Impacto Ambiental En El Sector Industrial Sobre La Economia - DOC

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Impacto Ambiental En El Sector Industrial Sobre La Economia - DOC Powered By Docstoc
					       Universidad Internacional de Andalucía. Jornadas de calidad energética y medioambiental en edificios.
                        Impacto Ambiental. Baeza 17/03/2004, Antonio Lecuona Neumann.




 JORNADAS DE CALIDAD ENERGÉTICA Y MEDIOAMBIENTAL EN
                      EDIFICIOS




                         PONENCIA: IMPACTO AMBIENTAL




                       PONENTE: ANTONIO LECUONA NEUMANN




          DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA TÉRMICA Y DE FLUIDOS

                          UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID




Material original, autor: Marcelo Izquierdo Millán, Instituto Eduardo Torroja del CSIC




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1. INTRODUCCIÓN

2. BALANCE ENERGÉTICO DE ESPAÑA

3. EL CONFORT DE LOS HOGARES ESPAÑOLES

4. CONSUMO DE ENERGÍA EN LOS HOGARES ESPAÑOLES

5. COSTE ECONÓMICO E IMPACTO AMBIENTAL

6. REDUCCIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL UTILIZANDO ENERGÍA SOLAR

7. PREVISIÓN DE FUTURO SOBRE DE IMPACTO AMBIENTAL

8.INCENTIVOS ECONÓMICOS Y AMBIENTALES DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

9. CONCLUSIONES

10. BIBLIOGRAFÍA




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1. INTRODUCCIÓN

El consumo de energía en los hogares de la Unión Europea asciende al 40% del consumo total. La
mayor parte es originado por la producción de agua caliente sanitaria y climatización: calefacción,
aire acondicionado y ventilación, el resto es el consumo eléctrico en iluminación y en los
electrodomésticos. La reducción de este consumo se incluye en los programas de ahorro
comprometidos en la firma del acuerdo de Kyoto y del protocolo de Montreal.

En España, según el Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético (IDAE), el consumo
energético de las familias españolas supone el 25% del consumo total. El consumo en calefacción y
ACS de las familias españolas es el 64% de todo el consumo doméstico. A este consumo hay que
añadir el uso creciente de los sistemas de aire acondicionado durante el verano que incrementan el
consumo de electricidad. Las fuentes de energía convencionales utilizadas en los hogares españoles
son la electricidad y los combustibles: sólidos, líquidos y gaseosos. Los combustibles sólidos
utilizados son el carbón y la leña. El combustible líquido autorizado es el Gasóleo de Calefacción,
denominado Gasóleo C. Los combustibles gaseosos son el Gas Natural, los Gases Licuados del
Petróleo (GLP) y el Propano. La firma por España del compromiso de Kyoto es un acicate para la
implantación de sistemas de ahorro energético basados en el uso de las energías renovables.

 El consumo de las fuentes de energía tiene consecuencias ambientales que pueden poner en
dificultad la vida en nuestro planeta. La producción de calor y electricidad se basa en el consumo de
combustibles fósiles o de combustible nuclear. Las reacciones químicas y nucleares que intervienen
en estos procesos generan subproductos que acaban siendo depositados en la atmósfera,
contribuyendo a modificar su composición natural.

2. BALANCE ENERGÉTICO DE ESPAÑA

Las fuentes de energía consumidas en España son el petróleo, el carbón, el gas natural, la energía
nuclear, la energía hidráulica y las energías renovables. El carbón se utiliza casi en su totalidad para
la generación de electricidad, y lo mismo se puede decir de la energía nuclear e hidráulica. Las
energías renovables se utilizan para producir electricidad (eólica y solar fotovoltaica) y calor
(biomasa y solar térmica).

