Eficiencia Energética, Actividad de Energía

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Universidad de las Américas

Eficiencia Energética

Actividad de Energía

Grupo 1: Juan Alvarado, Ricardo Ontaneda & Tobías Tapia

1. En el documento compartido en TEAMS “Datos de Energía de América Latina y el Caribe.”

1. Analizar dos países de la región y llenar la encuesta en TEAMS.

1. Revisar el documento en el siguiente link: https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/xlsx/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2022-all-data.xlsx 

1. Determinar el número de años disponible de Petróleo, Gas Natural, Carbón a nivel mundial, realizar el cálculo (R/P) para determinar el tiempo para el año 2020.  

Petróleo:

→  → [pic 2][pic 3][pic 4]

Gas Natural:

→  →  48.70 años[pic 5][pic 6][pic 7]

Carbón:

→  → 138.9 años [pic 8][pic 9][pic 10]

1. Determinar cuál país fue el que genero más energía solar, eólica, biocombustible en (MWh) en el 2021.

Energía solar (MWh):

China con 327’000’000 MWh, lo cual representa el 31.7% de la generación solar a nivel global.

Eólica (MWh):  

China con 655’600’000 o 6.556 ×10^8 MWh lo cual representa el 35.21% de la generación eólica a nivel global.

Biocombustible (MWh):

EE.UU., con 398’833’333,33 MWh o 3,988 x 10^8 MWh, lo que representa el 36,8% de la producción de biocombustible a nivel global.

1. Del documento https://iea.blob.core.windows.net/assets/830fe099-5530-48f2-a7c1-11f35d510983/WorldEnergyOutlook2022.pdf 

1. Determine qué medidas se deberían cumplir para llegar al escenario de emisiones cero en el 2050 según la Agencia Internacional de Energía.

Transporte:

• En el escenario NZE o emisiones cero, la cuota del petróleo en el consumo final del transporte desciende a alrededor del 75% en 2030 y al 10% en 2050. Para esto, la electricidad debe ser el principal sustituto del petróleo, representando casi el 50% del consumo final de energía para el transporte en 2050. Siendo importantes también el hidrógeno (30%) y los biocombustibles (casi el 15%).
• Las nuevas ventas de coches con motor de combustión interna, furgonetas, vehículos de dos o tres ruedas y autobuses urbanos con motor de combustión interna cesarán en 2035, las de autobuses interurbanos en 2040 y las de vehículos pesados con motor de combustión interna (camiones pesados y medianos) cesarán en 2045. Los vehículos eléctricos serán la tecnología de bajas emisiones más rentables en la mayoría de los segmentos, tanto a corto como a largo plazo.
• En el escenario NZE, se deberá destinar unos 35 000 millones USD de inversión a apoyar los cargadores públicos de carros eléctricos cada año en promedio de 2022 a 2030, y también se deberá realizar esfuerzos para aumentar la disponibilidad de estaciones de repostaje de hidrógeno en lugares adecuados para el transporte por carretera de larga distancia, como las estaciones de servicio de hidrógeno.  
• En el escenario NZE se debe lograr   la comercialización de aviones de hidrógeno a partir de 2035 y en 2050, la mitad de todos los aviones regionales y de fuselaje estrecho vendidos serán aviones de hidrógeno. El uso directo de hidrógeno representara el 8% de la demanda energética total de la aviación.

Edificación:

• En el escenario NZE, la intensidad energética del sector de la construcción debe reducirse casi diez veces más deprisa que en el pasado. Esto significa que la energía consumida por metro cuadrado en 2030 debería ser un 45% menor que en 2021.
• Para todos los edificios nuevos, se deberán introducir códigos energéticos obligatorios para edificios con cero emisiones de carbono en todas las regiones del Escenario NZE a más tardar en 2030.  Para los edificios existentes, las tasas de modernización aumentan de menos del 1% anual en la actualidad a casi el 2,5% anual en 2030 en las economías avanzadas, lo que significa que alrededor de 10 millones de viviendas se modernizarán en 2030.
• En el escenario NZE, más del 80% de todos los electrodomésticos y aparatos de aire acondicionado vendidos deberán ser modelos más eficientes en 2025 en las economías avanzadas, y a mediados de la década de 2030 en todo el mundo.
• En el escenario NZE, el 95% de las necesidades de energía para cocinar deberán ser cubiertas con electricidad y bioenergía moderna. El carbón, el petróleo y el gas deberán dejar de ser utilizados para calentar el ambiente y el agua casi por completo en 2050.

