El documento describe las innovaciones tecnológicas en los campos de la energía y el agua, incluyendo nuevos materiales nanoestructurados, baterías de iones de litio y supercondensadores con electrodos de grafeno, células solares fotovoltaicas y electrónica de potencia. Estas innovaciones permitirán un escenario futuro sin procesos térmicos donde la energía eléctrica se utilice de forma universalizada a través de microredes inteligentes y flexibles.

1. Innovaciones tecnológicas en el
escenario AGUA-ENERGÍA

2. Conferencia anual de
ONU Agua de
Zaragoza
Sugerencias
M.Sanz - J.F.Sanz

3. Los extraordinarios avances científicos y
tecnológicos que estamos
experimentando estas últimas décadas,
fundamentalmente en lo concerniente a
las áreas del conocimiento en
nanociencia y nanotecnología, nos están
desvelando las propiedades de nuevos
elementos y materiales
nanoestructurados, introduciéndonos en
una revolución tecnológica de gran
trascendencia para la evolución de la
humanidad.

4. El control de la naturaleza a
escala atómica nos está
proporcionando asombrosos
avances en todos los
campos de la
actividad humana.
Energía, alimentación, Sanidad,
construcción, Ingeniería, teleco,

5. La obtención de nuevos materiales
y componentes, así como el
descubrimiento de nuevos
procesos en el umbral de las
transformaciones materia-energía
desbordan los límites de las
propiedades físico-químicas hasta
ahora conocidas.

6. Somos testigos de profundos cambios
en nuestros
hábitos cotidianos,
en nuestro
modo de vivir.
No podemos eludir esta realidad
En el contexto agua – energía

7. No estamos reconociendo debidamente la
trascendencia que está suponiendo la
aplicación de determinados avances e
innovaciones tecnológicas en el escenario
agua-energía, principalmente en lo
concerniente a:
• Los nuevos sistemas de
almacenamiento eléctrico.
• Las nuevas tecnologías de conversión
fotovoltaica.
• La electrónica de potencia.
• Los nuevos materiales.

8. El almacenamiento eléctrico
Baterías ión-Litio y Litio-metal polímero
Con electrodos nanoestructurados y electrólito polimétrico de película
ultradelgada: 250….. 400 Wh/kg.
Eficiencia carga descarga 94/97%
10-15 años duración garantizada en régimen dinámico, 25/4
años en régimen estacionario.
metal - aire
grafeno nanoestructurado y electrólito polimérico
400….. 600…..800…..1000….5000…10.000…. Wh/kg
Super y Ultracondensadores
Con armaduras de grafeno nanoestructurado y dieléctrico polimérico
80…100..160..250..Wh/kg. EfiC.97/99%, duración más de 50 años rég.dinám

9. The current overflow of the conventional
limits of batteries
180
210
240
270
300
330

10. Developments in hypercondensadors could exceed
the expectations of current batteries
New nanostructured
Hypercapacitors
New nanostructured
batteries
Graphene

11. Los avances tecnológicos en
generación fotovoltaica

12. Recursos …?

13. ELECTRONICA
Potencia y control

14. La revolución tecnológica en la movilidad
La irrupción del
vehículo eléctrico
impulsor del cambio
al nuevo escenario

15. The advent of the Electric
Vehicle on the energy scenario

16. 2012
Tesla Model S
New features of graphen Li-Ion batteries already in the market
260Wh/kg

17. The Electric Vehicle impulses
the electrical storage
technologies, and enters them
into our homes and in all
activities of society.
The driver of the change
towards a new scenario

18. With the advent of electric vehicles,
we can estimate that the electricity
will be part of more than 75% of our
activities, becoming the major final
energy of the energy system.

19. Due to its characteristics of ease and speed
of transportation, availability and adaptation
practically instantaneous, electric power
prevails as an energy vector in almost all
areas of human activity.
Electric energy:
fundamental energetic
vector

20. Impacto de las innovaciones
tecnológicas en el escenario

21. LA ASOCIACIÓN AGUA –
ENERGÍA ELÉCTRICA (FRÍA)
factor fundamental en un
futuro desarrollo de la
humanidad basado en
sistemas sostenibles,
justos y equitativos.

22. La aplicación de los avances tecnológicos, nos permite
Local, flexible and intelligent Microgrids, able
implementar un escenario, en el que no se utilicen procesos
to manage the bidirectional eléctrica flow,
térmicos para la generación de energía energy ni para la
allowing the universalization of distributed
obtención de movimiento. un escenario diferente al previsto,
mucho más eficiente, justo, equitativo, sano y activity
power systems in all areas of humannatural.

23. La aplicación de los avances tecnológicos, nos
permite un escenario en el que no necesitemos
procesos térmicos para la generación de energía
eléctrica ni para la obtención de movimiento.
•Materiales livianos basados en materias orgánicas renovables, mucho
más resistentes que los utilizados en la actualidad, darán lugar a
construcciones para el almacenamiento y distribución de agua con
características mucho mas favorables que en la actualidad, facilitando la
integración con los sistemas de captación energética eólica y
fotovoltaica, incrementando su ámbito de aplicación y rentabilidad.
•Con los nuevos materiales y sistemas de control tanto de potencia como
de señal, el sector de alimentación (la agricultura y ganadería), podrá
diversificar su actividad con la energética, pudiendo conformar islas
autosuficientes o excedentarias.
No existen barreras científicas ni tecnológicas para
la implantación del nuevo escenario.

24. No deberíamos establecer el futuro escenario del aguaenergía en base a las actuales estrategias de continuismo
tecnológico, en el que no se tiene en cuenta el impacto de las
nuevas tecnologías.
Debemos evitar que se repitan las acciones que nos han
conducido a nuestro actual escenario energético,
económicamente insostenible, por la imprevisión y no
aplicación en su momento de las tecnologías disponibles
para la asociación agua-energía.
Si verdaderamente queremos conseguir un desarrollo de la
humanidad sostenible, justo y equitativo, las tecnologías las
tenemos a nuestro alcance.

25. Conferencia anual de
ONU Agua de
Zaragoza
Sugerencias
M.Sanz - J.F.Sanz

27. Centralized electric and gas grids

28. The solution proposed with the current technology is a
system of energy integration of the AC current synchronous
environment from local distributed generation to national
mesh grids, and later to the intercontinental grid.
Supergrid
intercontinental
Supergrid
Smart Grid
National/ regional
transport
Regional Distribution

29. The new type of power system
Microgrid:
Small, modular generation to
low voltage distribution
systems.

30. Fundamentos del
cambio:
LA NANOTECNOLOGÍA
LA FÍSICA CUÁNTICA

31. La aplicación de los avances tecnológicos, nos permite un
escenario en le que no necesitemos procesos térmicos para
la generación de energía eléctrica ni para la obtención de
movimiento.
No a los recursos fósiles
No a los biocarburantes
No existen barreras científicas ni tecnológicas para la
implantación de este escenario.