ENERGÍA ELÉCTRICA

La evolución de la producción en función de las diferentes fuentes de energía ha sido el siguiente,

                    TABLA 1. PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD (106 kWh)

Año                                                                   1998          1999          2000             2001

Hidroeléctrica                                                       39.065 30.815   36.467                   51.164
Térmica                                                              98.545 120.065 126.106                  122.381
Nuclear                                                              59.003 58.852   62.206                   63.714
TOTAL (106 kWh)                                                     196.613 209.732  224.799                  237.259

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En la hidroeléctrica está incluida la electricidad de origen renovable (biomasa, eólica y solar
fotovoltaica) y la generada con residuos sólidos industriales (RSU), cuya evolución ha sido la
siguiente

Renovables más RSU                                       4.055      ----       6.921    10.478
Descontando el consumo interno de las centrales y el intercambio internacional, el consumo de
electricidad en España fue el siguiente:

                             TABLA 2. CONSUMO DE ELECTRICIDAD

Año                                                                 1998           1999     2000                2001
Electricidad (106 kWh)                                             174.194        186.385 197.202             208.580

El consumo de energía eléctrica ha evolucionado desde 174.194·106 kWh en 1998 hasta
208.580·106 kWh en el año 2001 con un porcentaje aproximado del 35% basado en el carbón. En el
año 2001 el 35% de la electricidad tenía su origen en el carbón el 10% en el petróleo ( fuel oil), el
10 % en el gas natural. El 55% de la energía eléctrica consumida fue de origen fósil, mientras que el
45% restante fue de origen hidráulico (14,1%), nuclear (28%) y renovable (2,9%). El consumo de
electricidad ha aumentado el 20% en los últimos cuatro años.

GAS NATURAL

La evolución del consumo de Gas Natural, incluido una pequeña cantidad de gas manufacturado se
puede ver en la tabla 3.

                              TABLA 3. CONSUMO DE GAS NATURAL

Año                                              1998            1999             2000               2001
Industrial (106 kWh)                            117.940       128.825,0           144.993,5          152.933,8
Doméstico y comercial (106 kWh)                  26.620        32.373,7            34.755,3           40.565,3
Electricidad (106 kWh)                            7.060         7.673,8            10.378,5           12.730,7
Otros usos (106 kWh)                                --          6.102,7             6.130,6            6.087,9
TOTAL (106 kWh)                                               174.975,2           196.257,9          212.317,7


PRODUCTOS PETROLÍFEROS (ktep)

              TABLA 4. CONSUMO DE PRODUCTOS PETROLÍFEROS (kTm)

Año                 1998                             1999                        2000                2001
Gasolinas          9.625                             9.561                       9.138               9.084
Gas-oil A+B      18.953                             20.557                      21.954              23.658
Fuel oil y otros 14.431                             13.028                      13.113              12.915
GasóleoC          3.640                              3.369                       3.913               4.224
GLPs               2.911                             2.892                       2.815               2.633
Queroseno          4.122                             4.359                       4.654               4.734
TOTAL            53.682                             53.766                      55.587              57.248

Además se consumen otros productos como asfaltos, coque, aceites lubricantes, etc., que por
ejemplo en 2001 ascendieron a unas 13.000 toneladas (ojo o kToneladas) , siendo el total

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PREVISIONES DE FUTURO

El 13 de Septiembre de 2002 el Consejo de Ministros aprobó la Planificación de los Sectores de
electricidad y Gas para el periodo 2002 –2011 con el objetivo de asegurar el suministro energético
hasta el año 2010. El Gobierno apuesta por el incremento del consumo del Gas Natural, tanto en el
sector industrial, como en el comercial, residencial y para la producción de electricidad. Se prevé un
incremento anual del 3,4% (3,75% en el caso de la electricidad, alcanzando un consumo en torno a
los 300.000·106 kWh el año 2011). El Gas Natural aumentará su presencia pasando del porcentaje
actual del 12,2% hasta el 22,5% en el balance energético de España. Se fomentará el uso de las
Energías Renovables, a través del incremento de producción de Energía Eólica, Biomasa, Centrales
Mini-hidráulicas, Energía Solar Térmica y Fotovoltaica, que pasarán del 5,6% actual al 12% en
2011.

Se pretende cambiar el escenario anterior de forma que en el año 2010 la estructura de las fuentes
de energía utilizadas para producir electricidad sea: Carbón 12%; Gas Natural 34,2%; Nuclear
20,1%; Petróleo 4,8% y Renovables 28,9%. En este último caso de nuevo tenemos que aclarar que
el 17% corresponde a la hidráulica clásica y el resto, en torno al 12% a las renovables Eólica, Solar
Fotovoltaica, Mini-hidráulica y Biomasa.

