El libro que necesitas para estudiar, trabajar o vivir en USA

We no Speak Americano

La Guía para Estudiar, Trabajar o Vivir en Estados Unidos

We No Speak Americano es la guía definitiva que necesitas para estudiar, trabajar o vivir en Estados Unidos. Es probablemente la obra más completa que se ha escrito sobre todos los trámites, documentos, pasos y trucos que hay que dar para tener éxito en el país. Recoge más de seis años de trabajo de investigación y vivencias personales de David Gómez y Laura Carreño, que han asesorado con éxito a decenas de personas en conseguir su sueño de emigrar a USA.

En un tono desenfadado pero objetivo y claro, se explican la multitud de conceptos, normas y peculiaridades del país americano. Es difícil encontrar tanta información estructurada y de tan fácil lectura. Mezclado con divertidas anécdotas y reflexiones personales, se pone en contexto y se consigue comprender la curiosa sociedad estadounidense, un modelo que se alaba desde fuera pero que está lleno de sombras.

El libro imprescidible para emigrar a USA

Conceptos como el visado F, el OPT, el Social Security, el credit history, el sexual harrassment, las taxes, el permiso de empleo o la importancia de los attorneys, son tratados con precisión y sencillez.

Sus más de 250 páginas están estructuradas en 22 capítulos y 5 secciones: Visados y documentos legales para estar en el país, Trámites para estudiar en EEUU y trabajar después, Encontrar empleo y tener éxito en él, Gestiones habituales para vivir como encontrar casa, coche o lidiar con bancos o impuestos y, por último, Afrontar el retorno al país de origen.

El texto está preparado para soportar los previsibles cambios legislativos de la era Trump, profundizando en los hechos que explican el ascenso del nacionalismo y descubriendo el futuro más cercano.

Un libro que te acompañará desde antes de pasar la frontera hasta que seas un americano más.

Disponible ya en Amazon:

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Aprobar el Professional Engineer exam (PE) y ser ingeniero en Estados Unidos

Para ejercer como ingeniero en Estados Unidos y poder firmar proyectos, es necesario disponer de la certificación Professional Engineer (PE). Ver esta entrada para más información: http://www.energyoutofthebox.com/trabajar-como-ingeniero-en-estados-unidos/

El registro para el examen de PE es algo más tedioso. Aparte de haber aprobado el FE, hay que justificar ciertos años de experiencia válida. En California se exige un mínimo de 6 años, aunque los años de estudios, si se han realizado en un programa certificado por ABET, se convalidan hasta 2 años. El resto hay que justificarlo a través de cartas de referencia (Engagement Record and Reference Forms) que han de rellenar y firmar las personas que han supervisado o trabajado con el solicitante. Son necesarias un mínimo de cuatro cartas distintas, y se consideran válidas sólo si son relevantes y van firmadas en sobre cerrado y sellado. No es necesario que todos los firmantes sean a su vez PE registrados, si el país o las circunstancias donde se han realizado los proyectos no exigían ese requisito, por lo que, en principio, son válidas las referencias extranjeras. No obstante, sí que es necesario que se hayan realizado trabajos en EEUU y bajo la supervisión de un PE. Existen Estados y especialidades como la Civil, donde sí se exige que todas las referencias sean PE y de la misma disciplina. Las cartas de referencia siguen un formulario donde hay que explicar el tipo de proyecto y las actividades realizadas por el solicitante.

Aunque NCEES es quien gestiona y administra el examen, la aplicación para ser admitido hay que hacerla directamente al Board correspondiente. Hay dos fechas para hacer el examen, en Abril y Octubre, y la documentación necesaria hay que presentarla, por tanto, algunos meses antes para su revisión. Dicha documentación consta de:

  • Un formulario a completar.
  • El pago de las tasas para el Board (125$) mediante cheque.
  • Las cuatro o más cartas de referencia (Engagement Record and Reference Forms).
  • Un certificado de notas de la carrera en inglés, sellado y en sobre cerrado. No es necesario que la traducción sea jurada.
  • Hoja de respuestas a un pequeño examen preliminar que se puede hacer en casa y con libro abierto (take-home examination). Este pequeño examen consta de 25 preguntas de respuesta múltiple y versa sobre la legislación que aplica a la profesión de ingeniería en California y que es el Professional Engineers Act (Business and Professions Code sections 6700-6799) y el Board Rules (Title 16, California Code of Regulations sections 400-476). Si este pequeño examen no se aprueba, se ha de repetir para poder acceder al PE.
  • Si el solicitante ha sido condenado por algún delito, la documentación oficial de la sentencia.
  • Dos cartas prefranqueadas y con la dirección postal del solicitante, que serán usadas por el Board para notificar, primero, la recepción de la documentación y, segundo, la aceptación o rechazo para la admisión al examen de PE.

Aproximadamente lleva un mes que el Board revise toda la documentación. Una vez que se permite al solicitante hacer el examen, tiene que registrarse en NCEES para seleccionar el sitio y pagar las tasas por el examen (350$). NCEES comprueba con el Board que efectivamente cumple con todos los requisitos para poder ser admitido.

El examen de PE, que es en papel, dura 8 horas separadas en dos sesiones de 4 horas, con una hora de descanso. En cada una, hay 40 preguntas con 4 respuestas, siendo sólo una válida y sin penalización por errores. Se contestan a mano rellenando huecos en una hoja de lectura automática. Los exámenes son específicos y distintos por especialidad. Además, en el caso Mechanical, Electrical y Civil, hay que elegir una subespecialidad para la segunda sesión. En el caso Mechanical existen tres opciones: HVAC and Refrigeration, Mechanical Systems and Materials y Thermal and Fluids Systems. Esta última se considera la más asequible, puesto que la mayor necesidad de cálculo numérico del tipo de problemas (termodinámica, mecánica de fluidos…), resulta en problemas más sencillos para poder ser abordados en un tiempo razonable. Es un examen a libro abierto donde se puede utilizar cualquier material, aunque se imponen algunas restricciones como no poder llevar hojas sueltas o escribir en los materiales durante el examen. Las calculadoras permitidas son científicas pero no programables, entre una lista de modelos admitidos, al igual que el FE. Es recomendable el uso de regla para mejor visualización de diagramas complejos como el de Mollier o el psicrométrico.

El material de referencia es nuevamente los libros de Michael R. Lindeburg, de la editorial PPI. En el caso de la especialidad mecánica son Mechanical Engineering Reference Manual for the PE Exam, que contiene la teoría, y Practice Problems for the Mechanical Engineering PE Exam, que contiene gran cantidad de problemas resueltos. El libro de teoría se organiza en 76 capítulos de los que 65 entran para el examen. Contiene prácticamente la totalidad de la información, tablas de datos, gráficos y formulas necesarios. Dado el gran tamaño del libro, se recomienda etiquetar aquellas páginas con la formulas más frecuentes, para su rápido acceso. En el examen PE Mechanical, los temas tratados son mecánica de fluidos, termodinámica, ciclos de potencia, HVAC, estática y dinámica, materiales, sistemas de control, economía (matemáticas financieras) y ética. Las preguntas abarcan todas las disciplinas mencionadas y, en este caso, a diferencia del FE, la mayor parte de los problemas se plantean con unidades anglosajonas o US customary.

Aparte, existen otras colecciones de problemas de la misma editorial PPI y problemas ejemplo de NCEES, que se recomiendan dado que el examen es muy práctico. Este examen es algo más exigente y complejo que el FE, aunque los problemas son meras aplicaciones de las fórmulas del libro. El nivel corresponde a tercero o cuarto de carrera en España. Se estima que se requiere unos 4 meses de estudio o unas 200 horas. Existen también academias de preparación y cursos online. La tasa de aprobados ronda el 70%.

Un foro magnífico donde se puede conversar con otros aspirantes e ingenieros ya licenciados es Engineering boards, donde se pueden resolver dudas prácticas.

Los resultados tardan alrededor de dos meses y nuevamente aparecen en el portal del solicitante de NCEES. Días más tarde se recibe una carta del Board con el título oficial de Professional Engineer y el número de licencia. A partir de ahí, es necesario adquirir un sello para estampar con el nombre y dicho número, y renovar las tasas cada dos años (115$). La licencia se puede consultar en la propia página del Board, donde viene el historial de todas las acciones disciplinarias o quejas que se hayan presentado contra el ingeniero.

