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

Ponente en Foro Ficon 2012

Me han invitado a ser ponente en Foro Ficon 2012, que se celebró en Don Benito (Badajoz) los días 28 y 29 de Noviembre.

http://www.20minutos.es/noticia/1648619/0/

Hablé sobre el sector de las energías renovables, que continúa su crecimiento en Estados Unidos y muchas empresas españolas aprovechan su experiencia para ganar contratos e invertir en el país. Sin embargo, la organización del mercado eléctrico y las políticas de promoción de renovables son totalmente diferentes a las seguidas en España, por lo que las empresas tienen que adaptarse al modelo estadounidense y enfrentarse a un mercado muy competitivo y con importantes riesgos. En la ponencia se explicó la situación real del sector, oportunidades y dificultades en energías renovables, casos prácticos de empresas españolas y mecanismos de apoyo para la internacionalización. Estuve encantado de participar, si bien la afluencia de personas no fue abundante, aunque el nivel de ponentes fue excepcional, destacando el catedrático Valeriano Ruiz, o Eduardo Collado de UNEF.

La presentación realizada se puede ver aquí:

I have published an article in 'Energias Renovables'

I am very glad to announce that an article by my workmate Victor Iglesias and me, have been published in the very famous Spanish magazine Energías Renovables.

Termosolar en estados unidos

The title is ‘¿Cómo está la termosolar en los Estados Unidos?’ (How is the thermo-solar market in the US?) and in a few pages we explain to our Spanish compatriots what is going on in the American market:

http://www.energias-renovables.com/articulo/como-esta-la-termosolar-en-los

Moreover, we have been cited in the paper version, on page 59

http://www.energias-renovables.com/publico/revista_digital.php?nrevista=582&title=Especial%20Termosolar/

 

Spanish Feed-in Tariffs: Killing the Golden Goose

Spain had a struggling issue in energy supply at the beginning of the 90’s. More than 70% of its primary energy sources were hydrocarbons and almost all of them were imported because there are not autochthonous reserves of oil, natural gas and only one third of all needs of coal. They were imported from countries like Russia, Libya, Algeria, Nigeria or Egypt, not very trustable from a geopolitical point of view. Moreover, the electrical markets were dominated by two vertical integrated utilities which had not been invested in new transmission capacity or new generation plants. Due to the growth of the economy, it was forecasted a important growth in energy demand (actually the demand doubled in 15 years), so the Government had to deal with a big problem, also aggravated by the environmental compromises with European Union in using renewable energy and reduce CO2 emissions.

Spanish FiT have been called as the fable of the golden eggs goose

So, the Government made important decisions to address the issue, fighting with numerous personal and private interests from utilities and the old school guys. Probably, the period from 1990 to 2010 was the moment with more energy laws and legislation passed in all the Spanish history. Following the California and UK examples, the market was liberalized, a new Independent System Operator (ISO) and owner of all transmission lines was created, Independent Power Producers were allowed to access to the grid, and important laws in supporting renewable energy sources were passed.

Nowadays, Spain is well known for being a country who is leader in the world in renewable energy technologies. Despite to be the 12th country by GDP, it achieved the fourth place in wind capacity installed, second in solar PV and it remains first in solar thermal. In 2011, the 36% of the electricity comes from renewable energies, a remarkable fact since the US only achieved 13%. In others indicators related with infrastructure (as transmission lines average age, miles of high-speed rail or miles of freeways) or with human development (mortality, education, etc), it is on the top five. Nevertheless, currently is also infamous by the struggling economic situation, difficulties to pay back the national debt and high rates of unemployment. Both achievements and failures are consequences of the decisions made, some of them related with energy. In the particular case of renewable promotion, the Spanish feed-in tariffs program (FiT) is one of the most commented, discussed and disputed energy policies in the recent years, specially the program for solar photovoltaic, who has been called for many people as the fable of Killing The Goose That Laid the Golden Eggs.

