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LA INGENIERÍA MEXICANA EN EL SECTOR ELÉCTRICO
NACIONAL:
PASADO, PRESENTE Y FUTURO
Recursos Humanos y Desarrollo
Tecnológico
Ing. Odón de Buen R
Energía, Tecnología y Educación SC
Algunos datos sobre el
pasado
El Siglo XX fue el siglo de la
electricidad (y del petróleo)
Capacidad instalada 1960-2005
50,000
45,000
MW
40,000
Nuclear
Carbón
Geotermia
35,000
Dual
30,000
Combustión interna
25,000
20,000
15,000
Gas
Ciclo Combinado
Combustóleo
Hidroeléctrica
10,000
5,000
19
60
19
63
19
66
19
69
19
72
19
75
19
78
19
81
19
84
19
87
19
90
19
93
19
96
19
99
20
02
20
05
0
Fuente: www.cfe.org.mx
En el siglo XX se establecen los
grandes sistemas tecnológicos
• ...en el proceso de industrialización los
individuos se convirtieron en más
dependientes unos de los otros porque se
fueron ligando en enormes y complejas
redes que son, al mismo tiempo, físicas y
sociales: sistemas tecnológicos.
– Ruth Schwartz Cowan “A Social History of
American Technology”
En los setentas se inician grandes
cambios tecnológicos
• La computadora personal y la aplicación
de la electrónica
– Para medir, procesar información y actuar
• Las turbinas de gas y de vapor
– La integración de la aeronáutica a la
generación de la electricidad
• Las mejoras en la eficiencia de equipos
eléctricos
– Lámparas, motores y refrigeradores
En los noventas cambian radicalmente
las reglas del juego (1)
• Se hace la reforma del 1992
– Aparecen los productores independientes
• El crecimiento de la oferta se basa en
ciclos combinados con gas natural
– La tecnología de las turbinas es la reina
• Aparece la regulación
– Y la necesidad de los ingenieros de entender
economía
• Se establecen las tarifas horarias
En los noventas cambian radicalmente
las reglas del juego (2)
• La cogeneración se vuelve interesante
– Muchas empresas buscan aprovecharla
• Como usuarios
• Como empresas de ingeniería
• Las tarifas eléctricas favorecen el
autoabastecimiento
– La aparición de las plantas para cortar el pico
En los noventas cambian radicalmente
las reglas del juego (3)
• Aparece el ahorro de energía como
alternativa
– Y la necesidad de entender la demanda
• El factor de potencia y la tecnología para regularlo
• Aparece la Ley de Normalización
– Crecen los laboratorios
– Y los organismos de certificación
– Y las Unidades de Verificación
El refrigerador es un ejemplo los
cambios tecnológicos
En México se hizo en diez años
kWh/año Ahorros de energía en un "Refrigerador Automático de 2 puertas" de 410,58 dm
1200
1,150
1100
3
3
(14,5 pies )
Se inicia el estudio de factibilidad en la CONAE para emitir una norma de eficiencia energética
1119
Valores hasta 1993
Ahorro - 66,77%
1000
Valores detectados en 1994
Ahorro - 34,40%
900
Ahorro - 44,41%
kWh/año
829
800
Ahorro - 60,49%
734
Entra en vigor la NOM-015-ENER-2002
700
Ahorro - 14,75%
Entra en vigor la NOM-072-SCFI-1994
626 kW h/año
600
Entra en vigor la NOM-015-ENER-1997
500
Ahorro - 40,58%
Ahorro - 29,35%
442
442 kW h/año
Ahorro - 15,9%
400
372 kW h/año
300
1993
1994
1995
1996
1997
agosto 1
1997
1998
1999
2000
2001
Año
Refrigerador Automático de 2 Puertas
Refrigerador W hirlpool Mod. ET5W SEXKQ
2002
2003
California es un buen ejemplo de lo
que es posible
Notas sobre el futuro
Hoy día, hay nuevos retos (1)
• El encarecimiento del petróleo
– Y la necesidad de desarrollar alternativas
• Energías renovables
• Ahorro de energía
– Operar mejor
– Diseñar mejor
• El Cambio Climático Global
– La posibilidad de que México tenga
obligaciones de reducción de emisiones
El precio del petróleo sube y se
mantiene alto
West Texas Intermediate (1986-2005)
60
40
30
20
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
0
1987
10
1986
US$/Barril
50
Ya hay preocupación por el
suministro de combustibles fósiles
Producción de Petróleo en
Norteamérica (1965-2004)
16,000
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
Mexico
Canada
USA
0
19
65
19
68
19
71
19
74
19
77
19
80
19
83
19
86
19
89
19
92
19
95
19
98
20
01
20
04
Millones de Barriles Diarios
18,000
Fuente: BP Statistical Review, 2005.
Producción de energía de México
1965-2005
12,000.00
10,000.00
Total
6,000.00
Petróleo crudo
Gas natural
4,000.00
2,000.00
0.00
19
65
19
70
19
75
19
80
19
85
19
90
19
95
20
00
20
05
Petajoules
8,000.00
Se enfrenta a cambios acelerados
en el suministro
• "Entre enero de 2006 y febrero de
2007, Cantarell perdió una quinta parte
de su producción, la que pasó de dos
millones a 1.6 millones de barriles
diarios“
• The Wall Street Journal, en referencia al
yacimiento que produce 60% de la producción
petrolera de México.
