Assessing the quality of alternative energy sources: Energy Return On the Investment (EROI), the metabolic pattern of societies and energy statistics

This paper presents an initial challenge to tackle the every so "tricky" points encountered when dealing with energy accounting, and thereafter illustrates how such a system of accounting can be used when assessing for the metabolic changes in societies. The paper is divided in four main sections. The first three, present a general discussion on the main issues encountered when conducting energy analyses. The last section, subsequently, combines this heuristic approach to the actual formalization of it, in quantitative terms, for the analysis of possible energy scenarios. Section one covers the broader issue of how to account for the relevant categories used when accounting for Joules of energy; emphasizing on the clear distinction between Primary Energy Sources (PES) (which are the physical exploited entities that are used to derive useable energy forms (energy carriers)) and Energy Carriers (EC) (the actual useful energy that is transmitted for the appropriate end uses within a society). Section two sheds light on the concept of Energy Return on Investment (EROI). Here, it is emphasized that, there must already be a certain amount of energy carriers available to be able to extract/exploit Primary Energy Sources to thereafter generate a net supply of energy carriers. It is pointed out that this current trend of intense energy supply has only been possible to the great use and dependence on fossil energy. Section three follows up on the discussion of EROI, indicating that a single numeric indicator such as an output/input ratio is not sufficient in assessing for the performance of energetic systems. Rather an integrated approach that incorporates (i) how big the net supply of Joules of EC can be, given an amount of extracted PES (the external constraints); (ii) how much EC needs to be invested to extract an amount of PES; and (iii) the power level that it takes for both processes to succeed, is underlined. Section four, ultimately, puts the theoretical concepts at play, assessing for how the metabolic performances of societies can be accounted for within this analytical framework.

The Strategic value of European renewable energy promotion policy

Encara falta per fer possible una transformació estratègica d'Europa del sistema d'energia, però el que és de la mateixa importància com a objectius a llarg termini de la FER i Reduccions de GEH són vinculants i forts objectius d'eficiència energètica, no només per 2020, però també per al 2030, 2040 i 2050, com aquesta força ajudaria a fixar l'augment de les energies renovables en el total d'energia consum i per reduir el total Emissions de GEH d'Europa en general, i les del sector de l'energia en particular, encara sent un dels majors emissors de gasos d'efecte hivernacle de tots els sectors. La refosa Directiva, prevista per 2011/12 ha de ser un bones finestres d'oportunitat per finalment establir objectius vinculants d'eficiència energètica, l'únic pilar que encara falta en la força energia interdependents i estratègia sobre el clima de la UE, basat en la reducció de gasos d'efecte hivernacle i i l'eficiència energètica.

Energy Management for Stand-Alone Renewable Energy Systems (E-MAN-RES). Simulacions de sistemes.

L’objecte del present informe és la descripció dels treballs duts a terme en l’Activitat 2 del projecte E-MAN-RES: models de simulació i càlcul per optimització i anàlisi de sensibilitat de la gestió de la demanda, per part de la Universitat Politècnica de Catalunya.

Plan de gestión de energías renovables en el Monasterio Sakya Tashi Ling del Garraf

En el presente estudio se han analizado las posibilidades de reducción del impacto ambiental que genera el consumo de energía en el Monasterio budista Sakya Tashi Ling del Parque del Garraf, mediante la mejora de la eficiencia energética de los edificios y la producción de la energía consumida a partir de fuentes de energía renovables. Se ha realizado un inventario exhaustivo de los flujos energéticos de entrada del Monasterio: electricidad y combustibles fósiles, y el análisis de estos datos ha permitido observar que la mayor parte del consumo energético del Monasterio tiene como uso final la iluminación. El consumo total de energía se ha cuantificado en 138 kWh/m2/año y la emisiones de CO2 en 177 kg CO2/m2/año. A partir de estos datos se ha estudiado la posibilidad de reducir el consumo y abastecer la demanda energética del Monasterio a través de fuentes de energía renovable como las placas solares fotovoltaicas o las calderas de biomasa. Para alcanzar este objetivo se han propuesto tres escenarios posibles con costes económicos y resultados muy distintos. A diferencia de los escenarios “Edificio Energía Plus” y “Edificio Energía 0”, el tercer escenario propuesto, que trataba de alcanzar el triple objetivo del Plan 20/20/20 (producir a partir de fuentes renovables el 20% de la energía consumida, aumentar en una 20% la eficiencia energética y reducir en un 20% las emisiones de CO2 derivadas del uso de la energía) ha resultado ser muy viable económicamente: la inversión necesaria se amortizaría en tan sólo 5 años.