Tendencias Energéticas

• Entre 2021 y 2030, las fuentes de bajas emisiones aumentarán en unos 125 EJ. Entre las fuentes de bajas emisiones, la bioenergía moderna y la energía solar serán las de más rápido crecimiento para 2030, con alrededor de 35 EJ y 28 EJ respectivamente. Gracias a la electrificación, las mejoras en la eficiencia energética y los cambios de comportamiento, el suministro total de energía disminuirá un 10 % entre 2021 y 2030, incluso cuando la economía mundial crezca casi un tercio. La tasa anual de mejora en la intensidad energética casi se triplicó, superando el 4% anual. Para 2030, los suministros estables se reducirán en casi un tercio, el carbón estable en casi la mitad y el gas natural estable en más de una cuarta parte.
• El consumo de petróleo también se reducirá en aproximadamente una quinta parte para 2030. Esto se puede atribuir a una mayor eficiencia energética, cambios de comportamiento y una mayor electrificación en el transporte. Los cambios en el suministro de energía corresponden a cambios en el consumo de energía. El consumo final total en 2021 es de alrededor de 440 EJ, ​​un aumento del 5,2% en comparación con los niveles de 2020. Reducción de casi el 10% en comparación con los niveles de 2021. Durante este período, la intensidad de consumo final total del PIB mejoró más de 2,5 veces más rápido que el promedio de la última década. Hay cuatro factores detrás de esta mejora. Avances tecnológicos en electrodomésticos consumidores de energía y envolventes de edificios. Beneficios de la Eficiencia de la Electrificación, Cambio de Comportamiento y Evitación de la Demanda.
• La electricidad se está convirtiendo en el 'nuevo petróleo' en su espacio de uso final. Sin embargo, a diferencia del petróleo, juega un papel importante en todos los sectores de uso final. La participación de la electricidad en el consumo final total aumentará del 20% actual a casi el 30% para 2030 y más del 50% para 2050. El consumo absoluto de bioenergía en el sector de consumo final se mantendrá prácticamente estable hasta 2050, pasando de 46 EJ a casi 50 EJ.

Suministro de combustible

• Las disminuciones en la demanda de combustibles fósiles se derivan principalmente de un gran aumento en la inversión en energía limpia y a su vez una reducción en la inversión en la demanda de combustibles fósiles de manera progresiva, ya que hacerlo de forma inmediate podría suponer un aumento en los costos para la producción de energía limpia. Se debería realizar otras inversiones para reducir la intensidad de las emisiones de las operaciones de combustibles fósiles restantes.
• Entre 2021 y 2050, la demanda de carbón se debe reducir en un 90 %, el petróleo en alrededor del 80% y el gas natural en más del 70 %.
• El 40% restante, incluido más del 70 % del aceite que aún se utiliza, deberían ser consumidos en aplicaciones en las que el carbono está incorporado en el producto y no hay emisiones directas de CO2 (los ejemplos incluyen materias primas químicas, lubricantes, ceras de parafina y asfalto). El 20 % restante se utiliza en sectores donde las tecnologías de energía limpia son menos viables y rentables: por ejemplo, el petróleo todavía representa alrededor del 20 % del uso de combustible en la aviación en 2050 en el Escenario NZE. La combustión incesante de combustibles fósiles da como resultado 1,2 Gt de emisiones de CO2 en 2050, y estas son totalmente compensadas por bioenergía equipada con CCUS y, la directa captura y almacenamiento de aire.

