Situación Energética Mundial Alternativas de Costa Rica y Proyectos a desarrollar en el ITCR

GELTEC

Situación Energética Mundial Alternativas de Costa Rica y

Proyectos a desarrollar en el ITCR

GELTEC

Objetivo General

Dar a conocer el potencial energético de Costa Rica a partir de fuentes limpias y el impacto

económico y ambiental de su desarrollo

GELTEC

Contenido

1. Situación Energética Mundial2. Alternativas Futuras3. Potencial de Fuentes de Energía Limpia de

Costa Rica4. Proyectos a desarrollar dentro del GELTEC

GELTEC

Situación Energética Mundial

GELTEC

Precios Históricos del Petróleo

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

US$ corrientesUS$ 2007 Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2008

GELTEC

Consumo Mundial de Petróleo

1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

Medio Oriente Africa Pacífico de Asia Europa y Eurasia Sur y Centroamérica Norte de América

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

US$ corrientesUS$ 2007

Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2008

GELTECAumento Anual en el Consumo de Petróleo

Union Europea OECD Antigua URSS Non OECD

Región

Promedio 2002-1998 Promedio 2007-2003

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

GELTEC

¿Realmente ha aumentado los precios de los hidrocarburos a nivel mundial?

GELTEC

Bbls de Petróleo equivalentes a una tm de algunos productos

ene-04 ago-04 feb-05 sep-05 mar-06 oct-06 abr-07 nov-07 jun-08

Trigo Azucar Aceite de Palma/10 Acero

Fuente: C. Roldán GELTEC. ITCR

GELTEC

Precio Interno= F(precio internacional, tipo de cambio, políticas internas)

GELTEC

sep-05 dic-05 mar-06 jul-06 oct-06 ene-07 abr-07 ago-07 nov-07 feb-08 jun-08 sep-08

Euro Yuan Real Yen Rupia

sep-05 dic-05 mar-06 jul-06 oct-06 ene-07 abr-07 ago-07 nov-07 feb-08 jun-08 sep-08

Euro Yuan Real Yen Rupia

Comportamiento de algunos tipos de cambio

http://www.oanda.com/convert/fxhistory

Fuente: http://www.oanda.com/convert/fxhistory

GELTEC

Comportamiento del precio del Petróleo

ene-06 abr-06 jul-06 oct-06 ene-07 abr-07 jul-07 oct-07 ene-08 abr-08

US$ Euros 10 Yuanes (China) Real (Brasil) 100 Yens (Japón)

Fuente: Elaboración propia. C. Roldán GELTEC. ITCR

GELTEC

Precios equivalentes de la gasolina en algunos países

Costa Rica India EEUU China Brasil Indonesia Malasia México Colombia Venezuela

Fuente: Elaboración propia. C Roldán Geltec. ITCR con datos de la GTZ tomados de http://en.wikipedia.org/wiki/Gasoline_usage_and_pricing

GELTEC

Relacion Producción de Petróleo vs Consumo

GELTEC

Conclusiones

1. El crecimiento en la demanda de hidrocarburos no se ha detenido debido a que para alrededor de un 50% de la población mundial, los precios están subsidiados

2. El aumento en los precios de los alimentos y el petróleo está generando una mayor inflación.

3. Los futuros aumentos en los salarios o eventuales descensos en los precios de las materias primas, permitirá recuperar el poder adquisitivo

Bbls de Petróleo equivalentes a una tm de algunos productos

ene-04 ago-04 feb-05 sep-05 mar-06 oct-06 abr-07 nov-07 jun-08

Trigo Azucar Aceite de Palma/10 Acero

“LA DEMANDA DE PETRÓLEO SEGUIRÁ AUMENTANDO”“LA DEMANDA DE PETRÓLEO SEGUIRÁ AUMENTANDO”

GELTEC

Necesidades Futuras de Combustibles

GELTEC

CHINA COSTA RICA ESTADOS UNIDOS MUNDIAL

PaísIngreso percápita (1000 US$/persona)

