p j • Los precios extranjeros no eran competitivos • La normatividad detiene los malos productos


Legislación para aprovechamiento de las energías renovables

•Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos •Ley para el Aprovechamiento Sustentable de la Energía •Ley Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética


Programas g para el Aprovechamiento de las Energías g Renovables •Investigación g •Legislación •Normatividad •Programas

de financiamiento

•Programas

de desarrollo sectorial y

tecnológico


Programa para la Edificación Sustentable 

Investigación y desarrollo tecnológico  Atlas  Guías  Manuales  Sistemas pasivos  Materiales y sistemas constructivos

Proyectos pilotos (Transferencia de tecnología)

Normatividad

Sistemas de financiamiento

Programas de certificación


Programa para calentadores de agua con energía solar

• • • • • •

IInvestigación i ió Desarrollo tecnológico Trasferencia de tecnología f l í Normatividad Sistemas de financiamiento Programa Nacional


Programas de investigación •Fondo

para la Sustentabilidad energética: SENER-CONACYT

•G Grupo upo

de Tecnologías ec o og s Sustentables: Sus e b es: UN UNAM

•Fondo

Sectorial para la Vivienda: CONACYTCONAVI

•Fondos

Estatales: CONACYT

•CEMER: CEMER •Memoria

CONACYT CONACYT, G Gob. b d de G Guanajuato j t

histórica de las energías renovables en México: ANES


N Normatividad ti id d •Normas Mexicanas para la Eficiencia de los Calentadores Solares de Agua, terminología, instalaciones y sistemas de calentamiento de agua con energía g solar,, en p proceso la norma p para el termotanque q •Laboratorio de certificación (2006): NORMEX •Norma Oficial Mexicana para el Uso de los Calentadores Solares de Agua en la Ciudad de México, México mínimo un 30 % del total de los requerimientos en edificios comerciales •Código de Edificación de Vivienda: Capitulo de Sustentabilidad, uso obligatorio de calentadores solares en un mínimo del 50 % de total de las necesidades del agua caliente de la vivienda y hasta 10 kW de generación de electricidad con fotovoltaicos conectados a la red

•Protocolo de idoneidad de producto y empresa


Programas de financiamiento •Hipoteca Verde (INFONAVIT) •PROCALSOL (CONUEE) ( ) •Eficiencia

energética y calentadores solares de agua ( (FIDE-CFE) ) •Criterios

e Indicadores de los Desarrollos ( ) Habitacionales Sustentable (CONAVI) •Proyectos Agropecuario •FONDOS

(FIRCO-SAGARPA)

PYMES: SE SE-CANACINTRA CANACINTRA


Programas para el desarrollo tecnológico y sectorial •Programa

de Promoción del Uso de los Calentadores Solares (CONUEE) •Programa

para el Desarrollo Habitacional Sustentable Programa para el Desarrollo Agropecuario: bombeo de agua con energía solar y eólica, refrigeración f i ió solar, l electrificación, l ifi ió aprovechamiento de la biomasa, etc. (S G (SAGARPA) ) •

•Programa •PECC

de ElectrificaciónRural (SENER)


Beneficios fiscales de la Inversión en I f Infraestructura t t d de E Energía í R Renovables bl Artículo 40. Los por cientos máximos autorizados, tratándose de activos fijos por tipo Artículo 40 Los por cientos máximos autorizados tratándose de activos fijos por tipo de bien son los siguientes: … XII. 100% p para maquinaria q y equipo q p p para la ggeneración de energía g p proveniente de fuentes renovables. Para los efectos del párrafo anterior, son fuentes renovables aquéllas que por su nat rale a o mediante un naturaleza n aprovechamiento apro echamiento adecuado adec ado se consideran inagotables, inagotables tales como la energía solar en todas sus formas; la energía eólica; la energía hidráulica tanto cinética como potencial, de cualquier cuerpo de agua natural o artificial; la energía de los océanos en sus distintas formas; la energía geotérmica, y la l energía í proveniente i t de d la l biomasa bi o de d los l residuos. id Ai i Asimismo, se considera id generación la conversión sucesiva de la energía de las fuentes renovables en otras formas de energía. Nota: Este artículo aplica también a las PERSONAS FÍSICAS CON ACTIVIDADES EMPRESARIALES Y PROFESIONALES. De acuerdo a los artículos 123 frac. IV y 124 de esta ley.


Procalsol Objetivo: Tener instalados, para el aĂąo 2012, un millĂłn ochocientos h i milil metros cuadrados d d de d calentadores l d solares l de agua en MĂŠxico.


Procalsol Metas por sector

Instalaciones en edificios nuevos y existentes Instalaciones en edificios nuevos y existentes

Fuente: PROCALSOL, Conae-ANES-GTZ, 2007


Beneficios en el sector RESIDENCIAL


Caso Caso de estudio: Sector Vivienda de estudio: Sector Vivienda agua lograría lo El sistema de calentamiento solar de agua, siguiente – El sistema ahorraría cerca del 70 % del costo de combustible $3000. – Para lo cual, se instalarían 4 m2 de calentadores solares. – La inversión inicial del equipo es de $10,000 $10 000 (calentador solar + termosifón) – Periodo de amortización del equipo: 2.5 Años – Vida útil del equipo: 20 Años – Ahorro total en la vida útil del equipo (descontando la inversión inicial): $71,500.00 j q p – Se dejarían de emitir a la atmósfera en la vida útil del equipo 22.3 ton de CO2


Vivienda de interés social Vivienda de interés social


Sector Industrial C tid Curtido y secado de cuero d d


Instalaciones en Hoteles


Balnearios


Hospitales Escuelas Hospitales, Escuelas


Consumo de Gas 128 Kg Kg. g. de g gas LP anualmente p por vivienda,, o 385..76 litros de gas LP anuales por vivienda 385