3. EL CONFORT DE LOS HOGARES ESPAÑOLES

Según la estadística del Colegio Oficial de Arquitectos a principios del año 2002 había en España
21 millones de viviendas, de las cuales en torno a 13 millones son hogares y durante el año 2002 se
estaban construyendo en todo el país unas 500.000 viviendas. Por su parte, la Encuesta de
Población Activa del segundo trimestre del año 2001, publicada por el Instituto Nacional de
Estadística, detalla que el número de hogares en esa fecha era de 13.184.726, que estaban habitados
por 40 millones y medio de personas. Datos recientes, publicados por el Estudio General de Medios
indican que el 63,5% de los hogares tienen microondas; el 25,1% vitrocerámica, el 11,9% aire
acondicionado y cada hogar dispone de dos televisores.

Calefacción

Según el IDAE existen en España más de un millón de viviendas con instalación de calefacción
colectiva y más de tres millones de sistemas de calefacción individual centralizada. También existe
un número indeterminado de instalaciones con calderas individuales. Desde el año 1997 el
porcentaje de sistemas eléctricos de calefacción ha disminuido encontrándose ahora en torno al
40%, mientras que de forma paralela han aumentado los sistemas que utilizan el Gas Natural.

Aire acondicionado

Los datos aportados por INDEL (1999) acreditan que en 1997 el 8,2% de los hogares disponía de
algún sistema de aire acondicionado y según el Estudio General de Medios del año 2002 este
porcentaje ha aumentado hasta el 11,9% (1,57 millones de hogares). El consumo de energía
eléctrica por este servicio en 1988 fue de 109·106 kWh y aumentó hasta 115·106 kWh en 1997.

Agua caliente sanitaria

La práctica totalidad de los hogares españoles disponen de algún sistema de Agua Caliente
Sanitaria. Hasta 1997 el 13,1% (1,73 millones) de estas instalaciones eran eléctricas. El resto
utilizan GLPs, y actualmente Gas Natural (INDEL, 1999).

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Cocina

La totalidad de los hogares disponen de cocina. La energía utilizada es el GLP, el Gas Natural, la
electricidad, el 25,1% (3,31 millones) tienen vitrocerámica, aunque también existen hogares que
utilizan el carbón y la leña.

4. CONSUMO DE ENERGÍA EN LOS HOGARES ESPAÑOLES

Los 40,6 millones de españoles consumen en su hogar distintas formas de energía: Electricidad; Gas
Natural; Gases Licuados del Petróleo; Gasóleo; Carbón; Leña, etc.. Este consumo energético tiene
consecuencias económicas, ambientales y sociales. El consumo de electricidad en el hogar se
reparte entre los electrodomésticos, la calefacción, el agua caliente sanitaria (ACS), la cocina, el
aire acondicionado e incluso en la producción de calor con bomba de calor. El Gas Natural se utiliza
en la cocina para cocinar los alimentos, para producir calor con destino a calefacción y agua
caliente sanitaria, e incluso en las secadoras. Los Gases Licuados del Petróleo se utilizan
fundamentalmente en la cocina, para el agua caliente sanitaria y algo en calefacción. El Gasóleo C
se utiliza para calefacción sobre todo en comunidades. El carbón y la leña se utilizan en la cocina y
en calefacción. El uso del carbón en España tanto en la cocina como para calefacción esta en
retroceso, y lo mismo sucede con la leña que sólo se utiliza en los núcleos rurales.

ELECTRICIDAD

De acuerdo con el balance energético nacional el consumo eléctrico total durante el año 2003
ascendió a unos 230.000·106 kWh mientras que el consumo en el sector de la edificación alcanzo
alrededor del 30% (69.000·106 kWh). En las viviendas, la calefacción, el ACS y la cocina suponen
el 24% del consumo eléctrico total. Según el Proyecto INDEL, en 1997, el 49,6% de los hogares
utilizaban la electricidad para calefacción, después de haber superado el 50% unos años antes. En
2003 el consumo eléctrico de los hogares se puede estimar en 3.600 kWh/hogar·13,2·106 hogares =
47.520·106 kWh. El consumo medio de electricidad por hogar ha pasado de 1.928,3 kWh/año en
1980 a 3.242,5 kWh/año en 1998 y aproximadamente 3.600 kWh en 2001.

COMBUSTIBLES FÓSILES

El consumo de los hogares españoles se presenta en la tabla 7, IDAE (1998).