Cap a l'autosuficiència energètica: barri La Plana, Sitges

En el present estudi s’ha analitzat si és possible l’autosuficiència energètica al barri projectat de La Plana de Sitges a partir de fonts renovables d’energia. S’ha realitzat un anàlisi de l’oferta potencial del barri de La Plana, format per habitatges unifamiliars i plurifamiliars, serveis i equipaments i s’ha comparat el potencial de producció energètica dels recursos renovables locals a cada subsistema i pel sistema de La Plana. Diferenciant si són una Oferta estàndard (4.000 MWh/a) seguint la Normativa d’ecoeficiència de Sitges o bé una Oferta renovable (19.000 MWh/a) segons un Ecobarri proposat en aquest projecte a partir d’energia solar fotovoltaica i tèrmica. En l’estudi de la demanda, diferenciant entre una Demanda estàndard (39.000 MWh/a), respon al total de La Plana seguint el consum d’un habitatge tipus de la mitjana catalana (ICAEN, 2002) i una Demanda eficient (20.800 MWh/a) seguint un model de baix consum projectat en un Ecobarri de Barcelona. (Vallbona, 2009). Per analitzar de forma detallada les variables d’oferta i demanda, s’han proposat quatre escenaris diferents on es valoren l’autosuficiència energètica del sistema de la Plana i aspectes ambientals d’emissions derivades de la utilització de l’energia. El primer escenari és l’estàndard i és el resultat d’analitzar conjuntament una oferta i una demanda estàndard. Al segon escenari conflueixen una Oferta Estàndard i una Demanda Eficient. En el tercer escenari coincideixen una Oferta Renovable i una Demanda Estàndard. El quart i últim escenari respon a la proposta d’Ecobarri on l’Oferta és renovable i la Demanda eficient. Tanmateix, s’ha realitzat un estudi sobre els aspectes econòmics de La Plana que s’estimen en uns beneficis per la venda de l’energia d’uns 5 milions d’euros anuals i uns costos d’instal·lació de 80 milions d’euros. Finalment s’ha constatat que és possible assolir una autosuficiència del 90% a l’escenari Ecobarri (oferta renovable - demanda eficient). Mitjançant la instal·lació de sistemes de captació solar a les cobertes, cobrint el 100% de la demanda d’ACS, i captadors solars FV, ambdues estratègies són viables i representen beneficis econòmics i una reducció d’emissions de l’ordre de 13.700 Tn CO2 equivalents anuals que suposen un estalvi del 88% respecte un escenari d’oferta i demanda estàndard.

Casa eficient energèticament

El present projecte té com objecte realitzar una casa que sigui eficient energèticament a partir d’una casa ja construïda, modificant així tot el que sigui necessari per poder aconseguir una millora del comportament bioclimàtic de la casa i una major independència dels subministraments de la xarxa pública (electricitat i gas). El projecte es divideix en tres fases clarament diferenciades: una primera consistent en realitzar una recerca dels sistemes constructius que fan que una casa funcioni millor i sigui més eficient a nivell energètic (façana ventilada, forjat sanitari, coberta enjardinada ,etc) i també consistent en realitzar un estudi dels sistemes o mètodes de producció d’energia més ecològics (energia solar, geotèrmia, energia eòlica, etc), que facin la casa més autònoma en quan a les energies i subministraments de la xarxa pública de distribució (electricitat i gas); una segona fase consistient en triar els sistemes constructius i de producció d’energia tenint en compte la informació obtinguda de la recerca inicial i aplicar aquests sobre una casa unifamiliar amb sistemes constructius i de producció d’energia tradicional (façana amb obra vista, calefacció amb caldera a gas i radiadors,etc) elegida a l’atzar; i una tercera i última fase consistent en fer un comparatiu econòmic entre el cost de construcció de la casa amb sistemes tradicionals i de la casa eficient. Després és farà una estimació de l’estalvi energètic d’una i de l’altra casa, i amb tot això es valorarà si són amortitzables les despeses que s’han realitzat per aconseguir aquests estalvis energètics