Consumo de petróleo (bbl/persona-año)

Consumo de petróleo vs ingreso per cápita

Fuente: Elaboración propia. C. Roldán Geltec. ITCR con datos del Banco Mundial y BP Statistical Review of World Energy June 2008

GELTEC

Consumo Percápita de Petróleo(2005)

PacíficoAsiático

África S. & Cent.América

Norteamérica Europa &Eurasia

OrienteMedio

Alemania Mundial EstadosUnidos yCanada

Región

Consumo Percápita de Petróleo(2005)

PacíficoAsiático

OrienteMedio

Alemania Mundial EstadosUnidos yCanada

Región

Meta para el desarrolloMeta para el desarrollo

GELTEC

Consumo Percápita de Otras Fuentes Convencionales de energía (Carbón, Gas y Nuclear)

(2005)

PacíficoAsiático

Oriente Medio Alemania Mundial EstadosUnidos yCanada

Región

Meta para el desarrolloMeta para el desarrollo

GELTECProyección de la Poblacion Mundial Por Región

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

Pacífico Asiático S. & Cent. América Norteamérica Mundial

Oriente Medio Europa & Eurasia Africa

Fuente: Elaboración propia. C. Roldán Geltec. ITCR con datos de la División de población de las Naciones Unidas

GELTECProyección del Consumo Mundial de Petróleo

(Según crecimiento de consumo de ultimos 5 años)

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090

Total S. & Cent. America Total Asia Pacific Total Africa Total Europe & Eurasia Total North America Total Middle East

“Se requiere triplicar la producción de petróleo en los próximos 60 años”“Se requiere triplicar la producción de petróleo en los próximos 60 años”

GELTEC

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Hallazgos históricos de petróleo

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Fuente: Elaboración propia. C. Roldán Geltec. ITCR con datos tomados de BP Statistical Review of World Energy June 2008

GELTEC

6407,5

929,91208

Consumo Siglo 21 Consumo últimos 40 años Reservas

Consumo Acumulado de Petróleo y Reservas

Probadas

Futuros Hallazgos

No Convencionales

GELTEC

La utilización de crudos no convencionales aumentaría las emisiones de CO2 hasta en un 15%

GELTECProyección del consumo mundial de otras Energías

Convencionales (Carbón, Gas, Nuclear)

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

Total North America Total S. & Cent. America Total Europe & Eurasia

Total Middle East Total Africa Total Asia Pacific

GELTEC

“Las reservas de energías fósiles no podrán garantizar un desarrollo adecuado para los países en vías de desarrollo”

Reservas y Consumo Acumulado de Otras fuentes Convencionaleas de Energías (Carbón, Gas y Nuclear)

Probadas

Futuras Necesarias

GELTEC

Conclusiones

1. Se requiere incrementar la exploración petrolera y las reservas de energía fósil para garantizar el desarrollo de los países emergentes

2. Es imprescindible desarrollar una nueva fuente de energía que sustituya los combustibles fósiles y que reduzca los impactos ambientales generados por el sector energético

Proyección del consumo mundial de otras Energías Convencionales (Carbón, Gas, Nuclear)

2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

ill. d

Total North America Total S. & Cent. America Total Europe & Eurasia

Total Middle East Total Africa Total Asia Pacific

Reservas y Consumo Acumulado de Otras fuentes Convencionaleas de Energías (Carbón, Gas y Nuclear)

Probadas

Futuras Necesarias

GELTEC

ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS

GELTEC

Cada vez se buscan fuentes de energía más concentradas

Comparación de las fuentes históricas de energía

Leña Carbon Mineral Petróleo

Fuente

Antes de 1880

1880-1970

1970-????