En resumen, la licencia de ingeniero en EEUU trata de garantizar la protección del consumidor, en un país con gran heterogeneidad en la educación, sin títulos universitarios oficiales y con ingenieros procedentes de todas las partes del mundo. La certificación PE, representa un sello de calidad profesional y de responsabilidad civil en la práctica de la profesión de la ingeniería.

Consulta la serie completa:
Aprobar el Fundamentals of Engineering (FE) y ser Engineer in Training (EIT) en California

Trabajar como ingeniero en Estados Unidos

Referencias

National Society of Professional Engineers. www.nspe.org

Texas Board of Professional Engineers. www.tbpe.state.tx.us

California Board of Professional Engineers. www.pels.ca.gov

Accreditation Board for Engineering and Technology. www.abet.org

National Council of Examiners for Engineering and Surveying. www.ncees.org

Editorial PPI. www.ppi2pass.com

Professional Engineers Act (Business and Professions Code sections 6700-6799)

Board Rules (Title 16, California Code of Regulations sections 400-476)

Aprobar el Fundamentals of Engineering (FE) y ser Engineer in Training (EIT) en California

Para ejercer como ingeniero en Estados Unidos y poder firmar proyectos, es necesario disponer de la certificación Professional Engineer (PE). Ver esta entrada para más información: http://www.energyoutofthebox.com/trabajar-como-ingeniero-en-estados-unidos/

El primer obstáculo para conseguir la licencia, es aprobar el examen de Fundamentals of Engineering (FE), que capacita para convertirse en Engineer-In-Training (EIT).
El registro se hace a través de la página web de NCEES, que sigue las instrucciones del Board correspondiente. Es necesario rellenar un formulario donde se pregunta por la educación, aunque no es necesario justificarla con títulos o certificados de notas. Hasta hace poco, el examen era de 8 horas y se realizaba en papel, pudiendo realizarse sólo durante dos días al año, normalmente en Abril y en Octubre. Desde el 2014, el formato ha cambiado a 6 horas (con 25 minutos de descanso), empleándose un ordenador para contestar las preguntas (computer-based) y con examinación continua, es decir, se puede realizar cuando se desee. No obstante, es necesario acudir a determinados centros con ordenadores preparados para ello. La tasa de NCEES en 2014 ascendía a 225$.

El examen consiste en 110 preguntas de respuesta múltiple, con cuatro opciones de las cuales sólo hay una correcta. No se restan puntos por las respuestas mal contestadas, pero es necesario contestar correctamente más del 75% aproximadamente. El examen se ofrece en siete especialidades (FE Chemical, FE Civil, FE Electrical and Computer, FE Environmental, FE Industrial, FE Mechanical y FE Other Disciplines) sobre las que versan las preguntas, con una parte común a todas. Se puede elegir cualquiera de ellas, aunque no sea la especialidad que se haya estudiado en la carrera o la disciplina a la que se desee posteriormente optar en el PE. La más generalista es la de FE Other Disciplines, que es la que se recomienda si ha pasado mucho tiempo desde el fin de los estudios o si el programa universitario era muy generalista.

La dificultad del examen se asemeja al nivel que se adquiere en segundo de carrera en una universidad española. Sólo se permite el uso de un formulario que se proporciona en el examen y que puede ser consultado en NCEES; y una calculadora, entre los modelos permitidos (científica, no programable). El examen es muy práctico y orientado a la aplicación de fórmulas que no es necesario demostrar. No se pregunta por conceptos abstractos ni demostraciones de teoremas, siendo, en general, de un nivel bastante asequible. La tasa de aprobados ronda el 70%. El mayor reto es la gestión del tiempo por el gran número de preguntas. Aunque se puede utilizar el sistema de unidades inglés o US customary (pulgadas, Fahrenheit, libras…) la mayor parte de las preguntas son en Sistema Internacional.

La referencia básica y suficiente para prepararlo es el libro FE Review Manual: Rapid Preparation for the Fundamentals of Engineering Exam escrito por Michael R. Lindeburg, PE, de la editorial PPI. Contiene todos los capítulos de teoría así como una enorme colección de problemas resueltos, de dificultad superior a los del examen real. Además, existen manuales de la misma editorial particularizados para las distintas disciplinas; y es recomendable las colecciones de exámenes de práctica que comercializa la propia NCEES, con dificultad similar a la del examen real. Se estima que se requieren unos tres meses de estudio o unas 150 horas.

Una vez que completado el registro y pagadas las tasas en NCEES, se recibe la autorización del examen y las instrucciones para realizarlo. El día del examen es necesario presentar un documento de identificación (pasaporte, driver license) que coincida exactamente con los datos del registro (hay que tener precaución con los nombre compuestos, uso de eñes, etc). Los resultados del examen en papel se conocían en un plazo de dos meses, aunque con la nueva modalidad electrónica, se ha reducido a 10 días. El resultado se muestra en el portal de NCEES donde se hizo el registro, con la claves del solicitante, informando sólo de sí se ha aprobado, no especificando la nota o los fallos, salvo en los suspensos.

Aprobar el FE, vista del NCEES

Una vez aprobado el examen, se puede solicitar al Board un certificado oficial que reconoce a la persona como Engineer-In-Training (EIT), previo pago de una tasa de 50$ y del envío de una solicitud.

EIT-Titulo

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La tarifa de la luz en España | horas más baratas hoy

Desde abril de 2014 la electricidad de la mayor parte de los consumidores españoles ha pasado a tener un precio variable cada hora. La antigua Tarifa de Ultimo Recurso (TUR), ahora se denomina Precio Voluntario del Pequeño Consumidor (PVPC) y su precio cambia cada hora y cada día, reflejando el comportamiento del mercado mayorista.

Recordemos que unos 17 millones de hogares en España tienen una tarifa de electricidad que es regulada por el Gobierno (pueden acogerse consumidores de menos de 10kW de potencia).

Esta nueva tarifa es el resultado de los precios del mercado mayorista y permite a cada hogar ahorrar dinero evitando las horas más caras y aprovechándose de las más baratas. Además, a partir de las 8 de la tarde, se puede saber los precios de la electricidad del día siguiente, por lo que es posible saber cuáles son las mejores horas para poner los electrodomésticos y aquellas otras que hay que evitar.

Esto es válido en aquellos hogares que cuenten con contadores inteligentes y que tengan contratado el PVPC, que hoy por hoy, sigue siendo la mejor opción. Es decir, aquellos consumidores que no están en el mercado libre ni tienen la tarifa de referencia (fija pero basada en el PVPC, aunque más cara). Actualmente un 30% de los contadores son inteligentes, y el resto están en proceso de renovación, con un plazo estimado de menos de cuatro años. Según la Orden Ministerial IET/290/2012, de 16 de febrero del 2012, todos los usuarios deben contar con un contador inteligente equipado en el año 2018, si bien su implantación será paulatina.

Red Eléctrica de España, como operador del sistema eléctrico español, es responsable de calcular y publicar los nuevos Precios Voluntarios para el Pequeño Consumidor (PVPC), de acuerdo con el Real Decreto 216/2014 publicado en el BOE del 29 de marzo.

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Sin embargo, la mejor web para ver la tarifa de la luz cada hora en España de hoy es energia.guru:

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Situación de las Renovables en EEUU

Artículo originalmente publicado en la revista EnergéticaXXI.

David Gómez Jiménez[1]

Oficina Económica y Comercial de España en Los Ángeles

Enero 2014

Un comentario recurrente entre los analistas es que EEUU nunca ha tenido una política energética definida. Y es cierto que, viendo la historia del país en materia energética, los vaivenes han sido frecuentes, en muchos casos provocados por graves problemas (carestías, enormes apagones…). Sin embargo, observando la organización política del país y las altamente variables condiciones externas (política exterior, cambios tecnológicos, descubrimientos), se entiende la gran dificultad de la toma de decisiones a largo plazo en este sector.

La política energética en EEUU recae, en la mayor parte, en los Estados, no en el gobierno federal. Ello se debe al nacimiento y desarrollo disperso que han tenido las empresas de electricidad (utilities), que se crearon desde principio de siglo como pequeñas empresas locales. Con el tiempo fueron creciendo hasta ir ocupando mayores espacios y, por la naturaleza de la transmisión eléctrica, constituyendo monopolios, que eran regulados por los Estados (a través de las Public Utilities Commissions – PUC) o autoridades locales. Ello sigue hasta nuestros días, con más de 3.200 utilities en el país, incluyendo empresas privadas, públicas, municipales e incluso cooperativas.

