Dirigida por el Ing. Manuel Viejo Zubicaray

1. La ingeniería necesaria para la generación de energía eléctrica mundial, en los próximos veinticinco años Tesis presentada por Pablo Álvarez Watkins Dirigida por el Ing. Manuel Viejo Zubicaray

2. Objetivos  Inferir las necesidades energéticas futuras.  Analizar la viabilidad técnica, ambiental y económica, de las actuales corrientes de generación de energía eléctrica.  Proponer esquemas de ingeniería avanzada viables para la generación de energía eléctrica en el futuro.

3. Problemática del sector eléctrico  Desarrollo desmesurado  Escasez de recursos energéticos  Políticas de planeación no congruentes  Incapacidad tecnológica  Problemas ambientales

4. Elementos considerados en el análisis  Técnicos  Ambientales  Económicos  Políticos  Sociales Nota: Es un sector tan complejo que el modelo que propongo puede variar enormemente si los elementos considerados se analizan bajo otra perspectiva

5. Hidrógeno 17.5 x 1024 J=4 800 veces energía 1996. 450 años. China 77 años consumo cte. De 30 a 80 años, ONU 40 años. 100 años, México 60 años. Baja producción, constante. Carbón Combustibles Petróleo Gas natural Biomasa Solar 8 x 1024 J /año = 2 000 / energía 1996 50 GW extras, 14 % de la cap. 1999 300 GW extras, lo doble para 1999 3 GW extras,0.84 % de la cap. 1999 Energéticos Eólica E. alternativos Hidráulica Geotérmica Fisión Uranio, 60 a 300 años, México 50 años Deuterio,3.68 x 1027 J, 458 000 veces ..energía 1996 E. nucleares Fusión

6. Ciclo Rankine Eficiencia h = 40 % Eficiencia h = 60 % Ciclo convencional termoeléctrico Ciclo Combinado Eficiencia h = 20 % Eficiencia h = 25 % Fotovoltáico Térmico Solar Eficiencia h = 40 % Eficiencia h = 40 % Aerogeneradores Torres Ingeniería Alternativas renovables Eólica Eficiencia h = 80 % Hidráulica Geotérmica Eficiencia h = 40 % Eficiencia h = 40 % Biomasa gasificada PWR BWR CANDU HTGR LMFBR Alternativas nucleares Eficiencia h = 40 % Fisión No existente en un esquema nucleoeléctrico Fusión

7. Elementos cualitativos de análisis Expectativa de desarrollo en 25 años h % Desarrollo tecnológico Impacto ambiental Opción Costo Reservas Termoeléctrica convencional 35 Bajo Alto 100 años Elevado Incierta Termoeléctrica quemando gas 35.2 Medio Medio 400 años Elevado Elevada Biomasa (quema) 34 Medio Medio Inciertas Limitado Limitada 35.12 Medio Medio Cientos de años Elevado Elevada Hidroeléctrica 35.16 Alto Medio 300 años Elevado Incierta Fisión Energía Solar 15 Alto Bajo Cientos de años Limitado Limitada Energía Eólica 35.12 Medio Bajo Cientos de años Limitado Limitada 35.12 Bajo Bajo Cientos de años Elevado Incierta Geotérmica Fusión ----- Alto Bajo Cientos de años Limitado Limitada

8. Elementos cuantitativos de análisis y selección Expectativa de desarrollo en 25 años (20 %) Reservas (15 %) Impacto ambiental (30 %) Desarrollo tecnológico (20 %) Costo (15 %) Totales Opción Termoeléctrica convencional 0.15 1.5 0.3 2 1 4.95 Termoeléctrica quemando gas 0.15 0.75 1.5 2 2 7.75 Biomasa (quema) 0.75 0.75 1.5 0.2 0.2 3.4 1.5 0.75 1.5 2 2 7.75 Hidroeléctrica 0.75 0.15 1.5 2 1 5.4 Fisión Energía Solar 1.5 0.15 3 0.2 0.2 5.05 Energía Eólica 1.5 0.75 3 0.2 0.2 5.65 1.5 1.5 3 2 1 9 Geotérmica Fusión 1.5 0.15 3 0.2 0.2 5.05

9. PROPUESTA ENERGÉTICA  Diversificación energética, nichos energéticos.  Abandonar en la macrogeneración los HC tradicionales.  Impulsar: Gas natural o SinGas. Energía Hidroeléctrica. Energía nuclear de fisión, macrogeneración base. Energías Renovables, principalmente en el entorno rural.  Investigación en fusión nuclear.  Plantas de capacidad media, 400 - 350 MW.  Planeación estratificada descendente.  Pruebas virtuales, asistidas por computadoras. Por parte de los usuarios.  Ahorro de energía Por parte de la planeación.  Financiamiento eficaz.