Estudio de tecnologías eficientes para el ahorro económico en el hogar

L’objectiu del projecte no és un altre que el de col·laborar enl’organització d’un esdeveniment que tasca final la d’informar, sensibilitzar ipromocionar productes innovadors i energèticament eficients per la llar. Peraixò, es realitzarà un estudi d’algunes tecnologies d’ús domèstic, perintentar trobar les més adequades, eficients, ecològiques i que donin mésfacilitats a l’hora d’estalviar econòmicament en el seu ús habitual.L’activitat es desenvoluparà durant la Setmana Europea de l’Energia, ambel suport de l’Institut Català de l’Energia (ICAEN), en centres comercials dela província de Barcelona, per tal de donar a conèixer i fer més accessiblesuna diversitat de productes ecològics que facilitin l’estalvi econòmic a nivelldomèstic.

The emergence of biofuels and the co-movement between crude oil and agricultural prices

Biofuels are becoming an alternative to non-renewable energy sources but we know little about the economic mechanisms influencing their prices. This paper studies the interrelationships between the spot prices of oil and those of agricultural commodities used as biofuel feedstocks. Using daily data since 1988, we identify a co-movement after 2005 that does not appear for other food-related commodities and is not due to general economic variables. We also find traces of the co-movement in the prices of a large biofuel stock. The results amount to the first systematic piece of empirical evidence linking spot oil and agricultural markets via the emergence of biofuels.

Equilibrium of the simultaneous etherification ofisobutene and isoamylenes with ethanol inliquid-phase

The simultaneous etherification of isobutene and isoamylenes with ethanol has been studied using macroreticu-lar acid ion-exchange resins as catalyst. Most of the experiments were carried out over Amberlyst-35. In addition,Amberlyst-15 and Purolite CT-275 were also tested. Chemical equilibrium of four chemical reactions was studied:ethyl tert-butyl ether formation, tert-amyl ethyl ether formation from isoamylenes (2-methyl-1-butene and 2-methyl-2-butene) and isomerization reaction between both isoamylenes. Equilibrium data were obtained in a batchwisestirred tank reactor operated at 2.0 MPa and within the temperature range from 323 to 353 K. Experimental molarstandard enthalpy and entropy changes of reaction were determined for each reaction. From these data, the molarenthalpy change of formation of ethyl tert-butyl ether and tert-amyl ethyl ether were estimated. Besides, the chemical equilibrium between both diisobutene dimers, 2,4,4-trimethyl-1-pentene and 2,4,4-trimethyl-2-pentene, wasevaluated. A good agreement between thermodynamic results for the simultaneous etherification carried out in thiswork and those obtained for the isolated ethyl tert-butyl ether and tert-amyl ethyl ether systems was obtained.

Equilibrium of the simultaneous etherification ofisobutene and isoamylenes with ethanol inliquid-phase

The simultaneous etherification of isobutene and isoamylenes with ethanol has been studied using macroreticu-lar acid ion-exchange resins as catalyst. Most of the experiments were carried out over Amberlyst-35. In addition,Amberlyst-15 and Purolite CT-275 were also tested. Chemical equilibrium of four chemical reactions was studied:ethyl tert-butyl ether formation, tert-amyl ethyl ether formation from isoamylenes (2-methyl-1-butene and 2-methyl-2-butene) and isomerization reaction between both isoamylenes. Equilibrium data were obtained in a batchwisestirred tank reactor operated at 2.0 MPa and within the temperature range from 323 to 353 K. Experimental molarstandard enthalpy and entropy changes of reaction were determined for each reaction. From these data, the molarenthalpy change of formation of ethyl tert-butyl ether and tert-amyl ethyl ether were estimated. Besides, the chemical equilibrium between both diisobutene dimers, 2,4,4-trimethyl-1-pentene and 2,4,4-trimethyl-2-pentene, wasevaluated. A good agreement between thermodynamic results for the simultaneous etherification carried out in thiswork and those obtained for the isolated ethyl tert-butyl ether and tert-amyl ethyl ether systems was obtained.

Energy policies for rural electrification: a social multi-criteria evaluation approach

In this article, a real-world case- study is presented with two general objectives: to give a clear and simple illustrative example of application of social multi-criteria evaluation (SMCE) in the field of rural renewable energy policies, and to help in understanding to what extent and under which circumstances solar energy is suitable for electrifying isolated farmhouses. In this sense, this study might offer public decision- makers some insight on the conditions that favour the diffusion of renewable energy, in order to help them to design more effective energy policies for rural communities.