GELTEC

1. Fisión2. Fusión

Energía Nuclear

GELTEC

Descomposición de átomos pesados en átomos más livianos

-Desechos radioactivos-Bombas nucleares-Seguridad-Reservas-Restringida a generación eléctrica

Fisión Nuclear

GELTEC

Formación de átomos a partir de especies más livianas

-No produce desechos radioactivos-Riesgos mínimos-Restringida a generación eléctrica

Fusión Nuclear

GELTEC

agua de mar petróleo

Equivalencia energética del deuterio en el agua de mar

GELTEC

Reservas de deuterio y energía fósil 5 000 000

0,0E+00

5,0E+05

1,0E+06

1,5E+06

2,0E+06

2,5E+06

3,0E+06

3,5E+06

4,0E+06

4,5E+06

5,0E+06

Deuterio Fósil

GELTEC

Desarrollo de la Fusión Nuclear (Proyecto ITER)

A partir del año 2080, la principal fuente energética primaria será la fusión nuclear

GELTEC

Fusión Nuclear

A partir del año 2080, la principal fuente energética primaria podría ser la fusión nuclear:

0 emisiones de CO2

Fuente Ilimitada de energíaElectricidad a bajo precio???????

GELTEC

Evolución de la conversión energética para el sector transporte

PetróleoPetróleo Destilación yrefinación

Destilación yrefinación

Energía PrimariaEnergía PrimariaEnergía

Secundaria

Energía Secundaria

GasolinaGasolina

DieselDiesel

Fusión NuclearFusión Nuclear Generación de

Electricidad

Generación deElectricidad

Energía PrimariaEnergía Primaria

Energía Secundaria

ElectricidadElectricidad Conversión a

energía química(Almacenamiento)

Conversión aenergía química

(Almacenamiento) HidrógenoHidrógeno

BateríasBaterías

Energía Terciaria

Generación deElectricidad

Generación deElectricidadElectricidad

Electricidad

Energía Cuaternaria

GELTEC

1. Biomasa y bioenergía2. Energía Geotérmica3. Eólica4. Energía Hidráulica

Potencial de Fuentes de Energía Limpia de Costa Rica

GELTEC

Plan de Expansión del ICE 2007

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Biomasa

Eólica

Geotérmica

Termica

HidroAlquiler Térmicas

Entra Garabito

Salen Alquiler Térmicas

Entra Pirris y Toro III

Entra Reventazón

Entran Pacuare ySaveegre

Entra Diquis

Fuente: Elaboración propia. C. Roldán Geltec. ITCR con datos tomados de l Plan de Expansión de la Generación Eléctrica del ICE 2007. CENPE. ICE

GELTEC

Proyección del Consumo de Combustiblesen Generación Eléctrica

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Diesel Fuel Oil Costo

Gasto Total acumulado= 3000 millones de US$= Costo de 1500 MW hidroeléctricosGasto Total acumulado= 3000 millones de US$= Costo de 1500 MW hidroeléctricos

GELTEC

Residuos Biomásicos

Residuo biomásico Potencial Utilizado DisponibleBiogas 481476 1053 480422Bagazo 1084594 1035742 48852RAC Caña de azúcar 1021243 0 1021243Cascarilla del café 44365 44365 0Cascarilla del arroz 64311 23409 40902Fibra seca de Pinzote de banano 18143 0 18143Cáscara de coquito de palma 74639 74639 0Fibra del mesocarpio de palma 103546 103546 0Fibra seca del pinzote de palma 152491 0 152491RAC Piña 1182621 0 1182621

TOTAL 4227429 1282754 2944675

Residuo biomásico Potencial Utilizado DisponibleBiogas 71 0 70Bagazo 301 288 14RAC Caña de azúcar 284 0 284Cascarilla del café 12 12 0Cascarilla del arroz 8 3 5Fibra seca de Pinzote de banano 2 0 2Cáscara de coquito de palma 10 10 0Fibra del mesocarpio de palma 13 13 0Fibra seca del pinzote de palma 20 0 20RAC Piña 152 0 152

TOTAL 873 326 547

ENERGIA EN MWh

CAPACIDAD DE GENERACION (MW)

