Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL AVELLANEDA ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERIA AMBIENTAL TRABAJO INTEGRADOR FINAL SOLUCIONES ENERGÉTICAS PARA DISMINUIR LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE Y EL CAMBIO CLIMÁTICO AUTOR: JORGE ESTEBAN BERGAMO DIRECTOR: NICOLAS MAZZEO 2016 II ÍNDICE ÍNDICE DE FIGURAS .............................................................................................................. IV ÍNDICE DE GRÁFICOS ............................................................................................................ V ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................................ VI LISTADO DE ABREVIATURAS ............................................................................................. VIII RESUMEN ............................................................................................................................... IX ABSTRACT ............................................................................................................................. IX CAPÍTULO I ............................................................................................................................... 1 I. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 1 I.1. Cronología de Procesos de las Conferencias de las Partes Sobre el Cambio Climático ... 2 I.2. Acuerdos Sobre la CMNUCC y el Protocolo de Kyoto ...................................................... 5 I.3. Breves Nociones Sobre Los Elementos y Factores del Clima .......................................... 9 I.4. Sobre las Energías Renovables ..................................................................................... 13 I.5. Sobre las Emisiones Gaseosas ...................................................................................... 14 I.6. Objetivo del Trabajo ....................................................................................................... 14 CAPÍTULO II ............................................................................................................................ 16 II. BREVES RESEÑA HISTÓRICA DE ENERGÍAS RENOVABLES EN ARGENTINA ........ 16 II.1 Breve Descripción de las Fuentes de Energías Renovables ........................................... 17 II.1.1. Energía Hidráulica .................................................................................................. 17 II.1.2. Energía Solar Fotovoltaica ...................................................................................... 18 II.1.3. Energía Solar Térmica ............................................................................................ 21 II.1.4. Energía Eólica ........................................................................................................ 21 II.1.5. Energía de la Biomasa ............................................................................................ 23 II.1.6. Energía Geotérmica ................................................................................................ 24 II.1.7. Energía Mareomotriz .............................................................................................. 26 II.2. Evolución de las Energías Renovables en la RA ........................................................... 28 II.2.1. Capacidad Instalada y Generación de Energía en la Actualidad ............................. 30 II.3. Centrales de Generación Renovables en la Actualidad ................................................. 30 II.3.1. Centrales Térmicas a Biomasa ............................................................................... 31 II.3.2. Centrales Térmicas a Biogás .................................................................................. 32 II.3.3. Pequeños Aprovechamientos Hidroeléctricos ......................................................... 34 II.3.4. Parques Eólicos ...................................................................................................... 36 II.3.5. Parques Solares Fotovoltaicos ................................................................................ 39 II.3.6. Futuros Proyectos de Generación de Energía ........................................................ 40 III II.3.6.1. Geotermia ............................................................................................................ 40 II.3.6.2. Eólica ................................................................................................................... 40 CAPÍTULO III ........................................................................................................................... 41 III. TENDENCIAS CLIMÁTICAS GLOBAL Y EN LA RA ....................................................... 41 III.1. Tendencias Observadas e Impactos del Cambio Climático Global ............................... 41 III.2. Evaluación de los Extremos Climáticos en la RA .......................................................... 46 III.3. Proyección para el Clima del Siglo XXI ........................................................................ 50 III.4. Conclusiones del Cambio Climático de la RA ............................................................... 52 CAPÍTULO IV .......................................................................................................................... 54 IV. EVALUACIÓN DE LA MATRIZ ENERGÉTICA ACTUAL ................................................ 54 IV.1. Generación Bruta Nacional .......................................................................................... 54 IV.2. Tipo de Generación...................................................................................................... 58 CAPÍTULO V ........................................................................................................................... 62 V. INVENTARIO DE EMISION DE GEI ............................................................................... 62 V.1. Análisis del Inventario Nacional de GEI del Año 2000 ................................................... 62 V.2. Principales Fuentes de Emisiones de GEI .................................................................... 67 V.3. Análisis actual de INGEI 2015 al CMNUCC - Energía ................................................... 68 V.4. Comparación sobre la Composición de Oferta Total Primaria de Energía ..................... 70 CAPÍTULO VI .......................................................................................................................... 72 VI. MEDIDAS MITIGATORIAS PARA LA REDUCCIÓN DE GEI .......................................... 72 VI.1. Proyección de Reducción de GEI Para los Próximos Años. ......................................... 73 VI.2. Evaluación del Sector Energético Para los Próximos Años .......................................... 75 VI.3. Medidas Adoptadas por la RA ...................................................................................... 78 VI.3.1. Alguna de las Principales Medidas, Acciones e Instrumentos para Disminuir los Impactos del Cambio Climático ......................................................................................... 79 VI.3.2. Estrategias y/o Planes sobre el Cambio Climático ................................................. 79 VI.3.2. Medidas de Adaptación por Sectores Prioritarios .................................................. 80 VI.3.3. Medidas de Mitigación por Sectores Prioritarios .................................................... 82 VI.4. Algunas Soluciones Energéticas .................................................................................. 83 VI.4.1. Energía del Hidrógeno ........................................................................................... 84 VI.4.2. Energía del Nuclearpor fusión .............................................................................. 85 CAPÍTULO VII ......................................................................................................................... 87 VII. CONCLUSIÓN ................................................................................................................ 87 GLOSARIO .............................................................................................................................. 88 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 91 IV ÍNDICE DE FIGURAS Fig. I. 1. Esquematización del Balance de radiación solar. ...................................................... 12 Fig. II. 1. Corte axial de una represa hidráulica. ....................................................................... 17 Fig. II. 2. Esquema del efecto fotoeléctrico. ............................................................................. 19 Fig. II. 3. Instalación de colectores solares. ............................................................................. 20 Fig. II. 4. Grupo de generadores eólicos. ................................................................................. 22 Fig. II. 5. Imagen demostrativa de las distintas fuentes de materia prima. ............................... 23 Fig. II. 6. Esquema de funcionamiento de energía geotérmica. ................................................ 25 Fig. II. 7. Diferentes sistemas de generación undimotriz. ......................................................... 27 Fig. II. 8. Vista aérea central mareomotriz sobre el río Rance, Francia. .................................. 