La corba de demanda elèctrica

dissabte, 25/12/2010

Corba demanda màxima i mínima a girona.jpgHaureu escoltat que l’electricitat s’ha de consumir en el mateix moment que es genera. La frase no és del tot exacte doncs, si bé l’emmagatzematge d’electricitat no és una acció massiva, el sistema elèctric fa recurs a aquesta acció. El sistema elèctric espanyol té pics de consum a l’hivern de més de 40.000 MW i valls de més de 25.000 MW, per la qual cosa la generació ha d’anar seguint aquesta variació, pujant i baixant. Hi ha una part d’aquesta energia que s’emmagatzema en complexes hidràulics turbina bomba, turbinant l’aigua de dia, generant electricitat, i bombejant l’aigua al vas superior de nit, consumint-ne. Aquesta acció, de gran importància per a la gestió de la xarxa elèctrica, té rendiments propers al 75%, essent la millor tecnologia avui a l’abast per emmagatzemar electricitat de forma massiva amb un rendiment raonable. El sistema de turbina-bomba a Espanya té una capacitat de cap a 2.900 MW, trobant-se en la seva major part al riu Duero, encara que a Catalunya és conegut el complex de Estany Gento i el de Moralets.

La corba de consum elèctric a Espanya és una aberració, és una corba no gestionada. Arriba a tenir relacions entre el pic i la base de 1,53, fet que complica la gestió elèctrica fins el punt de posar en risc el desenvolupament d’alguna tecnologia. A França la relació entre pic i base mitja és de 1,28, obtenint una corba més modulada. Read the rest of this entry »

Degradació de l’energia

dissabte, 18/12/2010


En el món de l’energia regeixen dos principis de la termodinàmica. El primer diu que l’energia no es crea ni es destrueix, que només es transforma. El segon diu que en la transformació l’energia es degrada. La degradació es fa cap a nivells d’energia inferiors, fins el punt que arriba a ser molt difícil continuar transformant-la.

Veiem exemples. Un salt d’aigua transforma l’energia potencial del salt en energia elèctrica quan l’aigua cau i passa per la turbina que mou el generador. El rendiment d’aquesta transformació arriba sovint al 86% comptat en els bornes de l’alternador. El 14% restant se’n va en forma de calor que escalfa l’aigua i l’aire al voltant de l’alternador. Anem ara a una central elèctrica amb carbó o nuclear. Ambdues centrals són de cicle simple, transformant l’energia química del carbó en calor, després vapor a alta pressió per finalment transformar aquesta energia potencial en energia cinètica en la turbina i en electricitat en l’alternador. Però tots els cicles amb vapor tenen un greu problema, el canvi de fase de vapor a aigua. Així, si el vapor entra a la turbina a una pressió de 170 bar i 352ºC, quan surt de la turbina a molt baixa pressió, a 0,04 bar, té una temperatura de 30ºC, però encara està en fase vapor. Al passar a fase aigua alliberarà 2556 kJ per cada kg de vapor, 0,71 kWh per kg de vapor, que es converteixen en augment de temperatura del riu o en vapor d’aigua en una torre de refrigeració. Aquesta és la raó per la que una central de cicle simple (cicle Rankine) té rendiments del 35%. Les centrals de gas de cicle combinat(cicle Brayton), en les que s’encadenen en sèrie una turbina de gas amb una turbina de vapor arriben a rendiments del 59%.

És pel fet que a Espanya es substitueixen les centrals de carbó per les de cicle combinat i per l’augment de parcs eòlics que el rendiment de generació elèctrica millora any a any.

Read the rest of this entry »

Bicing amb cotxe elèctric a Paris: Autolib

divendres, 17/12/2010

Article de Le Monde on explica que el concurs per una xarxa pública de cotxes elèctrics la ha guanyat l’empresa francesa Bolloré, fabricant de bateries elèctriques liti-metall-polímer. El parc es preveu de 3.000 cotxes elèctrics, amb una inversió de 110 milions d’euros i ha de començar a funcionar el 30 de setembre de 2011.

El link del Autolib

Energia i productivitat

dissabte, 11/12/2010

A vegades oblidem amb facilitat que el benestar de la nostra societat prové de la millora de la productivitat de la humanitat. Productivitat que està lligada a l’ús de l’energia. Per això costa entendre que hi hagi gent que defensi el decreixement energètic enlloc de dir que s’ha de fer un ús molt millor de l’energia i que cal trobar fonts energètiques sostenibles.

Per començar voldria ensenyar un gràfic explicatiu del guany de la productivitat de la humanitat. És un gràfic en escala logarítmica durant la història coneguda de la humanitat. Es tracta de l’evolució del cost de construcció de la piràmide de Keops a Egipte des de 3000 anys abans de crist fins ara. La piràmide de Keops té una base de 230 m x 230 m. i una altura de 142 m. amb 2.500.000 blocs de pedra. La seva construcció va durar uns 20 anys i es va necessitar un equip de 90.000 persones només per la col·locació. La logística per fer anar tot això, des del tallat de la pedra passant pel seu transport, fins la col·locació és un misteri. Imagineu les rampes per pujar els blocs transportats rodant sobre socs de fusta i estirats amb cordes. Imagineu encara com posar els enormes blocs damunt els altres només a base de palanques: si no coneixien la roda tampoc coneixien la politxa per aixecar…

Preguntem-nos ara quan s’estaria en construir la piràmide amb el coneixement de la roda, les carretes i les politxes. El descobriment de la roda va ser un descobriment tan important com el foc, propiciant un augment immens de productivitat de la humanitat. He calculat que amb la roda s’hagués necessitat unes 8.600 persones, una dècima part de les que es va necessitar en temps dels faraons. Aquest augment de la productivitat degut a la roda  gairebé no es va superar fins que va arribar una altra fita important a la història, la mecanització derivada del domini de l’energia. Això va passar amb la revolució industrial, a la primera meitat del segle XIX. Per tant, dels descobriment de la roda, just després de la construcció de la piràmide de Keops, fins el segle XIX, durant 4.800 anys, no hi va haver cap més millora en la productivitat de les civilitzacions humanes que no vingués de la millora de l’organització social i del treball. Poca cosa davant la invenció de la roda i de l’ús de l’energia. Podem concloure que el guany de la roda, que va suposar dividir per 10 els costos de construcció de la piràmide, va durar 4000 anys.

Ara ens hem de preguntar pel cost de la piràmide si es fes amb la tecnologia actual. Per fer-ho necessitaríem 4 grues de 1.000 tones situades a cada vèrtex, una altra al mig i 4 més de 100 tones per alimentar les grues anteriors. En total es necessitaríem 54 operaris treballant durant 6 anys. És a dir, en un primer salt tecnològic es va passar de 90.000 operaris a 8.600 i en un segon salt tecnològic s’ha passat fins a 54 en només 200 anys. Com que és difícil poder comparar així perquè la construcció de grues necessita alhora personal per la seva construcció, hi posarem el cost econòmic a preus d’ara. La piràmide de Keops costaria 16.139 milions si es fes servir la tecnologia de llavors amb els costos actuals. Si s’hagués construït amb el coneixement de la roda el cost seria de 1.613 milions, i si la tecnologia fos la d’ara costaria 157 milions d’euros. Només la col·locació. Cada salt tecnològic ha dividit el cost per 10.

Read the rest of this entry »

Diagrama Sankey Energia Espanya 2009

dissabte, 4/12/2010

Per parlar d’energia la primera cosa que hem de fer és saber quanta en consumim i de quina manera ho fem. És estudiant la distribució del consum que més endavant podrem fer propostes per millorar-lo.

Us proposo que veieu en detall el diagrama Sankey de la distribució de l’energia a Espanya. A l’esquerra hi ha l’energia primària, la que entra al sistema, sigui en forma de carbó, petroli, gas natural, energies renovables o nuclear. A la dreta hi tenim el consum final, sigui en el transport, indústria o en l’àmbit residencial.

