Els problemes energètics mundials: contaminació, escassetat i eficiència

Volum I Memòria –Pressupost TREBALL DE FI DE GRAU “ELS PROBLEMES ENERÈTICS MUNDIALS: CONTAMINACIÓ, ESCASSETAT I EFICIÈNCIA” TFG presentat per obtenir el títol de GRAU en ENGINYERIA MECÀNICA Per Albert Garcia Garcia Barcelona, 05 de Maig de 2015 Director: Josep Xercavins Valls Departament de Mecànica de Fluids (MF) Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ÍNDEX GENERAL MEMÒRIA Índex memoria………………………………………………………………………………………………………..…………………….……….1 Resum……………………………………………………………………………………………………………………….…………..……………….2 Resumen……………………….………………………………………………………………………………………..….……….………………….2 Abstract………………………………………………………………………………………………………………………..…….……….………….2 CAPÍTOL 1: INTRODUCCIÓ ............................................................................................................................3 CAPÍTOL 2: INTENSITAT ENERGÈTICA...........................................................................................................8 2.1.Xina ....................................................................................................................................................9 2.2.Estats Units d’Amèrica .....................................................................................................................14 2.3.Unió Europea ...................................................................................................................................18 2.4.Rússia ...............................................................................................................................................22 2.5.Índia .................................................................................................................................................26 2.6.Japó..................................................................................................................................................30 2.7.Canadà .............................................................................................................................................33 2.8.Brasil.................................................................................................................................................37 2.9.Mèxic................................................................................................................................................41 2.10.Indonèsia........................................................................................................................................44 2.11.Iran.................................................................................................................................................47 2.12.Aràbia Saudí ...................................................................................................................................50 2.13.Conclusions generals de l’estudi de les dotze regions...................................................................53 Capítol 3: ESTUDI PER SECTORS..................................................................................................................56 3.1.Climatització.....................................................................................................................................64 3.2.Aigua calenta sanitària.....................................................................................................................67 3.3.Il·luminació.......................................................................................................................................69 3.4.Cuinat dels aliments.........................................................................................................................71 3.5.Electrodomèstics..............................................................................................................................71 3.6.Consum real .....................................................................................................................................72 Capítol 4: CONCLUSIONS ............................................................................................................................73 CAPÍTOL 5: BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................................75 1. Referències bibliogràfiques...........................................................................................................75 2. Bibliografia de consulta.................................................................................................................75 PRESSUPOST Índex pressupost……………………………………………………………………………………..………………………….……….………….1 CAPÍTOL 1: INTRODUCCIÓ ............................................................................................................................2 CAPÍTOL 2: PRESSUPOST. .............................................................................................................................3 Memòria “ELS PROBLEMES ENERÈTICS MUNDIALS: CONTAMINACIÓ, ESCASSETAT I EFICIÈNCIA” TFG presentat per optar al títol de GRAU en ENGINYERIA MECÀNICA per Albert Garcia Garcia Barcelona, 05 de Juny de 2015 Director: Josep Xercavins Valls Departament de Mecànica de Fluids (MF) Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) -1ÍNDEX MEMÒRIA Índex memoria………………………………………………………………………………………………………..……………….1 Resum……………………………………………………………………………………………………………………..……………….2 -2RESUM El canvi climàtic es un dels problemes de majors envergadura als que l’ésser humà s’enfronta a curt termini. Es per això que aquest treball exposa els principals factors que intervenen de forma global en les emissions de CO2,per centrar-se posteriorment en l’evolució d’un factor relacionat amb l’eficiència energètica en els dotze països amb major consum energètic. Un cop extretes les conclusions de l’estudi dels 12 països analitzats segons les dades reals i l’evolució esperada d’aquestes a mig termini, es busca tipificar els diferents consums interiors d’un país. En concret es farà un anàlisis detallat del sector residencial per intentar discernir possibles indicadors de l’eficiència energètica més específics. RESUMEN El cambio climático es uno de los problemas de mayor envergadura a los que el ser humano se enfrenta a corto plazo. Es por esto que este Trabajo expone los principales factores que intervienen de forma global a las emisiones de CO2, para centrarse posteriormente en la evolución de un factor relacionado con la eficiencia energética en los doce países con mayor consumo energético. Una vez extraídas las conclusiones del estudio de los 12 países analizados según los datos reales y la evolución esperada de estos a medio plazo, se busca tipificar los diferentes consumos interiores de un país. En concreto se hará un análisis detallado del sector residencial para intentar discernir posibles indicadores de eficiencia energética más específicos. ABSTRACT The climate change is one of the biggest problems that human being has to face with in a short time. It is because of this that this report explains the main factors which are involved, in a global way, in the ** of Co2, to focus later in the development of a factor related with the energetic effectiveness on the 12 countries with the biggest energetic consumption. After having the conclusions of the study of the 12 analysed countries based in real facts and their development in a short time, we will look for the different internal consumptions of a country to be exact, we will do a detailed analyse of a residential area to try to identify possible indicators more specific of energetic effectiveness. 3 CAPÍTOL 1: INTRODUCCIÓ A dia d’avui una de les preocupacions latents a la societat es el canvi climàtic i les conseqüències que aquest pot comportar. Es una realitat que aquest canvi s’està produint i cada vegada més des de les institucions es fa mes visible i n’és mes difícil negar la seva existència. Convencions com la de Kyoto1, que tot el mon coneix, la cima de París2que es celebrarà aquest any o la creació de normatives específiques com la ISO 500013,son l’evidencia que hi ha un sector civil i governamental que reconeix el problema i cerca com pal·liar-lo. El canvi climàtic segons diversos estudis implicarà modificacions climàtiques que afectaran directament a la forma de vida de l’esser humà, curiosament també n’hi ha de molts que afirmen que justament l’impacte que l’home està fent sobre el medi de forma recurrent es la principal causa d’aquest canvi climàtic. Aquesta implicació directa ve donada degut a que la principal causa del canvi climàtic son els gasos d’efecte hivernacle i aquest majoritàriament venen derivats de l’explotació que l’home fa del territori i particularment de les fonts d’energia que aquest conté. El principal gas d’efecte hivernacle es considera que es el CO2 degut a que es el principal residu gasos del planeta. Aquest gas sempre s’ha emès de forma natural, no obstant des de la revolució industrial i com a conseqüència la combustió generalitzada de combustibles per aconseguir energia, l’increment de les emissions de CO2van ser molt més elevades incrementant els nivells de concentració naturals. 1El Protocol de Kyoto sobre el canvi climàtic és un acord internacional que té per objectiu reduir les emissions de sis gasos d'efecte hivernacle que causen l'escalfament global: diòxid de carboni (CO2), gas metà (CH4), òxid nitrós (N2O), hidrofluorocarburs (HFC), perfluorocarbons (PFC) i hexafluorur de sofre (SF6), en un percentatge del 5% el 2012 i posteriorment prorrogat fins al 2020, amb una reducció del 15%. Tots aquests percentatges referits a les emissions de 1990. 2La cimera sobre el canvi climàtic que se celebrarà a París busca un compromís vinculant internacional per a la reducció dels gasos d'efecte hivernacle, incloses les grans potències. 3Normativa internacional que estableix els requisits que deu posseir un sistema de gestió energètica. 4 Des de la revolució industrial els nivells de gasos d’efecte hivernacle en l’atmosfera a anat incrementant-se paulatinament, però ha sigut en les últimes dècades quan la concentració de CO2a començat a patir un creixement exponencial molt mes acusat del que es portava fins aleshores. Figura 1 Evolució de la concentració de CO2 a l’atmosfera (Stoker et al) Com ja s’ha dit aquest augment de gasos d’efecte hivernacle té una implicació directa amb el canvi climàtic comportant un augment de la temperatura en el planeta. Per poder visualitzar de forma rapida i visual els canvis climàtics produïts a l’últim segle es mostra una imatge del mon on s’indica la pujada de temperatura tant a les zones terrestres com marítimes. Figura 2 Mapa mundi que mostra l’augment de temperatura de les diferents regions entre 1901-2012 (Stoker et Al.2013) Aquesta pujada encara que sigui escassa de la temperatura pot comportar grans canvis en la biodiversitat i tindre un fort impacte en el medi ambient del nostre planeta tal i com el coneixem. 