27 Fig. II. 9. Central Ingenio Santa Bárbara, Río Chico, Provincia de Tucumán. .......................... 32 Fig. II. 10. Ingenio Tabacal, El Tabacal, Departamento de Oran, Provincia de Salta. .............. 32 Fig. II. 11. Norte III A, José León Suarez, Municipalidad de San Martín, Provincia de Buenos Aires. ....................................................................................................................................... 33 Fig. II. 12. Norte III C, San Miguel, Municipalidad de San Miguel Provincia de Bs As. ............. 34 Fig. II. 13. Central La Lujanita, Luján de Cuyo, Provincia de Mendoza. ................................... 35 Fig. II. 14. Central Luján de Cuyo, Luján de Cuyo, Provincia de Mendoza. .............................. 35 Fig. II. 15. Central Salto Andersen, Río Colorado, Provincia de Río Negro. ............................. 36 Fig. II. 16. Central Arauco I, Valle de la Puerta de Arauco, Provincia de La Rioja. ................... 36 Fig. II. 17. Central Diadema, Escalante, Provincia de Chubut. ................................................. 37 Fig. II. 18. Central El Tordillo, Escalante, Provincia de Chubut. ............................................... 37 Fig. II. 19. Eos Necochea, Necochea, Provincia de Buenos Aires. ........................................... 38 Fig. II. 20. Central Loma Blanca IV, Trelew, Provincia de Chubut. ........................................... 38 Fig. II. 21. Central Rawson I y II, Rawson, Provincia de Chubut. ............................................. 39 Fig. II. 22. Central Cañada Honda I y II, Sarmiento, Provincia de San Juan. ............................ 39 Fig. II. 23. Central Chimbera I, 25 de Mayo, Provincia de san Juan. ........................................ 40 Fig. II. 24. Central San Juan I, Ullum, Provincia de San Juan. ................................................. 40 Fig. III. 1. Comparación de la variación de la T° global, en distintos períodos. ......................... 42 Fig. III. 2. Variaciones de los estados físicos y biológicos a nivel global. ................................. 45 Fig. III. 3. Cambios en las precipitaciones en la RA entre 1960-2010. ..................................... 46 Fig. III. 4. Variación de T° en la RA entre 1960-2010. .............................................................. 47 V Fig. III. 5. Tendencias días con heladas en la RA entre 1970-2000. ........................................ 48 Fig. III. 6. Tendencias de días secos en la RA entre 1970 - 2000. ........................................... 48 Fig. III. 7. Tendencias días húmedos en la RA entre 1970-2000. ............................................. 49 Fig. III. 8. Tendencias noches cálidas en la RA entre 1970-2000. ............................................ 50 Fig. III. 9. Escenarios de T° A y B, para futuro cercano y lejano respectivamente, usando dos modelos. .................................................................................................................................. 51 Fig. III. 10. Escenarios de precipitación A y B, para futuro cercano y lejano, respectivamente, usando dos modelos. ............................................................................................................... 52 Fig. IV. 1. Tipos de generación de energía en la RA. ............................................................... 59 Fig. IV. 2. Distribución de la potencia instalada por tecnología utilizada .................................. 61 ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico I. 1. Medición de CO2 atmosférico ............................................................................... 13 Grafico II. 1. Evolución de la generación anual por tipo ........................................................... 28 Grafico II. 2. Comportamiento de la evolución del consumo energético en la RA ..................... 29 Grafico II. 3. Distribución de las energías en la RA. ................................................................. 30 Grafico II. 4. Capacidad Instalada en la RA año 2016. ............................................................. 30 Gráfico III. 1. Promedio de variación de la T° en los últimos tres decenios. ............................. 41 Gráfico III. 2. Cambio en el contenido calorífico medio global de las capas superiores del océano ..................................................................................................................................... 42 Gráfico III. 3. Variación del pH y CO2 en el océano superficial ................................................ 43 Gráfico III. 4. Cambio en el nivel medio global del mar. ........................................................... 43 Gráfico III. 5. Extensión del hielo marino en verano en el Ártico. ............................................. 44 Gráfico III. 6. Cantidad de eventos en inundaciones y ciclones por año. .................................. 46 Gráfico IV. 1. Generación total bruta de energía en la RA........................................................ 55 Gráfico IV. 2 Generación Bruta Anual ...................................................................................... 55 Gráfico IV. 3. Distribución por tipo de generación. .................................................................. 56 Gráfico IV. 4. Generación Bruta Térmica. ................................................................................ 56 Gráfico IV. 5. Porcentaje de generación bruta térmica anual. .................................................. 57 VI Gráfico IV. 6. Demanda energética de los últimos 10 años. ..................................................... 57 Gráfico IV. 7. Variación del PBI respecto al crecimiento energético ......................................... 58 Gráfico IV. 8. Distribución de la generación eléctrica por tipo. ................................................. 60 Gráfico IV. 9. Evolución de la potencia instalada por tipo de generación ................................. 60 Gráfico IV. 10. Distribución del uso de energía ........................................................................ 61 Gráfico IV. 11. Distribuciónpor tipo de tecnología ................................................................... 61 Gráfico V. 1. Demandas de energía por consumo en kTep ...................................................... 62 Gráfico V. 2. Oferta interna de energía en kTep....................................................................... 63 Gráfico V. 3. Distribución de la generación de CO2. ................................................................. 64 Gráfico V. 4. Evolución de las emisiones sectoriales de GEI, en GgCO2eq. ........................... 65 Gráfico V. 5. Evolución del aporte de cada sector al total de emisiones de GEI (1990-2010) en la RA. ....................................................................................................................................... 66 Gráfico V. 6. Evolución de las emisiones de GEI, por gas, en Gg de CO2 eq. .......................... 66 Gráfico V. 7. Distribución de Emisión en GgCO2 ...................................................................... 70 Gráfico V. 8. Distribución de Emisión en GgCO2 ...................................................................... 70 Gráfico V. 9. Distribución por tipo de combustible 2012 ........................................................... 71 Gráfico V. 10. Distribución por tipo de combustible 2010 ......................................................... 71 Gráfico VI. 1. Distribución de los GEI según sus usos en Gg CO2 eq. ................................... 73 Gráfico VI. 2. Crecimiento anual de GEI. ................................................................................ 74 Gráfico VI. 3. Crecimiento anual actual vs. Crecimiento anual proyectado al 2030. ................ 75 Gráfico VI. 4. Evolución de la demanda anual de energía. ...................................................... 76 ÍNDICE DE TABLAS Tabla I. 1. Cronologías sobre las Conferencias de las Partes .................................................... 2 Tabla I. 2. Países miembros ...................................................................................................... 5 Tabla II. 1. Evolución del consumo energético por tipo de generación. .................................... 29 Tabla II. 2. Descripción de la Potencia instalada de la Central Ingenio Santa Bárbara. ........... 31 Tabla II. 3. Descripción de la Potencia instalada de la Central Ingenio Tabacal. ...................... 32 Tabla II. 4. Descripción de la Potencia instalada de la Central San Martín Norte III A. ............. 33 VII Tabla II. 5. Descripción de la Potencia instalada de la Central San Martín Norte III C. ............. 33 Tabla II. 6. Descripción de la Potencia instalada de la Central La Lujanita. .............................. 34 Tabla II. 7. Descripción de la Potencia instalada de la Central Lujan de Cuyo. ........................ 35 Tabla II. 8. Descripción de la Potencia instalada de la Central Salto Andersen. ...................... 35 Tabla II. 9. Descripción de la Potencia instalada de la Central Arauco I. ................................. 36 Tabla II. 10. Descripción de la Potencia instalada de la Central Diadema. ............................... 37 Tabla II. 11. Descripción de la Potencia instalada de la Central El Tordillo. ............................. 