5.000 kWh/hogar·13,2·106hogares = 66·109 kWh.

El Gas Natural utilizado en calefacción estaba presente en el 6% de los hogares en el año 1995,
mientras que para ACS su penetración ya alcanzaba al 27%. Su uso en la cocina suponía el 20%.
Según el Proyecto INDEL, en 1997, el uso para calefacción ya era casi del 14%, con pequeña
presencia del Gas Ciudad. A finales del 2001, datos de SEDIGAS estimaban que el Gas Natural se
había introducido en 4.516.830 hogares y en 84.327 establecimientos comerciales. El gasóleo se
utilizaba para calefacción en el 20% de los hogares mientras que el carbón era utilizado en el 7%.
En el año 1997, figura 1, este combustible estaba instalado en el 12% de los hogares. Los GLPs
representan el 11% del consumo en calefacción, mientras que su penetración en agua caliente
suponía casi el 50% y más del 70% en la cocina. En el año 1997 su penetración en el mercado de la
calefacción residencial era del 15%.La leña y el carbón contribuyeron, en el año 1997, con el 10%
del consumo de energía en calefacción, figura 1. En la tabla 5 tenemos esta evolución.

TABLA 5. CONSUMO DE ENERGÍA DE LOS HOGARES ESPAÑOLES (fuente IDAE)

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El consumo de usos térmicos ha pasado de 0,37 tep/año (4.282 kWh/año) en 1980 a 0,43 tep/año
(4.977 kWh/año) en 1998.




                    Figura 1. Distribución del consumo de energía en los hogares.

Según la monografía “ El consumo de energía de las familias españolas”, publicado por el Instituto
para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE), del MINER, elaborada con datos
referidos al año 1995 del propio IDAE en colaboración con el Instituto Nacional de Estadística
(INE), la “estructura del consumo de energía en la vivienda” se puede explicar mediante el gráfico
representado en la figura 2.

Podemos observar que la calefacción y el ACS contribuyen con el 44% y el 20%, suponiendo entre
ambas el 64% del consumo total. La cocina consume el 11%, mientras que la iluminación y los
electrodomésticos participan con el 25%. Es importante destacar que si bien la calefacción, el ACS
y la cocina pueden funcionar con distintas formas de energía: electricidad, Gas Natural, Gasóleo,
Carbón o Leña; en cambio la iluminación y los electrodomésticos utilizan la electricidad. Por lo
tanto, podemos decir que en torno al 25% del consumo energético del hogar es eléctrico.




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                         Figura 2. Estructura del consumo de energía en el hogar

5. COSTE ECONÓMICO E IMPACTO AMBIENTAL

Coste económico

La electricidad consumida en 2001, al precio del kWh, incluidos impuestos, originó un gasto de:

13.200·000 hogares·3.600kWh/hogar·0,13523€/kWh =6,426·109€ = 1,069·1012 PTA

En el caso de los combustibles utilizamos los datos de la tabla 7 y tenemos en cuenta los precios del
año 2001, incluido impuestos, rendimiento de la combustión, de la caldera y del sistema, para un
combustible cuyas propiedades y costes sea igual al valor medio de la cesta de combustibles que
estamos estudiando: el precio medio del kWh utilizado en usos domésticos está en torno a 0,055
€/kWh.

Por familia: 5.000·0,055 = 275 € (45.756 PTA); Nacional: 3,63·109 €

El gasto medio de una familia en electricidad en el año 2001 se puede estimar en 80.985 PTA
(486,7 €), mientras que el gasto en combustibles fue 45.756 PTA (275€). El gasto total en energía
durante este año fue de 126.741 PTA (767,1 €).

Impacto ambiental nacional

La emisión de CO2 al producir un kWhe con las centrales térmicas españolas durante el año 2001
fue aproximadamente 0,6 kg CO2/kWh. La emisión de CO2 en 2001 originada por la producción d
electricidad fue:

208.580·106·0.6 =125.148·106 kg = 125,15·106 tm de CO2.

La emisión originada por el combustible fósil:

Petróleo: descontando el 10% utilizado para generación eléctrica, el combustible quemado durante
el año 2001 en procesos térmicos, transporte etc, fue 57.248 ktep y la correspondiente emisión;
57.248·103·3,5 kg CO2/kWhe = 200,4·106 tm CO2.

Gas Natural: 212.317,7·106·0,22 kg CO2/kWhe = 46.710·106 kg = 46,7·106 tm CO2


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La emisión total durante el año 2001 fue 372,3·106 tm, aproximadamente y la emisión “per capita”
9,17 tm de CO2.

Según la European Environmental Agency, que en la reunión de Marraquech en Noviembre de
2001 ha aportado datos sobre emisiones en la Unión Europea, la emisión de dióxido de carbono
“per cápita” en España durante el año 1990 estaba en torno a 7 toneladas, mientras que en 1999 se
situaba en torno a 9 toneladas (unas 360 millones de toneladas). El cumplimiento del acuerdo de
Kyoto permite a España incrementar sus emisiones en un 15% entre los años 2008 y 2012, respecto
a las emisiones realizadas durante el año 1990.

Impacto ambiental de los hogares

La producción de CO2 de las familias por consumo de electricidad fue: 47.520·106·0,6 = 28,51·106
tm; por hogar: 3.600·0,6 = 2,16 tm CO2/familia

Consideremos un combustible cuyas propiedades y costes sea igual al valor medio de la cesta de
combustibles que estamos estudiando: la emisión de CO2 de tal combustible imaginario sería de
0,25 kg/kWh. La emisión por familia sería de 5.000·0,25 = 1,25 tm

La emisión total por familia: 3,41 tm/año, que significa 3,41·13,2·106 = 45·106 toneladas de CO2, lo
que supone el 12% del total. A ese hay que sumar las emisiones del resto de los edificios que según
INDEL supone aproximadamente entre el 6 y 8% adicional.

6. REDUCCIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL UTILIZANDO ENERGÍA SOLAR

Para las aplicaciones térmicas utilizadas en el hogar las principales variables son la temperatura y
el caudal.

Agua caliente sanitaria

       Temperatura de consumo: 40ºC – 50ºC.
       Temperatura máxima: 60ºC.
       Caudal: variable entre 40 kg y 60 kg por persona y día.

Calefacción

       Temperatura mínima: 40ºC
       Temperatura máxima: 65ºC.

Aire acondicionado

       Temperatura del agua fría: entre 7ºC y 14ºC.
       Caudal de agua fría: función de la carga térmica.
       Temperatura de entrada al generador: entre 70ºC y 90ºC.

Utilizando los datos de entrada del párrafo anterior y teniendo en cuenta las características propias
de cada proceso, utilizando en todos los caso el colector plano, el programa PRECISOL genera los
siguientes resultados:

Agua caliente sanitaria


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          Universidad Internacional de Andalucía. Jornadas de calidad energética y medioambiental en edificios.
                           Impacto Ambiental. Baeza 17/03/2004, Antonio Lecuona Neumann.

Las figuras 3 representan los parámetros característicos de una instalación operando en Madrid
produciendo 50 kg/día (1 persona) de ACS a 50ºC.


                                      ACS por m2 (kWh/m2) - Año 1992
          2

        1.5

          1

        0.5

          0
              1      31       61     91      121      151     181      211     241      271     301      331



                          Fracción solar para 50 kg/pers-dia (un m2 - Año 1992)

          1
        0,8
        0,6
        0,4
        0,2
          0
              1      31      61     91     121     151      181     211      241     271      301     331    361

          Figura 3. Parámetros característicos de una instalación de ACS (Madrid 1992)


En la tabla 6 presentamos las características más importantes para la serie de años comprendida
entre 1992 y 1999.

                   TABLA 6. PARÁMETROS DE UNA INSTALACIÓN DE ACS
                                          (MADRID, 1 m2, 50 Kg/día).

          Temporada Radiación solar Rendimiento Carga térmica Fracción
                      (kWh/m2)       solar (%) (kg/persona.día) solar (%)

                  1992              4.65                  15.7                     50                43.2

                  1993              4.22                  15.6                     50                39.2

                  1994              4.33                  17.1                     50                43.1

                  1995              4.39                  17.1                     50                43.6

                  1996              4.39                  15.0                     50                38.4

                  1997              4.15                  15.8                     50                38.5

                  1998              4.06                  15.8                     50                37.8

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                              1999                    4.08                   15.3                50                  37.5

                              Media                   4.28                   15.9                50                  40.2




Calefacción

Otra aplicación de la conversión térmica de la energía solar es la climatización durante el invierno.
En las figuras 4 tenemos los resultados obtenidos por el software de modelización PRECISOL para
la temporada de calefacción 1993-1994, para una vivienda de 80 m2 en Madrid, utilizando una
instalación con 40 m2 de colectores, aplicando la metodología expuesta y teniendo en cuenta las
características propias de esta instalación. En la tabla 7 tenemos los resultados globales de 8 años.
                                                             Carga térmica. Vivienda de 80 m2

               160

               120
 (kWh/día)




                   80

                   40

                    0
                        306              336                  366                 30             60                 90             120



                                                                         Fracción solar


             1,2
              1
             0,8
             0,6
             0,4
             0,2
              0
                   306                 336                   366                 30              60                 90             120




 Figuras 4. Parámetros característicos de una instalación de calefacción solar (Madrid 1993-1994,
                                      área de colector 39 m2)

                   TABLA 7. VALORES MEDIOS DE UNA INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN
                                                       LA POVEDA MADRID (40 m2).


                   Temporada          Radiación solar          Rendimiento solar          Carga térmica           Fracción solar
                                        (kWh/m2)                     (%)                   (kWh/día)                   (%)
                    1992-1993                  3.63                13.7º (7.2)* (91)**          50.3                     33.0
                    1993-1994                  4.28                 20.3 (13.2) (67)            52.9                     55.1
                    1994-1995                  4.42                 18.5 (12.5) (62)            44.9                     58.6
                    1995-1996                  3.91                 13.8 (6.7) (101)            51.9                     37.5


                                                                       Página 11 de 15
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                              Impacto Ambiental. Baeza 17/03/2004, Antonio Lecuona Neumann.


       1996-1997                 4.02                   13.8 (7.5) (92)                 38.3                    50.8
       1997-1998                 3.35                   14.1 (6.9) (97)                 48.6                    32.7
       1998-1999                 3.98                   14.8 (8.8) (80)                 51.4                    39.5
       1999-2000                 3.66                   13.9 (8.8) (71)                 54.8                    36.4
       2000-2001                 3.75                  18.3 (12.1) (65)                 46.8                    51.7
           Media                 3.89                         15.7                      48.9                    43.9

º Rendimiento solar calculado teniendo en cuenta sólo los días en los que el rendimiento es superior
al 5 %.
* Rendimiento solar calculado teniendo en cuenta todos los días.
** Número de días en los que el rendimiento solar es inferior al 5 %.
Aire acondicionado

En las figuras 5 presentamos los resultados del programa PRECISOL obtenidos para una instalación
de climatización durante el verano de 1995 de una vivienda de 80 m2 situado en el Sureste de
Madrid utilizando un área útil de colector de 34,4 m2, inclinados 40º. En la tabla 8 podemos ver los
resultados de la simulación para un periodo de 8 años.

                                                   Carga térmica (kWh/día) - Año 1995


     100
      80
      60
      40
      20
       0
           152                         182                           212                       242                     272



                                              COP de la Máquina de Absorción

           0.80
           0.60
           0.40
           0.20
           0.00
                  152    162     172         182      192     202         212   222     232     242       252   262     272
                                                                    Día


           Figuras 5. Parámetros de una instalación de frío por absorción para climatización.

   TABLA 8. VALORES MEDIOS DE LA INSTALACIÓN DE AIRE ACONDICIONADO POR
                        ABSORCIÓN DE BROMURO DE LITIO. ARGANDA (34,4 m2).

Temporada Radiación solar Rendimiento Carga térmica                                      Días sin carga         Fracción solar
            (kWh/m2)       solar (%)   (kWh/día)                                            térmica                  (%)

    1992                  6.46                      19.7              28.8 (34.1)                    19                50.6

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                            Impacto Ambiental. Baeza 17/03/2004, Antonio Lecuona Neumann.


    1993               6.32                  17.7             29.3 (35.4)                  21                      34.3

    1994               6.49                  19.1             37.2 (42.8)                  16                      22.7

    1995               6.63                  20.0             30.8 (34.5)                  13                      49.4

    1996               6.70                  16.1             29.9 (33.4)                  13                      24.5

    1997               6.18                  15.6             27.1 (30.3)                  13                      21.3

    1998               6.26                  15.5             35.8 (39.4)                  11                      16.1

    1999               6.04                  16.3             35.3 (37.1)                   6                      14.0

   Media               6.38                  17.4             31.8 (35.9)                                          29.1
7. PREVISIÓN DE FUTURO SOBRE DE IMPACTO AMBIENTAL

De acuerdo con las previsiones de incremento del consumo energético visto anteriormente se puede
evaluar la evolución de las emisiones. Nos centraremos sólo en el dióxido de carbono.

Emisión por consumo eléctrico

 La emisión de CO2 por kWhe producido que en 2001 estaba en torno a 0,6 kg y puede
experimentar variaciones como consecuencia de la pluviosidad, que incide sobre la producción
hidroeléctrica. También el incremento del uso del gas natural, con menor impacto ambiental que el
carbón y el petróleo, se traducirá en la producción más ecológica del kWh eléctrico. Aquí
supondremos que la emisión de CO2 por kWh estará en torno a 0,58 kg, que es un valor medio. La
emisión en 2011 podría ser

3.600·1,037510·0,58 = 3 tm/familia; 3·13.690.000 = 41,3·106tm CO2

Emisión por consumo de combustibles fósiles

Obtenido el consumo de la “cesta” de combustibles (gasóleo, GLPs,gas natural) podemos
determinar la emisión de CO2 en función de la emisión por kWh de dicha cesta que teniendo en
cuenta el poder calorífico inferior se obtiene un valor medio de 0,25 kg CO2/kWh de combustible.

1,56·1011 kWh·0,25 kgCO2/kWh=39,0·106tm CO2

Emisión total

La emisión total de CO2 en el sector doméstico será en torno a 80·106 tm de CO2, lo que
correspondería a una media “per per” de 5,84 toneladas por familia.

En porcentaje sobre el año 2001; (5,87–4,32)/4,32 = 35,88% que se sumará al incremento de
emisiones producido desde 1990. Este panorama que se nos presenta para el futuro se puede mitigar
haciendo un uso racional de la energía. El consumo energético familiar de combustibles fósiles y la
emisión de gases contaminantes se puede reducir desarrollando políticas de ahorro energético y
fiscales que potencien la instalación de sistemas de producción de electricidad y de calor que
utilicen las energías renovables. La energía solar reúne características que permiten adaptar su uso
al sistema de vida de las familias.


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           Universidad Internacional de Andalucía. Jornadas de calidad energética y medioambiental en edificios.
                            Impacto Ambiental. Baeza 17/03/2004, Antonio Lecuona Neumann.



8.INCENTIVOS ECONÓMICOS Y AMBIENTALES DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Los primeros incentivos que nos aparecen son los del ahorro energético y la reducción del impacto
ambiental. Ambos son apreciables en el conjunto de la economía nacional, pues suponen un ahorro
del 9,3% en combustibles fósiles y del 3% en electricidad. y en torno al 5% de la emisión total de
CO2. La emisión por familia experimenta una fuerte reducción. Esta reducción de emisiones
también puede tener una compensación económica. En estos momentos comienza a establecerse el
mercado de las emisiones de CO2. Alguna compañía petroleras como la British Petroleum y en la
propia Unión Europea (Reino Unido) funciona un incipiente mercado, que ahora es voluntario para
algunos sectores como generación de energía, refino, materiales, etc y que probablemente será
obligatorio entre 2003 y 2005. A partir del año 2004 empezará a funcionar con carácter voluntario
el mercado de emisiones de los sectores de la edificación y del transporte. Actualmente el valor de
mercado de la tonelada de CO2 es de unos 50€.

Instalación de agua caliente sanitaria

Una familia constituida por tres personas utilizaría una instalación compuesta por un campo de
colectores de unos 6 m2 para conseguir el 50% del ahorro. El coste medio de la instalación podría
ser de 2.524,2 € (420.000 PTA). Con el 30% de subvención el coste para el usuario sería, 2.524,2-
0,3·2.524,2 = 1.766,94 €

En cuanto a las emisiones de CO2

Año 2001: la emisión por ACS es el 20% del total: 0,2·3,41 tm/año = 0,682 tm de CO2 /familia,
ahorrando el 50%; 0,5·0,682 = 0,341 tm de CO2 /familia.

Año 2006: emisión de CO2           0,341·1,0345 = 0,403 tm de CO2 /familia y año

Periodo 2001-2011: 0,403·10 = 4,03 tm de CO2 /familia. Este ahorro podría proporcionar un ingreso
de unos 200€ si se cumplen las previsiones y se incentiva la reducción de emisiones a través del uso
de las energías renovables

Los ingresos totales durante el periodo asciende a la suma de 889 +200 = 1.0895€.

El usuario, sin tener en cuenta otras consideraciones como mantenimiento, inflación del
combustible sobre la inflación general, etc., amortiza el 1.089,5/1.766,9·100 = 61,7% del coste de la
instalación. Esta instalación, para sustituir un combustible medio representativo de la cesta de
combustibles, puede devolver la inversión inicial en un plazo comprendido entre 12 y 15 años. Si la
fuente de energía a sustituir fuera la electricidad, cuyo precio es mas del doble que el precio de los
combustibles, el retorno de la inversión podría ser inferior a los 8 años. En el caso de instalaciones
para comunidades de vecinos la inversión inicial por familia es menor que en el caso de una
vivienda individual y por esta razón el periodo de amortización es menor.

Instalación de calefacción

Este sistema funciona desde el 1 de Noviembre hasta el 30 de Abril. Desde Noviembre hasta
Febrero tenemos el periodo con temperaturas más bajas del año y lo mismo sucede con la radiación
solar, cuya intensidad es la menor del año. Por lo tanto se superponen dos efectos negativos: mayor
necesidad de calefacción con menor radiación solar. A esto también hay que añadir que el número
de días nublados durante este periodo es el máximo y los problemas que genera tener parada la

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          Universidad Internacional de Andalucía. Jornadas de calidad energética y medioambiental en edificios.
                           Impacto Ambiental. Baeza 17/03/2004, Antonio Lecuona Neumann.

instalación durante la segunda mitad de la Primavera, de todo Verano y durante la primera mitad del
Otoño. La conjunción de estos efectos hace que, al precio actual de las energías comerciales, esta
instalación sea difícilmente viable desde el punto de vista económico.

Instalación de calefacción y aire acondicionado

Este sistema goza de la virtud de funcionar durante casi todo el año, aprovechando la radiación
solar del verano, cuando es máxima. Utiliza aproximadamente la misma área de colectores que la de
calefacción pero hay que instalar una máquina frigorífica de absorción. El precio medio actual del
colector instalado es (450€/m2) y de las máquinas de absorción (400€/kWf). Una instalación de 50
m2 de colector en Madrid puede proporcionar el 50% del consumo energético en calefacción más el
50% del consumo de aire acondicionado de una vivienda media de 80 m2 (carga térmica máxima de
refrigeración 7 kW). Su precio podría rondar los 450·50+400·7 = 25.300€ por vivienda
(4,21·106PTA).


9. CONCLUSIONES

El consumo por calefacción, agua caliente sanitaria y refrigeración en el sector de la edificación
supone aproximadamente el 80% del total.

La conversión térmica de la energía solar puede proporcionar la energía necesaria para cubrir estos
servicios.

La reducción del impacto ambiental puede alcanzar hasta el 20% del total.


10. BIBLIOGRAFÍA

Red Eléctrica de España (1998). Proyecto INDEL, Atlas de la demanda eléctrica española. Proyecto
de Investigación y Desarrollo Electrotécnico . Pº del Conde de los Gaitanes, 177, Alcobendas,
28109 Madrid.

IDAE. Eficiencia Energética y Energías Renovables (2000). Paseo de la Castellana, 98. 28046
Madrid.

IDAE. monografía “ El consumo de energía de las familias españolas”, Paseo de la Castellana, 98.
28046 Madrid.

Energía 2002 (2002). Foro Nuclear. www.foronuclear.org.

M. Izquierdo (1999). Sistemas térmicos de Energía Solar, apuntes de Energías Renovables,
Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos, Universidad Carlos III de Madrid.

M. Venegas, M. Izquierdo, A. Lecuona y P. Rodríguez (2002). Método de cálculo de instalaciones
de climatización utilizando energía solar, Cádiz.




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