Quizás la primera vez que se vio la necesidad de una autoridad superior para regular el sector energético fue a partir del apagón del año 65, que afectó a más de 30 millones de consumidores por 12 horas. La segunda ocasión, sólo unos años después, fue la crisis del petróleo del 73, que agitó enormemente la conciencia de un país con un inmenso consumo energético, y que, pese a ser un gran productor, es uno de los mayores dependientes del exterior. A partir de entonces, el papel federal fue tomando mayor relevancia, sobre todo por temas de seguridad de suministro; aunque últimamente, y en menor medida, también por la concienciación medioambiental del problema del cambio climático.

Por ello, y a pesar que desde fuera del país se ve de forma contraria, el papel del gobierno federal y del presidente, en este caso Obama, es muy limitado en las decisiones finales que afectan al desarrollo energético o renovable. No obstante, sí que tiene un papel muy relevante cómo “guía de opinión” y es conocida su fuerte apuesta por la reducción de las emisiones de CO2 y el impulso a las renovables. Ello, junto con el balance de poder en las Cámaras de Representantes, modela la cantidad de incentivos fiscales, mal entendidos como subvenciones directas, que se destinan al desarrollo renovable. Aparte de ello, sí que controla el presupuesto federal a la investigación en energías alternativas, que es, y ha sido, muy elevado, lo que ha hecho que EEUU sea un líder tecnológico de renovables, aunque no en su instalación, como se verá después. Además controla un gran consumidor de energía, las agencias federales, que incluyen al ejército a través del Department of Defense (DoD). En este sentido, recientemente ha ordenado aumentar la cuota de consumo renovable para ellas hasta el 20% en 2020[2], lo que supone una buena oportunidad, donde las empresas españolas están bien posicionadas (ACS, Acciona y T-Solar están precalificadas para realizar proyectos para el DoD, entre 22 listadas).

Lo que realmente marca el desarrollo renovable a medio y largo plazo en el país son los denominados Renewable Portfolio Standards (RPS), que son objetivos de consumo renovable que algunos Estados se imponen (29 de los 52), y que van, por ejemplo, desde el 8% en 2025 en New York al 33% en 2020 de California o el 40% en 2030 en Hawaii. A partir de ahí, las propias utilities obligadas, supervisadas por los reguladores correspondientes, intentan que la adquisición de la nueva capacidad renovable sea lo más barata posible para el consumidor. Por ello, los proyectos se cierran a través de PPAs (Power Purchase Agreements) individuales con precios muy competitivos. Por ello, se estima que más del 80% de los RPS se han alcanzado gracias a la eólica, que es, en general, la tecnología renovable más barata actualmente[3].

Los incentivos fiscales actúan como catalizador en la consecución del PPA y de la financiación posterior del proyecto, y modulan la evolución de la instalación renovable en el corto plazo. La reducción de la carga impositiva al generador renovable, se traduce en ofertar un menor precio del PPA, por lo que, en realidad, los incentivos son una subvención a la utility y finalmente, al consumidor, que compra la energía renovable más barata. Aunque existen multitud de incentivos, los más importantes son los federales, Investment Tax Credit (ITC) y Production Tax Credit (PTC), junto con otras medidas como el cash grant y el loan guarantee, que ya no están disponibles. Los incentivos están continuamente en debate, dentro de una cuestión más general que es la política fiscal, que incluye otras muchas medidas e incentivos, y que ha sido famosa por las peculiares situaciones a las que ha llevado al país en 2013, bautizadas como Fiscal Cliff y Sequestration. Como resultado, en los últimos dos años, muchos de estos incentivos se han eliminado o reducido.

No obstante, aunque se realizaran completamente los RPS, que tienen un horizonte a partir del 2020, ello sólo supondría alrededor de un 10% renovable (sin incluir la gran hidráulica) en el mix de generación. Actualmente, las renovables suponen alrededor del 5,2% del total (más un 6,7% adicional de la gran hidráulica). De esa cifra, el 3,3% es eólico, el 1,4% biomasa, el 0,3% geotérmica y solar apenas llega al 0,2% del total[4].

Los RPS también están continuamente en debate dentro de cada Estado, y su aumento o disminución dependerá en gran medida de la evolución de los hidrocarburos no convencionales (Shale gas / Tight gas), que representan una revolución en el país y han abaratado los precios del gas natural para generación. Además reducen la dependencia energética externa y las emisiones de CO2 (si se utiliza para sustituir carbón, lo cual no está claro que vaya a ocurrir), siendo, en este sentido, el gran competidor de las renovables.

A continuación se va a repasar el estado de cada sector por tecnología.

Eólica

Como se ha comentado, es la tecnología preferida por sus bajos costes, siempre que exista recurso y no haya problemas ambientales relevantes como migración de aves. Actualmente existen algo más de 60GW instalados, siendo Texas el primer Estado, seguido de California y Iowa, según la asociación del sector, American Wind Energy Association (AWEA[5]).

La evolución de la potencia instalada ha dependido históricamente de la disponibilidad del incentivo PTC, que ha sufrido diversas cancelaciones y posteriores extensiones. Ello ha ocurrido también en los últimos años. Disponible inicialmente hasta 2012, la ausencia de acuerdo en su extensión provocó que ese año fuera record en instalación, con más de 13.000MW instalados, provocando la histeria por acabar los proyectos en curso para aprovechar la subvención. Finalmente, se acordó in-extremis, el último día del año, su extensión hasta el 2013, pero permitiendo que los proyectos terminen su construcción en los años siguientes. Con el fin del 2013, el incentivo ha expirado y no se ha conseguido su renovación, aunque la industria sigue presionando por ello.

Esta incertidumbre regulatoria ha provocado que, paradójicamente, siendo el 2012 un año histórico, en el 2013 se hayan instalado sólo 1.084MW en todo el país, 12 veces menos que el año anterior. Sin embargo, por la misma razón de aprovechar el PTC, ha sido el año record de proyectos que empiezan la construcción, con más de 12.000MW, que se terminarán en los próximos años. Como se ve, la política del incentivo PTC es lo que marca la evolución del sector.

En cuanto a eólica offshore, en 2013 se logró el hito de iniciar la construcción del que será el primer parque eólico offshore del país, el proyecto de Cape Wind[6], en la bahía de Nantucket, Cape Cod (MA), tras más de 12 años de permisos y litigios.

Solar Fotovoltaica

A diferencia de la eólica, la energía fotovoltaica no para de crecer en EEUU. En el tercer trimestre del 2013 alcanzó la marca de los 10GW instalados, y se estima, a falta de los datos finales, que en el total del año se hayan instalado alrededor de 4.200MW, según la asociación SEIA[7]. California es el Estado con mayor capacidad instalada, seguido de lejos por Arizona y New Jersey, este último gracias a una agresiva política de penalización por incumplimiento de los objetivos RPS.

El descenso de precios globales y la certidumbre regulatoria del país, ha propiciado que cada año se haya ido superado las cifras de instalación anteriores. En este caso, el incentivo preferido es el ITC, que tiene prevista su expiración en 2016, lo que concede un horizonte estable en el medio plazo. Después de ese año existe una total incertidumbre, por lo que se prevé un aumento continuo en la instalación antes de que llegue esa fecha para aprovechar el incentivo.

Por potencia instalada, el segmento de utility-scale (>1MW) es líder en capacidad y sigue creciendo. Sin embargo, el tamaño comercial (entre 10kW y 1MW) permanece prácticamente constante y está siendo rápidamente alcanzado por el segmento residencial (<10kW), que está experimentando un importante auge gracias al third-party ownership. Está modalidad consiste en que la empresa financia totalmente la instalación al dueño, que la paga mensualmente gracias a los ahorros, siendo rentable sólo si la utility local permite cierto autoconsumo o net-metering, al que, en general, suelen oponerse. La empresa pionera y líder en este campo es SolarCity, creada por los primos de Elon Musk (Tesla), y que cotiza en el NASDAQ desde finales del 2012.

La fuerte competencia entre los promotores de fotovoltaica, resulta en unos precios muy competitivos y fuerza a una importante concentración vertical, donde los propios fabricantes se ocupan de la promoción. Es claro el ejemplo de First Solar, que además de ser uno de los mayores fabricantes a nivel mundial es, de lejos, el mayor instalador del país. Esto deja poco espacio a promotores pequeños o extranjeros para acceder al mercado

La solar térmica de baja temperatura es casi inexistente, salvo en tejados de algunas regiones con mucha irradiación, como Arizona, o precios energéticos muy elevados, como Hawaii.