37 Tabla II. 12. Descripción de la Potencia instalada de la Central Eos Necochea. ...................... 38 Tabla II. 13. Descripción de la Potencia instalada de la Central Loma Blanca IV. .................... 38 Tabla II. 14. Descripción de la Potencia instalada de la Central Rawson I y II. ........................ 39 Tabla II. 15. Descripción de la Potencia instalada de la Central Cañada de Honda I y II - La chimbera .................................................................................................................................. 39 Tabla II. 16. Descripción de la Potencia instalada de la Central San Juan I. ............................ 40 Tabla V. 1. Comparación del PCG en Ggeq. CO2 de los distintos GEI ..................................... 63 Tabla V. 2. Emisiones de GEI 2010 en Gg de CO2 eq., por gas y por sector........................... 64 Tabla V. 3. Distribución de generación de otros GEI. ............................................................... 65 Tabla V. 4. Principales categorías por fuente de emisión. ........................................................ 67 Tabla V. 5. Emisiones en GgCO2eq año 2012 ......................................................................... 69 Tabla V. 6. Emisiones en GgCO2eq año 2010 ......................................................................... 69 Tabla VI. 1. Proyección de la demanda máxima de potencia. .................................................. 76 Tabla VI. 2. Potencia instalada por región y por tipo. ............................................................... 77 Tabla VI. 3. Planificación de las futuras incorporaciones al SADI............................................. 77 Tabla VI. 4. Porcentaje de Inversión vs Capacidad Instalada de las futuras incorporaciones al SADI. ....................................................................................................................................... 78 VIII LISTADO DE ABREVIATURAS art. artículo BEN Balance Energético Nacional BORA Boletín Oficial de la República Argentina BUR Biennal Update Reports CIN Comité Intergubernamental de Negocios CMNUSCC Convención Marco de las Naciones Unidas Sobre el Cambio Climático CNUDB Convención de las Naciones Unidas sobre la Diversidad Biológica CNULD Convención de las Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación COP Conferencia de las Partes ESRL Earth System Research Laboratory GEI Gases de efecto invernadero GgCO2eq Gigagramo de dióxido de carbono equivalente GTE-LP Grupo de Trabajo Especial a Largo Plazo GTE-PK Grupo de Trabajo Especial del Protocolo de Kyoto INGEI Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change kTpe Kilo toneladas de petróleo equivalente MOP Meetings of the Parties NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration OMM Organización Meteorológica Mundial ONU Organización de las Naciones Unidas PBI Producto Interno Bruto PCG Potencial de calentamiento global PK Protocolo de Kyoto PNUMA Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente PUND Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo ppm Partes por Millón RA República Argentina RAE Real Academia Española REDD Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation RP Reunión de las Partes SEN Secretaría de Energía de la Nación TCN Tercera Comunicación Nacional IX RESUMEN Mediciones recientes indican un record en la medición de concentración global de CO2 atmosférico que superó los 440ppm. Para reducir las emisiones de CO2 y demás gases de efecto invernadero, existen diversos acuerdos y tratados, entre ellos el Protocolo de Kyoto, como el más importante, donde se incentiva el uso de fuentes de Energías Renovables, Mecanismos de Desarrollo Limpio, etc. La República Argentina ha elaborado mecanismos políticos para promover el uso de energías renovables con la Ley 25.019, modificado por Ley 26.190, donde se incentiva a lograr una contribución para el 31 de diciembre del 2017, alcanzando un 8% de estas energías en su matriz energética. Esta Ley fue luego reemplazada por la 27.191 donde se estira hasta el 31 de diciembre del 2025 proponiendo alcanzar un 20% del consumo energético. Las inversiones no se hicieron esperar y si bien queda mucho por alcanzar la nueva tendencia en el mercado energético de la República Argentina es la puesta a futuro en poner en marcha este plan, por ejemplo, el proyecto del parque eólico en Bahía Blanca. ABSTRACT Recent measurements indicate a record in theglobal measuring of atmospheric CO2 concentration that exceeded 440ppm. To reduce CO2 emissions and other greenhouse gases, there are various agreements and treaties, including the Kyoto Protocol, as the most important, those encourage the use of Renewable Energys, Clean Development Mechanisms, etc. Argentina has developed political mechanisms to promote the use of renewable energy with Law 25,019, modified by Law 26,190, which promote achieving a contribution for December 31, 2017, reaching 8% of these energies in its energy matrix. Later, this law was replaced by the Law 27,191, which extends the term until December 31 2025, and aims to reach 20% of the energy consumption. Although much remains to be done, the new trend in the energy market in Argentina is putting the future in implementing this plan, for example, the wind farm project in Bahia Blanca. 1 CAPÍTULO I I. INTRODUCCIÓN Las observaciones de algunos científicos de todo el mundo, centró la atención en posibles variaciones meteorológicas, cuando comenzaron a avistar problemas de acuerdo a las elevaciones en los parámetros atmosféricos, como por ejemplo, los extremos de temperatura, variaciones en el nivel del mar, lluvias en períodos no habituales y cada vez más intensas, el deshielo de glaciares y en los polos, la migración de pájaro en épocas no habituales, en fin, una gran variedad de cambios en los indicadores en los ecosistemas e indicadores climáticos, que a lo largo del tiempo irían aumentando, dejando evidencia como si de profecía se tratara. Se sucintaron luego varios estudios donde la problemática tenía nombre y apellido “Cambio Climático”. Estos, comenzaron una serie de debates a la que concluyeron que este cambio era producto de las emanaciones gaseosas de las industrias que utilizan como fuente de energía, combustibles denominados fósiles. A raíz de estas observaciones, que han surgidos a mediados del siglo pasado, han encendido la alarma mundial para comenzar a debatir sobre los daños que las emisiones gaseosas provocan al medio ambiente. Y por lo tanto, no fue sino en 1972, que surgieron las primeras reuniones y dieron a lugar a la convención de Estocolmo denominada “Cumbre de la Tierra”. “La reunión de Estocolmo representó la ocasión de hacer un primer balance de los efectos de la actividad humana en el medio ambiente mundial (…)”. (Handl, 2012). Además, menciona Handl, “el propósito primordial sería constituir un medio práctico de fomentar (…) y proporcionar directrices para (…) proteger y mejorar el medio humano y (…) corregir e impedir el menoscabo de dicho medio (…)” (resolución 2581 (XXIV) de la Asamblea General)”. Y es aquí que comienza la lucha a nivel mundial sobre la problemática que pudiera surgir los efectos del cambio climático1. A raíz de esta problemática, las organizaciones gubernamentales comenzaron a tratar este tema con bastante preocupación en el marco de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), creando la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), o United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCC), creada en 1990. Esta convención “(…) fija el objetivo de estabilizar las emisiones de gases de efecto invernadero «a un nivel que impida interferencia antropógenas peligrosas en el sistema climático»”. Además, se acuerdan entre los países miembros establecer programas para detener el cambio climático. Tal es así que se acuerda establecer los denominados países del Anexo I y II, y países no anexados. Los países del Anexo I, son los que contribuyen en mayor proporción de gases de efecto invernadero (GEI), debido a la imponente industrialización de estos. Para ello, la convención adopta medidas de reducción de GEI, de acuerdo al denominado Protocolo de Kyoto. 1 Texto sobre el acuerdo internacional de la Declaración de la Conferencia de las Naciones Unidas Sobre el Medio Ambiente Humano, promulgado por la ONU en Estocolmo 5 al 16 de junio de 1972. 2 Años de negociaciones le siguen a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. Hasta alcanzar un objetivo en el 2015, el acuerdo de París, en hacer vinculante las decisiones de reducir los gases de efecto invernadero. Pero, claro, esto todavía no es nada fácil. A este acuerdo le queda que 55 países que producen el 55% de las emisiones globales ratifiquen el pacto, recién ahí se habrá alcanzado el requisito para que entre en vigor. La más importante herramienta con la que cuenta por ahora el mundo, son las energías renovables. Con ellas, es posible disminuir los GEI, tal como describe la Conferencia de las Partes (COP 3), en el Protocolo de Kyoto. En base a eso, la República Argentina viene dejando huellas de inversiones venideras para enfrentar el cambio, como una de las partes que el mundo necesita. Falta claro, mucho por recorrer, y avanzar en otras formas de energía es también avanzar como así también crecer. I.1. Cronología de Procesos de las Conferencias de las Partes Sobre el Cambio Climático En este breve acápite, se muestra en la siguiente tabla como fueron sucediéndose las distintas reuniones sobre las discusiones para tratar la problemática del cambio climático y una breve reseña de las conclusiones sobre esas reuniones. Tabla I. 1. Cronologías sobre las Conferencias de las Partes El proceso climático2 1979 Se celebra la primera Conferencia Mundial sobre el Clima. 