The promotion of the renewable energy, as solar, wind or biomass, is an issue of how to internalize the positive externalities into the market. These benefits are well known. The clean or renewable energies, do not pollute, do not contribute to climate change, do not imply resources depletion, do generate local employment, do promote the national industry, do improve the energetic independence, and more. All of these benefits are not included in the Levelized Cost of Energy (LCOE) or the price of the electricity. Because of that, these technologies are not competing in the same conditions as the conventional generation. That makes that the price of them is above the average price of the electricity in wholesale market, and as a consequence, the utilities do not want to build this expensive plants or to purchase expensive energy from others. This is because the benefits of the renewable energy do not go to them, but to society. That is a market failure and that is because they need the regulation or the support from the Government.

In the market, it is a basic principle that nobody, even the Government, can control the quantity and the price of a product at the same time. If you fix the price for the renewable generation (as FiT does) you do not know what will be the amount of renewable generation that you will obtain. The same, if you fix the quantity you want (as Renewable Portfolio Standards does); you do not know what will be the price for this generation. The price multiplied by the quantity is the key point, because that will be the cost for the electricity customers who are also your voters. So you have to be careful with that because otherwise you can make your citizens to pay so much for the electricity if the price by the quantity is too high, but you can make them not to gain the benefits of renewals if the renewals were not developed due to low prices which do not make the investments profitable.

In the FiT option, the government decides what will be the price of the renewable generation. That has enormous advantages for developing the renewable market because it is very easy for developers, investors and financial institutions to know what will be their retribution and the Internal Rate of Return (IRR) for their investments. It is easy to calculate the IRR and if the FiT is also well determined -the price will be a bit more than the cost of capital- then the development of renewable is smoothly and a reasonable cost for ratepayers, being society awarded with the benefits of clean generation. See Exhibit 1, with the case of wind.

Spanish wind feed-in tariff as an example of sucess
Exhibit 1. Electricity market Price (black), FiT for Wind (yellow and red) and Estimated cost for Wind (blue). This FiT was well calculated to make the investor obtain a 5-9% IRR.

Spain has become a leader in renewals thanks to FiT. The government support has been very strong and determined. The country started to use FiTs in 2000, and ten year later, the 35% of the total electrical generation is using renewals (2010). Spain has been successful implementing some FiTs, for instance in the case of wind, but has made huge mistakes in solar PV. The law ‘RD661/2007’ in 2007 was the most important piece of legislation because the most important FiT prices were determined. Prior prices were not enough for launching the market.

The key point of FiT is to determine the price of the premium. But that is difficult for a pioneer Government (and more in 2007 without other experiences) because a civil servant is not usually a solar PV developer, he does not know what are the real cost of solar modules, wires racking, etc. So the Government decided to ask the local solar PV generators associations to estimate the right price for the premium. Obviously, as much price, much profitable for the companies in the association, so they finally convinced the Government to fix a solar PV FiT that was 10 times higher than the average electrical price, and almost twice that the LCOE for Solar PV (at that time it was not so clear what was the real LCOE for PV, that, in fact, it has been strongly decreasing in the past five years). The business was so profitable (IRR above 20%) that it attracted investors from all over the world, and because it was pay by the Government, it was secured by the country bond with used to have an AAA rating, so practically at no risk.

The Government objective was 400MW of solar PV, but in only two years they got more than 3000MW. See Exhibit 2. Only the over cost of the solar PV FiT for the ratepayers is more than 2 billion of Euros every year, and considering all renewable technologies more than 6 billion. The reason why the Government did not realized before what was happening, it is because they relied on local administrations (similar to counties) for granting the permits for the solar facilities. Since local governments earned a lot with solar PV installations (jobs, taxes, votes), they did not informed the Central Government about the number of projects in the cue. In fact, they was not going to pay for the FiT, so they tried to host and grant permits for as many projects as they could.

Spanish Solar PV boom
Exhibit 2. Solar PV Objective (red) versus Solar PV actual development (blue).

Moreover, the Government decided not to increase the electrical rates, because the benefits of renewable should be paid not only for the current consumers but also by the future consumers, since renewals benefits are for different generations. So the electrical system generates every year a huge deficit that has the creative name of ‘rate deficit’, and which is accumulated as public debt (and accounted as more public debt for rating and country risk). Basically it is a debt from the ratepayers (aka citizens) to generation owners (generating companies). That debt was by the end of 2011 of more than 25 billions of Euros.