Termosolar

La solar térmica de concentración vive actualmente un momento agridulce. Por un lado, entre finales del 2013 y principios del 2014 se están poniendo en marcha proyectos que suponen la mayor adición de capacidad termosolar de la historia en EEUU. Sin embargo, ningún proyecto nuevo ha empezado la construcción en los últimos dos años, y los pocos que se encuentran en desarrollo, están atrapados en las fases de permisos o financiación.

En total, más de 1.300MW termosolares adicionales estarán online próximamente, donde las empresas españolas han tenido un papel protagonista, siendo promotores, ingenieros, constructores, tecnólogos o suministradores. Los proyectos, que son la culminación de un desarrollo de más de cinco años, se reparten en la zona suroeste del país[8]: Abengoa, con Mojave y Solana (280MW cada uno, cilindroparabólico), BrightSource, con Ivanpah (392MW, torre), Solar Reserve – Cobra, con Crescent Dunes (110MW, torre) y Nextera – Sener, con Genesis (250MW, cilindroparabólico).

Entre los que están en desarrollo, los más avanzados son los de Rice (Solar Reserve – Cobra, 150MW, torre), que tiene todos los permisos y PPA, pero no financiación, y Palen (BrightSource – Abengoa, 500MW, torre) que todavía no tiene todos los permisos.

El fin del apoyo federal como avalista, (gracias al loan guarantee, clave para el desarrollo de los proyectos actuales), los importantes requisitos de la tecnología y el auge del gas natural, dibujan un futuro muy incierto para la termosolar en el país.

Conclusiones

Aparte de las tecnologías comentadas, está la biomasa, que ha ido perdiendo cuota por su crecimiento lento y difícil, al igual que en el resto del mundo. Sin embargo, destacan algunos proyectos de biocombustibles, como el de Abengoa en Hugoton, Kansas. Y otras tecnologías, como la geotermia o la marina, se reducen a lugares y proyectos muy concretos. La cogeneración es posible que aumente su cuota por la mayor disponibilidad de gas natural.

En resumen, el desarrollo renovable en el país se encuentra en un punto de inflexión. Es probable que continúe su avance, pero a menor nivel que en los años precedentes, dado que se están alcanzando los objetivos marcados y que es improbable que estos aumenten a corto o medio plazo. La gran expectación que hay en los combustibles fósiles extraídos con técnicas no convencionales supone una fuerte competencia en las decisiones de los responsables de planear el futuro energético del país.


[1] Ingeniero Industrial (UPM), Diplomado en Empresariales (UNED). Director Departamento de Energía.

[3] AWEA State RPS Market Assessment 2013, John Hensley, 2013

[4] Ver www.eia.gov

[5] Ver www.awea.org

[6] Ver www.capewind.org

[7] Ver www.seia.org

Trabajar como ingeniero en Estados Unidos

La profesión de la ingeniería en EEUU es sustancialmente diferente a España u otros países latinoamericanos. Los requisitos para ejercer como ingeniero son distintos ya que se necesita una ‘licencia’ para poder firmar proyectos. Dichas licencias son concedidas por las Administraciones de los Estados y por tanto no existen Colegios profesionales como en España. Tampoco es necesario el visado de los proyectos, ya que la licencia valida o garantiza que el ingeniero que lo firma es competente, ya que además asume toda la responsabilidad civil y penal por ello.

Además el término Industrial Engineer no es una buena traducción de lo que se entiende en España por Ingeniero Industrial. Las especialidades de un ingeniero industrial en España, están en EEUU más diferenciadas. Existe Mechanical Engineer, Electrical Engineer, Chemical Engineer, Industrial Engineer y varias especialidades más, pero no existe un ingeniero generalista que pueda ocuparse de varios tipos de proyectos como suele ocurrir con los ingenieros industriales españoles. Industrial Engineer se asemeja a las competencias que tendría un ingeniero industrial con la especialidad Organización Industrial.

Organización de la ingeniería en EEUU

Hace poco más de un siglo, para ejercer de ingeniero no hacía falta ninguna prueba de competencia profesional. Para proteger la salud pública y la seguridad, se comenzaron a establecer leyes sobre licencias para ingenieros. El primer sitio fue en Wyoming en 1907. Ahora todos los Estados regulan la práctica de la ingeniería para asegurar la seguridad pública concediendo sólo a los Profesional Engineers (PEs) la autoridad para firmar proyectos.

Para ejercer de ingeniero para una empresa, no es necesario, en general, tener la licencia, puesto que existirán en la misma profesionales licenciados que serán los encargados de asumir las responsabilidades y firmar los proyectos. No obstante, estar ‘licenciado’ añade validez profesional al ingeniero y le hace más atractivo para su contratación. Sin embargo, se estima que sólo alrededor del 30% de los graduados en ingeniería obtienen la certificación.

Por otro lado, si la empresa va a ofrecer servicios de ingeniería, debe contar con al menos un ingeniero PE, y en muchos casos, este debe ser parte del Consejo de Administración. Ello es a veces una barrera importante para las empresas extranjeras (o de otro Estado) que quieren implantarse.

Para firmar proyectos es necesario, por tanto, obtener la ‘licencia’. Dicha licencia se denomina Professional Engineer (PE) y son emitidas y reguladas por cada Estado. Una vez obtenida, permite que al nombre del ingeniero se le añadan las siglas PE, por ejemplo David Gómez, PE. En líneas generales, estar licenciado implica:

  • Sólo un ingeniero licenciado puede preparar, firmar, sellar y presentar cualquier plano de ingeniería ante una autoridad pública, y sellar cualquier trabajo de ingeniería para clientes privados o públicos.
  • Los ingenieros licenciados tienen la responsabilidad de su trabajo y también de las vidas que se vean afectadas por su trabajo y deben seguir los altos valores éticos que su profesión requiere.
  • Muchos Estados requieren que los profesores que enseñen ingeniería estén licenciados.

Las instituciones que conceden las licencias son estatales, por ejemplo la Texas Board of Professional Engineers (http://www.tbpe.state.tx.us) en Texas o California Board of Professional Engineers (http://www.pels.ca.gov/) en California.

Aunque cada estado tiene sus excepciones, en líneas generales, para obtener la licencia hay que seguir los siguientes pasos:

  1. Graduarse en una Universidad en un programa de ingeniería, y en especial que esté aprobado por ABET (Accreditation Board for Engineering and Technology). Esta institución sin ánimo de lucro acredita la calidad del programa educativo y del centro donde se realice. ABET está dispuesta a certificar programas de centros fuera de EEUU y está involucrada en numerosos acuerdos internacionales con diversas instituciones, para asegurar la calidad de la ingeniería. De hecho tiene firmado un Memorandum of Understanding con la Agencia de Calidad, Acreditación y Prospectiva de las Universidades de Madrid. Buscando los programas acreditados en España, sólo aparecen tres universidades y siete programas: la Politécnica de Madrid (con Ingeniería Industrial , la que yo lo hice), la Politécnica de Valencia y la Universidad Ramon Llull. (http://main.abet.org/aps/Accreditedprogramsearch.aspx)
  2. Convertirse en un ingeniero en prácticas (engineer intern o engineer-in-training, EIT) tras aprobar el examen denominado Fundamentals of Engineering (FE). Ver entrada de este blog
  3. Ganar experiencia profesional. Todos los Estados requieren al menos cuatro años de experiencia profesional como ingeniero, en especial bajo la supervisión de otro Profesional Engineer antes de poder presentarse al examen de la licencia de PE.
  4. Aprobar el examen de Principles and Practice of Engineering (PE) en el Estado donde se desee trabajar. Dicho examen, así como el de Fundamentals of Engineering (FE) están gestionados por otra sociedad sin ánimo de lucro, NCEES (National Council of Examiners for Engineering and Surveying), que desarrolla, administra y puntúa los exámenes.
  5. Después la licencia se ha de mantener según los requerimientos del Estado a través de formación contínua, cursos o seminarios. (y las correspondientes fees)

La mayoría de los Estados reconocen las licencias de otros Estados, siempre y cuando estos tengan requisitos muy similares o más exigentes a la hora de adquirir dicha licencia.
No es necesario ser ciudadano americano o tener un visado de trabajo o de residencia (como la Green Card) para poder optar a la licencia de PE. Sin embargo, a efectos de identificación, se suele pedir el número de la seguridad social (Social Security Number – SSN) o el taxpayer identification number (ITIN). Para el Social Security, sí es necesario disponer de un visado que permita trabajar en el país, a diferencia del ITIN, que lo concede el Internal Revenue Service (IRS) a cualquier persona.
A continuación, se va a comentar con más detalle los trámites y exámenes para la obtención de la licencia en California, aunque, como se ha explicado, es similar en el resto del país.