1988 Se establece el Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC). 1990 Se publica el primer informe de evaluación del IPCC. El IPCC y la segunda Conferencia Mundial sobre el Clima solicitan un tratado mundial sobre el cambio climático. Comienzan las negociaciones de la Asamblea General de las Naciones Unidas en torno a una Convención Marco. 1991 Se celebra la primera reunión del Comité Intergubernamental de Negociación (CIN). 1992 El Comité Intergubernamental de Negociación (CIN) adopta el texto de la Convención del Clima. En la Cumbre de la Tierra celebrada en Río, la Convención Marco sobre el Cambio Climático (CMNUCC) queda lista para la firma junto con el Convenio sobre la Diversidad Biológica (CNUDB) y la Convención de Lucha contra la Desertificación (CNULD). 1994 Entra en vigor la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). 1995 Se celebra la primera Conferencia de las Partes (COP 1) en Berlín. 2 Cronología obtenida de la CMNUCC de elaboración propia. www.unfccc.int; “Historia de la convención del Cambio Climático”. http://www.unfccc.int/ 3 1996 Se crea la Secretaría de la CMNUCC para respaldar las medidas adoptadas en el marco de la Convención. 1997 Se adopta oficialmente el Protocolo de Kyoto en la COP 3 en diciembre. 1998 Plan de acción de Buenos Aires. COP 4 2000 COP 6, La Haya. Fracasan las conversaciones sobre el plan de acción Buenos Aires de la COP 4. 2001 Se publica el tercer informe de evaluación del IPCC. Se adoptan los acuerdos de Bonn siguiendo el Plan de Acción de Buenos Aires de 1998 (COP 6). Se adoptan los Acuerdos de Marrakech en la COP 7, que detallan las reglas para poner en práctica el Protocolo de Kyoto. 2002 Nueva Dheli, COP 8. Se aprueba la Declaración de Dheli. Examen de los progresos realizados desde 1992 en la Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible. 2004 Se acuerda el Programa de trabajo de Buenos Aires sobre las medidas de adaptación y de respuesta en la COP 10. Buenos Aires. 2005 Entra en vigor del Protocolo de Kyoto, COP 11. La primera reunión de las Partes en el Protocolo de Kyoto (MOP 1, por sus siglas en inglés) se celebra en Montreal. De acuerdo con los requisitos del Protocolo de Kyoto, las Partes iniciaron las negociaciones en torno a la siguiente fase del mismo en el marco del Grupo de Trabajo Especial sobrelos nuevos compromisos de las Partes del anexo I con arreglo al Protocolo de Kyoto (GTE-PK). 2006 COP 12 y RP/MOP2. Se adopta el programa de trabajo de Nairobi. 2007 Se publica el cuarto informe de evaluación (AR 4) del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC). El público se sensibiliza sobre la ciencia del cambio climático. En la COP 13 las Partes acuerdan la Hoja de Ruta de Bali, que marca el camino hacia una situación mejorada después de 2012 a través de dos corrientes de trabajo: el Grupo de Trabajo Especial sobre los nuevos compromisos con arreglo al Protocolo de Kyoto (GTE-PK) y otro grupo creado en el marco de la Convención, el Grupo de Trabajo Especial sobre la Cooperación a Largo Plazo (GTE-CLP). 2009 Se inicia la redacción del Acuerdo de Copenhague en la COP 15, celebrada en Dinamarca. La Conferencia de las Partes «toma nota» del mismo y posteriormente los países presentan promesas no vinculantes de reducción de las emisiones o promesas de medidas de mitigación. 2010 Se redactan los Acuerdos de Cancún que son ampliamente aceptados por la CP en la COP 16. En dichos acuerdos los países formalizaron las promesas que habían hecho en Copenhague. 2011 Décimo séptima Conferencia de las Partes (COP 17), donde se formula y acepta la plataforma de Durban, Sudáfrica, para una acción reforzada. En Durban, los gobiernos reconocieron claramente la necesidad de crear el concepto de un nuevo acuerdo, universal y legal para hacer frente al cambio climático después de 2020, en el que todos desempeñaran su papel lo mejor posible y podrán cosechar juntos los beneficios del éxito. 4 2012 Décimo octava Conferencia de las Partes (COP 18) en Doha, Catar. Las Conferencia de las Partes en calidad de reunión de las Partes en el Protocolo de Kyoto (COP/RP) adopta la enmienda Doha al protocolo en la RP8. La enmienda incluye: nuevos compromisos de las Partes del anexo I en el Protocolo de Kyoto que acordaron asumir compromisos en el segundo período de compromiso, del 1 de enero de 2013 al 31 de diciembre de 2020; una lista revisada de GEI, de la que informarán las Partes en el segundo período de compromiso; y enmienda a varios artículos del Protocolo de Kyoto que se refiere al primer período de compromiso y que deben actualizarse para el segundo. 2013 Entre las decisiones cruciales adoptadas en la COP19/RP9 se incluyen decisiones encaminadas a impulsar la Plataforma Durban, el Fondo Verde para el Clima y la financiación a largo plazo, el Marco de Varsovia para la REDD-plus y el Mecanismo Internacional de Varsovia para las pérdidas y los daños relacionados con las repercusiones del cambio climático. Más información sobre los resultados de Varsovia. 2014 En Lima, Perú, se desarrolla la COP 20. El principal objetivo era consolidar un acuerdo definitivo para sustituir el Protocolo de Kyoto, además la conclusión de mecanismos de los fondos para enfrentar el cambio climático y el compromiso de cada país para la reducción de GEI. 2015 La COP 21 celebrada en París, logra por primera vez en la historia un acuerdo universal sobre los métodos para reducir el cambio climático (Acuerdo de París). Fue aprobado por casi todos los estados y que se convertirá jurídicamente en vinculante si por lo menos 55 países que representa el 55% de las emisiones globales de GEI se adhiere a ella a través de la firma seguida de su ratificación, aceptación, aprobación o adhesión. Otras cronologías3 • 1827. Jean-Baptiste Fourier, francés, fue la primera persona en utilizar la analogía de la atmósfera como un invernadero para explicar la temperatura del planeta. • 1863. John Tyndal, físico inglés, reconoció el poder del dióxido de carbono (CO2) para el cambio del clima en la Tierra. • 1896. Svante Arrhenius, científico sueco, propuso que la quema de los combustibles fósiles produce el calentamiento global debido al efecto invernadero. • 1961. Se probó que la concentración de CO2 en la atmósfera estaba aumentando. • 1979. Se presentó el Informe Charney sobre cambio climático al presidente Carter (1977-1981) de los Estados Unidos, en el cual se diagnostican el fenómeno y su gravedad – diagnóstico muy semejante al que conocemos actualmente –, y se recomienda tomar medidas para enfrentarlo. Tras la derrota de Carter en las elecciones de noviembre 1980, el problema no fue tomado en cuenta durante las administraciones del presidente Ronald Reagan (1981-1985; 1985-1989). 3 Extracto cronológico reproducido de la autora Alejandra de Vengoechea “Las cumbres de las naciones unidas sobre el cambio climático”. Ver Bibliografía adjunta. 5 • 1985. La primera conferencia internacional sobre el efecto invernadero tuvo lugar en Austria, después de años de aumentos significativos en la temperatura global. • 1998. El año más caliente en la década más caliente del siglo más caliente del milenio. I.2. Acuerdos Sobre la CMNUCC y el Protocolo de Kyoto En el siguiente cuadro se muestran los países que han ratificado, aceptado, o aprobado o se ha adherido, a la CMNUCC y/o Protocolo de Kyoto, y la condición dentro del protocolo de Kyoto. Tabla I. 2. Países miembros Países CMNUCC PK A. I A. I PET A. II A. B Afganistán x Albania x x Alemania x x • • ▲ Arabia Saudita x x Argelia x x Andorra Angola x x Antigua y Barbuda x x Argentina x x Armenia x x Australia x • • ▲ Austria x x • • ▲ Azerbaiyán x x Bahamas x x Bahrein x x Bangladesh x x Barbados x x Belarús x x ■ Bélgica x x • • ▲ Belice x x Benin x x Bhután x x Bolivia x x Bosnia y Herzegovina x x Botswana x x Brazil x x Brunei Darussalam x Bulgaria x x ■ ▲ Burkina Faso x x Burundi x x Cabo Verde x x Cambodya x x Camerún x x Canadá x x • • ▲ Chad x Chile x x 6 China x x Chipre x x Colombia x x Comoras x Congo x x Costa Rica x x Côte d’Ivoire x x Croacia x x ■ ▲ Cuba x x Dinamarca x x • • ▲ Djibouti x x Dominica x x Ecuador x x Egipto x x Emiratos Árabes Unidos x x El Salvador x x Eritrea x x Eslovaquia x x ■ Eslovenia x x ■ ▲ España x x • • ▲ Estados Unidos de América x • • ▲ Estonia x x ■ ▲ Etiopía x x Ex República Yugoslava de Macedonia x x Federación de Rusia x x ■ ▲ Fiji x x Filipinas x x Finlandia x x • • ▲ Francia x x • • ▲ Gabón x x Gambia x x Georgia x x Ghana x x Granada x x Grecia x x • • ▲ Guatemala x x Guinea x x Guinea-Bissau x x Guinea Ecuatorial x x Guyana x x Haití x x Honduras x x Hungría x x ■ India x x Indonesia x x Iran (República Islámica del) x x Iraq Irlanda x x • • ▲ Islandia x x • • ▲ Islas Cook x x Islas Marshall x x Islas Salomón x x 7 Israel x x Italia x x • • ▲ Jamahiriya Árabe Libia x x Jamaica x x Japón x x • • ▲ Jordania x x Kazajstán x Kenya x x Kiribati x x Kirguistán x x Kuwait x x Lesotho x x Letonia x x ■ ▲ Líbano x x Liberia x x Liechtenstein x x • ▲ Lithuania x x ■ ▲ Luxemburgo x x • • ▲ Madagascar x x Malawi x x Malasia x