Combustibles de bajas emisiones

• Las emisiones netas cero no significan la eliminación total de los combustibles. El uso de combustibles fósiles debe disminuir, y a su vez debería haber un rápido crecimiento de los combustibles de bajas emisiones (incluida la bioenergía moderna sólida, líquida y gaseosa, el hidrógeno y los combustibles a base de hidrógeno). Estos juegan un papel clave en la reducción de las emisiones del transporte de larga distancia y los procesos industriales de alta temperatura.
• En el Escenario NZE, los combustibles de bajas emisiones deberían comprender el 20% de todos los combustibles líquidos, sólidos y gaseosos utilizados en todo el mundo en 2030 y el 65% en 2050. Para la bioenergía, alrededor de 24 EJ del consumo actual provienen del uso tradicional de biomasa; esto se reduce a cero a medida que se logra el acceso completo a las soluciones de cocina modernas para 2030.
• El uso de bioenergía moderna debería pasar de alrededor de 41 EJ en la actualidad, a más de 75 EJ en 2030 y a 100 EJ en 2050. En 2050, alrededor de un tercio de esto se debe utilizar en el sector eléctrico, proporcionando una fuente importante de generación gestionable de bajas emisiones, y más de un tercio en la industria y los edificios. Algo menos de 6 millones de barriles de petróleo equivalente por día (mboe/d) de biocombustibles líquidos y 400 mil millones de metros cúbicos equivalentes de biogases que se consumirán en 2050.
• Para evitar conflictos entre la producción de alimentos y la asequibilidad, hay un cambio general en el Escenario NZE lejos de las fuentes de bioenergía convencionales hacia la bioenergía avanzada, con alrededor del 50% del suministro de bioenergía proveniente de flujos de desechos orgánicos y residuos forestales que no requieren un uso de suelo dedicado. La mayor parte del suministro restante proviene de cultivos leñosos de rotación corta dedicados que se cultivan en tierras de cultivo, pastizales y tierras marginales que no son aptas para cultivos alimentarios. No hay un aumento neto en el uso de tierras de cultivo para bioenergía, y no se cultivan cultivos bioenergéticos en tierras boscosas.

Generación de electricidad

• El crecimiento acelerado de hidrógeno de baja emisión deberá incrementarse a cerca de 3 mil TWh a la demanda de crecimiento para el 2030, y más de 14 mil 800 TWh para el 2050. Varias fuentes de electricidad de baja emisión, como fuentes renovables se extienden rápidamente alrededor del mundo. En este escenario se alcanza la Net Zero de emisiones para el sector de la producción de electricidad hacia el 2030, lo cual a su vez acelera la descarbonización del resto de sectores. El uso de energías renovables debería incrementar drásticamente, pasando de un 28% del total en el 2021 a un 60% en el 2030 y a un 90% en el 2050.
• Las energías renovables más empleadas en la generación eléctrica serían la solar fotovoltaica y la energía eólica. La solar fotovoltaica tendría el mayor incremento, pasando de un 10% en el 2021, a un 40% en el 2030 y finalmente a un 70% para el 2050. Esto se traduce en la necesidad de cuadruplicar la generación por fuentes solares hasta alcanzar 650 GW para el 2030. En el caso de la energía eólica, se debería superar los 400 GW para el 2030. Otras energías renovables como la hidroeléctrica deberían triplicar su producción para el 2030, alcanzando 125 GW.
• En el escenario de net Zero, la generación bruta por energía nuclear se deberá duplicar para el 2050, sin embargo, su participación en el repertorio de fuentes primarias de energía pasa de un 10% en 2021 a un 8% en 2050. Para la reducción de emisiones de las plantas de generación eléctrica por fuentes térmicas, se emplean combustibles de baja emisión como hidrógeno, amonio, gas natural, y carbón, adjuntos con tecnologías de captura de carbono que permiten recortar las emisiones.
• Bajo este escenario se requiere reducir al mínimo el uso de carbón como fuente de energía, debido a su alto potencial de generación de GEI, pasando de un 36% en la producción eléctrica en 2021, a un 12% en 2030 y finalmente a cero por ciento a partir del 2040. Debido a la inmensa cantidad de dinero y empleos generados por las plantas de carbón, es indispensable incrementar la flexibilidad en la toma de decisiones para posibles problemáticas derivadas del cambio de la matriz energética, como el uso de tecnologías para reducción de emisiones, o combustibles alternativos.
• Se deberá incrementar por 30 veces la capacidad de almacenamiento en baterías en este escenario hasta el 2030, considerando el importante rol que jugaría la energía solar y eólica, hasta alcanzar una capacidad instalada de 780 GW, lo cual volvería más confiable a la provisión energética. Además, se debería expandir en gran medida las redes de transmisión y distribución eléctrica, para la conexión de las distintas fuentes renovables de producción, lo cual requerirá una inversión de 750 miles de millones de dólares por año hasta el 2030.