Continúa leyendo en Aprobar el Fundamentals of Engineering (FE) y ser Engineer in Training (EIT) en California

Hidrocarburos no convencionales en EEUU y sus implicaciones

Artículo publicado en Energética XXI, en diciembre 2013:

http://www.energetica21.com/revistas-digitales/diciembre-2013

Escrito por:

Jorge Sanz Oliva [1]

David Gómez Jiménez [2]

Jaime Portero Larragueta [3]

El auge de los combustibles fósiles no convencionales está cambiando el panorama energético mundial y es un foco de atención para inversores, reguladores, empresas y ciudadanos. Sin embargo, su explotación no es sencilla y tiene importantes impactos ambientales, sociales y económicos. En este artículo se explica dónde, cómo y por qué ahora se están explotando y las implicaciones que tienen en el país que lo ha visto nacer: Estados Unidos.

*Esta parte impresa es el resumen de un artículo más largo que se puede consultar en:

Hidrocarburos no convencionales en EEUU y sus implicaciones

Origen

La primera consideración es que estos hidrocarburos no son distintos en absoluto a los convencionales; su génesis es la misma aunque su geología no lo sea. Como es sabido, los hidrocarburos se han creado a lo largo de cientos de miles años, a partir de materia orgánica primitiva y otros sedimentos que se compactaban y petrificaban dejando intersticios donde se quedaban contenidos los hidrocarburos. Este tipo de rocas se denominan en la jerga del petróleo generadoras o madres. Desde ellas, los hidrocarburos migraban hacía las bolsas convencionales que se explotan desde principios del siglo XIX. Sin embargo, muchos de los hidrocarburos formados siguen todavía retenidos en las rocas generadoras, de donde no han podido migrar, y adquieren su nombre porque se explotan con técnicas ‘no convencionales’[4].Explotacion de Shale Gas usando fracking.

La característica más importante de estos estratos es su baja permeabilidad, es decir, su poca capacidad para permitir el paso del petróleo o gas, siendo cientos de veces menor que las rocas tradicionales. Existen tres tipos de formaciones donde se pueden encontrar hidrocarburos retenidos: Coal Bed Methane (CBM), Tigh Gas/Oil y Shale Gas/Oil. Estos dos últimos se encuentran, en general, en formaciones a grandes profundidades, mientras que el CBM puede darse en estratos superficiales. En cualquier caso, los tres se explotan con las técnicas de fracking. El CBM y las Tigh Sands se llevan explotando desde los 80, mientras que el Shale Gas/Oil ha despegado, de forma exponencial, a partir del 2005[5], ya que su explotación es más compleja por ser el tipo de roca menos permeable de los tres.

Explotación

La razón por la que se han desarrollado ahora estos hidrocarburos y no antes, se debe a una combinación de factores: apoyos públicos a la investigación, mejoras en las técnicas de perforación y estimulación de los pozos (fracking), y ventajas regulatorias que han facilitado su desarrollo.

Para poder extraer los combustibles de estas rocas tan poco porosas, es necesario abrir las fracturas existentes y crear muchas más nuevas, permitiendo unir las micro-cavidades donde se encuentran alojados los hidrocarburos. Ese es el objetivo de la estimulación de pozos, que es una técnica que se viene empleando con distintos fluidos (y explosivos) en la industria del petróleo desde finales del siglo XIX, en pozos convencionales para mejorar su rendimiento (actualmente se aplica en más del 60% de los pozos). Para rocas poco permeables, se ha estado investigando en EEUU desde los años 50, a iniciativa pública y privada. Sin embargo, no fue hasta el año 1997, cuando la compañía Mitchell Energy, tras años de pruebas en la cuenca de Barnett (Texas), consiguió dar con la mezcla de fluidos de fracturación adecuada (agua, arena o proppants y diversos químicos) para hacer rentable su explotación. El método se denominó slick-water fracturing (literalmente, fractura con agua ‘escurridiza’)[6].

Además de ello, la explotación de estos hidrocarburos no hubiera sido tampoco lucrativa si no se hubiera avanzado en las técnicas de perforación. La tecnología actual permite perforar pozos verticales que en cierto punto (kick-off point) son capaces de girar y orientarse siguiendo el estrato, de forma horizontal o en direcciones más complejas, y permite avanzar varios kilómetros en estos ‘laterales’.

El aprovechamiento actual del Shale y las Tight Sands supone un fuerte desarrollo industrial y un importante impacto en el terreno. Cuando se ve una foto aérea de estas explotaciones, se aprecian un gran número de plataformas esparcidas en el terreno (entre 400 y 1000m)[7]. Además, de acuerdo con la industria[8] y la Environmental Protection Agency (EPA)[9], por cada pozo que se perfora, es necesario entre 4 y 30 millones de litros de fluido para estimularlo, lo que supone una cantidad enorme de agua y residuos a gestionar en el conjunto regional.Explotacion de Shale Gas usando fracking.

La física que subyace en la estimulación y rotura de la roca es tremendamente complicada. A pesar de que se lleva investigando en este campo varias décadas, todavía no se comprende cómo se produce la extracción de los hidrocarburos[10]. Lo que sí se conoce, y ha causado cierta sorpresa, es el bajo rendimiento de extracción con el tiempo[11]. Con datos de los pozos que se llevan explotando, se ha visto que la producción disminuye de forma exponencial tras la estimulación hidráulica. Por ello, algunos consultores como Arthur Berman[12] o el Post Carbon Institute[13] han disparado las alarmas sobre una posible burbuja en el sector, ya que la financiación necesaria se puede estar consiguiendo con unas expectativas de retorno infladas18.

Regulación

El otro factor clave para su desarrollo ha sido disfrutar de un marco regulatorio muy favorable. En EEUU, los derechos mineros son privados, y reciben considerables ingresos de su explotación[19]. Por ello, la actividad energética se ha convertido en un negocio paralelo en muchas zonas rurales.

En cuanto a la regulación medioambiental, en EEUU existe un modelo llamado corporativismo federal, por el cual los Estados tienen casi todas las competencias. El gobierno federal dicta unas normas que suponen un mínimo que todo el país tiene que cumplir, pero que los Estados pueden hacer más estrictas. La normativa federal se vio especialmente modificada en 2005, en la Energy Policy Act, hecho que se conoce como el Halliburton Loophole (laguna jurídica). Dicha ley de 2005 fue promovida por el entonces vicepresidente, Dick Cheney (Republicano), que accedió al poder tras ser el presidente de la empresa Halliburton, una de las mayores compañías en el suministro de equipos y fluidos para la perforación. En dicha ley, se concedieron importantes exenciones a la industria del petróleo y del gas, allanando el camino para la técnica de fracking, sobre todo en la gestión de aguas y vertidos.

Por tanto, el grueso de la regulación recae en los Estados, que están legislando de forma desigual. Por ejemplo, Nueva York ha establecido una moratoria al fracking o Arkansas a la inyección de vertidos en depósitos profundos hasta estudiar su sismicidad.

Por otro lado, a nivel federal, tiene un papel de referencia y siempre controvertido la EPA, que lleva estudiando los impactos del fracking desde hace décadas[14]. Recientemente, destacan sus investigaciones en Pavillion (Wyoming)[15] y Dimock (Pennsylvania)[16], donde ha encontrado productos químicos en el agua de consumo que se emplean en la estimulación hidráulica de pozos cercanos y en valores superiores a los normales. No obstante, en Dimock, declaró que el agua era ‘segura para su consumo’ porque no superaban los estándares federales; y en Pavillion, ha abandonado la investigación en junio de este año.