5 A mode enunciatiu s’exposen les conseqüències mes directes que pot comportar: canvi en la biodiversitat, modificació dels cultius, desertització de zones puntuals del planeta, descongelació dels pols, acidificació dels mars i pujada del nivell d’aquests. Per a analitzar l’impacte en el futur i suposant dos escenaris d’augment de les concentracions de CO2,un de baixes en blau i un d’altes en vermell, s’ha modelitzat com seria l’augment de la temperatura en el planeta a les properes dècades (Stocker et al. 2013). Figura 3 Gràfic que mostra la previsió de la temperatura segons dos escenaris d’emissions (Stoker et Al. 2013) Per intentar ja no pal·liar aquesta pujada sinó minimitzar el seu impacte al mínim possible, s’han d’aconseguir reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle de forma dràstica. Per poder analitzar com s’espera l’evolució de les emissions de CO2s’han d’expressar aquestes d’una forma que es relacionin de forma directa amb l’activitat de l’ésser humà. Seguint aquesta premissa, una forma molt habitual d’estudiar l’aportació de a l’atmosfera derivada de l’existència de l’esser humà i per tant vinculada a la seva població, economia i consum energètic, es la que mostra a continuació. =       (1) On: CO2: El Diòxid de Carboni emès en la zona d’estudi POB: La població de la zona d’estudi PIB: El producte interior brut4de la zona d’estudi E: L’energia total consumida en la zona d’estudi 4El Producte Interior Brut (PIB) es un indicador econòmic que reflecteix la producció total de bens i serveis associada a un país durant un temps determinat, habitualment un any. -6En la funció mostrada amb anterioritat es mostren segregats els principals factors en format macroscòpic que intervenen en les emissions de CO2. Aquests factors son d’índoles molt diverses, lo que ens mostra que per analitzar a fons el tema es necessita un equip multi indisciplinar que englobi especialistes tant sociològics, econòmics i tècnics. Enumerant els principals factors ens trobem en un primer lloc un de sociològic, la població humana, un factor que ens reforça la idea inicial de que un dels principals causants del canvi climàtic es l’esser humà. En segona posició s’analitza l’impacte del PIB per càpita, un valor socioeconòmic que marca el poder adquisitiu del diferents indrets del mon i per tant el seu nivell de consum. Aquests dos factors queden fora de l’estudi d’aquest treball degut aque no guarden una implicació directa amb l’àmbit de la tècnica i per tant s’ha estimat no incorporar. En l’ultima posició ens trobem un factor exclusivament tècnic que es un índex que mostra el diòxid de Carboni emès per l’energia consumida. Aquest factor guarda una relació directa amb el vector energètic5de consum d’energia existent. Aquesta relació explicita ve marcada pels diferents valors fixos d’emissió de CO2que venen donats pel procés d’obtenció de l’energia i la font primària d’aquesta emprada. No obstant per focalitzar aquest treball en l’estudi en profunditat d’una única variable s’ha desestimat l’estudi del vector energètic a favor del tercer terme de l’equació. Aquest tercer terme es coneix com intensitat energètica i representa la quantitat de consum energètic que té un país per a produir una unitat de PIB. Segons aquesta definició que un país tingui una major intensitat energètica significa que requerirà d’una quantitat major d’energia que un amb una menor intensitat energètica per a produir la mateixa quantitat de riquesa. Tot i que en un primer moment no es tenia clar si estudiar la intensitat energètica o el vector energètic, es va optar per estudiar el primer degut a que ens mostra com amb uns recursos limitats es poden millorar uns objectius, en aquest cas focalitzat amb el creixement econòmic. Aquest fet, combinat amb que en el planeta comptem amb uns recursos energètics limitats, fins i tot escassos si consideréssim que tota la població tingues accés de forma igualitària a aquests. Aquest fet, provoca que es cregui de gran rellevància l’eficiència energètica, degut a que no només tindrà implicacions sobre les emissions de CO2, sinó que també pot suposar la necessitat d’un menor consum energètic per a la producció de riquesa, que 5El vector energètic d’un país representa de forma ponderada quines son les fonts primàries d’energia que s’utilitzen, com ara podrien ser: carbó, petroli, urani… 13 creixent a un ritme molt superior a la mitjana mundial, a la vegada que la seva economia creixia també per sobre de la seva demanda energètica. Tot i el gran descens que ha tingut en la seva intensitat energètica cal remarcar que a principis de la dècada del 90 aquesta era molt superior a la de països desenvolupats i que tot i el gran camí recorregut a dades de 2011 encara es trobava molt per sobre de la mitjana. Aquesta gran millora de l’eficiència combinada amb fases on aquesta s’ha moderat i seguint la tendència mundial sembla indicar que a mig termini tot i que continuarà millorant les seves dades el ritme de descens de la intensitat energètica serà molt més limitat. Observant aquesta previsió a mig termini es detecta que la millora en l’eficiència continuarà existint però que aquesta anirà moderant-se amb el temps, donant a entendre que sense una major implicació de les autoritats o sense la tecnologia necessària per ampliar el camp de millora l’eficiència energètica, aquesta té un caràcter asimptòtic a la Xina fent que amb el transcurs del temps sigui cada cop més difícil de millorar. Cal destacar que quan visualitzem les dades de regions altament compromeses amb el canvi climàtic com la Unió Europea o el Japó podrem visualitzar que en el 2011 la Xina es trobava a nivells d’intensitat energètica de principis de la dècada dels 90 d’aquests països. També s’observa que encara i que la millora es mes accentuada en la Xina el fet de que quan millor sigui l’eficiència mes costa de millorar-la combinat amb el decalatge temporal que pateixen aquestes regions farà que a 2030 encara i que la diferencia de la intensitat energètica s’haurà escurçat, no s’invertiran posicions entre els països desenvolupats compromesos des de fa dècades amb el canvi climàtic i la Xina. No obstant també es remarcable aquesta gran millora en l’eficiència energètica a la Xina ja que no ha estat mai inclosa dins del compromisos del tractat de Kyoto ni en d’altres tractats de gran envergadura que mostressin el seu neguit i voluntat de reduir les seves emissions. No obstant queda clar que el seu gran creixement econòmic combinat amb la cerca de formes de consum energètic eficients econòmicament, degut a que no es un gran productor d’hidrocarburs, a portat a la Xina a patir un gran descens de la seva intensitat energètica. Finalment apuntar que segons l’escenari estudiat la intensitat energètica prendrà un valor de 0,089 ktep/M$ reduint en un 76% la xifra del 2011, últim any amb dades reals. Addicionalment com s’espera un increment de la població del 10% i si es considera que els altres dos termes de l’equació (1) es mostren constants es pot assegurar que la Xina reduirà les seves emissions de CO2exclusivament continuant amb la seva millora de la eficiència 14 energètica. No obstant a la Xina existeix un gran creixement del PIB i també del PIB per capità per lo que dependrà molt significativament de que el creixement sigui moderat per a que la millora de l’eficiència energètica pugi donar els seus fruits. 2.2.Estats Units d’Amèrica Els Estats Units d’Amèrica (USA) es la principal potencia mundial tenint a dades de 2011 el major percentatge de PIB del mon. Esta situat entre els oceans Pacífic i l’Atlàntic i limita amb Canadà al nord i amb Mèxic al sud. Amb aproximadament deu milions de km² i amb més de 300 milions d’habitants es el quart país més gran en àrea total i el tercer en població. És considera que es una de les nacions del món ètnicament més diverses i multiculturals, producte de la immigració a gran escala que ha patit i pateix. Per la seva gran grandària i varietat geogràfica, el país compta amb la majoria dels tipus de clima encara que en les àrees mes poblades no solen suportar condicions extremes. Tot i que no és objecte de l’estudi exposar que el vector energètic esta fortament influenciat pels hidrocarburs, ja que aproximadament el 80% del seu consum energètic prové dels combustibles fòssils, segons dades del Banc Mundial. Un percentatge més elevat que en el cas Xinés però ja que a la Xina el carbó juga un pes específic molt més elevat aquest fa que el seu vector energètic sigui menys contaminant. Estats Units és el major consumidor de petroli i de gas natural, d’altra banda, al país es troben prop del 30% de les reserves mundials de carbó i compta també amb grans reserves de petroli. Durant dècades, l’energia nuclear ha jugat un paper limitat en la producció d’energia, en comparació amb la majoria dels països desenvolupats, degut en part a la reacció pública després de l’accident de Three Mile Island12. No obstant això, el 2007 el govern va rebre múltiples peticions per a la construcció de noves centrals nuclears, la qual cosa podria significar una disminució considerable en el consum de combustibles fòssils i un canvi en la política energètica. Estats Units és el tercer productor de petroli més important en el món, així com el major importador d’aquest producte. També és el màxim productor d’energia elèctrica, així com de gas natural liquat. Cal destacar que el 80% 12 L’accident de Three Mile Island va ser un accident nuclear de no molt greus conseqüències per la magnitud de problemes que sol donar un accident nuclear. Va ocorre a la central nuclear de mateix nom ocorregut el 28 de març de 1979 a Pensilvania. 15 dels treballadors aproximadament posseeixen una ocupació en el sector serveis tenint molt menys pes el sector industrial que en el cas Xinès i existint una classe mitjana la qual té uns nivells de consum molt més elevats que la Xinesa. Respecte a termes mediambientals, cal destacar que l’expresident dels Estats Units Bill Clinton va signar l’acord de Kyoto però el Congrés del seu país no el va ratificar fent que la seva adhesió només fos simbòlica fins a 2001, any en el qual el govern de Bush es va retirar del protocol. El motiu de la seva retirada va segons la seva declaració, no perquè no compartís la seva idea de fons de reduir les emissions, sinó perquè considera que l’aplicació del Protocol és ineficient i injusta a l’involucrar només als països industrialitzats i excloure de les restriccions a alguns dels majors emissors de gasos, ja que aquests es troben en vies de desenvolupament (Xina i Índia en particular), la qual cosa considerava que perjudicaria greument l’economia nordamericana. Respecte a termes econòmic exposar que el 2007 va esclatar dins de l’economia Nord-americana una crisi econòmica que es replicaria a nivell mundial i que va alentir el continu creixement econòmic del país. Un cop exposades les característiques genèriques de la regió i de cara a realitzar una fotografia inicial del nostre estudi, es mostren, amb dades del 2011 extretes del banc de dades del banc mundial, les dades de consum energètic, PIB i població referides al total mundial: Taula 3 Percentatge de valors propis dels Estats Units respecte al total mundial segons BM 2011 Percentatge cons um energètic 22,3% Percentatge del PIB 26,9% Percentatge de la població 4,5% Segons la taula de dades abans mostrada, sense entrar en gran detall, a priori podem dir que la seva eficiència es superior a la mitjana del mon, degut a que el percentatge de consum energètic es menor al del PIB mundial. No obstant, a nivell humà, s’opta que menys d’un 5% de la població mundial consumeixi més d’una cinquena part dels recursos energètics del mon. Per aprofundir en l’estudi de l’evolució de l’eficiència energètica del Estats Units, s’empraran les següents dades extretes també de la base de dades del banc mundial. Les dades a analitzar comencen a 1990 any en el qual es considera que es va començar a fer un recull exacte a nivell global d’aquestes: -16Taula 4 Dades de l’ús energètic, PIB i intensitat energètica dels Estats Units segons BM A partir de les dades mostrades anteriorment s’ha calculat l’expressió matemàtica que representi la tendència seguida en el període de 21 anys estudiats. Aquesta regressió s’ha fixat per que fos inversament exponencial degut a que la tendència mostrada a nivell mundial s’acull de manera molt exacta a aquest tipus d’aproximació. La formula exacta per calcular la regressió és:  = 0,3416 , () (3) Sent, :l’eficiència energètica dels Estats Units A: l’any d’estudi Representant els valors reals ja recollits i calculant la resta de valors fins el 2030 segons la formula mostrada amb anterioritat es pot representar la següent gràfica que mostra la progressió de l’eficiència energètica als Estats Units a mig termini. ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1990 1914996 5979600 0,320 1991 1930630 6174000 0,313 1992 1969359 6539300 0,301 1993 2003933 6878700 0,291 1994 2041105 7308700 0,279 1995 2067213 7664000 0,270 1996 2113130 8100200 0,261 1997 2134505 8608500 0,248 1998 2152669 9089100 0,237 1999 2210903 9665700 0,229 2000 2273332 10289700 0,221 2001 2230817 10625300 0,210 2002 2255957 10980200 0,205 2003 2261151 11512200 0,196 2004 2307819 12277000 0,188 2005 2318861 13095400 0,177 2006 2296686 13857900 0,166 2007 2337014 14480300 0,161 2008 2277034 14720300 0,155 2009 2164458 14417900 0,150 2010 2215504 14958300 0,148 2011 2191193 15533800 0,141 17 Figura 5 Gràfica que mostra l’evolució de la intensitat energètica als Estats Units A partir del gràfic podem observar com els Estats Units han tingut una clara tendència a millorar la seva eficiència energètica reduint l’energia necessària per a produir PIB. Aquesta millora ha sigut estable en el temps tenint sobre tot un gran descens a la dècada dels 90 y un posterior suavitzament d’aquest a partir de l’any 2000. Sembla categòric que la supremacia econòmica mundial que exerceixen els Estat Units ha permès la millora progressiva i estable de l’eficiència energètica sense cap sotrac al llarg del temps. No obstant es pot observar com anys en els quals el PIB no ha crescut al ritme habitual respecte l’any anterior, la millora observada s’ha moderat indicant així que el consum energètic no s’adapta de manera immediata als resultats econòmics si no que aquest continua la seva progressió habitual com a mínim si el període de moderació econòmica no es molt prolongat. D’altra banda es pot comprovar com la sortida del protocol de Kyoto l’any 2001 forçada pel gabinet de G. Bush no sembla haver tingut un impacte elevat en la progressió portada pels Estats Units. Tot i així es pot considerar que la reducció en el ritme de millora de l’eficiència energètica ha estat influenciada per aquesta decisió, i que aquesta a fet que els Estats Units no estiguin entre els països més eficients a dia d’avui ni que s’esperi que ho sigui a mig termini. Observant la previsió a mig termini es detecta que la millora en l’eficiència continuarà existint però que aquesta anirà moderant-se amb el temps, donant a entendre que sense una major implicació de les autoritats o sense la tecnologia necessària per ampliar el camp de millora, l’eficiència energètica 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Anys 18 te un caràcter asimptòtic als Estats Units fent que amb el transcurs del temps aquesta cada cop sigui més difícil de millorar. Finalment apuntar que segons l’escenari estudiat l’eficiència energètica prendrà un valor de 0,066 ktep/M$ reduint en un 53% la xifra del 2011, últim any amb dades reals. L’increment de la població no obstant s’espera que sigui del 15%. Si es considera que els altres dos termes de l’equació (1) es mostren constants es pot assegurar que els Estats Units d’Amèrica reduiran les seves emissions de CO2exclusivament continuant amb la seva millora de la eficiència energètica. No obstant si es manté el creixement mig del PIB del país situat en un 5% anual aquesta millora de l’eficiència no serà suficient. 2.3.Unió Europea Tot i no estar considerat un país, s’ha agafat el conjunt de la Unió Europea degut a que els dos paràmetres basics a analitzar, economia i energia son aspectes que gestionen els seus integrants segons polítiques comunes. La Unió Europea (UE) està composta per vint-i-vuit estats europeus i va ser establerta amb l’entrada en vigor del Tractat de la Unió Europea, l’1 de novembre de 1993. Els països membres de la UE són Alemanya, Àustria, Bèlgica, Bulgària, Xipre, Croàcia, Dinamarca, Eslovàquia, Eslovènia, Espanya, Estònia, Finlàndia, França, Grècia, Hongria, Irlanda, Itàlia, Letònia, Lituània, Luxemburg, Malta, Països Baixos, Polònia Portugal, Regne Unit, República Txeca, Romania i Suècia. La Unió Europea promou la integració continental per mitjà de polítiques comunes que abasten diferents àmbits d’actuació, en el seu origen essencialment econòmics i progressivament estesos a àmbits polítics i socials. Per assolir els seus objectius comuns, els estats de la Unió li atribueixen a aquesta determinades competències, exercint una sobirania en comú o compartida que es desplega a través de les vies comunitàries. El 2011, la Unió Europea era, en el seu conjunt, la primera potència econòmica del món, superant als Estats Units. D’altra banda a Europa esta molt estesa la classe mitjana, es pot comprovar que el PIB per càpita de la UE en 2011 va ser de 34 500 dòlars, per la qual cosa se situa en el lloc número 38 a escala global i es troba en mig dels barems que defineixen una renta de classe mitja. 19 Tot i així, des de 2009 l’economia europea es troba en una crisi econòmica, que ha provocat que el creixement econòmic en estats com Grècia, Irlanda, Portugal, Xipre, Espanya o Itàlia hagi estat negatiu en alguns exercicis. Al voltant del 45% de l’energia consumida es produeix en els propis estats membres, mentre que el 55% restant s’importa. No obstant mostra una gran dependència d’energia primària degut a que gairebé tota l’ha d’importar. La Unió Europea, com a agent especialment actiu en la concreció del Protocol de Kyoto, es va comprometre a reduir les seves emissions totals mitjanes durant el període 2008-2012 en un 8% respecte de les de 1990. Addicionalment, el Consell Europeu de març de 2007 va aprovar un pla energètic obligatori que inclou una retallada del 20% de les seves emissions de diòxid de carboni abans de l’any 2020 i consumir més energies renovables perquè representin el 20% del consum total de la UE. D’altra banda es va establir el compromís d’aconseguir una quota mínima d’un 10% de biocombustibles en el consum total de gasolina i gasoil de transport en 2020. A més, la UE es compromet a arribar fins a un 30% en la reducció de gasos d’efecte hivernacle en cas de que existís un compromís internacional que involucri tant a altres potències desenvolupades com als països en vies de desenvolupament. La primera estratègia de desenvolupament sostenible a la Unió Europea es va realitzar el 2001, i posteriorment es va actualitzar el 2006, per a millorar aquells punts que considerava deficients. Aquesta política es centra fonamentalment en el canvi climàtic, en la política energètica , així com en l’educació, la investigació i el finançament públic per aconseguir instal·lar patrons sostenibles de producció i consum. La Unió Europea compta amb una de les legislacions de medi ambient més severes del món, la qual es va introduir després d’estar diverses dècades estudiant els principals problemes mediambientals existents a la Unió i buscant donar-los-hi solució. Un cop exposades les característiques genèriques de la regió i de cara a realitzar una fotografia inicial del nostre estudi, es mostren, amb dades del 2011 extretes del banc de dades del banc mundial, les dades de consum energètic, PIB i població referides al total mundial: 20 Taula 5 Percentatge de valors propis de la Unió Europea respecte al total mundial segons BM 2011 Percentatge consum energètic 16,9% Percentatge del PIB 30,6% Percentatge de la població 7,3 % Segons la taula de dades abans mostrada, sense entrar en gran detall, a priori podem dir que la seva eficiència es molt superior a la mitjana del mon, degut a que el percentatge de consum energètic es menor al del PIB , doblant aquest segon el primer. En quant a nivell humà es refereix, s’observa que el percentatge de consum energètic dobla el de població fent desequilibrada la balança en quant a accés a l’energia a nivell mundial però amb un reequilibrament molt menor a l’observat a nivell econòmic ja que aquest segon duplica al primer. Per aprofundir en l’estudi de l’evolució de l’eficiència energètica en la Unió Europea, s’empraran les següents dades extretes també de la base de dades del banc mundial. Les dades a analitzar comencen a 1990 any en el qual es considera que es va començar a fer un recull exacte a nivell global d’aquestes: Taula 6 Dades de l’ús energètic, PIB i intensitat energètica de la Unió Europea segons BM ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1990 1644753 7333729 0,224 1991 1647012 7597122 0,217 1992 1608213 8270030 0,194 1993 1605905 7543956 0,213 1994 1598941 8030888 0,199 1995 1644367 9237281 0,178 1996 1700672 9427040 0,180 1997 1684610 8888111 0,190 1998 1694807 9198267 0,184 1999 1681175 9190163 0,183 2000 1692724 8524105 0,199 2001 1733137 8625889 0,201 2002 1728119 9407996 0,184 2003 1764606 11470690 0,154 2004 1783907 13246143 0,135 2005 1785881 13851471 0,129 2006 1787577 14771717 0,121 2007 1766885 17082100 0,103 2008 1759155 18376765 0,096 21 2009 1659031 16410692 0,101 2010 1724289 16340892 0,106 2011 1662448 17671024 0,094 A partir de les dades mostrades anteriorment s’ha calculat l’expressió matemàtica que representi la tendència seguida en el període de 21 anys estudiats. Aquesta regressió s’ha fixat per que fos inversament exponencial degut a que la tendència mostrada a nivell mundial s’acull de manera molt exacta a aquest tipus d’aproximació. La formula exacta per calcular la regressió és:  = 0,2534 , () (4) Sent, : l’eficiència energètica de la Unió Europea A: l’any d’estudi Representant els valors reals ja recollits i calculant la resta de valors fins el 2030 segons la formula mostrada amb anterioritat, es pot representar la següent gràfica que mostra la progressió de l’eficiència energètica a la Unió Europea a mig termini. Figura 6 Gràfica que mostra l’evolució de la intensitat energètica a la Unió Europea Observant el gràfic es fa visible que a principis dels anys 90 la Unió Europea ja tenia millor intensitat energètica que els Estats Units o la Xina, evidenciantse la diferencia sobretot amb aquest segon ja que aquest multiplicava per deu la seva intensitat energètica. 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Anys 22 Tot i que va ser un del signants inicials del protocol de Kyoto a finals de la dècada dels noranta, durant aquesta dècada no va tindre una gran millora de la eficiència energètica ni tampoc es visualitzava una tendència clara d’ella. No va ser fins a l’any 2001, i probablement com a conseqüència de la primera estratègia de desenvolupament sostenible a la Unió Europea, que va haverhi una gran millora en l’eficiència energètica i es va aparèixer en ella una clara tendència cap a la reducció de la intensitat energètica. No obstant, tot i la clara tendència observada, a partir de la greu crisis que a principis de l’any 2007 va començar a patir,aquesta millora s’ha vist frenada i inclús puntualment ha mostrat una regressió respecte a la d’anys anteriors. Tot i així, tot sembla indicar que es un estancament momentani i que un cop superada la part mes feixuga de la crisis econòmica aquella tendència de millora continuada de l’eficiència energètica es tornarà a restablir-se. Gracies a la crisis econòmica, i tal i com vàrem intuir en el cas dels Estats Units, les dades semblen reflectir que el consum energètic no reacciona a la variació en la previsió de creixement econòmic en el mateix període si no que aquestes es fan esperar entre un i dos anys, tant en el descens econòmic com quan aquest torna a remuntar. Observant la previsió a mig termini es detecta que la millora en l’eficiència continuarà existint però que aquesta anirà moderant-se amb el temps, donant a entendre igual que en els casos anteriors que sense una major implicació de les autoritats o sense la tecnologia necessària per ampliar el camp de millora, l’eficiència energètica té un caràcter asimptòtic a la Unió Europea fent que amb el transcurs del temps aquesta cada cop sigui més difícil de millorar. Finalment apuntar que segons l’escenari estudiat l’eficiència energètica prendrà un valor de 0,047 ktep/M$ reduint en un 50% la xifra del 2011, últim any amb dades reals. L’increment de la població no obstant s’espera que sigui només del 5% i si a més es considera que els altres dos termes de l’equació (1) es mostren constants es pot assegurar que la Unió Europea reduirà de llarg les seves emissions de CO2exclusivament continuant amb la seva millora de la eficiència energètica. No obstant si es manté el creixement mig del PIB en la regió situat en un 4% anual aquesta millora de l’eficiència no serà suficient. 