x Maldivas x x Malí x x Malta x x Marruecos xx Mauritania x x Mauricio x x México x x Micronesia (Estados Federados de) x x Mónaco x x • • ▲ Mongolia x x Montenegro x x Mozambique x x Myanmar x x Namibia x x Nauru x x Nepal x x Nueva Zelandia x x • • ▲ Nicaragua x x Níger x x Nigeria x x Niue x x Noruega x x • • ▲ Omán x x Países Bajos x x • • ▲ Pakistán x x Palau x x Panamá x x Papua Nueva Guinea x x Paraguay x x Perú x x Polania x x • • ▲ 8 Portugal x x • • ▲ Qatar x x Reino Unido de Gran Bretaña e Irlanda del Norte x x • • ▲ República Árabe Siria x x República Centroafricana x República Checa x x ■ ▲ República de Corea x x República Democrática de Corea x x República Democrática del Congo x x República Democrática Popular Lao x x República de Moldova x x República Dominicana x x República Unida de Tanzanía x x Rumania x x ■ ▲ Rwanda x x Saint Kitts y Nevis x Samoa x x Santa Lucia x x San Vicente y Las Granadinas x x San Marino x Santa Sede Santo Tomé y Príncipe x Senegal x x Serbia x x Seychelles x x Sierra Leona x x Singapur x x Somalia Sri Lanka x x Sudáfrica x x Sudán x x Suecia x x • • ▲ Suiza x x • • ▲ Suriname x x Swazilandia x x Thailandia x x Tayikistán x Timor-Leste x Togo x x Tonga x Trinidad y Tabago x x Túnez x x Turquía x • Turkmenistán x x Tuvalu x x ▲ Ucrania x x ■ Uganda x x Uruguay x x Uzbekistán x x Vanuatu x x Venezuela x x Viet Nam x x 9 Yemen x x Zambia x x Zimbabwe x x Comunidad Europea x x • • ▲ x Países que han ratificado, aceptado, aprobado o adherido a la CMNUCC x Países que han ratificado, aceptado, aprobado o adherido al Protocolo de Kyoto • Países del Anexo I ■ Países en Economía de Transición • Países del Anexo II ▲ Países del Anexo B I.3. Breves Nociones Sobre Los Elementos y Factores del Clima Antes de adentrarnos a la problemática expuesta a nivel global y en particular a nivel regional, repasaremos algunas de las definiciones del clima. Una de las maneras de definir el clima diremos según la Real Academia Española (RAE), “es un conjunto de factores atmosféricos que caracteriza una región”. Siguiendo otras definiciones, podremos decir que el clima “es el conjunto de los fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio de la atmósfera en un determinado lugar de la superficie terrestre” (De Fina y Ravelo, 1975). De acuerdo a la Organización Meteorológica Mundial (OMM), el clima se puede definir como “el valor medio de las variables meteorológicas durante un período determinado (…)” y, “este período está prefijado en 30 años” (Casas y Alarcón, 1999). Según la CMNUCC de 1992 en su artículo 1, el cambio climático se defino como “(…) se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables”. Desde la climatología, ciencia que estudia los fenómenos climáticos, definen ciertos elementos y factores que pueden producir un cambio climático: Elementos: conjunto de variables físicas mediante las cuales se describe el estado actual o medio de la atmósfera (elementos del tiempo4 y/o del clima). Por ejemplo: temperatura, precipitación, humedad, presión atmosférica, radiación, viento, etc. Factores: son las causas o fenómenos de diversa naturaleza que actúan sobre los procesos atmosféricos modificando el comportamiento y la magnitud de los elementos. Estos se los clasifican en tres grandes grupos: astronómicos, geográficos y meteorológicos. 4 Se define el tiempo meteorológico o atmosférico, como el estado de la atmósfera en un determinado momento y lugar. En este trabajo, solo se dispondrá del concepto del clima y no del tiempo. 10 Factores astronómicos: Radiación solar Distancia entre la Tierra y el Sol Duración de la iluminación solar Factores geográficos: Latitud Altura sobre el nivel del mar Corrientes marinas Cadenas orográficas Factores meteorológicos: Presión atmosférica Viento Humedad Temperatura Cuando el conjunto de factores atmosféricos no se encuentran estables durante un largo período de tiempo, entonces nos encontramos dentro de lo que se denomina un cambio climático. Este cambio, podría atribuirse a las actividades antropogénicas5, quizás más que las actividades naturales como por ejemplo las emanaciones gaseosas de los volcanes. De hecho, es lo que en el común denominador de las personas creen de por sí, que la culpabilidad de la mano del hombre ha provocado un cambio en los parámetros normales del clima global. Pero algunos científicos son escépticos, y afirman que estos parámetros no son efectuados por la aventura del hombre, sino que se le atribuye a cambios cíclicos del sol o a ciclos normales de la tierra. De hecho, en el año 1941 el científico serbio Milutin Milankovitch6 (o Milankovic) postuló, en su teoría matemática del clima, que “los cambios en el reparto estacional de la insolación, debidos a factores astronómicos, son los responsables de la expansión y retirada de los grandes mantos glaciares del Pleistoceno”. Este y otros postulados, no fueron tomados con seriedad sino hasta entrados los años 80 del siglo pasado en que existían correlaciones entre las periodicidades hallados por Milankovitch. 5 Aquellas actividades que son productos de la actividad humana. 6 Milutin Milankovitch (1879-1958): Ingeniero Civil, Astrónomo, matemático y Geofísico serbio reconocido entre otros estudios por La teoría de las edades del hielo, que relaciona las variaciones de la órbita terrestre y los cambios de clima. 11 La condición climática global depende de factores tanto externos e internos como lo son por ejemplo, la radiación solar y el eje de rotación de la tierra, la rototraslación de la tierra alrededor del sol, la estructura de la superficie terrestre y la composición química (Castillo et al, 1999). Donde también señalan estos autores, que es difícil analizar en un hipotético cambio, determinar cuáles son las alteraciones al sistema, debido a los mecanismos de realimentación. Resumiendo podemos mencionar que las perturbaciones pueden ser: Externas dadas por: - Variaciones de Milankovitch7 - Actividad solar Internas dadas por: - Erupciones volcánicas - Desertización - Deforestación - Variaciones en el uso del suelo - Corrientes del niño - Aumento de GEI - Disminución del ozono estratosférico De todas estas perturbaciones, tanto externas e internas, en este trabajo se hará hincapié, en la recopilación de información de acuerdo a los estudios realizados por organismos oficiales de la República Argentina, empresas e instituciones colaboradoras de los estudios, con respecto a la emisiones gaseosas productos del balance energético del país (BEN) y la política ambiental para llevar a cabo la introducción de nuevas tecnologías como así también la preponderancia a un cambio en la matriz energética. De los factores externos, se sabe que del 99% de la actividad solar que ingresan al planeta a través de radiaciones,las longitud de ondas están comprendidas entre 0,2863 µm y 10 µm, siendo un 8% del ultravioleta como emisión de onda corta, 39% del espectro visible (0.4 µm - 0.7 µm) y un 53% de IR cercano, (>0.7 µm), aproximadamente (Barry and Chorley, 1998). El balance de radiaciones es entonces: • Rg = RD + Rd – Ra onda corta • RT y Rc onda larga • BRn (día) = RD + Rd – Ra + Rc - RT • BRn (noche)= Rc – RT 7 O Ciclos de Milankovitch, que se basan en los cambios en la órbita de la Tierra, la variación del eje terrestre y la precesión de los equinoccios (cambio lento y gradual en la orientación del eje de la tierra). 12 Por lo que RD es la radiación directa del sol, Rd radiación difusa provocado por el desvío de cuerpos en la atmósfera (nubes), Ra radiación producto del albedo (radiación de onda corta reflejada por la tierra). RT es la radiación terrestre y Rc la contra radiación ambas de onda larga y son las únicas que se producen de noche. Fig. I. 1. Esquematización del Balance de radiación solar. Fuente: Extraído de www.oni.escuelas.edu.ar. Consultado el 23 de marzo del 2016. Como se observa en el esquema anterior, un aumento en la concentración de GEI no permite que las radiaciones de onda larga, como la radiación terrestre, migre hacia el espacio, dado que estos gases revierten el sentido de las radiaciones transformándolas en Rc (contra radiación), y así aumentar la temperatura de la atmósfera. Como se ha observado entonces en el esquema anterior es posible que reduciendo los GEI, pueda reducirse la temperatura global media del planeta. Y teniendo en cuenta esto, en un informe realizado por la CMNUCC, “en el mes de marzo las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera batieron un nuevo record (…) a nivel mundial superaron de media las 440 partes por millón (ppm) por primera vez desde que se llevaron a cabo las mediciones (…)” de un estudio realizado por la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), observatorio de los Estados Unidos. En el gráfico siguiente se puede observar la distribución año a año del CO2. Podemos observar entonces el crecimiento en la concentración y la tendencia de las emisiones de CO2, tal como se refiere el siguiente gráfico I.1., como hacía mención el informe de la CMNUCC. http://www.oni.escuelas.edu.ar/ 13 Gráfico I. 1. Medición de CO2 atmosférico Fuente: NOAA/ESRL No obstante, bajo la problemática de las emisiones del CO2, otros también son los gases de efecto invernadero. En este trabajo se remitirá a la masa de equivalencia con el CO2 que comúnmente suele llamarse dióxido de carbono equivalente. La CMNUCC describe en el artículo 1, apartado 5 “(…) por gases de efecto invernadero se