So, as the model was unsustainable, the Government finally decided, in January 2012, to cut off or suspend the FiT program, with a lot of complaints from investors and generators with projects on the way. So, since some of the causers of the over costs of the FiT model and the final breakdown of it were the own solar PV generators (trough the associations), they have been accused of killing the golden goose.

The renewable program has had additional benefits as 100,000 new employees, total contribution to GDP around 8 billion €, total exports: 3 billion €, reduction in 10,7Mtep in fuel imports (2 billion €) and savings over 370 million of € in CO2 emissions. Nevertheless the excessive cost finally collapsed the system. Now the renewable sector is accused of contributing to the tough situation of the Spanish economy. That is a good example as how careful has to be a Government when they decide the energy strategies and policies.

Visito la planta termosolar de eSolar Sierra Sun Tower

Sierra Sun Tower Generting Station

Gracias a una asignatura del certificate que estoy haciendo en UCLA, tuve la oportunidad de visitar la planta termosolar de eSolar Sierra Sun Tower. Sus 5MW de demostración se suman a los casi 500MW termosolar que hay en el país a en el verano del 12, aunque pronto sumarán casi el doble con los proyectos en desarrollo que hay.

Calor y sol en Sierra Sun Tower Generting Station

Sólo existen dos plantas con su tecnología en el mundo, la que fuí visitar en el increíblemente caluroso desierto de Mojave cerca del pueblo de Lancaster, y la otra en India. La tecnología es solar de concentración, pero el pequeño tamaño de los espejos (planos) y su generación directa de vapor aportan ciertas características nuevas a la generación termosolar. A continuación se puede ver un generador de vapor desmontado, donde se pueden ver los tubos instrumentados con su especial recubrimiento. La tecnología de la torre la suministra los viejos expertos del vapor Babcock&Wilcox que también aporta algo de equity a la compañía.

Generador de vapor solar Sierra Sun Tower Generting Station

Una planta interesante aunque quizás algo fuera de la tecnología actual, ya que no permite almacenamiento (clave para hacer interesante la termosolar), con una eficiencia más que dudosa, un mercado complicado en el corto y medio plazo y mejores competidores (los españoles entre ellos¡)

Generador de vapor solar Sierra Sun Tower Generting Station

 

Campo base 40.805

Vamos a verlo por el lado positivo y lógico. Esta claro que no podíamos seguir ascendiendo, la falta de fans (demanda) y los altos costes de la expedición y las deudas contraídas nos estaban ahogando (déficit tarifario). Ahora, encima, otros métodos de escalada tradicionales y más baratos se estaban imponiendo (gas natural).

Pero valoremos donde hemos llegado: a 40805 MW de generación renovable. Un buen campo base para esperar unos años (tres según la CNE) y seguir progresando. Está claro que hemos llegado más lejos que otros paises, pero subir tan rápido nos ha dado mal de altura. La cima de las renovables nos espera, y a no mucha distancia.

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Evolución de la potencia instalada renovable
Evolución de la potencia instalada renovable