29  = 1,4256 , () (6) On, : l’eficiència energètica de la Índia A: l’any d’estudi Representant els valors reals ja recollits i calculant la resta de valors fins el 2030 segons la formula mostrada amb anterioritat es pot representar la següent gràfica que mostra la progressió de l’eficiència energètica a la Índia a mig termini. Figura 8 Gràfica que mostra l’evolució de la intensitat energètica a Índia De forma global es pot observar com l’evolució de la intensitat energètica es molt semblant a la ja visualitzada a la Xina, a gran escala sembla que aquestes dues regions que tenen una similitud de creixement de PIB similar i de rapida expansió econòmica com a països en vies de desenvolupament també comparteixen una similar evolució de la intensitat energètica. De l’estudi de les dades es pot discernir que la Índia ha tingut una millora de la seva eficiència energètica significativa, reduint en el període de 1990 a 2011 en mes de la meitat la seva intensitat energètica. Aquesta millora ve donada en gran part per ser una economia en continu creixement econòmic i amb un creixement de demanda energètica menor que el primer. Tot i el gran descens que ha tingut en la seva intensitat energètica, cal remarcar que a principis de la dècada del 90 aquesta era molt superior a la de països desenvolupats tot i que considerablement més inferior a la Xinesa, tot i el gran camí recorregut a dades de 2011 encara es troba molt per sobre de la mitjana. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Anys 30 Tot sembla indicar que a mig termini continuarà millorant les seves dades tot i que el ritme de descens de la intensitat energètica serà molt més limitat. Per tant en la Índia també visualitzem com la millora de l’eficiència energètica té caràcter asimptòtic, tot i que en una menor quantia ja que te uns índex d’intensitat energètica superiors als ja estudiats i per tant amb més marge de millora. No obstant també es remarcable aquesta gran millora en l’eficiència energètica a la Índia ja que no ha estat mai inclosa dins dels compromisos del tractat de Kyoto, encara que possiblement aquesta millora ha vingut donada exclusivament per una millora econòmica i no per la inversió en polítiques energètiques eficients. A més tot sembla indicar que els grans nivells de pobresa fan que la majoria de la població no tingui accés a fonts energètiques per al seu confort reduint un consum no imputable de manera directa al creixement del PIB. Finalment apuntar que segons l’escenari estudiat la intensitat energètica prendrà un valor de 0,118 ktep/M$ reduint en un 70% la xifra del 2011, últim any amb dades reals. Addicionalment s’espera un increment de la població del 27% i si es considera que els altres dos termes de l’equació (1) es mostren constants es pot assegurar que la Índia reduirà les seves emissions de CO2 exclusivament continuant amb la seva millora de la eficiència energètica. No obstant a la Índia existeix un gran creixement del PIB per sobre de l’eficiència energètica, per lo que dependrà molt significativament de que el creixement del PIB es moderi de manera molt significativa per a que la millora de l’eficiència energètica sigui suficient per complir objectius de reducció de CO2. 2.6.Japó Japó és un país insular de l’est d’Àsia. Situat en l’oceà Pacífic. És des de fa dècades, una de les grans potències econòmiques mundials i en l’actualitat és la tercera major economia d’acord al seu PIB. Amb molt limitats recursos naturals per sostenir el desenvolupament econòmic, el Japó depèn d’altres nacions per al subministrament de la major part de les seves matèries primeres incloent les fonts energètiques. Japó es un país molt avançat tecnològicament on la majoria de les seves empreses es troben dins d’aquest sector. Va ser la seu on es va signar el protocol de Kyoto i en els seus inicis es va adherir a ell ratificant-lo, però en 2011 conjuntament amb Rússia i Canadà va decidir no adherir-se a la seva continuació. -31Un cop exposades les característiques genèriques de la regió i de cara a realitzar una fotografia inicial del nostre estudi, es mostren, amb dades del 2011 extretes del banc de dades del banc mundial, les dades de consum energètic, PIB i població referides al total mundial: Taula 11 Percentatge de valors propis de Japó respecte al total mundial segons BM 2011 Percentatge consum energètic 4,7% Percentatge del PIB 10,2% Percentatge de la població 1,84 % Segons la taula de dades abans mostrada, sense entrar en gran detall, a priori podem dir que la seva eficiència es superior a la mitjana del mon, degut a que el percentatge de consum energètic es la meitat que el percentatge del PIB respecte al total mundial. No obstant, a nivell humà, s’opta que menys d’un 2% de la població mundial tingui més del 10% del poder econòmic mundial. Respecte a termes energètics la relació de població amb consum energètic no es tant gran com la que hi ha als Estat Units. Per aprofundir en l’estudi de l’evolució de l’eficiència energètica en la tercera economia mundial, s’empraran les següents dades extretes també de la base de dades del banc mundial. Les dades a analitzar comencen a 1990 any en el qual es considera que es va començar a fer un recull exacte a nivell global d’aquestes: Taula 12 Dades de l’ús energètic, PIB i intensitat energètica del Japó segons BM ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1990 439325 3103698 0,142 1991 444080 3536801 0,126 1992 454512 3852794 0,118 1993 457564 4414963 0,104 1994 483300 4850348 0,100 1995 496262 5333926 0,093 1996 507083 4706187 0,108 1997 512495 4324278 0,119 1998 503270 3914575 0,129 1999 512361 4432599 0,116 2000 518964 4731199 0,110 2001 510791 4159860 0,123 2002 510390 3980820 0,128 2003 506237 4302939 0,118 2004 522488 4655803 0,112 2005 520541 4571867 0,114 2006 519807 4356750 0,119 32 ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 2007 515198 4356347 0,118 2008 495352 4849185 0,102 2009 472174 5035142 0,094 2010 499092 5495387 0,091 2011 461468 5905631 0,078 A partir de les dades mostrades anteriorment s’ha calculat l’expressió matemàtica que representi la tendència seguida en el període de 21 anys estudiats. Aquesta regressió s’ha fixat per que fos inversament exponencial degut a que la tendència mostrada a nivell mundial s’acull de manera molt exacta a aquest tipus d’aproximació. La formula exacta per calcular la regressió és:  = 0,1243 , () − 0,022 (7) On, : l’eficiència energètica del Japó A: l’any d’estudi Val la pena remarcar que a la tendència portada per Japó se li ha fet una correcció perquè el 2012 aquesta partís de nivells de 2011 i no superiors. Representant els valors reals ja recollits i calculant la resta de valors fins el 2030 segons la formula mostrada amb anterioritat es pot representar la següent gràfica que mostra la progressió de l’eficiència energètica al Japó a mig termini. Figura 9 Gràfica que mostra l’evolució de la intensitat energètica al Japó 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Anys 33 Observant el gràfic es fa visible que a principis dels anys 90 Japó ja tenia una millor intensitat energètica que els Estats Units o la Xina, inclús que la Unió Europea regió històricament compromesa amb el canvi climàtic. Tot i que va ser un del signants inicials del protocol de Kyoto a finals de la dècada dels noranta, la seva intensitat energètica no ha tingut una evolució clara fins al 2007, que ja millorada la seva eficiència energètica per la Unió Europea, va començar a patir un descens de la intensitat energètica sobretot donat per la seva sortida d’una lleu crisis econòmica en la que es trobava. Tot i que ha començat una tendència de clara millora de l’eficiència energètica aquesta sembla només donada per bons resultats econòmics i amb la corroboració de la sortida del protocol de Kyoto l’any 2011 tot sembla indicar que no es prendran grans polítiques de reducció de les emissions de gasos d’efecte hivernacle que puguin donar un nou impuls a la reducció de la intensitat energètica. Degut a aquestes premisses i tot i ser clarament una de les regions estudiades més eficients energèticament al 1990, en l’actualitat ja s’ha vist superada per la Unió Europea i tot sembla indicar que a mig termini no recuperarà el seu lideratge en termes d’eficiència energètica sinó que inclús es veurà superada per d’altres països. Observant la previsió a mig termini es detecta que la millora en l’eficiència continuarà existint però que aquesta serà molt moderada, donant a entendre igual que en els casos anteriors, que la millora de l’eficiència energètica te un caràcter asimptòtic al Japó fent que amb el transcurs del temps aquesta cada cop sigui més difícil de millorar. Aquest fet combinat a més amb unes males polítiques d’eficiència, portades a terme durant les dècades on la majoria de regions han millorat més, fa que Japó no hagi tingut una gran progressió, quedant-se estancat pràcticament en els seus bons nivells de mitjans dels anys 90. Finalment apuntar que segons l’escenari estudiat l’eficiència energètica prendrà un valor de 0,061 ktep/M$ reduint en un 22% la xifra del 2011, últim any amb dades reals, a més l’increment de la població s’espera que sigui lleugerament negatiu -3%. Pel que tot dependrà de l’augment del PIB per càpita per analitzar si només amb l’eficiència energètica serà necessari per a reduir les emissions de CO2. Però si el creixement del PIB continua sent la mitja del període de 1990-2011, aquest repte no es complirà ja que anualment el PIB creixeria un 3% aproximadament a un ritme molt superior al de reducció de la intensitat energètica. 34 2.7.Canadà Canadà és una de les nacions més riques del món, amb una renda per càpita alta. Es troba situat en l’extrem nord del subcontinent nord-americà és el segon país més extens del món després de Rússia, i també el més septentrional, ocupant prop de la meitat del territori d’Amèrica del Nord. Canadà és una nació industrial i tecnològicament capdavantera i avançada, àmpliament autosuficient en energia gràcies als seus dipòsits de combustibles fòssils i a l’àmplia generació d’energia nuclear i energia hidroelèctrica. Sent un dels països més desenvolupats, té una economia diversificada, amb gran interès econòmic tant en els seus grans jaciments i abundants recursos naturals, com en el comerç, particularment amb els Estats Units i Mèxic. La temperatura mitjana a l’hivern i estiu varia segons la ubicació. Els hiverns poden ser durs en moltes regions del país, experimentant-se un clima continental, amb temperatures mitjana diàries de -15 ° C, però podent arribar per sota dels -40 °C . A l’estiu la temperatura mitjana màxima varia entre 25 i 30 °C, amb ones de calor ocasionals a l’interior que superen els 40 °C. Canadà és un dels pocs països desenvolupats que són exportadors nets d’energia. Les sorres de quitrà d’Athabasca li donen al país les terceres reserves de petroli més grans del món, darrere de les de Veneçuela i Aràbia Saudita. El 11 de Desembre de 2011 Canadà va abandonar el Protocol de Kyoto sobre el canvi climàtic per no pagar les multes relacionades amb l’incompliment de la reducció d’emissions. La crisi econòmica de 2008 va causar la caiguda de l’economia dins d’una recessió. Un cop exposades les característiques genèriques de la regió i de cara a realitzar una fotografia inicial del nostre estudi, es mostren, amb dades del 2011 extretes del banc de dades del banc mundial, les dades de consum energètic, PIB i població referides al total mundial: Taula 13 Percentatge de valors propis del Canadà respecte al total mundial segons BM 2011 Percentatge consum energètic 2,6% Percentatge del PIB 3,1% Percentatge de la població 0,5 % 35 Segons la taula de dades abans mostrada, sense entrar en gran detall, a priori podem dir que la seva eficiència es inferior a la mitjana del mon, degut a que el percentatge de consum energètic es major al percentatge del PIB mundial respecte del total mundial. Tot i que els nivells de consum relativament son baixos comparats amb el percentatge de població respecte al mundial dona a veure que canada es un gran consumidor tant energètic com econòmic per càpita, proper als valors dels Estats Units. Per aprofundir en l’estudi de l’evolució de l’eficiència energètica dels país més septentrional, s’empraran les següents dades