entiende aquellos componentes gaseosos de la atmósfera, tanto naturales como antropógenos, que absorben y reemiten radiación infrarroja.” Y estos gases identificados en el Protocolo de Kyoto, además del CO2, se muestran en la siguiente lista: Metano (CH4) Oxido Nitroso (N2O) Hidrofluorocarbonos (HFC) Perfluorocarbonos (PFC) Hexafluoruros de Azufre (SF6) I.4. Sobre las Energías Renovables Grandes avances se han obtenidos a través de incorporaciones de leyes para favorecer el crecimiento de energías renovables en la RA. Podemos mencionar así, la incorporación de la Ley Nacional 25.019 de incentivo a las fuentes de energías renovables en el año 1998, modificada luego por Ley Nacional 26.190 del año 2006, que promuevo el uso de fuentes renovables de energías para la producción de energía eléctrica. El artículo 2do de esta Ley, “(...) establece como objetivo del presente régimen lograr una contribución de las fuentes de energías renovables hasta alcanzar el ocho por ciento (8%) del consumo de energía eléctrica nacional, al 31 de diciembre del 2017”. En base a este objetivo y a la composición de la matriz energética actual, 14 este valor apenas alcanza el 2% del total. Es decir, que está muy lejos de cumplirse el valor propuesto por el alcance de dicha Ley. En vista a las perspectivas actuales, el régimen político actual, decidió contemplar una nueva Ley, la Ley 27.191 del 2015, donde se promulgó “(…) lograr una contribución de las fuentes renovables de energía hasta alcanzar el veinte por ciento (20%) del consumo de energía eléctrica nacional, al 31 de diciembre de 2025”. En vísperas de nuevas inversiones en el sector energético, se espera que para el próximo año, 2017, pueda concretarse un 6% de la matriz energética que sería un dato alentador para las próximas inversiones a cumplir y alcanzar las metas al 2025. I.5. Sobre las Emisiones Gaseosas Los esfuerzos del mundo globalizado para tratar el cambio climático, también tienen sus especulaciones entre las grandes potencias. De acuerdo a la CMNUCC para reducir las emisiones de GEI, el objetivo era reducir en una media de 5% las emisiones de los países del Anexo I, más China, India y Brasil, que figuran en el protocolo de Kyoto, con respecto a los niveles de emisión del año 1990. Esto recién entró en vigor en el año 2005, para ser cumplido entre los períodos 2008 a 2012. Este tratado ha fracasado, dado que ningún país del Anexo I más China, India y Brasil, ha cumplido con el mencionado tratado. Pero no todo fue catastrófico en materia diplomática, dado que el protocolo obliga a los países del Anexo I y No Anexo I, a que constituyan un cambio en la política ambiental de cada país para favorecer la sustitución de combustibles fósiles por energías renovables, y en este sentido hubo un gran avance en muchos países. Como se sabe, la Convención establece su objetivo principal en el art. 2, el cual consiste en la estabilización de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera a un nivel que impida interferencias antropogénicas peligrosas en el sistema climático. I.6. Objetivo del Trabajo El presente trabajo tiene como objetivo en principio estudiar las diferentes tecnologías disponibles en la actualidad de fuentes renovables de energías, cuáles son sus ventajas y desventajas, esquema de equipos, etc., en un mero repaso bibliográfico ya conocido sobre las utilidades de cada una de las tecnologías. El siguiente objetivo ha abordado sobre la temática de los extremos climáticos en la RA, cuáles son las variaciones climáticas en las distintas regiones, y en base a ello, mediante la información bibliográfica, cuáles podrían ser los posibles cambios a futuro. Por consiguiente, se recopila los datos del Balance Energético Nacional y en base a esto se lo relaciona con los Gases de Efecto Invernadero (GEI), respecto de la matriz energética actual, en base a la información de organismos oficiales. Como se reparte 15 las generaciones de energía de las distintos tipos de producción de las mismas en todo el territorio nacional. En base a estas informaciones obtenidas, se analizó las medidas mitigatorias a fin de obtener conclusiones sobre la modalidad de políticas ambientales adoptadas. Relacionar, por lo tanto, el crecimiento de emisiones de GEI respecto de crecimiento a nivel país con el Producto Bruto Interno (PBI), obtenido con datos oficiales de la Secretaría de Energía de la Nación, hoy Ministerio de Energía y Minería. Reflejar en materia de tecnologías de fuentes de energías renovables sobre incorporaciones a la matriz energética actual, de acuerdo a las que mejores se ajusten debido al análisis geográfico y conciliar una conclusión respecto. 16 CAPÍTULO II II. BREVES RESEÑA HISTÓRICA DE ENERGÍAS RENOVABLES EN ARGENTINA Evidentemente el informe Brundtland comenzó a surtir efecto en la República Argentina. El escrito por la Dra. Gro Harlem Brundtland, tiene cuatro puntos básicos, en donde uno de ellos hace mención particularmente a los cambios energéticos paradisminuir los efectos del cambio climático, la energía renovable. En Argentina, la energía renovable viene siendo aún, una materia escasa para una apuesta en desarrollo de acuerdo a la matriz energética por la cual se tiene en la actualidad. Pero el mundo de la política tiene bien en claro donde dirigirse, “Desde que se manifestó mundialmente la necesidad de desarrollar una política ambiental, se comenzó a considerar el desarrollo y la utilización de fuentes de energías renovables”, según el informe de la Secretaría de Energía de la Nación (SEN), 2004. El desarrollo de nuevas tecnologías ha sido un factor preponderante para la generación de energías, las denominadas energías limpias, y esto es en virtud a lo referente del protocolo de Kyoto. Las nuevas tecnologías a desarrollar en la RA, se incrementan en proporciones muy por debajo con respecto a los países industrializados, tal como se evidencia en los informes realizados por la Secretaría de Energía de la Nación y que se resume en un acápite sobre la matriz energética actual, en el presente escrito. Antes de incursionar sobre los distintos tipos de energías renovables, es conveniente realizar un repaso sobre las características de las mismas y cuál es la diferencia respecto a las demás formas de generación de energía. En principio, diremos que las energías renovables aportan transformaciones de energías utilizando recursos que sean capaces de autosustentarse ilimitadamente cualquiera sea la demanda. Es decir, que el recurso que se está utilizando para la transformación de energía no se acabaría. Por otra parte, las fuentes de energías convencionales, son aquellas que utilizan combustibles fósiles, y entiéndase por estos, a los combustibles que proceden de la biomasa producida por la transformación de restos orgánicos hace millones de años. La velocidad de consumo juega un papel importante entre las energías renovables y las convencionales. Cuando la velocidad en el consumo de materias primas es más rápida que la capacidad de autogenerarse, entonces estamos en presencia de un recurso no renovable. Si bien el tema de la provisión de energía para consumos industriales y para hogares, o sea todo el consumo global energético, es una de las grandes preocupaciones y de incertidumbres para las próximos décadas, es más importante hoy en día hacer hincapié en otras formas de energías para frenar el impacto producido por los gases de efecto invernadero. De acuerdo a los estudios y tal como se mencionó anteriormente y se mencionan en subsiguientes secciones, los programas globales de las Naciones Unidas trabajan con los países miembros y asociados la reducción de estos gases. Por una primera parte, el Convenio Marco para el Cambio Climático de 17 las Naciones Unidas, constituye su tratado más importante, el Protocolo de Kyoto en diciembre de 1997, donde jugó y aún juega un papel fundamental, avanzando sobre las energías renovables. II.1 Breve Descripción de las Fuentes de Energías Renovables II.1.1. Energía Hidráulica La energía hidráulica radica básicamente en la obtención del movimiento de masas de ríos con grandes caudales, energía potencial, aprovechando un salto o caída, transformándolas en energía eléctrica, pasando a través de grandes turbinas. Fig. II. 1. Corte axial de una represa hidráulica. La energía hidráulica se encuentra disponible en zonas con gran cantidad de agua. Es un recurso natural renovable dado que su renovación está dada por el ciclo hidrológico. Si bien, tiene grandes limitaciones como por ejemplo el lugar geográfico de instalación, dado que cercano a regiones donde el carbón y el petróleo son competitivos, la inversión es más elevada que estos. Pero la diferencia radica en el costo de mantenimiento y de consideraciones medioambientales. Para el desarrollo se requiere construir, de acuerdo al lugar de ubicación, esto puede ser tanto en ríos, como por ejemplo la represa Binacional de Salto Grande, o aprovechando las bajadas de las montañas. De ambas maneras, tal como se muestra en la Figura II.1., se construye un dique contenedor donde quedará inundado el embalse y mediante compuertas se deja pasar el caudal del río hacia las turbinas que giraran para producir la transformación de energía mecánica en energía eléctrica. Ventajas Permite obtener energía eléctrica limpia, es decir no emite gases de efecto invernadero, dado que no requiere combustible para operar. El costo de operación es más bajo que el costo de operar con combustibles fósiles. 