RFP, las cartas sobre la mesa

Las politicas de promoción de las energías renovables son un caso muy interesante de estudiar desde el punto de vista económico. ¿Como internalizar las ventajas sociales que implican de forma adecuada? En España y en Europa, las feed-in tariffs han sido la estrella estos últimos años, pero los gobiernos han aprendido que pueden ser peligrosas. Un ejemplo claro es el español con la fotovoltaica, en el que un error (no de cálculo, sino político) en el precio de generación fotovoltaico o prima, provocó una sobreinversión sin precedentes. El gobierno, que confió en las previsiones de las asociaciones fotovoltaicas (que iluso), más algunas triquiñuelas de pasillos y despachos (el actual ministro tiene mucho que ver cuando estaba en la oficina económica), puso un precio muy por encima del coste real de generación, y de 400MW que buscaba, consiguió más de 3.000MW en un año. En otras palabras, murió de éxito. Tampoco vamos a hacer sangre del árbol caído, porque después llegaron Italia, Francia y Rep Checa y cometieron el mismo error, y encima con el precedente español.
Claro esto es fácil de decir ahora a posteriori, pero no me hubiera gustado estar en la piel del funcionario o político que tuvo que decidir la tarifa para los siguientes años. ¿Cómo asignar el precio, sin datos de los costes reales? Porque los costes, de saberlos, los sabrían las empresas promotoras y los epecistas, y si acaso, porque ¿cómo saber lo que va a costar algo que nunca se ha hecho?. En fin, no es fácil poner una feed-in tariff.
Por ello los americanos, que de competir saben mucho más que nosotros, emplean otro método, el de los Renewable Portfolio Standard, forzando, sin mucha fuerza por cierto, a las utilities a servir a sus clientes un porcentaje de generación renovable. Y como Poncio Pilatos se lavan las manos, la pelota para el tejado de la utility que tiene que fijar los precios que va a pagar.
Las utilities, que por cierto, actuan como monopolistas con los clientes y como monopsonistas cuando compran energía (muchos vendedores y un solo comprador), hacen una subasta para comprar energía renovable. Como cuervos a un pastel acuden todos los developers y ponen sus precios, tanto ajustan que incluso ofertan por debajo del coste actual, pensando que quizás en un par de años, cuando construyan el proyecto, los precios habrán bajado. Ello ha dado lugar a un montón de ofertas temerarias y PPAs firmados que no se van a realizar nunca, una situación que ‘nadie’ quiere (si obviamos la hipocresia política). Estas subastas son las llamadas Request for Proposal o RFP.
Sin embargo, la estrategia ultimamente esta siendo un poco distinta. Las utilities hacen RFP pero sólo por una pequeña parte de la capacidad que quieren comprar, digamos 50MW y después por otro lado, firman PPA bilaterales con las empresas por valor de muchos más MWs. ¿Que curiosa estrategia no? gastarse un dineral en consultores y hacer un proceso tedioso y largo de RFP para sólo firmar pocos MW en PPA y luego firmar muchos más bilateralmente.
Está claro lo que hacen, más sabe la utility por vieja que por utility. Con el RFP consiguen una referencia de precio más o menos ajustada a la realidad, ya que casi el resultado de la subasta es el propio coste con algo o nada de margen. Con esa referencia, saben cuánto le tienen que pagar al developer serio con el firman un bilateral por cientos de megas, sin pagar de más por ello y con la garantía de que al ser rentable para el developer, el proyecto se va a acabar realizando.
Asi que nota para el próximo Secretario de Energia, (el que tenemos poco va a durar, aunque espero conocerle personalmente en Octubre), feed-in tariffs sí, pero el precio que lo ponga una subasta competitiva por una pequeña parte de la capacidad. Eviten lobbyes y colusión y tendrán un desarrollo renovable sostenible.

Energía marina: aprendiendo a nadar

Acabo de venir de un evento organizado por la Harbor Association for Industry & Commerce sobre energía marina. El seminario reunía a varios de los expertos más importantes en este área en SoCal. Se ha celebrado en Long Beach, muy cerca del Queen Mary, un barco-museo en una zona portuaria preciosa.
La impresión que me ha quedado sobre el desarrollo de la energía marina en EEUU es que está todavía en fase experimental y comenzando la de demostración. Nada diferente a España, aunque nosotros estamos un pasito adelante con proyectos como el de Santoña, de Iberdrola.

Generador marino de OPT en Santoña, para Iberdrola
Generador marino de OPT en Santoña, para Iberdrola

Las ventajas de este aprovechamiento energético son similares al resto de las renovables, aunque quizás la gestionabilidad y el factor de capacidad de la marina sea mejor que el resto de las renovables. El potencial en EEUU se estima de 49.000MW, lo que supondría un 17% en el mix actual.
Los invenientes son, aparte de los que tiene en el resto del mundo, los propios de EEUU iguales para todas las renovables aquí. Se resumen en dos, capacidad de evacuación y permiting. El primer issue, no solo implica la adecuación de las actuales líneas (que están infra dimensionadas) si no también la creación de nueva infraestructura para transportar la energía desde las plantas a la costa. El segundo problema, es la inmensa burocracia que hay que vencer para realizar un proyecto de estas características. Y en este caso, se puede decir que es incluso peor que para el resto de las renovables, dado el desconocimiento y la novedad. En EEUU, las aguas hasta 3 millas son competencia estatal y a partir de hay federal. Así que lo más probable es que haya que lidiar con los dos estamentos, ya que la mayoría de este tipo de plantas se instalan mar adentro. En el lado federal, el responsable es la FERC.
Lo que si es fascinante es la capacidad de invención en los distintos devices que se están desarrollando para transformar la energía del movimiento del agua en electricidad. Muchos de los artefactos son bastante ingenuos, pero otros tienen bastante buena pinta.
Mi conclusión, es que formaran parte del mix, no tanto como el 17%, pero si paree más razonable entre un 2 y un 6% de aquí a veinte años. De momento sigamos disfrutando del mar con el respeto que se merece, ya que por ahora no conseguimos doblegar su potencial de forma rentable.