Hoy día, hay nuevos retos (2)
• La competencia internacional
– La preocupación por los costos de los
productos y servicios
• Los cambios tecnológicos
– Nuevas alternativas
• Los cambios económicos
– La tercerización de la economía
Christopher Flavin y Seth Dunn.
“Reinventing the Energy System”
• Mientras que el Siglo XX ha visto una
tendencia hacia grandes plantas y cada
vez mayores distancias entre la fuente y
el uso final, las nuevas tecnologías
pondrían una fuente de poder
accesible, confiable y pagable cerca de
donde se necesita.
En nuevo siglo trae consigo nuevas
oportunidades
• La generación distribuida
– En instalaciones pequeñas en centros urbanos
– En instalaciones en zonas rurales en los extremos de
la red
• La calidad de la energía
– Control de las armónicas
• La medición neta
• Tecnología de supervisión de las instalaciones
de uso final
– La integración de la medición con procesamiento de
datos, sistemas de comunicación y actuadores.
The Economist
• Solo encontrando una alternativa radical al
petróleo—otra forma de alimentar los
motores de los autos y camiones del
mundo—los países consumidores (de
petróleo) del mundo podrán escapar a la
peligrosa dependencia en Arabia Saudita y
sus vecinos”
• “Still holding customers under a barrel”.Octubre 25 de
2003. Pag. 63
Hay escenarios de uso de
electricidad para transporte
Consumo de combustible por tipo de vehículo
(Litros/año)
3,500
Convencional
3,000
2,500
Híbrido "No
plug"
2,000
1,500
Híbrido "Plugin", 30 km rango
1,000
500
0
Auto compacto
Auto mediano
SUV
Híbrido "Plugin", 90 km rango
¿Y los ingenieros? (1)
• Se amplía el espectro
– La oferta
• Las energías renovables
Evolución de la capacidad
instadada de energía eólica en el
Mundo
Capacidad instalada de sistemas
FV en el mundo
Potencial de la bioenergía en
México
• Se considera que el potencial técnico de la
bioenergía en México se encuentra entre 2,635
PJ/año y 3,771 PJ/año.
• Este valor representa entre el 43.56% y el
62.33% de la oferta interna bruta de energía
primaria en 2002, que es igual a 6049.37 PJ.
• Entre el 17% y el 36% proviene de los
combustibles de madera, el 26 % de los agrocombustibles y el 0,6 % de los subproductos de
origen municipal.
¿Y los ingenieros? (2)
• Se amplía el espectro
– De la oferta hasta la demanda
– De la tecnología a la economía y los
efectos ambientales
– De lo grande a lo pequeño
– De lo inorgánico a lo orgánico
• Entender los biocombustibles
Potencial de ahorro en
iluminación (AIE)
• La sustitución de los sistemas de iluminación
por unos más eficientes permitiría un ahorro del
10% del consumo eléctrico mundial
• El 19% de la generación de energía en el
mundo tiene como fin la iluminación,
– lo que supone más que la producción de centrales
hidroeléctricas o nucleares y más o menos lo mismo
de la producida por gas natural
Sobre el dimensionamiento de los
equipos
• Un investigador concluyó, después de
analizar en campo 1,000 motores, que
cerca de la mitad operan a menos del
60% de su carga de diseño y una tercera
parte a menos de la mitad.
Importancia de los motores
eléctricos
• Se estima que aproximadamente
el 60% del consumo de energía
eléctrica se debe a motores
eléctricos
Reducciones de emisiones por
medidas de ahorro de energía
eléctrica (1)
• Cambiar a un motor de 40 HP a uno de alta
eficiencia : Veintidós toneladas de CO2
–
Suponiendo una mejora de eficiencia de 90 a 94%,
5,000 horas/año de uso y 5 años de vida útil
• Aislar el techo de una casa nueva en zona de
clima cálido: Dieciocho toneladas de CO2
–
Suponiendo una vida útil del aislamiento de 30 años
Reducciones de emisiones por
medidas de ahorro de energía
eléctrica (2)
• Sustituir un refrigerador viejo por uno nuevo:
Seis toneladas de CO2
–
Suponiendo un refrigerador mediano con una vida útil de
10 años
• Sustituir un foco incandescente de 60 Watts por
una lámpara ahorradora de 25 Watts: Un cuarto
de tonelada de CO2
–
Suponiendo una vida útil de 8,000 horas
Reducciones de emisiones por
medidas de ahorro de energía
eléctrica (3)
• Diseñar adecuadamente la envolvente de
un edificio: Nueve mil toneladas de CO2
– Suponiendo un edificio de 10,000 m2 con vida
útil de 30 años y 50kWh/m2-año de consumo
adicional de electricidad
Conclusiones
• Los cambios han sido acelerados y serán más
• La ingeniería mexicana relativa a la electricidad
debe romper sus ataduras a una visión
orientada nada más al suministro
• El Cambio Climático nos va a llevar a soluciones
que rompen muchos paradigmas
• El conocimiento tecnológico que se requiere hoy
día es de gran espectro
Muchas gracias
[email protected]
www.funtener.org