18 La vida útil de las plantas de energía hidroeléctrica encuentra períodos más largos que las plantas convencionales de energía térmica. Es muy propicia para los picos de demanda dado que entran en régimen con facilidad. La producción de energía es más barato, comparado con la termoeléctrica y nuclear. El agua del embalse puede ser usada para recreación en zonas donde no había. Además el agua de embalse puede abastecer a poblaciones cercanas donde el agua es escasa, tanto para usos domiciliarios como para usos en agricultura, fruticultura, etc. Desventajas Los costos de inversión pueden ser muy elevados, más aún cuando hay riesgos de competencias con otros tipos de generación de energía eléctrica. En áreas o zonas pobladas, con patrimonios culturales o como fuente principal de trabajo usos del suelo, la inundación provocadas por el embalse puede dar pérdidas económicas, turísticas, muertes muy importantes. Cabe mencionar el caso de la central hidroeléctrica de 3 bocas en China, donde los daños ambientales a causa de la inundación del embalse, 630 km2, provocó daños irreparables en patrimonios culturales, pérdida de vidas y pérdidas económicas muy importantes. Se realizo el reasentamiento de 1.900.000 personas y esto es el reasentamiento más grande de la historia. Reducción de las especies ictícola por migración a ciertos lugares a través del cauce del río. Daños en el ecosistema por alteraciones en la fauna y flora del lugar donde se produce las inundaciones. La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación a estación y de año a año. Pueden generar depósitos de almacenamiento muy grandes de metano y CO2, dado que la inundación del área puede abarcar zonas con arboledas y materia orgánica de distintos vegetales que se pueden descomponer por la falta de oxigeno. Si no se tienen controles estrictos de las propiedades físico, químico y biológico del embalse podría haber problemas de eutrofización de las aguas por el crecimiento de microorganismos y por la baja concentración de oxígeno. II.1.2. Energía Solar Fotovoltaica La energía solar fotovoltaica consiste en obtener las radiaciones de energía proveniente del sol y transformarla en energía eléctrica. Se calcula que anualmente 1,6x106Kwh, llega a la superficie terrestre, y que el 40% de estas radiaciones es aprovechable. Esta cantidad, supera en miles de veces el consumo energético mundial 19 por lo que su utilización es inminente para favorecer el cambio de la matriz energética mundial, dado que la fuente energética del sol es un recurso renovable e ilimitado. La conversión de una forma de energía, radiación solar, a otra forma de energía, energía eléctrica, está dado básicamente bajo el efecto fotoeléctrico. Este fenómeno físico, fue observado por primera vez por Heinrich Hertz en 1887, consistía de una bobina en la que se producía chispa como producto de la recepción de ondas electromagnéticas. Para observar mejor este fenómeno, encerró su receptor en una caja negra. Descubrió que la longitud máxima de la chispa disminuía comparada con la que producía la chispa anteriormente. Concluyó que el efecto de la luz ultravioleta facilitaba el salto de los electrones y la intensidad de la chispa eléctrica que se producía en el receptor. Por lo que publicó sus resultados sin explicar el motivo del salto cuántico. La explicación del fenómenoefecto fotoeléctrico, fue introducida por Albert Einstein en 1905, que le valió el premio Nobel de Física en el año 1921. Demostró matemáticamente como la emisión de electrones se producía por la absorción de cuantos de luz a los que llamó fotones. La energía con la cual los electrones escapaban del cátodo iluminado aumentaba linealmente la frecuencia de la luz incidente, siendo esto independiente de la intensidad de la luz. Millikan en 1915 demostró experimentalmente las demostraciones hecha por Einstein. En otras palabras, la luz es la que aporta la energía a los electrones de un metal hasta que es capaz de arrancarlos del mismo, los electrones cargados negativamente son captados por el ánodo produciendo una diferencia de potencial. Fig. II. 2. Esquema del efecto fotoeléctrico. Entonces bajo este principio, la energía fotovoltaica, convierte directamente la luz solar en energía eléctrica. Esta tecnología, utiliza celdas fotovoltaicas como captadores de luz, que actúa como semiconductores sensibles a la luz solar, de esta manera cuando se expone a esta, se produce una circulación de corriente eléctrica entre sus dos caras. Para el funcionamiento de la energía solar fotovoltaica depende del tipo de aplicación y de la característica de la instalación. Para ello, una instalación para transformar energía solar en energía eléctrica requiere de los siguientes equipos: Celdas fotovoltaicas: Es donde se produce la conversión fotovoltaica, generalmente se utilizan con silicio cristalino. La incidencia de la radiación solar luminosa sobre la celda crea una diferencia de potencial y una corriente. 20 Placas fotovoltaicas: Es el conjunto de celdas fotovoltaicas interconectadas entre sí, para generar corriente continua. Para optimizar la generación de electricidad, se busca orientarla de modo de captar la mayor luz solar posible. Regulador de cargas: Protege a la batería contra las sobrecargas y las descargas. Además se emplea para proteger las cargas en condiciones extremas de operación y proporcionar información al usuario. Baterías: Almacenan la energía generada que es proporcionada por la generación fotovoltaica. Estas baterías generalmente son cicladas, las que son recargadas durante el día y descargadas por la noche. Ondulador o Inversor: Es el encargado de transformar la corriente continua (12, 24 o 48V) de la placa fotovoltaica a corriente alterna (a 230 y 50Hz). Fig. II. 3. Instalación de colectores solares. Ventajas Disminuye el costo de mantenimiento en zonas de difícil acceso. Puede ser instalada generalmente en cualquier zona. Bajo costo de operación y mantenimiento. Puede ampliarse la instalación en módulos fácilmente y con un muy bajo costo comparados con otras tecnologías de generación. No produce gases de efectos invernaderos. Tecnología madura y confiable globalmente. Se puede instalar en zonas urbanas, sobre casas, edificios, etc. Desventajas: Condiciones climáticas severas podría provocar roturas en los cristales, por ejemplo caída de granizo. Requiere de grandes superficies para la generación de electricidad, por lo que el uso del suelo se desperdicia. 21 Requiere de tratamiento y disposición final de residuos de las baterías. Genera impacto visual negativo sobre el paisaje, por lo que la evaluación de impacto ambiental deberá considerar fuertemente el lugar de instalación. Costos de inversión muy elevados. II.1.3. Energía Solar Térmica Tal como se introdujo en el acápite anterior, la energía solar es altamente aprovechable no solamente para la generación de energía eléctrica sino también como fuente de energía térmica, tanto para el calentamiento de agua como para calefacción a través de colectores solares. Otros uso, existen colectores solares para el calentamiento de aire, cocinas solares y plantas desalinizadoras. Estos últimos, prevén un ahorro en el consumo energético combinado con los combustibles fósiles u otras formas de generación de electricidad. El uso de la energía solar térmica puede utilizarse también para la generación de electricidad a través de centrales de torres o mediante colectores cilindro-parabólicos. Lo que se presume realizar, es pasar agua que se caliente a través de estos colectores y luego generar la electricidad mediante una turbina y un alternador. Pero dadas las capacidad para generar electricidad, esta tecnología no sería apropiada para grandes consumos. II.1.4. Energía Eólica La energía eólica tiene su origen en el sol, dado que flujo de radiaciones energéticas de onda larga provenientes del sol, son absorbidas por la superficie terrestre y devuelta a la atmosfera transformadas en ondas cortas, produciendo así el calentamiento del aire de la atmósfera. Algunas de estas radiaciones del sol no llegan a la superficie terrestre provocando también, el calentamiento de las masas de aire. Como estos calentamientos terrestres no se producen constantemente en proporciones iguales, la densidad del aire varía lo que genera un movimiento convectivo de masa por diferencia de presión dado por el gradiente de T°. Este flujo de movimiento, denominado viento, es la fuerza impulsora que transforma la energía cinética del viento en energía eléctrica, como también en otras formas de energías. 22 Fig. II. 4. Grupo de generadores eólicos. Ventajas: Aire como recurso inagotable, fuente de energía segura y renovable. Energía limpia, dado que no genera GEI. Mínima generación de residuos. De libre acceso, dado que puede obtenerse gratuitamente ya que no es necesario importarla. La producción puede realizarse de acuerdo a la demanda disponible, el aprovechamiento podría favorecer la demanda de energía de punta, por la fácil operación de producción. La desmantelación permite recuperar la zona totalmente. Beneficios económicos regionales por el uso del suelo, dado que incrementaría el canon anual de los municipios. Rápida construcción y mantenimientos bajos. Desventajas: Genera un impacto visual modificando el paisaje. Puede generar un impacto sobre la avifauna si no se conocen las trayectorias de las migraciones de aves. Impacto sonoro por generación de ruidos de las paletas producidos con el roce del aire. Si los períodos de vientos frecuentemente son calmos produce un costo elevado en la inversión. 