Bonitas vistas desde el puerto de Long Beach
Bonitas vistas desde el puerto de Long Beach

Shale Gas, vuelven los fantasmas

Otra de las conclusiones que saqué de Windpower es que el mercado eolico está algo parado. En el 2010 se instalaron la mitad de ‘megas’ que en el 2009, y las perspectivas para el 2010 no son muy alagüeñas. Para el 2012 y siguientes, dependerá bastante de si se mantienen las ayudas federales en exención de impuestos (PTC, ITC y Cash Grant).
Aunque si haces una visión más profunda, te das cuenta que el verdadero enemigo de la energía eólica es el Shale Gas, o gas de esquisto. La eólica empezaba a ser competitva con el gas, es decir que alcanzaba la grid parity, y eso es algo que aqui gusta, que sea rentable por si misma ( sin tener en cuenta las externalidades de la contaminación o de consumir un recurso escaso, que no es problema de los americanos, por supuesto) y por eso las utilities se animaban a apostar por los aeros. Además tenia la ventaja de tener un coste de generación estable y no dependiente del exterior.
Sin embargo, con el Shale gas, ambas cosas dejan de ser tan importantes. El Shale Gas es realmente una nueva forma de extracción. Se basa en la unión de dos técnicas, la perforación horizontal y la fractura hidráulica. La perforación horizontal permite llegar a estas capas, mientras que la fractura libera el gas que de otra forma estaría retenido en la estructura morfológica del esquisto. De esta forma se puede extraer de forma rentable el gas de las capas de este mineral, que hasta ahora eran descartadas. En el gráfico adjunto se entiende perfectamente:
Extraccion del Shale Gas
¿Y que implicaciones tiene esto para la energía eólica? Pues que según las estimaciones, los recursos autóctonos de gas de EEUU se van a duplicar de aquí al 2020, con lo que la dependencia energética es ahora relativa. También se estima que el precio del gas se ha reducido a un tercio gracias a este nuevo tesoro enterrado. Ver el mapa de los recursos norteamericanos asusta:
Reservas de Shale Gas de EEUU
Y también asustan las pruebas que los detractores de esta técnica de extracción mostraron en el documental ‘Gaslands’. La fractura hidráulica requiere grandes cantidades de agua y genera inmensas cantidades de agua contaminada con productos químicos que pueden llegar a los acuiferos. Además se liberan otros gases como el metano, que contaminan el agua corriente de las personas que habitan en las zonas de extracción (que son inmensas). El video de grifo que echa arder, es increible:

Como siempre, siempre hay quien dice que estas pruebas son un montaje, etc etc. Pero viendo la historia de este pais, y casi del resto de los paises, me parece muy dificil que en este caso predominen los criterios de sostenibilidad, energía limpia, etc frente al interés económico. Tanto los políticos (cortoplacistas por definición), como los CEOs de las utilities y los de las agencias de energía (PUCs, ISOs, FERC), deben de tener los ojos como platos con el Shale Gas: seguir manteniendo el inmenso consumo, sin subir precios, sin modernizar las redes, con ciclos combinados de regulación electrica sencilla, con contaminación perfectamente enterrable y con el orgullo de decir que es producción nacional, made in america y sin depender de los árabes. Y encima venden que el gas es ‘limpio’, como Mr. Obama cuando propone en 2035 el 80% ‘limpio’ incluyendo el gas. Señores, que nos van hacer la 1314¡. Y eso que solo el Shale gas aumenta las reservas 30 años más… dentro de 30 años le diré a mi hijo que estudie renovables, que entonces lo mismo si…