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División de Ingeniería Eléctrica
Departamento de Sistemas Energéticos
Grupo de Ingeniería Nuclear
La Opción Nuclear en la
Expansión Eléctrica
Dra. Cecilia Martín del Campo Márquez*
[email protected],
Edif. S, Piso 1 (Posgrado de Ingeniería) Tel: 56 22 30 26
Línea de desarrollo : Estudios de Expansión de Generación Eléctrica
Sustentabilidad
Bases para una energía sostenible:
tres columnas, un eje.
3
Actividades de planeación de
sistemas eléctricos
• Determinar la adición de capacidad.
• Definir la tecnología de las nuevas instalaciones
• Programar la entrada en operación
• Determinar la localización
Planeación de sistemas
eléctricos
ANÁLISIS
ECONÓMICO
ANÁLISIS DE
LA DEMANDA
DE ENERGÍA
BALANCE DE
DEMANDA Y
OFERTA
DE ENERGÍA
EVALUACIÓN
DE
RECURSOS
ENERGÉTICOS
ANÁLISIS DE
IMPACTOS
CARACTERIZACIÓN
DE LAS TECNOLOGÍAS
ENERGÉTICAS
ITERACIÓN
ANÁLISI DE
TOMA DE
DECISIONES
Estudios de la expansión del
sistema de generación
•
Se “empata” la demanda de electricidad obtenida de los
estudios de mercado y las opciones de expansión disponibles.
•
Se utilizan modelos de optimización y simulación, que
permiten determinar la selección óptima de proyectos y su
programación en el período de planeación.
•
Se optimiza el parque de generación que satisface dicho
mercado a mínimo costo (incluyendo externalidades) y que
cumple con los criterios de confiabilidad, reserva y seguridad
del sistema eléctrico. (NUEVA LEY, Art 36 Bis)
Análisis de costos e impactos
ambientales de fuentes de generación
eléctrica a nivel de:
– Planta de generación eléctrica:
Construcción, O&M, Combustible
– Cadena energética completa:
Se consideran todas las etapas de preparación del
combustible, la etapa de generación y las etapas de
disposición final de residuos.
– Sistema de generación eléctrica:
Se consideran varios escenarios para cubrir demanda
eléctrica a satisfacer con diferentes tecnologías energéticas
Análisis a nivel planta de
generación
Indicadores de sustentabilidad
Criterios
Económicos
Indicadores
Disponibilidad de
reservas de combustible
Consumo de materiales
Costos internos
Costos externos
Disponibilidad
Uso de superficie,
Planta (operación)
Consumo de agua
Gases de efecto
invernadero
Gases de lluvia ácida
Ambientales
Sociales
Sustancias peligrosas
producidas
Desechos inorgánicos
en repositorio
Accidentes / Riesgo
colectivo
Aversión al riesgo
(rechazo)
Tiempo de
confinamiento de
desechos
Proliferación
Unidades de
Medida
Años
Toneladas/GWh
$ / kWh
$ / kWh
Factor < 1
Km2/GWh
Toneladas/GWh
Toneladas CO2
equivalente /GWh
Toneladas de NOx y
SOx / GWh
m3/ GWh
kg/ GWh
Muertes/GWh
Muertes inmediatas
por accidente
Miles de años
Cualitativo
Análisis de Cadenas Rnergéticas:
combustibles fósiles para generar electricidad
11
Análisis de Cadenas Energéticas:
Renovables para generación de electricidad.
12
Análisis de la Cadena o Ciclo de Combustible
Nuclear
13
Análisis de Ciclo de Vida (ACV): impactos ambientales
asociados con todas las etapas involucradas en la vida de un
producto o servicio. Cuantificación del uso de recursos y de las
emisiones asociadas.
14
ExternE
SIMAPRO:
ESTRUCTURA
INVENTARIO Y MONTAJE
EVUALUACIÓN DE IMPACTO
MW
Análisis a nivel de
sistema de
generación
eléctrica
Capacidad Instalada "Estudio 2"
120,000
HIDB
100,000
HIDA
80,000
GDCC
60,000
GEOE
40,000
CARB
COMB
20,000
NUCL
AÑOS
Capacidad Instalada "Estudio 1"
120,000
HIDB
HIDA
80,000
GDCC
60,000
GEOE
CARB
40,000
COMB
20,000
NUCL
AÑOS
20
25
20
23
20
21
20
19
20
17
20
15
20
13
20
11
20
09
20
07
0
20
05
MW
100,000
20
25
20
23
20
21
20
19
20
17
20
15
20
13
20
11
20
09
20
07
20
05
0
MODELO WASP PARA ESTUDIOS DE EXPANSIÓN
•
Modelo uninodal que permite planear
la expansión de un sistema eléctrico de
generación
•
Determina mediante estimación
probabilísta los costos de producción
del sistema, considerando el costo de
la energía no servida y la confiabilidad
del sistema
OIEA
• Usa una técnica de programación lineal para determinar el
despacho óptimo bajo ciertas restricciones.