10. Propuesta de crecimiento en el consumo mundial • 43 % de la producción mundial la tienen : • Estados Unidos • Federación Rusa • China

11. Propuesta de crecimiento nacional, capacidad instalada Capacidad instalada para 1999 : 35 666 MW

12. Propuesta concreta para México  No construir más centrales tradicionales.  Construir más centrales de ciclo combinado con gas. (27)  Construir más centrales nucleares, dos en total.  Crear un cementerio nuclear mexicano.  Construir más centrales geotérmicas, dos centrales más.  Impulsar las opciones renovables en el entorno rural.

13. Reflexión final La población mundial crece, y con ella la demanda de energía. Nuestra Civilización demanda un consumo mayor de energía. ¿Está justificado este “desarrollo”? El Ser Humano atraviesa un periodo de “adolescencia tecnológica” Por su capacidad de autodestrucción. Por nuestro uso irracional de los recursos planetarios.

14. Parece que la actitud de los gobiernos y de la población en general acerca del futuro es más bien apática, por lo que es tarea de los ingenieros encargados del desarrollo, hacerlo con la Ingeniería Avanzada, con un sentido económico, ambiental y social que permita resolver los problemas energéticos cercanos y establecer los cimientos que permitan el desarrollo de las futuras generaciones.

16. Evolución del consumo energético

17. Desarrollo Sostenible o Sustentable ... Es aquel que satisface las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las capacidades de las generaciones futuras para cumplir sus propias necesidades. Comisión Bruntland, ONU, 1987

18. Desregulación del sector eléctrico - I Causas • Pronósticos de demanda creciente. • Globalización. Problemas • Los objetivos de las reformas no están en relación directa con los problemas del sector. • Características del sector no acordes con el esquema de mercado libre. • La definición del estado en el esquema. • Sistema de “Pool Market” falló. • No se alientan métodos de generación costosos actualmente.

19. Desregulación del sector eléctrico - II Soluciones • No desregular el sector hasta no solucionar los problemas del esquema. • En el nivel distribución, crear empresas de servicios totales. • En el nivel generación, concesiones, concursos, integrar los tres sectores regionalmente o separarlos y crear compañías proveedoras de combustible unidas a la generación. • Considerar en la planeación: recursos energéticos, medio ambiente, tecnología disponible, la economía local y mundial y aspectos político-sociales.

20. Desregulación del sector eléctrico - III Historia • Chile 1982, Inglaterra 1990, Argentina 1992, Perú 1993, Bolivia y Colombia 1994, Brasil y Venezuela 1996. • Planteamiento mexicano 1999. Características • Separación de los tres sectores. • Competencia en los tres sectores regulada por el gobierno. • Licencias gubernamentales en transmisión y distribución. • Uso abierto de las redes de transmisión. • Distribuidores con derecho y obligación de entrega local. • No licitación de nucleoeléctricas y termoeléctricas restringidas. • Multas por retardos o omisión de entrega de energía. • Sistemas de precios que contemplen expansión marginal en generación y transmisión.

21. Costos • Costo de construcción de la planta Monterrey III, 735 MW = 4 275 millones de pesos • El gobierno mexicano a través de la Secretaría de Energía contempla gastar 84 mil 737 millones de pesos hasta el 2006 en este sector (20 plantas M III).

22. Planeación estratificada descendente 1a etapa 50 años al menos. Teniendo en cuenta las reservas del energético mas abundante. 2a etapa 25 años como máximo. Teniendo en cuenta las perspectivas regionales y las tecnologías existentes. 3a etapa 5 o 10 años. Teniendo en cuenta las necesidades de la población, las perspectivas socioeconómicas y los desarrollos tecnológicos.

23. Conceptos importantes Energía.- Concepto fundamental indefinible a conformidad, junto con longitud y tiempo conforman la estructura básica del Universo. Entropía.- Propiedad termodinámica que para Clausius nos indica la irreversibilidad de un proceso. Exergía.- Disponibilidad. Propiedad termodinámica que relaciona la entalpía y el producto de la temperatura y la entropía de dos estados termodinámicos en un sistema dado.