Fuente: Encuesta de Oferta y Consumo Energético Nacional a partir de la Biomasa en Costa Rica. Año 2006

GELTEC

Fuente: Elaboración propia. C. Roldán Geltec. ITCR con datos de l PEG 2007. CENPE. ICE y del Informe Estadístico del Sector Eléctrico Centroamericano 2007. CEPAL

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Proyección del aprovechamiento del potencial de energía a partir de residuos Biomásicos de Costa Rica

Plantas Instaladas Capacidad Disponible

GELTEC

- Desarrollo tecnológico para la reducción del contenido de humedad de 88% a menos de 50%

- Estudio técnico económico para determinar costos de recolección, procesamiento y utilización de los residuos biomásicos

- Optimización de tecnologías de biodigestión

Acciones requeridas para aprovechar el recurso biomásico

GELTEC

Proyección del aprovechamiento del potencial de energía Geotérmica de Costa Rica

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Proyección del aprovechamiento del potencial Eólico de Costa Rica

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

GELTEC

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Proyección del aprovechamiento del recurso hidroeléctrico de Costa Rica

GELTEC

1000,0

2000,0

3000,0

4000,0

5000,0

6000,0

Potencial Disponible en Costa Rica Capacidad Instalada con Combustibles

)Potencial Hidroeléctrica disponible en Costa Rica vs Capacidad

Térmica Instalada en Centroamérica

GELTEC

El 65% de la energía hidroeléctrica de Costa Rica podría utilizarse para sustituir la generación con combustibles de Centroamérica

Energia Disponible MWh Energía producida con combustibles

ía (M

Millones

Energía Hidroeléctrica disponible en Costa Rica vs Generada con Combustibles en Centroamérica

GELTEC

Fuente: Elaboración propia. C. Roldán Geltec. ITCR con datos de E. Vega y otros “Cuantificación de externalidades en el transporte con tecnologías limpias” Compañía Nacional de Fuerza y Luz. 2004

Consumo eléctrico de un vehículo particular 0,123 kWh/kmRendimiento típico de un vehículo de gasolina 60 km/galConsumo eléctrico para 60 km 7,38 kWhCosto de electricidadResindencial 0,242308 US$/kWh

Nocturna 0,030286 US$/kWh

Costo equivalente de la electricidad como combustible Residencial 245,65 col/litro de gasolinaNocturna 30,70 col/litro de gasolina

Ahorro Anual para un recorrido de 20000 km/año Residencial 510210 colNocturna 781428 col

Características del transporte eléctrico

GELTEC

Electricidad para sustituir uso de hidrocarburos en generación eléctrica 200 millones de MWhElectricidad disponible para transporte 96 millones de MWhTotal de Energía que no será aprovechada 297 millones de MWhVolumen equivalente de petróleo 650 millones de bbls

AHORRO TOTAL (US$ 135/BBL) 87689 millones de US$6745 millones de US$/año

Ingresos por Venta de electricidad (0,07US$/kWh) 14019Ahorro en combustibles 41920

POTENCIAL TOTAL DE ENERGIAS RENOVABLES 55939PROMEDIO ANUAL PARA EL PERIODO (2008-2020) 4303Inversion Requerida plantas 14876Inversion requerida para sustituir flota (1000000 vehículos) 25000Diferencia ingresos +ahorros-inversiones 16064

Ahorro neto anual 1236

Resumen de energías limpias de Costa Rica que no será aprovechado en los próximos 13 años

(millones de US$)

Potencial económico de energías limpias de Costa Rica que no será aprovechado en los próximos 13 años

GELTEC

Fuente: Estudio de Suelos aptos para el Cultivo de Palma Africana en Costa Rica. FAO

Zonas aptas para cultivo de palma africana en Costa Rica

GELTEC

Produccion Anual de Biodiesel 6,04 millones de bbls/añoIngresos por exportación 930 millones US$/año