extretes també de la base de dades del banc mundial. Les dades a analitzar comencen a 1990 any en el qual es considera que es va començar a fer un recull exacte a nivell global d’aquestes: Taula 14 Dades de l’ús energètic, PIB i intensitat energètica del Canadà segons BM ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1990 208565 592015 0,352 1991 208148 608259 0,342 1992 213327 590148 0,361 1993 220340 574834 0,383 1994 228088 575999 0,396 1995 230772 602021 0,383 1996 236098 626950 0,377 1997 238870 651001 0,367 1998 237077 631432 0,375 1999 244327 674325 0,362 2000 251450 739456 0,340 2001 247878 732717 0,338 2002 248220 752532 0,330 2003 262038 887752 0,295 2004 267619 1018386 0,263 2005 272206 1164179 0,234 2006 268302 1310795 0,205 2007 271728 1457873 0,186 2008 264724 1542561 0,172 2009 251326 1370839 0,183 2010 250992 1614072 0,156 2011 251845 1778632 0,142 A partir de les dades mostrades anteriorment s’ha calculat l’expressió matemàtica que representi la tendència seguida en el període de 21 anys estudiats. Aquesta regressió s’ha fixat per que fos inversament exponencial degut a que la tendència mostrada a nivell mundial s’acull de manera molt 36 exacta a aquest tipus d’aproximació. La formula exacta per calcular la regressió és:  = 0,4836 , () − 0,030 (8) On, : l’eficiència energètica del Canadà A: l’any d’estudi Val la pena remarcar que a la tendència portada per Canadà se li ha fet una correcció perquè el 2012 aquesta partís de nivells de 2011 i no superiors. Representant els valors reals ja recollits i calculant la resta de valors fins el 2030 segons la formula mostrada amb anterioritat es pot representar la següent gràfica que mostra la progressió de l’eficiència energètica al Canadà a mig termini. Figura 10 Gràfica que mostra l’evolució de la intensitat energètica al Canadà S’observa que Canadà ha mantingut una millora de la seva intensitat energètica amb una clara tendència continuada de descens. Dins d’aquesta millora s’observa que durant la dècada dels 90 aquesta millora no va existir, sinó que es van mantindré els nivells d’intensitat energètica fins a la entrada de Canada en el protocol de Kyoto a partir de la qual s’observa una clara reducció d’aquesta. Tot i la millora de la eficiència energètica en aquest període i de reduir a més de la meitat la intensitat energètica, Canada no va ratificar la prorrogació del protocol de Kyoto ja que no es veia capacitat per a complir els compromisos de reducció de CO2. 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Anys 37 A diferencia d’altres països amb grans recursos energètics i exposats a una climatologia extrema, Canadà a reduït fins a nivells molt acceptables la seva intensitat energètica apropant-se a dades de 2011 a valors de la Unió Europea i millorant la seva eficiència a un ritme superior. Analitzant l’evolució a mitja termini i suposant que la seva sortida no tindrà una repercussió directa en la seva progressió de descens d’intensitat energètica podem comprovar com en l’any 2030 es situarà amb un 0,044 ktep/M$ com a regió mes eficient de les estudiades fins al moment incloent la Unió Europea, a la qual millorarà lleugerament. No obstant aquesta reducció del 69% en la seva intensitat energètica no serà suficient si continua amb un creixement del PIB del 5% anual i incrementa la seva població en un 24% durant el període 2011-2030. Per tant com a conclusió podem extreure que com la resta de regions estudiades Canadà no tindria suficient amb l’eficiència energètica per a reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle. 2.8.Brasil Brasil comprèn la meitat oriental del subcontinent sud-americà i alguns grups de petites illes en l’oceà Atlàntic, és el cinquè país més gran del món en àrea total i el cinquè país més poblat del món. Segons dades extretes del Banc Mundial, Brasil és la major economia d’Amèrica Llatina i la segona del continent, darrere dels Estats Units, en termes mundials es situa dins de les deu economies més grans del món segons el seu PIB. Brasil és una de les principals economies amb més ràpid creixement econòmic en el món i les reformes econòmiques van donar al país un nou reconeixement internacional, tant en l’àmbit regional com global. El clima de Brasil disposa d’una àmplia varietat de condicions climàtiques en una regió gran i amb una topografia variada, tot i que es pot considerar que la major part del país compta amb un clima tropical. No obstant les zones mes poblades es troben a la costa i gaudeixen d’unes condicions climàtiques suaus. Brasil és el desè consumidor més important d’energia del planeta i el tercer més gran de l’hemisferi occidental, darrere dels Estats Units i Canadà. La seva font d’energia primària mes significant es el petroli i es que Brasil és actualment un productor de petroli, però a partir del descobriment de les grans reserves a la conca de Santos, Brasil pot transformar-se en una potència mundial en la producció de petroli en el futur, no obstant encara no 38 en pot fer ús d’aquestes reserves degut a que no disposa de la infraestructura necessària per explotar-les a gran ritme. Brasil compta amb una gran diferencia social tenint una classe mitja elevada a la vegada que una gran quantitat de població pobre vivint en faveles. Un cop exposades les característiques genèriques de la regió i de cara a realitzar una fotografia inicial del nostre estudi, es mostren, amb dades del 2011 extretes del banc de dades del banc mundial, les dades de consum energètic, PIB i població referides al total mundial: Taula 15 Percentatge de valors propis del Brasil respecte al total mundial segons BM 2011 Percentatge consum energètic 2,7% Percentatge del PIB 4,3% Percentatge de la població 2,8 % Segons la taula de dades abans mostrada, sense entrar en gran detall, a priori podem dir que la seva eficiència es superior a la mitjana del mon, degut a que el percentatge de consum energètic es menor al seu percentatge de PIB respecte del total mundial. Per primera vegada en tota la llista dels països estudiats, Brasil presenta un percentatge similar tant en termes de població com de recursos energètics lo que significa que si el consum fos igualitari per part de tota la població, Brasil ja compliria aquesta premissa. Per aprofundir en l’estudi de l’evolució de l’eficiència energètica en el país de parla portuguesa més poblat, s’empraran les següents dades extretes també de la base de dades del banc mundial. Les dades a analitzar comencen a 1990 any en el qual es considera que es va començar a fer un recull exacte a nivell global d’aquestes: Taula 16 Dades de l’ús energètic, PIB i intensitat energètica del Brasil segons BM ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1990 140206 461952 0,304 1991 142858 407338 0,351 1992 144348 390567 0,370 1993 147960 438300 0,338 1994 155760 546233 0,285 1995 161095 768951 0,209 1996 169663 839683 0,202 1997 178276 871200 0,205 1998 182553 843827 0,216 1999 186691 586863 0,318 2000 187442 644702 0,291 45 2.10.Indonèsia Indonèsia és un país insular situat entre el Sud-est Asiàtic i Oceania. L’arxipèlag indonesi comprèn prop de 17.500 illes, on habiten més de 237 milions de persones, convertint a Indonèsia en el quart país més poblat del món i l’economia més gran del sud-est asiàtic. El país posseeix una àmplia varietat de recursos naturals, inclosos el petroli, gas natural, estany, coure i or. Indonèsia va ser el país més afectat per la crisi financera asiàtica de 1997 i 1998. No obstant això, la taxa anual del creixement del PIB segons dades del banc mundial va superar el 5% a partir del 2004, tot i que aquesta taxa de creixement no és suficient per fer un impacte significatiu sobre l’atur; mentre l’estancament del creixement dels salaris i l’augment en els preus del combustible i de l’arròs han empitjorat els nivells de pobresa. El 49% de la població viu amb menys de dos dòlars al dia. Un cop exposades les característiques genèriques de la regió i de cara a realitzar una fotografia inicial del nostre estudi, es mostren, amb dades del 2011 extretes del banc de dades del banc mundial, les dades de consum energètic, PIB i població referides al total mundial: Taula 20 Percentatge de valors propis d’Indonèsia respecte al total mundial segons BM 2011 Percentatge consum energètic 2,1% Percentatge del PIB 1,5% Percentatge de la població 3,5 % Segons la taula de dades abans mostrada, sense entrar en gran detall, a priori podem dir que la seva eficiència es inferior a la mitjana del mon, degut a que el percentatge de consum energètic es major al percentatge del PIB respecte del total mundial. Per aprofundir en l’estudi de l’evolució de l’eficiència energètica en l’insular país indonesi, s’empraran les següents dades extretes també de la base de dades del banc mundial. Les dades a analitzar comencen a 1990 any en el qual es considera que es va començar a fer un recull exacte a nivell global d’aquestes: Taula 21 Dades de l’ús energètic, PIB i intensitat energètica de Mèxic segons BM ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1990 98623 114426 0,862 -46ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1991 103454 128168 0,807 1992 107840 139116 0,775 1993 118453 158007 0,750 1994 118607 176892 0,671 1995 130817 202132 0,647 1996 135565 227370 0,596 1997 140126 215749 0,649 1998 137069 95446 1,436 1999 143672 140001 1,026 2000 154768 165021 0,938 2001 158963 160447 0,991 2002 164879 195661 0,843 2003 165366 234772 0,704 2004 176238 256837 0,686 2005 179461 285869 0,628 2006 183726 364571 0,504 2007 182885 432217 0,423 2008 186605 510245 0,366 2009 199782 539580 0,370 2010 211296 709191 0,298 2011 209009 845932 0,247 A partir de les dades mostrades anteriorment s’ha calculat l’expressió matemàtica que representi la tendència seguida en el període de 21 anys estudiats. Aquesta regressió s’ha fixat per que fos inversament exponencial degut a que la tendència mostrada a nivell mundial s’acull de manera molt exacta a aquest tipus d’aproximació. La formula exacta per calcular la regressió és:  = 1,0757 , () − 0,15 (11) On, : l’eficiència energètica d’Indonèsia A: l’any d’estudi Val la pena remarcar que a la tendència portada per Indonèsia se li ha fet una correcció perquè el 2012 aquesta partís de nivells de 2011 i no superiors. Representant els valors reals ja recollits i calculant la resta de valors fins el 2030 segons la formula mostrada amb anterioritat es pot representar la següent gràfica que mostra la progressió de l’eficiència energètica a Indonèsia a mig termini. 47 Figura 13 Gràfica que mostra l’evolució de la intensitat energètica a Indonèsia Observant el gràfic es fa visible que a principis dels anys 90 Indonesia tenia una intensitat energètica superior a la mitja dels països estudiats. Aquesta intensitat es va reduir progressivament durant la dècada dels 90 fins que el 1997 degut a la crisi financera asiàtica la intensitat energètica es va gairebé triplicar. Aquí tornem a visualitzar com una variació en les previsions econòmiques no té una resposta immediata en els nivells de consum energètics així com que la intensitat energètica té una gran dependència amb el PIB de forma molt superior a la que el consum energètic representa. No va ser fins als anys 2000, i com a conseqüència de la progressiva recuperació econòmica de la que encara gaudeix el país, que no va haver-hi una gran millora en l’eficiència energètica i es va establir una reducció continuada en la intensitat energètica, amb un ritme de reducció d’aquesta superior a la resta de regions estudiades. Observant la previsió a mig termini es detecta que la millora en l’eficiència continuarà existint però que aquesta anirà moderant-se amb el temps, tot i així, si continua creixent al mateix ritme tindrà una millora de l’eficiència energètica superior a la de la resta dels països estudiats. Finalment apuntar que segons l’escenari estudiat l’eficiència energètica prendrà un valor de 0,028 ktep/M$ reduint en un 89% la xifra del 2011, últim any amb dades reals, i situant-se com el país amb la menor intensitat energètica dels estudiats, obviant el cas de la primera estimació de Brasil degut a que es poc probable que pugi continuar el ritme de creixement que portava fins a 2011. D’altra banda s’espera que l’increment de la població sigui del 26% i si es considera que els altres dos termes de l’equació (1) es mostren constants es pot assegurar que Indonèsia reduirà les seves 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Anys 48 emissions de CO2exclusivament continuant amb la seva millora de la eficiència energètica. No obstant si es manté el creixement mig del PIB en la regió situat en un 12% anual, aquesta millora de l’eficiència no serà suficient. 