Industria

• Deberá existir una fuerte inversión para la implementación de tecnologías que permitan reducir la generación de emisiones de la industria, la cual tiene una gran responsabilidad por la producción de GEI actualmente. Se deberá reducir drásticamente la demanda energética de las industrias, principalmente implementando medidas que permitan mejorar la eficiencia energética en los procesos.
• Se deberán implementar medidas tales como mejorar la eficiencia de los materiales, reducir el peso de los productos e infraestructura, así como incrementar la vida útil de los mismos, permitiendo el reuso y reciclaje de los productos.
• Se deberá reducir en más de un 60% el uso del carbón en la industria, especialmente en aquellas como la producción de acero. Esto se alcanzaría gracias al incremento en la demanda y uso de hidrógeno como combustible, así como el reciclaje de acero.
• Para 2050, los esfuerzos de eficiencia de materiales del Escenario NZE, que incluyen la prohibición de plásticos de un solo uso, el fomento de la reutilización de plásticos y el fomento del reciclaje, podrían haber ahorrado casi el 30 % de la materia prima de petróleo utilizada en STEPS.
• Para 2050, el 10% del consumo del subsector de la industria de cemento se deberá cubrir directamente con fuentes renovables como la geotermia, la energía solar térmica y la bioenergía, mientras que el 5% se cubrirá con hidrógeno comercial utilizado como combustible.

Cambios de Comportamiento en el uso de energía

• El Escenario NZE incorpora una serie de cambios de comportamiento en la forma en que los consumidores usan los servicios de energía. En parte, estos funcionan de la misma manera que la eficiencia energética y otras opciones técnicas para reducir la demanda de energía. Los cambios de comportamiento pueden abordar las emisiones del stock existente de activos intensivos en emisiones sin la necesidad de esperar a la rotación del stock y el avance de las tecnologías de energía limpia. Por ejemplo, mientras que más del 60 % de los automóviles vendidos en el Escenario NZE son vehículos eléctricos en 2030, casi el 80 % de los automóviles en circulación siguen siendo vehículos ICE en ese momento y muchos de ellos seguirán utilizándose en los años venideros.

• Por el contrario, se requerirán cambios de comportamiento que llevan a las personas a conducir menos o de manera más eficiente en el consumo de combustible. Por esa razón, los cambios de comportamiento también pueden proporcionar respuestas rápidas cuando sea necesario para la seguridad energética.

• En algunas áreas, como la aviación, es poco probable que existan opciones técnicas a la escala requerida para reducir las NZE para 2050. Por lo tanto, los cambios de comportamiento que frenan la actividad tienen un papel fundamental que desempeñar para reducir la demanda y minimizar la necesidad de depender de emisiones negativas con tecnologías que pueden ser costosas o no materializarse en la escala requerida. En 2050, los cambios de comportamiento en el Escenario NZE reducen la necesidad de tecnologías de emisiones negativas en alrededor de un tercio, o 820 Mt CO2.

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