Aunque la composición de los fluidos de fracturación ha sido clave para el desarrollo de la técnica, esta es desconocida por la opinión pública, ya que no es obligatorio revelarla tras el Halliburton Loophole. No obstante, la industria ha elaborado la iniciativa Fracfocus11, donde se publican voluntariamente ciertos datos de los productos que se inyectan. Generalmente, el fluido está compuesto por un 90% de agua; 9% proppants y alrededor de un 1% aditivos químicos. Estos últimos, son responsables de la efectividad última de la mezcla y de la posible peligrosidad del slickwater para el medio ambiente. La gran cantidad de residuo que retorna de los pozos una vez estimulados (flowback), tiene dos destinos habituales: el vertido profundo en cavidades que eran antiguas explotaciones de hidrocarburos, y la reutilización en estimulación de otros pozos.

Implicaciones

Aunque según la industria hay varios miles de pozos estimulados de forma segura con esta técnica, se han denunciado algunos casos de contaminación de acuíferos por los fluidos y también por metano, que puede aparecer en grifos domésticos e incluso inflamarse[17]. Las complicaciones pueden surgir por la deficiente cementación de los pozos, que es un problema conocido hace décadas como gas migration control, y que también ocurre en la perforación convencional[18]. Sin embargo, se ve magnificado por la gran cantidad de perforación que exigen los hidrocarburos no convencionales, las grandes presiones y el desarrollo explosivo y rápido que se está realizando, donde quizás no se están empleando las mejores prácticas disponibles[19]. Otra potencial vía de contaminación en aguas superficiales, es por las escorrentías de pluviales o derrames, ya que las balsas de flowback, se disponen a cielo abierto[20].Marcellus Shale Wastewater Sludge Ponds

Un impacto muy debatido, es el de la sismicidad inducida por el vertido en depósitos profundos. En ciertas zonas donde se está realizando fracking, se ha percibido un aumento significativo del número de terremotos, de baja y media intensidad. Esta sismicidad tampoco es nueva y se conoce como ‘activación de falla’. La introducción de fluidos a presión puede hacer que las fallas se desplacen tras repartir las tensiones creadas en el terreno. Esto origina pequeños seísmos que pueden tener especial relevancia en zonas urbanas.

A pesar de ello, el interés de los diferentes gobiernos por estos combustibles es evidente, ya que puede reducir su dependencia energética[21]. Por ello hay un cierto debate sobre permitir las exportaciones de gas en grandes cantidades desde EEUU. En el entorno regional, también está teniendo una creciente importancia. Destaca el caso de North Dakota, que se ha convertido en el segundo productor de petróleo por la explotación de Shale Oil en la cuenca de Bakken. Gracias a ello, el Estado tiene una tasa de desempleo del 3%, aunque su población no llega ni al millón de habitantes.

Por otro lado, la situación en Europa es muy distinta. Aunque es objeto de estudio por la Comisión Europea, todavía no hay legislación común. Por ello, algunos Estados y regiones han tomado la iniciativa: Francia, Luxemburgo, Holanda, Republica Checa, Bulgaria, Westfalia o Cantabria en España, han establecido moratorias hasta que se evalúe el impacto de las explotaciones.

En cualquier caso, hay que tener cierta cautela con las cifras de los recursos existentes, ya que, por ejemplo, un reciente informe de la US Energy Information Administration ha rebajado las reservas técnicamente recuperables en España a 226bcm21, mientras que la industria española afirmaba, meses antes, valores alrededor de los 2.000bcm[22].

Conclusiones

En resumen, los hidrocarburos no convencionales no son algo distinto a los tradicionales, y su explotación se ha hecho posible gracias a una combinación de factores que se han dado en Estados Unidos, entre los que destaca la investigación y un entorno regulatorio favorable. El potencial como fuente energética parece muy elevado aunque existe gran incertidumbre en su cuantificación por la complejidad de la fracturación en la roca. Los riesgos ambientales existen, pero pueden ser mitigados o reducidos con la regulación adecuada, que todavía no parece haberse definido.

La sociedad se encuentra de nuevo ante una encrucijada entre el desarrollo económico a corto plazo y unos efectos y costes que se observarán a largo plazo. Para tomar la decisión, es necesario disponer de información completa y verídica que permita cuantificar las externalidades. Estos hidrocarburos llevan miles de años en el subsuelo, y su explotación no es una oportunidad que pueda desaparecer, sino todo lo contrario, el paso del tiempo sólo puede mejorar la técnica, abaratar costes y cuantificar los riesgos, en base a una mayor experiencia internacional. Por tanto, se aconseja ser prudente, ya que este tipo de decisiones tienen amplias repercusiones en la sociedad y generaciones futuras. Con la correcta asignación de costes, será el propio mercado el que decida cuándo es óptima su explotación.



[1] M.Sc. London School of Economics. Consejero Económico y Comercial.

[2] Ingeniero Industrial (UPM), Diplomado en Empresariales (UNED). Director Departamento de Energía.

[3] Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos (UPM). Técnico en Comercio Exterior.

[4] Gas No Convencional en España, una oportunidad de futuro. Consejo Superior de Colegios de Ingenieros de Minas, 2013

[5] www.eia.gov

[6] US Government Role in Shale Gas Fracking History: An Overview and Response to Our Critics, Trembath, 2012

[7] blog.skytruth.org

[8] www.fracfocus.org

[9] Draft Plan to Study the Potential Impacts of Hydraulic Fracturing on Drinking Water Resources, EPA, 2011

[10] Multidomain Data and Modeling Unlock Unconventional Reservoir Challenges, Ganguly and Cipolla, Society of Petroleum Engineers, 2012

[11] Evolution of the Barnett Shale: Inception to Date, Horizontal Well Completions in North American Shale Plays, Nick Steinsberger, 2012

[12] petroleumtruthreport.blogspot.com

[13] shalebubble.org

[14] www2.epa.gov/hfstudy

[15] www2.epa.gov/region8/pavillion

[16] www.epa.gov/reg3hwmd/npl/PAN000306785.htm

[17] gaslandthemovie.com

[18] Getting to the root of Gas Migration, Bonett and Pafitis, Oilfield Review, 1996

Predicting potential gas-flow rates to help determine the best cementing practices, Crook and Heathman, Halliburton Energy Services, 1998

[19] Fluid Migration Mechanisms Due To Faulty Well Design And/Or Construction: An Overview And Recent Experiences In The Pennsylvania Marcellus Play, Anthony R. Ingraffea, 2012

[20] Could Shale Gas Power the World?, Bryan Walsh, Time, 2011

[21] Technically Recoverable Shale Oil and Shale Gas Resources: An Assessment of 137 Shale Formations in 41 Countries Outside the United States, EIA, junio 2013

[22] Evaluación Preliminar de los Recursos Prospectivos de Hidrocarburos Convencionales y no Convencionales en España, ACIEP, marzo 2013

Volunteering at Grid Alternatives. Installing PV for low-income

I have always believed that the technology has to serve the citizens as a way of prosperity and social equilibrium. In that sense, I have participated in one of the best experiences of my live as engineer and specialist in energy: volunteer for installing solar PV panels for a low-income family in Los Angeles.

The brilliant idea of the nonprofit Grid Alternatives is to bring the benefits of solar technology to communities that would not otherwise have access, providing needed savings for families, preparing workers for jobs in the fast-growing solar industry, and helping clean our environment. So, they address all of the triple bottom line’s objectives. They basically install solar PV for free on low-income roofs. Panels and equipment is finance by donations at manufacturers’ special prices, and the labor comes from volunteers.

I knew about them at UCLA and I loved the idea. Several months ago I registered and I did the orientation session, where they explained basic safety and installation issues. I was surprised because the majority of the volunteers are unemployed people who want to gain experience on solar PV installations, to get a job. It is ironic that, at the end, the most generous persons are those who are more needy.

After several months of being waitlisted (they have more volunteers than projects to accommodate), I could get a spot. The home was located very closed to Compton, which is sadly infamous in LA for its heavy concentration of gangs and gang violence, ranked as the 8th most dangerous city in the country by FBI, but being the place where probably gangsta rap sub-genre born (Ice Cube, etc). Nevertheless, it did not seem so dangerous to me, it actually has a very similar look to many parts of my home town, Madrid.