140

120

100 Kilogramos de Ga as LP

• •

80

60

40

20

0 Promedio Nacional

Promedio Rural Cocción

Agua caliente

Promedio Urbano


Regiones, bioclimas y ciudades REGIÓN CLIMATICA

1. Templada

REGIÓN BIOCLIMA

CIUDADES POR REGIÓN

1 Semifrío Semifrío-seco seco

Tulancingo y Zacatecas

2 Semifrío

Ciudad de México, Toluca, Puebla, Morelia, Tlaxcala y Pachuca

3 Semifrío-húmedo

Xalapa

4 Templado-seco

Aguascalientes, Durango, León, Oaxaca, Querétaro, Saltillo, San Luis Potosí y Tijuana

5 Templado p

Guadalajara, j , Guanajuato j y Chilpancingo

6 Templado-húmedo

Tepic y Cuernavaca

7 Cálido-seco

Monterrey, Culiacán, Gómez Palacio La Paz y Torreón Palacio,

8 Cálido secoextremoso

Mexicali, Hermosillo, Ciudad Obregón, Chihuahua y Ciudad Juárez

3.Trópico Seco

9 Cálido-semihúmedo

Mérida, Colima, Ciudad Victoria, Mazatlán y Tuxtla Gutiérrez

4. Trópico Húmedo

10 Cálido-húmedo

Acapulco, Madero-Tampico, Campeche, p , Cancún,, Cozumel,, Chetumal, Manzanillo, Tapachula, Veracruz y Villahermosa

2. Árida


Beneficios mensuales por vivienda Beneficios mensuales por vivienda

BENEFICIOS C OS MENSUALES SU S 2

Equipos Numero

CO evitado Ton

Gas ahorrado kg

Ahorro $

1

337153

0.05075

16.92

160

2

5112441

0.04975

16.58

160

3

932819

0.04975

16.58

160

4

1528257

0.0545

18.17

170

5

291445

0.0545

18.17

175

6

1157917

0.0595

19.83

190

7

1327225

0.056

18.67

180

8

241219

0.05025

16.92

160

9

824364

0.0545

18.17

175

REGION


Beneficios totales en el país Beneficios totales en el país

REGION

CO2 ev evitado ado Miles Ton

Gas ahorrado a o ado Miles kg

Ahorro Millones $

1

205

68,456

647

2

3,052

1,017,171

9,816

3

557

185,594

1,791

4

999

333 221 333,221

3 118 3,118

5

191

63,547

612

6

827

275,538

2,640

7

892

297,351

2,867

8

145

48,977

463

9

539

179,744 79,7

1,731 ,73

TOTAL

7,408

2,469,599

23,685


Resultados y experiencias


I Impacto t de d los l Programas: P G Gas LP Caso Promedio Nacional 400

350

300

Lit ros de Gas

250

200

150

100

50

0 LĂ­nea Base

Hipoteca Verde Cocinar

Hipoteca Verde 2 Calentar agua

Vivienda Sustentable 2009


Conclusiones Conclusiones • En México dada la disponibilidad del recurso solar en todo el territorio, en particular el calentamiento de agua es una de aplicaciones térmicas de la energía solar más rentables. • El uso de sistemas solares genera ahorros sustanciales de combustible, su operación y mantenimiento es simple, el tiempo de retorno de la inversión es atractivo y contribuye a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. •

EEn México Mé i existen it empresas con amplia li experiencia i i en ell diseño, di ñ fabricación, comercialización e instalación de sistemas térmicos solares.

La asociatividad empresarial en redes de conocimiento es clave para aumentar la competitividad del sector


Programas de calentadores solares Programas de calentadores solares •

INVI Instituto de la Vivienda del D.F. ‐ Norma Ambiental del Gobierno del D.F.

PROCALSOL : CONUEE‐ANES‐INFONAVIT‐CONAVI‐GTZ

FIRCO (SECTOR AGROPECUARIO) ( )

FIDE ( SUSTITUCIÓN DE CALENTADORES ELÉCTRICOS DE AGUA)

PRODICASOL (GUANAJUATO) PRODICASOL (GUANAJUATO)

COVEG (Comisión de Vivienda del Estado de Guanajuato), paquete ecológico por $16 585.00.

Hipotecas Verdes del INFONAVIT

CONAVI ( SUBSIDIOS PARA CASAS SUSTENTABLES) CONAVI ( SUBSIDIOS PARA CASAS SUSTENTABLES)

Fondo Plata del Gobierno de Zacatecas

FONDOS ESPECIALES EN VARIOS MUNICIPIOS DEL PAÍS


Costo del regaderazo en MĂŠxico $3.00 Gas LP

$2.50

Gas Natural

$2.00 $1 50 $1.50 $1.00 $0.50 $0.00

19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05

Pesos po or baĂąo

S l Solar


P t i l de Potencial d las l Energías E í Renovables: R bl Mundo M d Radiación Solar en la Superficie de la Tierra/año 152,424 , x 1013 kWh

Hidráulica 4.6 x 1013 kWh Biomasa 152.4 x 1013 kWh Mareas 762.1 x 1013 kWh Eólica 3,084.4 x 1013 kWh

Consumo mundial C di l de d Energía en 1995 9.5 x 1013 kWh

Fuente: Ing. Preben Maegaard, Presidente de la Asociación Mundial de Energía Eólica (WWEA) y Vicepresidente de EUROSOLAR, Varadero Cuba, 25 mayo 2005


GRACIAS damg@pumas.ii.unam.mx


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