2.11.Iran Iran és un Estat de l’Orient Mitjà i Àsia Occidental, és una potència regional degut a les seves grans reserves d’hidrocarburs (quartes reserves de petroli i primeres de gas a nivell mundial). Aquestes dades li confereixen una situació de superpotència energètica i li reporten des de fa dècades una substancial renda petroliera. L’explotació del petroli al segle XX ha provocat que tant l’extracció del cru, el seu refinament i l’elaboració de productes derivats, sigui la principal font de riquesa del modern Iran. Un cop exposades les característiques genèriques de la regió i de cara a realitzar una fotografia inicial del nostre estudi, es mostren, amb dades del 2011 extretes del banc de dades del banc mundial, les dades de consum energètic, PIB i població referides al total mundial: Taula 22 Percentatge de valors propis d’Iran respecte al total mundial segons BM 2011 Percentatge consum energètic 2,2% Percentatge del PIB 0,9% Percentatge de la població 1,1 % Segons la taula de dades abans mostrada, sense entrar en gran detall, a priori podem dir que la seva eficiència es inferior a la mitjana del mon, degut a que el percentatge de consum energètic es major al percentatge del PIB mundial que representa. Per aprofundir en l’estudi de l’evolució de l’eficiència energètica de la potència regional de l’orient mitjà, s’empraran les següents dades extretes també de la base de dades del banc mundial. Les dades a analitzar comencen a 1990 any en el qual es considera que es va començar a fer un recull exacte a nivell global d’aquestes: Taula 23 Dades de l’ús energètic, PIB i intensitat energètica d’Iran segons BM ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1990 69337 116035 0,598 1991 76865 97386 0,789 1992 80911 78737 1,028 49 ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intensitat energètica (ktep/ M$) 1993 87117 60088 1,450 1994 96716 67128 1,441 1995 101224 90829 1,114 1996 97635 110573 0,883 1997 109254 105299 1,038 1998 111260 102662 1,084 1999 126190 104656 1,206 2000 122983 101287 1,214 2001 133435 115438 1,156 2002 138011 116421 1,185 2003 142649 135410 1,053 2004 155548 163227 0,953 2005 172442 192015 0,898 2006 180242 222881 0,809 2007 190620 286058 0,666 2008 204312 355988 0,574 2009 213423 362661 0,588 2010 210678 422568 0,499 2011 212145 528426 0,401 A partir de les dades mostrades anteriorment s’ha calculat l’expressió matemàtica que representi la tendència seguida en el període de 21 anys estudiats. Aquesta regressió s’ha fixat per que fos inversament exponencial degut a que la tendència mostrada a nivell mundial s’acull de manera molt exacta a aquest tipus d’aproximació. La formula exacta per calcular la regressió és:  = 1,267 , () (12) Sent, : l’eficiència energètica de l’Iran A: l’any d’estudi Representant els valors reals ja recollits i calculant la resta de valors fins el 2030 segons la formula mostrada amb anterioritat es pot representar la següent gràfica que mostra la progressió de l’eficiència energètica a l’Iran a mig termini. 50 Figura 14 Gràfica que mostra l’evolució de la intensitat energètica a Iran No va ser fins a principis dels anys 2000 que no es va implicar en una tendència clara en la reducció de la intensitat energètica i es que fins a aquestes dates tampoc va gaudir el país d’un fort creixement econòmic, derivat aquest increment del PIB sobre tot del major de consum de cru i de la pujada del preu d’aquest com ja hem vist en el cas Iranià. Tot i la reducció del consum es visible que els valors d’intensitat energètica son molt superiors als d’altres països remarcant el ja detectat de que els grans països productors de petroli no es troben entre els més eficients. Observant la previsió a mig termini es detecta que la millora en l’eficiència continuarà existint però que aquesta anirà moderant-se amb el temps al igual que la de tots els països estudiats. Segons l’escenari estudiat l’eficiència energètica prendrà un valor de 0,137 ktep/M$ reduint en un 66% la xifra del 2011 , últim any amb dades reals, però mantenint-se com un dels països amb pitjor eficiència energètica dels estudiats. No obstant aquesta millora no serà suficient tenint en consideració les expectatives de creixement tant del PIB com de la població. 2.12.Aràbia Saudí Aràbia Saudita és una monarquia de l’Orient Mitjà situada a la península aràbiga. El seu lideratge en l’exportació mundial de petroli l’ha convertit en una de les vint economies més grans del planeta i en un agent de gran influència dins del mercat de cru mundial. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Anys 51 A nivell humà cal recalcar que la major part de les llibertats fonamentals, si no prohibides, estan seriosament restringides. El país està caracteritzat pel seu clima desèrtic, amb temperatures extremadament calentes durant el dia i bruscs descensos a la nit, a més de les seves precipitacions pràcticament nul·les. A causa de que és el major exportador de cru del món, el major productor dels països de l’OPEP15 i el líder d’aquesta organització, l’economia saudita porta al voltant del 45% del seu PIB nominal d’aquest camp, el que li fa situar-se entre les vint majors potències econòmiques mundials. Un cop exposades les característiques genèriques de la regió i de cara a realitzar una fotografia inicial del nostre estudi, es mostren, amb dades del 2011 extretes del banc de dades del banc mundial, les dades de consum energètic, PIB i població referides al total mundial: Taula 24 Percentatge de valors propis de l’Aràbia Saudí respecte al total mundial segons BM 2011 Percentatge consum energètic 1,9% Percentatge del PIB 1,2% Percentatge de la població 0,4 % Segons la taula de dades abans mostrada, sense entrar en gran detall, a priori podem dir que la seva eficiència es inferior a la mitjana del mon, degut a que el percentatge de consum energètic es major al percentatge del PIB respecte del total mundial. Tot i que a nivells absoluts no es un gran consumidor de petroli de forma relativa comparant-lo amb la seva població podem constatar que es troba a nivells en 2011 dels Estats Units, tenint un percentatge de consum energètic cinc vegades superior al percentatge de població respecte a valors mundials. Per aprofundir en l’estudi de l’evolució de l’eficiència energètica en el principal exportador de cru mundial, s’empraran les següents dades extretes també de la base de dades del banc mundial. Les dades a analitzar comencen a 1990 any en el qual es considera que es va començar a fer un recull exacte a nivell global d’aquestes: 15 La OPEP es la organització de països exportadors de petroli i busca ser un organisme amb poder per influenciar el mercat del petroli. 52 Taula 25 Dades de l’ús energètic, PIB i intensitat energètica de l’Aràbia Saudí segons BM ANY ÚS (ktep) PIB (M$) Intnsitat energètica (ktep/ M$) 1990 59759 116778 0,512 1991 69596 131336 0,530 1992 79231 136304 0,581 1993 80966 132151 0,613 1994 86513 134327 0,644 1995 87546 142458 0,615 1996 93074 157743 0,590 1997 89216 164994 0,541 1998 94786 145773 0,650 1999 96632 160957 0,600 2000 101325 188442 0,538 2001 106657 183012 0,583 2002 116953 188551 0,620 2003 121382 214573 0,566 2004 143706 258742 0,555 2005 145540 328460 0,443 2006 158214 376900 0,420 2007 144109 415909 0,346 2008 154076 519797 0,296 2009 175675 429098 0,409 2010 192004 526811 0,364 2011 187070 669507 0,279 A partir de les dades mostrades anteriorment s’ha calculat l’expressió matemàtica que representi la tendència seguida en el període de 21 anys estudiats. Aquesta regressió s’ha fixat per que fos inversament exponencial degut a que la tendència mostrada a nivell mundial s’acull de manera molt exacta a aquest tipus d’aproximació. La formula exacta per calcular la regressió és:  = 0,6991 , () (12) Sent, : l’eficiència energètica de l’Aràbia Saudí A: l’any d’estudi Representant els valors reals ja recollits i calculant la resta de valors fins el 2030 segons la formula mostrada amb anterioritat es pot representar la següent gràfica que mostra la progressió de l’eficiència energètica a la Xina a mig termini. 53 Figura 15 Gràfica que mostra l’evolució de la intensitat energètica a L’Aràbia Saudí Podem observar com la seva economia en el període 1990-2011 s’ha multiplicat per sis mentre que el seu consum energètic només s’ha duplicat. Al igual de la resta de regions estudiades aquest major creixement econòmic a desenvocat en que la seva intensitat energètica s’ha reduït de manera progressiva. No va ser fins principis del nou mil·lenni que no començar una tendència clara en la reducció de la intensitat energètica i es que fins a aquestes dates tampoc va gaudir el país d’un fort creixement econòmic, i va ser a partir dels anys 2000 que derivat sobre tot de l’increment de consum de cru i de la pujada del preu d’aquest el seu PIB va començar a pujar amb claredat, com ja hem vist en el cas Iranià. Tot i la reducció del consum es visible que els valors d’eficiència son molt més superiors als d’altres països remarcant el ja detectat de que els grans països productors de petroli no es troben entre els més eficients molt probablement perquè tenen una menor dependència del mercat podent autoabastir-se a preus reduïts de recursos d’energia primària. Observant la previsió a mig termini es detecta que la millora en l’eficiència continuarà existint però que aquesta anirà moderant-se amb el temps al igual que la de tots els països estudiats. Segons l’escenari estudiat l’eficiència energètica prendrà un valor de 0,129 ktep/M$, valor pràcticament idèntic al Iranià, reduint en un 54% la xifra del 2011 , però mantenint-se com un dels països amb pitjor eficiència energètica dels estudiats. D’altra banda s’espera que l’increment de la població sigui del 43%. Si es considera que els altres dos termes de l’equació (1) es mostren 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Anys 54 constants es pot assegurar que Rússia reduirà les seves emissions de CO2 exclusivament continuant amb la seva millora de la eficiència energètica. No obstant ja s’ha vist que per reduir la intensitat energètica es necessari un augment del PIB per lo que es considera impossible d’aconseguir l’objectiu mitjançant l’eficiència energètica. 