The house was one story with a back and a nice front yard. We installed 20 panels of the brand Sun Power, probably E-19 series(245W/each), in two racks of 14 plus 6. The first day we installed the footers and rails where the panels would be fixed, on the second day, with the electrical connections. It is frankly surprising see how the panels generate voltage between the two terminals when you measure it with a multimeter, even if they are not facing the sun. Such a wonderful technology¡

After two days of pace and relaxed work, drilling holes, screwing bolts, joining wires and pouring glue, the work was finished, and the installation running¡

Solar PV Installation in Compton - Grid Alternatives

Donations to Grid Alternatives

Artículo publicado sobre certificación sostenible LEED

Las edificaciones juegan un papel prioritario en la sostenibilidad de las sociedades, puesto que representan, en los países desarrollados, el primer foco de emisiones de CO2, seguidas del sector transporte y de la industria. Además, según la U.S. Energy Information Administration (EIA), las edificaciones son responsables del 40% del
consumo de energía primaria, el 72% del consumo de energía  eléctrica y el 13% del consumo de agua potable. Por lo tanto, un diseño y operación adecuados de ellas, pueden suponer grandes mejoras en el objetivo de crear una sociedad sostenible.

Con este fin se creó en Estados Unidos en el año 1993, el U.S. Green Building Council (USGBC), que tiene la misión de “transformar la manera en que los edificios y las comunidades se diseñan, se construyen y se operan; permitiendo un entorno próspero, sano y medioambiental y socialmente responsable que mejore la calidad de vida”.

En el siguiente artículo se explican y comentan las principales características de esta certificación energética de edificios, publicado en este documento elaborado por el grupo de trabajo coordinado por el COIIM en Conama 2012, celebrado en Madrid del 26 al 30 de noviembre de 2012, donde ha sido presentado y debatido con los asistentes a la sesión.

Conama2012 Eficiencia energética en edificios. Implicaciones de la nueva Directiva Europea

Energy Policies for US from a Public Health, Environmental & Economic viewpoint

1.     Introduction

The US faces important challengers for defining their energy policy. The US has a strong dependence on fossil fuels, and despite it is one of the biggest producers of them, they are, by far, the biggest consumer, so it relies greatly on imports. That implies geopolitical issues as well as security concerns. From the environmental and health point of view, a combination of economic liberalism, plenty availability of natural resources and ‘not-in-my-backyard’ policies have lead the young country to not concern about environment so much as European countries where these problems are perceived closer. That can be seen, for instance, in the high level of pollution of some places in the US, the lack of commitment with the Kyoto protocol or the individual car-based transportation system.

Nevertheless, the good availability of resources and the adequate economic situation (maybe not the best nowadays, but for sure better than the rest of the world) could facilitate the necessary change to a greener economy if the political will is strong enough.

In the graph bellow, the sources and sinks of the energy consumption of the US can be seen. Almost 80% of the energy comes from dirty and finite fossil fuels, mainly petroleum. The two main consumers sectors are Transportation (27%) and Electric Power (38.6%). 

Sources and Use of Primary Energy in the US

Transportation is a big contributor to the energy, environment and health issues in the country. There are many policies which can be implemented in this area but the dependence on liquid fuels and the spread US neighborhood development are two important obstacles for the development of a new transportation system.

The first difficulty is partially solved by current technology. There are available new types of fuels but all of them still have relevant difficulties to trigger a change in the market. Hydrogen is not produced in enough quantities yet, in addition of the security concerns related with the great inflammability of the gas. Biofuels are already introduced, but the competition with food markets and the difficulties for introduce biodiesel in the US market (lack of diesel fleet and gas stations network) are important issues yet. Natural Gas (NG) vehicles face the same problems; despite the low price of NG makes interesting this fuel for transportation, mainly feasible for trucks. Electric Vehicles (EV) are in the radar nowadays as the solution, but they will need a change in the electric sector first, to be a real environmental and energy solution (since an EV today is actually powered by coal, NG, nuclear and a little bit of renewables). In addition, the less autonomy issue is an obstacle for consumers, despite technology is improving it very fast.

The spread US neighborhood development is a great difficulty for setting up an efficient and economically feasible public transportation system in mostly cities within US. Some important programs are being implemented nowadays, as Los Angeles metro expansion, high-speed rail in California, and others, but it seems difficult that they will imply a great change in energy consumption in the whole picture. They are actually more focused on solve traffic congestion and local pollution problems.

So, despite Transportation has an important role in the US energy puzzle, it might be very difficult to produce important changes through policies in a short term. However, actions in Electric sector could be more effective and relevant in modifying the energy consumption pattern. Indeed, Electric sector is the biggest consumer with a 38.6% of the total energy usage. Electric sector consumption comes mainly from the activity of ‘Generation’, that is actually, the transformation of primary fuels into electric fuel or electricity, easier to transport and use for innumerable machines. Generation also is responsible for the majority of the air pollution and green house gases (GHG) emission in the sector. (Some emissions are produced in transportation due to SF6 gas used in switchgear, but we can avoid it in this whole picture).

Generation is an activity pursued mainly by electric utilities and some independent power producers (IPP) and, despite there are some thousand of power plants, it could be easier to regulate and address them than convince almost 200 million drivers to switch to brand new EVs or public transportation. In addition, technical solutions to deal with the problem are already plenty available.

This paper is going to be focused on it, trying to propose policies for the Electric power sector for addressing the energy issue in the US. First, the current situation of electric generation is going to be exposed, as start point for posing policies recommendations. In addition, forms of implementation are going to be suggested, extremely important in a huge country where federal, state and local administrations share the authority on the power sector.

2.     US Electric power sector

The U.S. electric power grid serves more than 143 million residential, commercial, and industrial customers, through more than 6 million miles of transmission and distribution lines owned by more than 3,000 highly diverse investor-owned, government-owned, and cooperative enterprises; resulting in probably the biggest and complex machine in the world.

Nevertheless, there is not a unified national policy on power sector, and the majority of the competences are held by States in a very heterogeneous way, and only some general interest and security issues are responsibility of the Federal government (through FERC and DOE). Important issues as the generation mix, rates, utilities regulation are State competences. (in many cases, even counties or cities competences).

The current market organization is the result of more than 100 years of evolution. The first electric system was set by Thomas Edison in New York in 1882 for serving 59 light consumers in Wall Street. The plant which powered that system was called Pearl Street Station and it generated DC current from a coal-fired steam generator. From that, the market was growing pushed by technology innovation. Regulations and laws were catching up when they were required for ordering the market and provide a scheme through clients and companies were protected, or when terrible blackouts occurred (for example in 1965 and 2003).

The resultant model today, is a complex system where the vertically-integrated utility is the most usual model, but liberalized markets also exist. Vertically integrated means that the utility is a little monopoly in the zone where it serves, doing generation, transportation, distribution and supply of electricity. The oversee of this monopoly is assigned to state regulators, called Public Utility Commissions (PUC), or municipal governments (as the case of LADWP). These regulators set the rates and approve new plants and lines, among other functions. There are about 3,200 utilities, 2,200 Publicly-owned but only represent 17% of sales and 818 are cooperatives with 12% of sales. The 242 remaining are Investor-owned, and they are most important ones since they represent almost 60% of sales.

US Sources of Electricity Generation About power generation, currently the main source continues being coal (42%). Natural gas represents a 25% and nuclear plants the 19%. Renewable are the 13%, being 8% hydro power, 3% wind, 1,4% biomass, 0,4% geothermal and solar less than 0,1%. So, despite the great political and media coverage of new renewable technologies, they actually represent a little bit of the cake. Just to compare, in countries like Spain, around 20% of the electricity in a year is only produced by the variable wind.

The plenty availability of coal in the US (second producer after China) joined with its low price (comparing historically with gas) and ease of use (few operation risk than nuclear), have ended in being the most preferred technology. However, the implications of its use on emissions are important, since coal-firing is the worst air polluter, locally and globally. Due to its solid condition and chemical composition, burning coal produces bad gases as NOx, SO2 and particles. Some poisoned mercury is also liberated due to its minimal presence in coal. All of them provoke well-known air pollution and health issues in the plant surroundings, and even farther problems as acid rain. Those issues are partially hidden by locating coal plants in remote and low populated zones. Nevertheless, the global impact as a GHG (CO2) producer is even greater. Since coal formula is mainly carbon, when reacts with oxygen, CO2 is greatly produced. NG and petroleum formulas contain more hydrogen instead, so the combustion produces less CO2 and more H2O (which is not considered a problem in global-warming curse). Burning NG generates between 40-50% less CO2 emission than coal and 25-30% less than oil. (The real average data for the US are: NG 1,135 lbs CO2/MWh, coal 2,249 lbs CO2/MWh, oil 1,672 lbs CO2/MWh, from EPA).