Sankey Energia Espanya 2009.jpg

Diagrama Sankey Energia Espanya 2009

Dalt de tot hi ha el total: l’energia primària consumida l’any 2009 fou 130.508 ktep, mentre que l’energia final, la que va servir per fer alguna cosa, va ser de 97.776 ktep, un 75% de l’energia primària. En principi podria semblar que aquest rendiment és bo, però això és fals, doncs l’energia final imputa com energia, no com a treball realitzat. Per exemple, el petroli té una pèrdua en la seva transformació petroquímica d’un 3,4% del total de l’energia primària, uns 4.437 ktep, la resta va tot a consum final. Però l’ús que se’n fa en el transport té rendiments molt i molt dolents, del voltant del 25% i en el diagrama només s’imputa com a valor de combustible entrant al vehicle, mai com a treball realitzat. Malgrat això val la pena tenir en compte aquest rendiment entre energia primària per observar com es va transformant la foto energètica del país. L’any 2006 aquest rendiment entre energia final i primària era del 73%, l’any 2008 era del 74% i el 2009 del 75%. Vol dir que alguna cosa està canviant cap a millor. Però, què és el que fa canviar la foto? Read the rest of this entry »

El blog de l’energia

dimecres, 17/11/2010

Durant milions d’anys l’impacte de la vida a la Terra fou neutral des del punt de vista energètic: animals i plantes coexistien en un cicle continu. Quan l’home primitiu va descobrir el foc, el balanç de la natura començà a canviar irreversiblement. Amb el foc fou possible coure carn, aturar els depredadors, fondre metalls formant estris i armes, i allargar la jornada laboral. En les dues últimes centúries el gènere humà ha descobert com convertir el calor en electricitat, la forma d’energia més versàtil i convenient. L’electricitat ha fet avanços impressionants en la ciència i l’enginyeria, transformant la civilització i fent-nos la vida molt més confortable que la dels nostres predecessors.

Queda clar que l’energia és responsable en gran manera del nostre benestar i de l’augment de la productivitat de la nostra societat, d’aquí la seva importància. El seu concepte, però és complex. A física l’energia és la capacitat que tenen els cossos per a poder efectuar un treball. La capacitat pot ser a causa de la seva constitució (energia interna, per exemple el petroli), a causa de la seva posició (energia potencial, per exemple un salt d’aigua), o a causa del seu moviment (energia cinètica, per exemple el vent o les ones).

L’energia té dos lleis fonamentals: la primera és que no es crea ni es destrueix, només es transforma. La segona és que a cada transformació l’energia es degrada, arribant a un punt que no la sabem utilitzar.

A la societat, però, també podem traslladar aquests conceptes, de forma que podem suposar que hi ha elements derivats de l’estructura social que contenen energia interna, com són l’educació, el coneixement i l’organització dels seus components. A partir d’aquí, quanta més ambició hi hagi, més energia potencial. L’ambició pot ser de tipus econòmic, però també de caire moral, solidari, de coherència, de reconeixement interior, d’identificació, de diferenciació.

És necessari crear ambdues energies, la interior i la potencial a fi i efecte de poder-les transformar en energia cinètica, en moviment. La societat necessita moviment per poder crear valor i a partir d’aquí construir benestar.

Una part important en l’ús de l’energia és l’eficiència. És fàcil trobar valors molt dispars en el món de l’energia. La transformació de l’energia potencial de l’aigua a força motriu o a electricitat té rendiments superiors al 90%. En canvi la transformació dels raigs solars en electricitat té una eficiència del 15%. Valorar l’energia per la seva eficiència esdevé primordial en el seu estudi. Paral·lelament en l’energia que desenvolupa una societat l’energia pot ser també molt dispar, depenent evidentment de la qualitat interna de la seva organització i coneixements, però també de la seva facilitat per concretar esforços.

En els últims anys Catalunya ha tingut una gran dispersió d’esforços que ha donat com a resultat una baixa eficiència de recursos. La pèrdua de relat dominant, majoritari, degut al repartiment de grups politics, allò de tants caps tants barrets, ha fomentat la dispersió de forces, la manca de concreció en un objectiu ben definit. Segurament el tripartit ho ha acabat d’adobar.

Avui, diumenge d’eleccions i dia de naixement del diari Ara, s’obre una oportunitat per canviar alguns d’aquests aspectes. Per un costat el naixement del diari és una aportació d’energia potencial notable que ha d’acabar donant valor a la societat catalana. Per altre costat les eleccions poden suposar un canvi important en l’energia interna de Catalunya (millor ensenyament, augment de recerca), però sobretot pot suposar una millor concreció d’objectius a partir d’un relat polític majoritari.

Ara i eleccions, dosis importants d’energia per una Catalunya que ho necessita.