23 II.1.5. Energía de la Biomasa La energía de la biomasa se obtiene a partir de la degradación de productos orgánicos, a través de residuos de origen biológico (animal o vegetal), o de residuos industriales, como así también de los residuos sólidos urbanos. Fig. II. 5. Imagen demostrativa de las distintas fuentes de materia prima. Esta energía puede producirse de distintas maneras: Centrales de biomasa para la producción exclusiva de electricidad. Centrales de cogeneración de biomasa para la producción combinada de electricidad y calor. Centrales térmicas convencionales de co-combustión, en las que la biomasa sustituye parte del combustible fósil. Ventajas Es un combustible renovable que se puede gestionar, según necesidades o picos de demanda. La biomasa es capaz de producir energía térmica y/o eléctrica, siendo una energía limpia, moderna y segura. Disminuye las emisiones que contribuyen a crear efecto invernadero. En su proceso de combustión genera cantidades insignificantes de contaminantes sulfurados o nitrogenados, siendo su balance de CO2 y CO neutro. Evita la dependencia energética con el exterior, en concreto del combustibles fósiles. Existe gran excedente de biomasa. Es una forma de reciclaje y disminución de residuos. 24 Ayuda a evitar incendios forestales, la limpieza de los montes mejora con las necesidades de biomasa. Tiene precios competitivos y más estables que los de cualquier combustible fósil. Contribuye a la generación de empleo local. Fomentala creación de tejido empresarial en sectores como el agrícola, forestal o el de la energía a partir de biomasa. Desventajas: Menor rendimiento energético que los combustibles fósiles. Se necesita mayor cantidad de biomasa para conseguir la misma cantidad de energía. Ocupan mayor volumen que los combustibles fósiles, lo que implica mayores sistemas de almacenamiento. El producto de combustión genera dióxido de carbono, lo que implica una reducción en combustibles fósiles pero no en la eliminación de los GEI. Esto puede generar controversia dado que el dióxido de carbono está dentro del ciclo de carbono por lo que los ecologistas no consideran como una desventaja la producción de dicho gas. Pero para los fines de este documento, que es la reducción de los GEI, el CO2 producido por cualquier tipo de fuente, incluyendo la biomasa, es consecuentemente una desventaja. Por lo que en esta oportunidad para este trabajo, lo consideraremos como tal. II.1.6. Energía Geotérmica Conceptualmente la energía geotérmica tiene su origen en la radiación térmica por transformación de reacciones químicas que se sucintan en el interior de la tierra. Los volcanes y los terremotos son fenómenos provocados por esta forma de energía. El gradiente térmico tiene un valor promedio de 25°C por kilómetro, siendo superior cuando se manifiestan los fenómenos en las zonas sísmicas o volcánicas. Se calcula que el potencial geotérmico almacenado es 200 veces mayor a las reservas de carbón en los primeros 10km de la corteza terrestre. Básicamente para la generación de la energía eléctrica, se constituye como una central térmica con turbinas a vapor ubicada en los denominados “puntos calientes” de la tierra. La generación de vapor es producida por el magma caliente que alimenta las turbinas, luego ese vapor es condensado en torres de enfriamiento donde es devuelto al reservorio para cerrar el ciclo. 25 Fig. II. 6. Esquema de funcionamiento de energía geotérmica. Ventajas: La principal ventaja es que la fuente de energía está disponible en todas partes del planeta. Genera bajo niveles de contaminación, al no producir gases de efecto invernadero. Comparada con las reservas de combustibles fósiles es aproximadamente 50.000 veces mayor. Menor costo de producción con respecto a plantas convencionales de combustibles fósiles y plantas nucleares. Se favorecería a las economías regionales bajando las dependencias de otros países. Desventajas: Dependiendo de la tecnología, el uso de los geiseres, pueden provocar mayores demandas de otros contaminantes como por ejemplo sulfuro de hidrógeno, arsénico, etc. La contaminación también puede producirse por sólidos disueltos en agua que pudieran contener metales pesados como por ejemplo mercurio. Si bien el costo de producción es bajo, los costos medioambientales podrían ser elevados de acuerdo a la ubicación de las centrales. Pudiendo ocasionar daños en ecosistemas si las pantas deberían instalarse en bosques. Si el recurso no es bien administrado podría llevar a agotarse el recurso en ese punto caliente. 26 II.1.7. Energía Mareomotriz Las mareas son provocadas por la fuerza del viento y las fuerzas gravitacionales del sol y la luna. La energía mareomotriz aprovecha estas fuerzas para transformar el movimiento de las masas de aguas y transformarlas en energía eléctrica mediante acoplamiento de una turbina que genera electricidad. El aprovechamiento consiste en la construcción de embalses cerca de la costa para permitir el almacenamiento de agua al subir la marea, esta suba de la marea acumula energía potencial y cuando baja se aprovecha el descenso liberándola al mar, haciéndola pasar a través de las turbinas. La planta de producción de energía más famosa por este tipo de generación es la planta en Rance, en Francia, que produce 240Mw, ver Fig. II.8. También el movimiento de estas grandes masas de agua puede ser aprovechada por plantas de energía undimotriz u olamotriz. La diferencia con la mareomotriz radica en que estas aprovechan el ascenso y descenso de la marea, y la undimotriz aprovecha el movimiento de ondas marinas, las olas. Hay diferentes diseños para la aplicación de esta energía que se están investigando y desarrollando en el mundo. De hecho el origen de este tipo de energía es anterior al de la mareomotriz, siendo que se tiene registro del siglo XIII, donde los chinos utilizaban molinos por acción del oleaje. Japón fue el pionero en las investigaciones a gran escala para el aprovechamiento de energía a principio del siglo pasado. En la siguiente figura se observa los distintos sistemas en que se aprovecha la energía undimotriz y que se detallan a continuación de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha: a) Los captadores de olas, captan la energía transmitida mediante un tubo muy largo que llega hasta la superficie del agua, que estando cerrado por los dos extremos, se llena de agua casi en su totalidad y mediante el movimiento de olas esa agua comprime el aire que queda atrapado, luego pasa a una turbina de alta presión que gira para generar electricidad. En lo posible es preferible utilizar varios tubos en serie para aprovechar el mayor potencial posible de las olas. b) El que sigue es el sistema más utilizado a través de boyas ubicadas en el mar que mueve un pistón, el movimiento de las olas hace mover el pistón y este al generador. c) este sistema simula una serpiente marina flotante, que consta de elementos tubulares flotantes articulados entre si y genera energía mediante el movimiento relativo de las diferentes partes. d) el siguiente sistema se encuentran anclados al litoral marino con un sistema de brazos flotantes en la punta que transmiten el movimiento de las olas a un sistema de pistones unidos a un generador. e) Un sistema similar al anterior es anclar la parte fija al lecho del fondo marino, de la cual salen brazos alrededor y mediante el movimiento de las olas se consigue transformar la energía mecánica en energía eléctrica, aunque estos sistema constituyen un mayor costo que el anterior. 27 Fig. II. 7. Diferentes sistemas de generación undimotriz. Fuente: Energía undimotriz. Raúl Prieto Moreno. 24/08/2012. Fig. II. 8. Vista aérea central mareomotriz sobre el río Rance, Francia. Ventajas: Aprovechamiento de grandes cantidades de energía para ambos tipos de generaciones de energía. Costo de producción menores con respecto la generación por combustibles fósiles. Es un recurso autorenovable y que no se agota, debido a que la energía potencial de las ondas marinas y la marea, no sufre prácticamente pérdidas desde su origen. Desventajas: La energía mareomotriz tiene como desventaja principal la limitación de lugares de instalación, dado que las mareas deber ser suficientemente grandes para justificar la inversión necesaria. El desequilibrio ecológico que pudieran ocasionar en la flora y fauna marina, tanto la mareomotriz como la undimotriz, lo que también 28 Costo de inversión y mantenimiento elevado dado la acción de las sales marinas. II.2. Evolución de las Energías Renovables en la RA En el capítulo IV, se detallará con mayor precisión sobre la evaluación de la matriz energética actual con respecto a todos los tipos de generación. En esta sección, se introducirá sobre la temática actual de las energías renovables y su aplicación en ámbito de la República de Argentina. En el transcurso de la década del 90, el país comenzaba a promover inversiones en el área de generación por recursos renovables, con pequeñas cooperativas eléctricas. Cabe destacar que la mayor parte en inversiones de energías renovables es la aprovechada por la energía cinética del viento, es decir la energía eólica, que es la que se comenzó aprovechar. Esto, sin tener en cuenta las inversiones por energía hidráulica. Aunque en el gráfico que
Compartir