TAZ-TFM-2016-1048


Criticidad de materiales y análisis exergético de generación de energía directa de fuentes renovables: bioenergía, solar térmica y geotérmica

Velarde Rocha, Miguel Alejandro
Valero Delgado, Alicia (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2016
Ingeniería Mecánica department, Máquinas y Motores Térmicos area

Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética

Abstract: La generación de energía térmica directa ha ido creciendo significativamente en los últimos 20 años creando una presión y necesidad de acelerar el despliegue de tecnologías avanzadas de energía limpia, con bajas emisiones e impactos negativos al ambiente, con el fin de reducir el uso de combustibles fósiles, disminuir las emisiones de carbono y crear una visión sostenible. En este trabajo se van a presentar las tecnologías predominantes de generación de energía directa para el recurso geotérmico, solar térmico y bioenergético. Realizando una revisión de fuentes oficiales, se establecerá la capacidad instalada o producción energética en los últimos años y los escenarios que se esperan para los próximos 35 años. Obteniendo del análisis de tendencias valores de suministro bioenergético de 160 EJ, una potencia esperada en solar térmica total de 7.317 GWt y en geotérmica cercana a 800 GWt para el año 2050. A continuación se realizará la caracterización de los materiales involucrados de las tecnologías más importantes, con el fin de conocer los materiales clave y determinar la evolución de la cantidad de demanda anual y acumulada. Conociendo la demanda de materiales para el 2015-2050 y considerando valores de reciclaje, se identificarán los posibles cuellos de botella y las limitaciones físicas debido a la utilización de las tecnologías, mediante la comparación de la producción esperada de materiales utilizando una tendencia similar a la curva de Hubbert. De este modo, se determinarán todas las posibles restricciones de las tecnologías analizadas, donde los elementos más demandados son el Al, Cu, Ni, y Mo para el aprovechamiento geotérmico y solar térmico, mientras que para bioenergía se tienen elementos claves como el K y P, siendo éste último el que corre más peligro de abastecimiento pudiendo limitar el crecimiento esperado y llegando a competir con otros sectores demandantes. Se realizará la comparación de la cantidad de materiales necesarios para el desarrollo de las tecnologías con las reservas actuales, de esa manera, se tendrá una visión global del impacto que supone el despliegue del aprovechamiento de generación de energía directa. Finalmente, se realizará el análisis exergético de materiales mediante el enfoque propuesto por Valero et al. (2014) que proporciona un análisis más exhaustivo y riguroso que la herramienta comúnmente usada del Análisis de Ciclo de Vida (ACV). Es decir, que no solo se considerará el estudio de los componentes de la cuna a la tumba “cradle-to-grave”, sino también el estudio de la tumba a la cuna “grave-to-cradle” que incluye el coste de reposición de los minerales, ofreciendo una visión de la criticidad de los recursos minerales que entran en juego usando la termodinámica.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master

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