POTENCIAL DE PRODUCCION DE BIODIESEL DESTINANDO 200 000 HA

GELTEC

Conclusiones

1. Los recursos energéticos renovables de Costa Rica están en capacidad de generar más de 5200 millones de US$ al año (más de 5 veces los ingresos por exportaciones de productos tradicionales)

2. Se requiere realizar trabajos de investigación para desarrollar el recurso energético proveniente de los residuos biomásicos

GELTEC

Grupo de Energías Limpias del ITCR

GELTEC

Objetivos del Grupo

Objetivo General:

Impulsar el desarrollo de fuentes alternativas y el uso racional de la energía en Costa Rica con el fin de reducir tanto los efectos ambientales provocados por el uso de energía fósil, como la dependencia del petróleo.

Objetivo General:

Impulsar el desarrollo de fuentes alternativas y el uso racional de la energía en Costa Rica con el fin de reducir tanto los efectos ambientales provocados por el uso de energía fósil, como la dependencia del petróleo.

GELTEC

Objetivos del Grupo

Objetivos específicos:

•Crear y mantener un equipo que pueda realizar propuestas y desarrollar proyectos con enfoque integral desde distintas disciplinas.•Generar proyectos novedosos que procuren un impacto positivo en la generación de fuentes alternativas de energía y en el uso de tecnologías limpias y que además reduzcan la dependencia energética de Costa Rica.•Proyectar y posicionar al TEC con mayor fuerza e integralidad en el campo de las tecnologías limpias y fuentes alternativas de energía.

GELTEC

Objetivos del Grupo

•Desarrollar alianzas con otras universidades y con organismos relacionados con el desarrollo y uso de tecnologías limpias y fuentes alternativas de energía, por medio de proyectos, actividades de capacitación, etc.•Desarrollar estrategias para concienciar a los estudiantes del ITCR sobre la necesidad de desarrollar fuentes alternativas y uso racional de la energía.•Impulsar proyectos dentro de la institución para optimizar el uso de los recursos energéticos

GELTEC

Grupo de Energías Limpias del ITCR

Nombre Escuela CorreoJuan Córdoba Diseño Industrial jcordoba@itcr.ac.cr Obtención de Carbón a partir de brosa de caféMaritsa Guerrero Biología mguerrero@itcr.ac.cr Producción de biodiesel a partir de micro algasVirginia Montero Química vmontero@itcr.ac.cr Producción de alcohol a partir de celulosaCarlos Roldán Química croldan@itcr.ac.cr Reducción de humedad en RAC de Piña/Coordinador Ana Cecilia Muñoz Física amunoz@itcr.ac.cr Potencial de generación de energías renovables del ITCRTeresa Salazar Química tsalazar@itcr.ac.cr Producción de biogás a partir de cáscaras de bananoJaime Quesada Química jquesada@itcr.ac.cr PirólisisAndrés Sánchez Química andresskp@gmail.com Producción de enzimas para hidrólisis de celulosaAura Ledezma Química aledezma@itcr.ac.cr Pirólisis de desechos sólidosRicardo Starbird Química ricardostarbird@yahoo.com Pirólisis de desechos sólidosFernando Caldas Electromecánica fcaldas@itcr.ac.cr Eficiencia EnergéticaAlfonso Rey Ingeniería Agropecuaria arey@itcr.ac.cr Producción de energía de desechos pecuariosEdgar Ortiz Forestal eortiz@itcr.ac.cr Obtención de biomasa a partir de recursos forestalesFloria Roa Química froa@itcr.ac.cr PirólisisMiguel Rojas Biología mirojas@itcr.ac.crJose Sandoval Química jsandoval@itcr.ac.crOscar Gamboa Producción Industrial ogamboa@itcr.ac.crMario Conejo Ingeniería en Materiales mconejo@itcr.ac.cr

Proyectos o áreas de Investigación

INTEGRANTES DEL GRUPO DE ENERGIAS LIMPIAS DEL ITCR

Situación Energética Mundial Alternativas de Costa Rica y Proyectos a desarrollar en el ITCR

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