2.13.Conclusions generals de l’estudi de les dotze regions Un cop analitzades les dotze regions i després d’observar patrons repetitius en el comportament que té la intensitat energètica en el període de dades reals entre 1990-2011 i la progressió esperada d’aquesta fins el 2030 s’exposaran les conclusions comuns extretes de l’estudi. Els països que contenen grans reserves d’hidrocarburs no tenen un ritme de millora de l’eficiència energètica tant marcat com aquells que son dependents d’altres i que per tant tenen un menor control sobre les fonts primàries i el seu preu, hi han de reduir l’impacte que les variacions del mercat del cru poden fer a la seva economia. Com a excepció trobaríem a Canada, que tot i ser l’únic país desenvolupat exportador d’energia, si es compleixen les previsions, es trobarà entre els països mes eficients energèticament el 2030. Observant la previsió a mig termini es detecta que hi haurà una millora en l’eficiència energètica en tots els casos estudiats, no obstant aquesta millora anirà moderant-se amb el temps, donant a entendre, i de manera generalitzada per a tots els països, que sense una major implicació de les autoritats o sense la tecnologia necessària per ampliar el camp de millora, l’eficiència energètica té un caràcter asimptòtic, fent que amb el transcurs del temps aquesta cada cop sigui més difícil de millorar. També es palpable com en aquells països on ja hi han unes millors condicions d’intensitat energètica el ritme de descens es menor que en les que encara tenen més camí a recorre, remarcant la conclusió de que quan més es millora en aquest camp més difícil es avançar en ell. Un exemple d’aquest punt es que tot i que la millora es més accentuada en la Xina el fet de que quan millor sigui l’eficiència més costa de millorar-la combinat amb el decalatge temporal que pateix amb les regions desenvolupades, farà que a l’any 2030 encara i que la diferencia de la intensitat energètica s’haurà escurçat, aquesta no s’invertirà entre aquells països desenvolupats que han estat compromesos des de fa dècades amb el canvi climàtic i la Xina. En diversos casos però particularment en el cas rus s’ha evidenciat com les condicions meteorològiques poden influenciar en que el país tingui una intensitat energètica major que la resta, degut als recursos energètics que ha -61Figura 16 Percentatges de consum per sectors respecte del total mundial (IEA. 2014:24) Un cop definits els diferents sectors i mostrada la importància del consum originat al sector residencial a la vegada que es mostra també que aquesta es manté en el temps, ens centrarem en l’estudi d’aquest tercer sector. Tot i que no es objecte d’aquest estudi però de manera enunciativa, abans de definir els principals consums energètics derivats del sector visualitzarem el diferent consum d’energies primàries que fa el sector visualitzant així el seu vector energètic. Figura 17 Gràfic que mostra el percentatge de les font primàries energètiques del sector residencial a l’any 1973 i al 2011 (IEA. 2014:39) Observant l’anterior gràfic podem visualitzar com ha crescut l’ús de l’energia elèctrica dins del sector residencial. Aquest creixement reflecteix com els consums d’energia primari s’apropen als que es mostren als països desenvolupats on el consum elèctric i de gas natural es molt major que els consums de carbó i petroli. Per a poder concretar quins paràmetres mínims s’haurien de contemplar dins de la modelització d’uns indicadors globals per al sector, a partir de la recollida de les dades per diferents mitjans com podria ser el mostreig, s’han de tipificar els diferents consums continguts en el sector. -62Dins d’aquesta tipificació dels consums primer s’hauran d’identificar per a posteriorment visualitzar el seu objectiu final i a partir d’aquest construir l’indicador. A continuació mostrem la tipificació dels diferents consums i les seves principals característiques (IEA.2014): Calefacció: Entenent com a calefacció els sistemes destinats a mantenir la casa a una temperatura mes elevada que la del exterior, especialment per al confort humà. De forma descriptiva a continuació s’explica breument els diferents sistemes possibles que es poden trobar de calefacció. Els sistemes de calefacció en termes generals es poden dividir en dos tipus, la calefacció central i el dedicat a una zona en concret. Sistemes de calefacció central poden escalfar tot l’habitatge; que inclouen sistemes d’aigua calenta i vapor amb radiadors, terra o paret forns, calefacció urbana, bombes de calor, etc. Mentre que els sistemes de calefacció dedicats es poden dividir en diverses categories: escalfadors elèctrics independents, xemeneies i estufes independents que utilitzen productes derivats del petroli o altres combustibles, com el carbó o la fusta. No és estrany tenir llars que utilitzen una combinació de diversos sistemes, com els escalfadors elèctrics per complementar sistemes centrals que siguin insuficients i no puguin per si mateixos arribar a les temperatures de confort. Refrigeració: Entenent com a refrigeració els sistemes destinats a mantenir la casa a una temperatura mes reduïda que la del exterior, especialment per al confort humà. Com en el cas de la calefacció els sistemes de refrigeració es poden dividir en sistemes centrals i en sistemes dedicats a una zona concreta. En el sistema central, generadors d’aire fred alimenten a un sistema de conductes que també podria ser utilitzat per un sistema de calefacció central. En el cas de la refrigeració dedicada el sistema mes habitual es un equip d’expansió directa partit. La majoria dels sistemes de refrigeració en el sector residencial funcionen exclusivament amb electricitat. Aigua calenta sanitària: Entenent com aigua calenta sanitària aquella emprada per a les dutxes, banyar-se, rentar, etc. Els sistemes es poden dividir en dos grans tipus, els basats en un dipòsit d’acumulació o els que tenen un sistema d’escalfament d’aigua instantani. En aquest punt cal remarcar que es poden trobar sistemes que combinin l’escalfament de l’aigua calenta sanitària amb la calefacció. Il·luminació: Entendrem per il·luminació tant la il·luminació interior dels habitatges com la il·luminació exterior, cal destacar que aquest consum majoritàriament esta alimentat per l’electricitat. Dins d’aquest 63 consum podem trobar gran diferencies de tecnologies destinades a il·luminar. Els llums incandescents, les quals han estat la principal tecnologia en aquest àmbit per mes d’un segle, estan sent lentament reemplaçades per làmpades més eficients, per exemple, tubs fluorescents, llums halògenes o LEDs. Cada vegada més països estan aprovant normes per eliminar l’ús de les bombetes incandescents. Les llars que no tenen accés a l’electricitat encara depenen de les formes tradicionals d’il·luminació com ara llums de querosè i GLP16, i de vegades fins i tot espelmes i llanternes. Cuina: Entenem per consum derivat de la cuina aquells consums energètics necessaris per a preparar els menjars. Dins d’aquet consum existeixen una amplia games de tecnologies destinades a donar servei com des d’estufes de llenya fins a les mes avançades cuines d’inducció. Dins de la gran varietat de tecnologies també hi ha diverses possibles fonts d’energia que s’utilitzen per cuinar com el gas natural, l’electricitat, la biomassa, el GLP, querosè i carbó. Tot i que segons les bases que fins ara s’han seguit (IEA.2014) recomanen que els aparells de cuina com torradores i forns de microones, a causa de la dificultat de separar els seus respectius consum, estan millor reportant els seus consums sota els dels electrodomèstics, es considerà que degut a que el seu objectiu explícit es el de preparar aliments s’han d’intentar contemplar dins d’aquest capítol. Electrodomèstics: Els electrodomèstics abasten dues categories principals, grans Electrodomèstics i altres electrodomèstics. Els grans electrodomèstics inclouen principalment refrigeradors, congeladors, rentadores, assecadores i rentavaixelles, metres que els altres aparells inclouen una àmplia gamma d’aparells d’equips electrònics com televisors, ordinadors i equips d’àudio i vídeo arribant fins i tot a les aspiradores, forns de microones i planxes. Gairebé tots els aparells d’aquest sector basen el seu funcionament en el consum elèctric. Per a visualitzar com estan repartits en les categories anteriorment definides els diferents consums a continuació es mostra un gràfic on s’interpreten en tant per cent els consums del sector energètic per als països de la OCDE17. 16 Els gasos Liquats del Petroli (GLP) son fonts primàries d’energia com el butà o el propà. 17 La Organització per a la cooperació i desenvolupament econòmic (OCDE o OECD en anglès) es una organització composada per 34 països desenvolupats que té com a missió promoure polítiques que millorin el desenvolupament econòmic i social. 64 Figura 18 Gràfic que mostra a dades del 2010 es percentatges de consum final del sector residencia d’una selecció de 20 països de la OCDE (IEA 2014:42) De l’observació directa del gràfic podem reportar que el major consum ve derivat directament de la calefacció seguit del de l’aigua calenta sanitària, per tant seran aquest dos sectors en els que qualsevol millora de l’eficiència produeixi un major estalvi a nivell energètic. Abans d’intentar entrar a definir els indicadors de cada un dels consums es mostrarà la filosofia que es pretén seguir i com a partir d’aquests indicadors específics es podria arribar a construir d’altres de globals que permetrien una comparació entre països de forma molt més acurada de la que permet la intensitat energètica. Per poder parametritzar l’eficiència energètica de cada un dels consums es buscarà comparar el consum real amb un de bàsic. Aquest consum bàsic estarà construït a partir de càlculs teòrics que permetin calcular el consum necessari segons les condicions de la regió per arribar a aconseguir l’objectiu marcat. Un cop es tinguin calculats aquets indicadors específics que tindran caràcter adimensional es podria a partir de la seva contribució en el sector a construir segons pesos específics un indicador global. Per exemple i pels casos anteriorment mostrats del sector residencial, un indicador global per aquest servei podria ser el següent: =∑ ∗ % (13) On, : indicador d’eficiència energètica del sector residencial : indicador d’eficiència energètica d’un dels consums del sector residencial %: relació del consum estudiat del sector residencial amb el consum total del sector 65 A partir de construir aquests indicadors sectorials i mantenint la mateixa filosofia per extrapolar cap a indicadors mes genèrics es podria en el següent nivell arribar a un indicador global de l’eficiència energètica de la regió. Aquest concepte de voler buscar indicadors de l’eficiència comparant el consum real amb un de base esta extret de mètodes d’estimació dels consums com el CMVP o EVO18. Per a poder trobar aquests indicadors a partir del model proposat o de qualsevol altre serà necessari realitzar mitjançant mostrejos un recull de dades que permeti parametritzar en el sentit proposat el càlcul dels diferents indicadors. 3.1.Climatització La climatització de les cases es un consum molt generalitzat tant en països desenvolupats com en els que es troben en vies de desenvolupament. Aquest consum es el principal a nivell residencial convertint-se per tant en un punt on qualsevol mesura que millori la seva eficiència tingui una repercussió rellevant en el consum global sector residencial. L’objectiu bàsic d’aquest consum es el de proporcionar unes condicions de confort especifiques per a fer còmoda la vida a la residencia. Per poder parametritzar un indicador d’eficiència energètica hem de trobar quin o quins son els principals factors físics que deriven en el confort tractat. Tot i que aquests factors poden ser diversos com la humitat relativa, les renovacions d’aire… en aquest estudi analitzarem exclusivament el que es considera habitual i l’únic que en alguns casos es contempla: la temperatura de confort. Tal i com s’ha marcat anteriorment per poder parametritzar l’eficiència energètica es buscarà comparar el consum real amb un de bàsic, tenint en consideració com a objectiu en el consum base, en el cas pràctic de la climatització, la temperatura de confort:  =  (14) On, 18 Son certificacions de plans de mesura i estalvi energètic que referencien no només en un estalvi absolut del consum sinó de la estimació esperada d’aquest segons uns factors determinats prèviament. -66- :Indicador eficiència energètica climatització sector residencial :Energia consumida :Energia base En el cas concret de la climatització l’energia base es aquella necessària per a aconseguir tindre dins d’una edificació la temperatura de comport fixada. A continuació es mostra detalladament els diferents valors que intervenen en el consum bàsic de la climatització: =∫ ∗ ∗ |− |  (15) On, k: Coeficient de transmissió tèrmica mig de l’edifici [W/m2K] :Superfície de la vivenda en contacte amb l’exterior [m2] :Temperatura de confort a adquirir en l’interior de l’edifici [ºC] :Temperatura exterior [ºC] t: Temps [s] Tenint en consideració que l’únic factor que varia amb el temps es la temperatura exterior podem simplificar l’expressió anterior com: =  ∗ ∗(− )+  ∗ ∗( − )(15) On, :Temperatura exterior mitja tenint en consideració exclusivament aquells valors inferiors a la temperatura de confort [ºC] :Temps total en el qual la temperatura e inferior a la temperatura de confort [s] :Temperatura exterior mitja tenint en consideració exclusivament aquells valors superiors a la temperatura de confort [ºC] :Temps total en el qual la temperatura es superior a la temperatura de confort [s] En l’expressió mostrada amb anterioritat podem visualitzar el consum base necessari per obtenir una temperatura de confort desitjable dins de la residencia, no obstant aquest consum esta tenint en consideració tant la calefacció com la refrigeració. Aquest model on es contempli l’existència de les dues portarà a la desvirtualització de les dades quan només es compti amb un dels dos consums. Aquesta desvirtualització vindrà donada a que tot i que es obvi que si no es refrigera no hi haurà consum, no podem comparar llavors aquest consum parcial de per exemple només calefacció amb el base total considerant ambdós consums. Aquesta impossibilitat bé marcada degut a que segons la definició d’eficiència energètica donada,l’indicador a de comparar el consum amb un consum base per aconseguir un objectiu. I per tant si no existeix la refrigeració o la calefacció com a objectiu, aquestes no han de computar en el consum base amb el que comparar. Per tant tal i com ja s’havia avançat -67en la definició dels diferents consums del sector, aquets dos s’han de separar quedant expressats de la següent forma:  =  ∗ ∗(− )(16)  =  ∗ ∗( − )(17) On, :Es l’energia base per a calefactar :Es l’energia base per a refrigerar Visualitzant per separat les dues equacions també es pot remarcar com les temperatures de confort no tenen perquè ser constants i poden prendre valors diferents per a la calefacció que per a la refrigeració. Aquesta temperatura de confort també pot ser diferent depenent de la regió degut a que aquesta podrà dependre del contrast tèrmic de l’exterior amb l’interior. Per tant es un valor que ha de ser semblant per les diferents regions però que pot variar. Cal destacar també que s’han fet moltes simplificacions a l’equació 15, com per exemple s’ha suposat que la transmitància tèrmica fos la mateixa per totes les superfícies de contacte amb l’exterior, aquesta es una simplificació que s’ha pres per mostrar el concepte però que no es podrà contemplar per a realitzar els càlculs. Si no que s’haurà de tindre en consideració la transmitància de les diferents superfícies en contacte amb l’exterior: façanes, forjats, sostres, finestres, ponts tèrmics… D’altra banda també s’ha de mencionar que no s’han considerat els inputs tèrmics dins de la edificació que no produeixen un consum energètic, com serien l’ocupació o l’aportació solar. Pel que respecta a les pèrdues tampoc s’han considerat aquelles derivades de les renovacions d’aire necessàries per a mantenir la salubritat de la sala i que en alguns casos poden existir, o les derivades de filtracions d’aire degut a la mala estanqueïtat dels tancaments. Algunes de les dades explicitades son correccions que depenen de dades específiques de cada regió i que no es podran recopilar en el mateix procés en el que es recollint les dades específiques de cada individu, facilitant el treball per aquelles regions on es disposi dels bancs de dades necessaris però dificultant en gran mesura la recollida de dades d’aquelles altres on aquesta informació no existeixi. Queda evidenciat que les dades a recollir per al càlcul de la demanda base son molt diverses en el cas pràctic de la climatització. No obstant hi ha països com els diferents integrants de la unió Europea que aquest càlcul de la demanda base ja l’estan realitzant. Un cas pràctic d’aquests països el 68 trobaríem a Espanya ja que a partir del RD235/201319 esta legislada la certificació energètica dels edificis que en gran part calcula la demanda base de l’edifici i la compara amb una demanda teòrica del consum d’aquest per classificar-lo. Per tant tot i que l’objectiu final no es el mateix ja que en aquest cas es busca fer una comparació de les dades reals ens trobem que hi ha països que ja compten en menor o major quantia amb dades per establir indicadors energètics específics en el camp de la climatització. No obstant i com l’objectiu d’aquest capítol es el d’evidenciar la viabilitat de la realització d’indicadors energètics específics que ens mostrin l’eficiència en els consums del sector residencial a continuació es mostren alguns dels paràmetres que s’han detectat que s’haurien de tindre en consideració a partir de l’estudi de la climatització: temperatura de consum, transmitàncies tèrmiques, superfícies de contacte amb l’exterior, superfícies transparents, registre de temperatures exteriors, registre de nivell de radiació solar, registre d’humitats relatives de la zona i número de renovacions d’aire entre d’altres. Cal remarcar que aquests paràmetres son vàlids tant pel consums derivats de la calefacció com de la refrigeració. Tot i que la llista de factors a considerar es reduïda, el poder extreure tota aquesta informació es una tasca complicada degut a que al resultar aquests valors tindre consideracions tècniques es difícil poder aconseguir les dades mitjançant enquestes a individus no especialitzats. No obstant si hi ha una bona tipificació prèvia dels paràmetres segons aquells valors usuals de les diferents regions es podria facilitar la recerca de les dades. 3.2.Aigua calenta sanitària Aquest consum es el segon més rellevant dins del sector residencial, per tant, encara que estem parlant de consums molt llunyans energèticament als de la climatització aquest consum es un camp interesant de millora absoluta del consum energètic degut a que qualsevol millora per petita que sigui sobre l’eficiència energètica tindrà una repercussió sobre un consum total elevat d’energia. L’objectiu bàsic d’aquest consum es el de proporcionar un consum d’aigua calenta sanitària per als diversos consums que es puguin produir a la casa. Per poder parametritzar un indicador d’eficiència energètica hem de trobar quin o quins son els principals factors físics que seran base de comparació ja que sobre ells recaurà la condició de l’objectiu final del consum. 19 Reial Decret 235/2013 pel qual s’aprova el procediment bàsic per a la certificació de la eficiència energètica dels edificis. 69 Tal i com s’ha marcat anteriorment per poder parametritzar l’eficiència energètica es buscarà comparar el consum real amb un de bàsic, tenint en consideració l’objectiu en el càlcul del consum base, en el cas pràctic del consum d’aigua sanitària, la temperatura de consum i la quantitat de demanda d’aigua calenta són els objectius buscats. Segons aquestes premisses i visualitzant una equació que contempli aquestes casuístiques, a continuació es mostren els diferents factors que intervenen en el càlcul de l’energia base:  =  ∗ ρ ∗ ∗(− )(18) On, L: Consum d‘aigua [m3] ρ: Densitat de l’aigua [1000kg/m3] :Calor específic de l’aigua [4,18 kJ/kg K] Tc: Temperatura de consum [ºC] Tmr: Temperatura mitjana de la xarxa [ºC] De tots els paràmetres que intervenen els únics que s’han de fixar son el consum i la temperatura de consum, degut a que la temperatura mitjana de la xarxa es una dada que es pot extreure de registres locals sempre i quant aquests existeixin. D’altra banda per fixar els dos paràmetres hi ha diverses consideracions a prendre com els usos finals de consum, però ja existeixen diferents normatives tècniques que donen valors de referencia per aquests paràmetres. En aquest estudi ens basarem en la dada recomanada pel CTE HE20 a la taula 4.1 de la pàgina 54, que ens indica que el consum d’aigua calenta sanitària per a ús residencial a una temperatura de 60ºC serà de 28 litres dia. Si acceptem aquest valors i comptem amb la temperatura de la xarxa de la regió a analitzar ja tindríem l’energia base amb la que realitzar la comparació. De manera puntual i exclusivament per reforçar l’elecció de que la temperatura de subministrament sigui de 60ºC exposar que aquesta temperatura assegura la no existència de legionel·la i per tant impedeix la seva proliferació tal i com es recull en el RD 865/200321. 20 Document bàsic d’estalvi energètic incorporat dins del codi tècnic de la edificació (CTE). 21 Reial Decret 865/2003 pel qual s’estableixen els criteris higiènicsanitaris per a la prevenció i control de la legionel·losis. 70 Llavors si es fixen els dos paràmetres recomanats el càlcul de la energia base sobre la que comparar d’aquest capítol serà la temperatura de l’aigua de la xarxa. 3.3.Il·luminació La il·luminació en el sector residencial es un dels consums mes reduïts de tots, i la seva eficiència energètica esta directament vinculat a la tecnologia emprada per aconseguir el resultat desitjat. L’objectiu bàsic d’aquest consum es el de proporcionar unes condicions d’il·luminació especifiques per a fer còmoda la vida a la residencia. Per poder parametritzar un indicador d’eficiència energètica hem de trobar quin o quins son els principals factors físics que deriven en el confort tractat. L’indicador en aquest cas es únic i fàcilment determinant i son els nivells d’il·luminació que es desitgen, aquest nivells es poden trobar definits per diferents serveis com a recomanables en la norma UNE EN 12464-122 i a la norma UNE EN 12464-123. Inspirats en aquesta norma i recordant que dins d’aquest capítol estan incloses tant la il·luminació interior com la exterior es marquen com a nivells mitjos d’il·luminació, que poden ser extrapolables a totes les regions, els nivells de 150 luxes per il·luminació interior i de 50 luxes per a la il·luminació exterior. Son dos valors per defecte proposats però que podrien variar, el que si que es recomana es que aquests valors siguin comuns per tots els països ja que la il·luminació no depèn de variables exteriors com podria dependre la climatització. Tal i com s’ha marcat anteriorment per poder parametritzar l’eficiència energètica es buscarà comparar el consum real amb un de bàsic, tenint en consideració com a objectiu en el consum base, en el cas pràctic de la il·luminació, els nivells d’il·luminació de confort:  =  (19) Sent, :Indicador eficiència energètica climatització sector residencial :Energia consumida :Energia base 22 Una norma espanyola basada en una d’Europea que tracta sobre la il·luminació en els llocs de treball interiors. 23 Una norma espanyola basada en una d’Europea que tracta sobre la il·luminació en els llocs de treball exteriors. Pressupost “ELS PROBLEMES ENERÈTICS MUNDIALS: CONTAMINACIÓ, ESCASSETAT I EFICIÈNCIA” TFG presentat per optar al títol de GRAU en ENGINYERIA MECÀNICA per Albert Garcia Garcia Barcelona, 05 de Juny de 2015 Director: Josep Xercavins Valls Departament de Mecànica de Fluids (MF) Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) -1ÍNDEX PRESSUPOST -2CAPÍTOL 1: INTRODUCCIÓ Dins d’aquest document es detallarà un pressupost estimat de realització del treball exposat a la memòria. No es un punt necessari des del punt de vista de l’enfoc del treball però sí en el format de presentació que demana l’escola. El pressupost que es realitzarà no serà especificat per servei, sinó que el càlcul del cost final vindrà marcat pel número d’hores necessàries per a realitzar-lo, hores definides a la fitxa de l’assignatura. -3CAPÍTOL 2: PRESSUPOST PressupostrealitzaciódelTFG Cerca i lectura d'informació per a la definició inicial del treball. 100 hores d'enginyer Junior 3.500 € Conceptualització de la idea final del treball i sintetització de la diferent informació per a focalitzar l'objecte del treball. 100 hores d'enginyer Junior 3.500 € Tractat de les dades recollides i anàlisis de les mateixes. 150 hores d'enginyer Junior 5.250 € Presentació dels resultats i redactat de la memòria explicativa. 150 hores d'enginyer Junior 5.250 € Anàlisis del format d'entrega i adequació a aquest 25 hores d'enginyer Junior 875 € Varis: Reunions especifiques, impressions, transports… 25 hores d'enginyer Junior 875 € Preparació de la presentació formal del treball davant d'un tribunal. 50 hores d'enginyer Junior 1.750 € Total del cost de realització del treball amb un descompte especial per a l'EUETIB del 100% 0 € IVA no inclòs en els preus