Estalvi energètic a la Vila Universitària 1 de la UAB: solucions tècniques i solucions socials

Catalunya és un país energèticament dependent d'altres països. A part d'això, la seva producció i el seu consum d'energia provenen de fonts no renovables. Catalunya queda molt lluny de la majoria de països europeus els quals tenen un desenvolupament molt avançat en quan l'explotació de les energies renovables. Segons estudis de l'IDAE i l'ICAEN a les llars espanyoles i catalanes, al voltant d'un 25% del consum d'energia és per part d'electrodomèstics i d'il·luminació. El present treball estima el consum energètic dels pisos a la Vila Universitària 1 i fer una proposta de reducció de consum per mitjà d'un canvi d'electrodomèstics. Aquesta proposta ha estat efectiva ja que el consum estimat es redueix un 50% aproximadament canviant alguns dels electrodomèstics que hi ha actualment per altres de més eficients. Alhora, s'ha dut a terme un concurs d'estalvi energètic juntament amb una campanya de sensibilització de la mateixa temàtica que també busca la disminució del consum energètic en els pisos i, resulta ser quelcom efectiu donat que hi ha hagut una reducció d'un 32% aproximadament en mitjana del consum energètic als pisos. Sembla ser molt important la conscienciació de la gent ja que permet reduir el consum energètic amb un cost econòmic zero.

Toward partial redirection of energy policy for responsible development

This paper addresses the surprising lack of quality control on the analysis and selection on energy policies observable in the last decades. As an example, we discuss the delusional idea that it is possible to replace fossil energy with large scale ethanol production from agricultural crops. But if large scale ethanol production is not practical in energetic terms, why huge amount of money has been invested in it and is it still being invested? In order to answer this question we introduce two concepts useful to frame, in general terms, the predicament of quality control in science: (i) the concept of “granfalloons” proposed by K. Vonnegut (1963) flagging the danger of the formation of “crusades to save the world” void of real meaning. These granfalloons are often used by powerful lobbies to distort policy decisions; and (ii) the concept of Post-Normal science by S. Funtowicz and J. Ravetz (1990) indicating a standard predicament faced by science when producing information for governance. When mixing together uncertainty, multiple-scale and legitimate but contrasting views it becomes impossible to deal with complex issue using the conventional scientific approach based on reductionism. We finally discuss the implications of a different approach to the assessment of alternative energy sources by introducing the concept of Promethean technology.

Análisis de la Garantía de Origen como mecanismo de cambio hacia un sector eléctrico más sostenible

La Garantía de Origen, como sistema de certificación de electricidad en función de su origen, fue introducida en España en 2007 y abrió la posibilidad de comercializar y consumir electricidad procedente únicamente de fuentes renovables. Resulta interesante abordar la evolución y el estado actual de este instrumento desde distintas aproximaciones para entender que potencial tiene para provocar cambios en los mecanismos de producción, comercialización y consumo de la electricidad encaminados a hacer el sector más sostenible. Este proyecto muestra como la Garantía incide sobre los patrones de la comercialización y el consumo de la electricidad y, a partir de ahí, es capaz de inducir cambios importantes en la estructura del sector eléctrico haciendo depender más de las fuentes renovables y menos de los combustibles fósiles.

L'energia solar a Cerdanyola del Vallès

Treball de recerca realitzat per alumnes d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Aquest treball intenta resoldre la qüestió de si l'energia solar arribarà a ser una energia alternativa que esdevingui un substitut del petroli en el futur. Aquest projecte informa de totes les característiques i propietats de les plaques solars, explicant els avantatges que fan que sigui un recurs energètic molt net, segur i, encara que en un principi es pugui veure car, finalment arriba a amortitzar el preu inicial fins aconseguir un estalvi monetari, que és el que atreu al màxim de compradors. El projecte parla de les característiques de les plaques solars fotovoltaiques explicant així tots els materials pels quals és formada, la seva estructura per capes i el procés de transformació de llum en electricitat. Conté, també, una part pràctica extensa i elaborada: s'ha demanat a diversos ciutadans, sobretot de Cerdanyola del Vallès i també de Barcelona, sobre el tipus de contacte que tenen amb aquesta energia renovable i si no és així, saber quin altre tipus de font energètica utilitzen. També conté una entrevista a un professional del món de l'energia solar. I, finalment, s'ha realitzat el disseny, muntatge i funcionament d'un cotxe elèctric solar.