• Utiliza un método de programación dinámica que busca el plan
expansión de menor costo entre las diferentes alternativas
Modelo WASP: Función objetivo
+ Costos
externos
Gráfica 62
Ventas más autoabastecimiento de energía
eléctrica histórico y prospectivo, Escenario
Medio, 2011-2026 (TWh)
Gráfica 64
Evolución de la demanda máxima bruta del
SIN
(MW)
* Los datos de 2011son preliminares a noviembre de ese año.
Mapa 9
Requerimientos de capacidad adicional 20202026, Servicio Público
1
Los totales podrían no corresponder exactamente a las sumas debido al redondeo de cifras.
Gráfica 44
Participación de la capacidad instalada por tipo de
tecnología en 2026, SEN, escenario inercial1,2
1
Incluyen incrementos en RM de Laguna Verde, Altamira, Río Escondido; modificaciones en el Sauz U5; y varias centrales hidroeléctricas (538.8 MW)
Incluye autoabastecimiento remoto.
3 Nueva Generación Limpia (NGL) Ciclo combinado y carboeléctrica con captura y secuestro de CO2; nucleoeléctrica, solar o importación de capacidad.
2
Gráfica 46
Participación por tipo de fuente primaria en la
producción de energía eléctrica en 2026, SEN,
escenario Inercial
1
2
Nueva generación limpia (NGL): Ciclo combinado y carboeléctrica con captura y secuestro de CO 2.
Nueva generación limpia (NGL): Nucleoeléctrica, eoloeléctrica, solar o importación de capacidad.
ENE 2013-2027
• 35% de la generación al 2024 con energías primarias NO
FOSIL.
• Se menciona NUCLEAR como opción para la
diversificación del parque de generación con dos ventajas:
el costo bajo y estable de su combustible, y su
disponibilidad como energía de base. Además de ser limpia
de gases de efecto invernadero.
• Por ello resulta impostergable que, al tiempo de remover
barreras y se apoye a la energía renovable, se considere
tomar una decisión sobre la expansión de la energía
nuclear.
• Nuclear: alternativa viable y probada.
• A corto plazo, y si se consideran las externalidades
asociadas a cada tecnología, representa la opción más
competitiva dentro de las energías no fósiles.
ENE 2013-2027
B) Garantizar el abasto de energía eléctrica.
PLAN DE
DESARROLLO
NACIONAL
•
•
•
Objetivo Global 2:
Electricidad .
Línea de Acción:
Asegurar el
abastecimiento racional
de energía eléctrica a lo
largo del país,
garantizando precios
competitivos, calidad y
eficiencia.
•
•
•
•
•
B.1 Hacer más eficiente la producción, transmisión y
distribución de energía eléctrica, …
B.2 Ofrecer soluciones tecnológicas que contribuyan
a reducir la intensidad energética de empresas ….
B.3 Contribuir al planteamiento de un programa
de expansión de la generación de electricidad con
base en la energía nuclear.
B.4 Implementar políticas para el uso de tecnología
de punta …
B.5 Promover la diversificación del parque de
generación….
B.6 Reducir el tiempo de interrupciones …
B.7 Implementar un programa de reducción de
pérdidas …
B.8 Evaluar objetivamente la expansión de la
capacidad de generación nucleoeléctrica y asignarle
los recursos financieros como forma de impulsar
energías limpias ….
ENE 2013-2027
Actividades Académicas
• Tesis de Licenciatura, Maestría y Doctorado
• Proyectos de investigación con apoyo de CONACyT y
PAPIIT*
• Participación en Congresos Nacionales e Internacionales
• Publicaciones en Revistas Internacionales y Nacionales
• Servicio Social
*Estudio y diseño de reactores avanzados de fisión nuclear e
híbridos fusión-fisión.
Principales Temas de Tesis
1.
.
1.
Análisis de costos económicos y ambientales de diferentes
fuentes de generación de electricidad
Comparar la sustentabilidad de diferentes fuentes de energía
para la generación eléctrica: Nuclear, Renovables, Fósiles.
2.
Estudios de expansión del sector eléctrico del país, buscando la
utilización optimizada de diferentes fuentes de energía.
3.
Analizar diferentes tecnologías de reactores nucleares para la
generación eléctrica
4.
Analizar proyectos de aplicación de la Energía Nuclear para
desalar agua de mar y para producir hidrógeno.
5.
Análisis de ciclo de vida de diferentes tecnologías de
generación eléctrica.
Terminar
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Línea de desarrollo de Estudios
de Expansión Eléctrica
Informes
Dra. Cecilia Martín del Campo Márquez
[email protected] tel (55) 56 22 30 26
Edificio S (Posgrado Facultad de Ingeniería) Primer
Piso. Departamento de Sist. Energéticos.