It means that considering the current mix and making some simple calculations, for every 1% of coal generation which was switched for NG generation, a reduction of around 1% of GHG emission will be achieved in the electric power sector, caeteris paribus. In addition, burning NG is more efficient due to the higher temperatures which can be reached (the young genius Carnot demonstrated it in 1824 with his famous equations), so for the same electrical output, less fossil fuel will be needed. Switching to nuclear or renewable will be even better, since it will produce a reduction around 3.5% in emissions per 1% of coal taken out. Switching to oil makes no sense, since oil is more valuable for transportation as liquid fuel.

So, it seems that coal is a bad guy in the US energy and environmental problems. In next section, some policies will be posed to deal with it.

Another difficulties has to be considered in power polices definition. The current power market model of regional monopoly-supervision is probably not the most adequate for introducing strong reforms which try to solve a national problem (type of tragedy of the commons here). The main concern of the regulators (PUCs, municipalities) is to guarantee supply and keep rates lower in its area, since problems related with both of them are politically sensitive. That does not leave a big margin to make experiments or push for changes, despite the California market reform in 2000 was a pretty remarkable example but a sad fiasco. The system is destined to be conservative in the investments and the results are a problematic lack of capacity in transmission lines and an old and obsolete equipment. Difficulty in building new transmission lines (owned by utilities) is a big issue in developing renewables, since, unfortunately, the places where the resource exists, are not the same where consumption is. Transmission lines usually go through territory of different utilities, regulators and States, and it is not clear how to allocate the costs of the lines in such heterogeneous jurisdiction scheme, despite the Federal Energy Regulatory Commission (FERC) is trying to deal with it (Order 1000).

3.     Policy recommendations

So, with all the tough restrictions those have been presented before, the definition of the US energy policy should be cautious but smart, introducing mechanisms which allow easy and small changes every year but addressed in the right direction to produce a big change in next decades scope. Small steps in the right direction lead to destiny, as a good pilgrim knows.

The principles or restrictions which drive the policy definition have to be cost-effective, politically realistic and objective-oriented. The goal is clear: reduce fuel imports, reduce emissions and allow economic prosperity.

Taking into account this, the energy policy should be focused in one simple thing: Reduce generation from coal and replace it for a combination of NG and renewables.

Local and global range emissions would be obviously reduced, and the rest of goals would be achieved without exceed the restrictions. Coal is greatly mined in the country and is relatively cheap, so doing that change cost-effective and from autochthonous sources is the challenge. Nuclear is discarded due to the great investment costs, the growing opposition after Fukushima disaster and political issues. Moreover, it is not recommended despite it does not contribute to global-warming because of the greater health risks that implies, and the unsolved solution for the nuclear waste disposal. Only one nuclear plant is being built nowadays in the US, the Vogtle project in Georgia, which will need 10 years of development and it will be the sole new nuclear project to become online since Three Mile Island accident in 1979.

Promoting renewable technologies has obvious benefits to reach the target: they do not produce emissions, they do not need import energy, they do not jeopardize lives in case of failure, and they create jobs and industry. In this sense, there is much work to do, since the current percentage of renewables in the mix is lower. However, the cost of energy produced by renewables is still considerably higher than coal, in spite of technology innovation is lowering this price every day. Till grid parity was achieved (cost of renewable equal market reference), regulators, utilities and consumers probably will not be eager to pay more for electricity. Moreover, the grid upgrades and back-up generation that they need, pushes the balance against them.

However, this over-cost can be easily minored by increasing NG generation, which also contributes to reduce emissions from the current situation. Increasing NG generation would require almost nothing new investments. In the figure below, it is presented the current coal generation (the less efficient plants in green); and in blue the generation potential of NG combined cycles already online but currently not working at plenty capacity. (in fact, these plants are working much less hours than those for they were conceived).

Fully Dispatched NGCC potential

As it can be shown, there is a great potential of switching coal to NG, at very low cost. Underutilized NG combined cycles do not need infrastructure upgrades since they are already connected to the grid and the gas supply network is more than enough to deliver all the plants. The reason why they are not plenty utilized is because coal used to be cheaper and because, in reality, utilities decide their generation program regarding their own interest (many times not lowering the cost since they are going to recover it through the negotiated rates with PUCs).

US Natural Gas ProductionUS Natural Gas and Oil price evolution

The price of natural gas has been historically growing every decade, since it used to be tied to oil (so it is in the rest of the world). But the discovery of the new ways to make profitable natural gas from shales, have revolutionized the market. The great increasing in shale gas production has sunk the prices in the last few years, and the projections predict that the availability of NG will increase in US.

However, a warning has to be done here; this fortune’s gift can become a curse if it is used as a substitute for renewables instead of for replacing coal. That would be a strong temptation unless appropriate regulation and policies were set, since in absence of GHG control, cheap gas can be converted in cheap electricity, good for utilities’ revenue and politician’s image.

To conclude, the successful energy policy would be to change coal for renewables and natural gas, balancing this combination depending on the evolution of the generation cost of both technologies and the efforts that consumers were willing to assume.

4.     Policies Implementation

It is not only important to recommend energy policy, but to suggest how implement it. And that is crucial in a country with such complex and distributed jurisdiction in power markets. Here, some ideas are going to be given to address with the practical sense of the energy reform. They are directed to different administrations, federal, state and local:

  • The definition of the strategic energy plans are nowadays responsibility of the departments of energy of every State according with its PUC. It could be more convenient that these plans (where the switch from coal to NG/renewals can perfectly be included) were agreed with a federal agency as the Department of Energy (DOE) and FERC. It makes sense since the effects of the electricity production not only involve a sole State, but the whole country (regional and global emissions, imports of fuels…)
  • Since Federal agencies have a narrow margin to impose legislation to States (litigation can convert the planning process in a nightmare), the Federal agencies can try another strategy. They can offer conditioned funds (for example those from ARRA) to those States which achieve the objectives set by Federal, for example, to reach a certain level of renewables, to coordinate energy plans, to open market for transparency, to coordinate lines with neighbor States, etc. The State have the option, not the obligation, to do the things right and get the funds (politicians would love to win them). It is making and incentive and leave competition works.
  • Municipal and local utilities should be under control of State regulators of PUCs, and the municipality governments should endorse it. Despite we respect personal freedom, it is totally unfair and biased that municipal utilities (as LADWP) do not have the obligation of the State Renewable Portfolio Standard, and they can arrange their generation structure as they want. It is unfair that, for example, in Los Angeles, consumers pay less for their electricity than in Orange County, because LADWP generates more with coal and do not have the obligation of buying renewables as SCE. And it is unfair because emissions from this decision affect equal both consumers.
  • Maintain and update the tax incentives to renewables. Without cancelling all subsidies (including those oil, gas and coal have), that it is not a bad idea at all; it is better to maintain, at least, the current incentives for renewables, as Investment Tax Credit (ITC) and Production Tax Credit (PTC). Moreover, a long term strategy should be done, to avoid the stop and go in investments that the sector suffers. Wind power is a good example, and just this year we are seeing the same stop as 2004 because the PTC has not been renewed yet for 2013. These ups and downs do renewables more expensive because companies and banks need higher loan rates to compensate the variable regulation risks.

5.     Conclusions

As it has been explained, Transportation and Electric Power sector are the two main causes of the energy consumption in the US, and both of them rely so much on fossil fuels. Transportation is mainly dependant on petroleum (94%) because, however it could be hard to understand when you visit the gas station, it is actually the cheapest liquid fuel that can be found today, with the current logistic chain. For sure that there are alternatives, but it is difficult its introduction due to the great upfront investments they need. Even the EV will not be the solution unless Electric power sector changes before.

However, decisions taken in the Electric sector can be more effective and reduce emissions and consumption. Energy efficiency improvements has not been considered in the paper, despite they are totally recommendable, because they will be probably compensated with the increase in energy demand due to population and economic growth (forecasts say that the increasing on demand will be around 1% every year, and the energy per capita will decrease slowly till a 20% of current in 2035).

In Electric sector, the most obvious action seems to be reducing dirty coal and introducing renewables (zero emissions, zero imports but still expensive) with a combination of natural gas (less emissions, no imports thanks to shale gas and cost-effective). Achieving the changes is a challenge with the current market organization and regulation, so the political determination has to be strong enough to go together in the right direction and leave apart lobbies and particular interests in order to fulfill the general interest.

 

6.     References: