DEFINICIONES Y CONCEPTOS BASICOS Nov. 2014 Helios Consulting SAS - .

DEFINICIONES Y CONCEPTOS BASICOSNov. 2014

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DEFINICIONES

RESPONSABILIDAD SOCIAL CORPORATIVA/EMPRESARIAL:“Integración voluntaria por parte de las empresas a las preocupaciones sociales y medioambientales en sus operaciones comerciales y en las relaciones con los stakeholders” “Libro Verde de la UE sobre la Responsabilidad Social”

Las nuevas sensibilidades de la sociedad y del mercado 'están transformando' progresivamente los valores y las perspectivas de la actividad empresarial.ECOEFICIENCIA:“Proporcionar bienes y servicios a un precio competitivo, que satisfaga las necesidades humanas y la calidad de vida, al tiempo que reduzca progresivamente el impacto ambiental y la intensidad de utilización de recursos a lo largo del ciclo de vida, hasta un nivel compatible con la capacidad de carga estimada del planeta”

“World Business Council for Sustainable Development (WBCSD, 1995)”

Ecoeficiencia = Valor producto o servicio/Impacto ambiental


DEFINICIONESEFICIENCIA ENERGÉTICA

Conjunto de programas y estrategias para reducir la energía que emplean determinados dispositivos y sistemas, sin que se vea afectada la calidad de los servicios suministrados. (“Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) - España“)

Es una herramienta muy útil para reducir los costes de empresas y consumidores particulares. Además, supone una oportunidad de innovación muy importante para todos los colectivos.

Aunque normalmente nos referimos siempre a la energía eléctrica, por ser la más utilizada en la industria, la Eficiencia Energética puede aplicarse a todas las fuentes de energía utilizadas, como gasoil, gas, vapor, etc.

La Eficiencia Energética no consiste únicamente en poseer las últimas tecnologías, sino de saber emplear y administrar los recursos energéticos disponibles de un modo hábil y eficaz, lo que requiere desarrollar procesos de gestión de la energía.

La UE ha encontrado en la eficiencia energética la mejor aliada para intentar alcanzar los ambiciosos objetivos marcados para el año 2020: reducir el consumo energético en un 20%, reducir las emisiones de GEI en un 20% e incrementar el uso de las ER en otro 20%.


DEFINICIONES


DEFINICIONES -EFICIENCIA ENERGETICA PLAN DE ACCION EN ESPAÑA (MITyC) - Medidas específicas


Sistemas de recuperación de calor residual

El calor residual es el calor contenido en los productos y subproductos de un proceso. El calor residual en los efluentes de los procesos industriales supone una importante pérdida de energía térmica en la industria. El aprovechamiento de este calor aumenta significativamente la eficiencia energética de los equipos y la eficiencia global de la planta.

Debido al alto coste de los combustibles fósiles y a su gran impacto ambiental, la energía térmica resulta ser un valioso ‘commodity’ que no se puede derrochar.

Cuanto mayor sea la temperatura de la fuente de calor residual, mayor será la capacidad de aprovechamiento de este calor. Cualquier corriente de gas de escape a temperaturas superiores a 121ºC tiene un potencial en recuperación de calor residual.

Ahorro de consumo de combustible Comercialización/reventa de créditos de carbono a la industria



Las líneas de aprovechamiento de calor residual:

• Recuperación del calor residual de gases de combustión. Aproximadamente, una disminución de 20ºC en la temperatura de emisión de estos gases implica un aumento del rendimiento energético de una caldera de un 1%. Dado que los gases de combustión salen muy calientes, la posible reducción de la temperatura es grande, alcanzándose ahorros significativos. Economizadores, Calentadores de aire.

• Recuperación del calor residual de otros fluidos. En este punto se incluye el aprovechamiento del calor de aguas residuales calientes procedentes de procesos de refrigeración de equipos. Las posibilidades de aprovechamiento son menores, y las temperaturas son mucho menores que en el caso de gases de combustión.

Sistemas de recuperación de calor residualCómo recuperar esa energía térmica??

“Enfriando” los gases calientes de escape a una temperatura menor e intercambiando el calor convirtiéndolo en algo útil:

• Generación de electricidad• Generación de vapor• Agua caliente• Calentamiento de aceite térmico• Calentamiento de aire




Calderas de recuperación de calor (WHRB) (vapor, aceite)

No existe cámara de combustión, puesto que todo el calor transferido al agua proviene de los gases de combustión de otro equipo como puede ser un horno, motor, etc.

Tipos de caldera:

– Calderas acuotubulares.– Calderas pirotubulares.

Ventajas e inconvenientes de las calderas de recuperaciónVentajas:• El proceso de intercambio de calor en calderas de recuperación es uno de los de más alto rendimiento.• Las calderas de recuperación exigen una inversión menor que en otros sistemas de recuperación de calor, ya que

no tienen hogar con quemador.• El control en estas calderas se realiza fácilmente en base a la demanda y presión del vapor.Desventajas:• Cuando se utiliza agua/vapor como fluido portador se exige una gran calidad del agua de alimentación.• En general, no es posible hacer descender suficientemente la temperatura de los gases; en consecuencia, se

requiere un sistema adicional para recuperar este último calor sensible en los gases que salen de la caldera.



Calderas de recuperación de calor (WHRB) (vapor, aceite)



Balance energético de un gran generador diesel

Eficiencia total = 42%



Balance energético de un generador dieselVapor + Potencia

(Aalborg Industries)

Eficiencia total = 42%+18% = 60%



Balance energético de un generador dieselCiclo Combinado

(Aalborg Industries)

Eficiencia total = 42%+5% = 47%



Balance energético típico de pequeños generadores diesel(Aalborg Industries)

Eficiencia sin WHR = 35% Eficiencia con WHR = 55%


COGENERACIÓN

“Sistema de producción de electricidad a partir de combustibles”, basado en el aprovechamiento del calor (que inevitablemente se genera en este proceso termoeléctrico) para atender una demanda térmica económicamente justificable.

Este aprovechamiento del calor (por recuperación) es la base de su mayor eficiencia respecto a las centrales de tipo convencional, que lo deben disipar al ambiente.

SÓLO ESTA MAYOR EFICIENCIA RESPECTO A SISTEMAS CENTRALIZADOS DA SENTIDO A LA COGENERACIÓN

Tiene sentido en aquellas instalaciones en las que existen demandas tanto eléctricas como térmicas (calor, frío), y se diseñan específicamente para cada cliente alcanzando eficiencias energéticas globales que superan el 60%-70%.

En estos esquemas el combustible es gratis por lo que se dice la producción de electricidad es sin consumo adicional de combustible y sin producción adicional de contaminantes beneficios económicos y ambientales!!


COGENERACIÓN


COGENERACIÓN

La cogeneración de alta eficiencia aporta los siguientes beneficios:

• Disminución de los consumos de energía primaria, • Disminución de las importaciones de combustible (ahorros en la balanza de pagos

del país) • Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (herramienta para el

cumplimiento del Protocolo de Kyoto) • Al ser sistemas distribuidos, aporta disminución de pérdidas en el sistema eléctrico

e inversiones en transporte y distribución. Aumento de la garantía de potencia y calidad del servicio eléctrico (seguridad de suministro).

• Aumento de la competitividad industrial y de la competencia en el sistema eléctrico.

• Promoción de pequeñas y medianas empresas de construcción y operación de plantas de cogeneración.

• Motivación por la investigación y desarrollo de sistemas energéticos eficientes.


COGENERACIÓN

Beneficios de la cogeneración para el sistema y España:

• Eficiencia energética: ahorra en consumo de combustibles hasta 340-440 M€ anuales.

• Reduce el 3,2% de las emisiones de GEI, Tecnología limpia: ahorra en emisiones de CO2 de 170-300 M€ anuales.-

• Generación distribuida: ahorra en costes de redes de transporte y distribución hasta 440 M€ anuales

• Reduce el 2% las importaciones energéticas en España. • Es esencial para la competitividad y el mantenimiento del empleo industrial (más

de 1,4 millones de empleos y 40% del PIB industrial, ex-construcción); • Actúa como motor de inversión, innovación, desarrollo económico y creación de

empleo (el desarrollo de la cogeneración del PANER permitirá una inversión acumulada de más de 10.000 M€ y generará 25.000 empleos en el sector, distribuidos por toda España)


COGENERACIÓN

Factores clave para el desarrollo de la cogeneración:

• Marco legislativo estable en el tiempo que garantice la recuperación de las inversiones

• Mecanismos de apoyo público: Exportar la energía generada, Plan renove, tarifa específica, etc.

• Disponibilidad de gas natural a presión adecuada y precio competitivo• Indexar el precio de venta del kWh a la evolución del precio del GN• Desarrollo de normativa de conexión a red • Minimizar costes de conexión (línea eléctrica y subestación)

Existencia de un marco legal estable y mecanismos de apoyo públicosIMPRESCINDIBLES!!!


COGENERACIÓN


COGENERACIÓN

La mayor eficiencia se obtendrá cuando las demandas eléctricas y térmicas coincidan:


COGENERACIÓN

Se da Calor cogenerado no aprovechable cuando no coinciden las demandas térmicas:


COGENERACIÓN

Producción centralizada, transmisión y consumo (Aesa):


COGENERACIÓN

Producción distribuída y consumo (Aesa):


COGENERACIÓN

Cogeneración a pequeña escala en edificios (ALTARE):

• Recuperación de calor de motor y primer intercooler a producción de agua caliente para procesos a través de intercambiador de placas. • Gases de escape a generador de vapor con by-pass integrado. • Aerorefrigeradores para garantizar refrigeración del motor si el consumo de agua caliente no basta y para el segundo intercooler.


COGENERACIÓN

Cogeneración a pequeña escala en edificios (ALTARE):


COGENERACIÓN

RENTABILIDAD

Donde:t = es el período de retorno simple de la inversión (años)PkW = Precio del kilowatio instalado o sustituido(€/kWe): se calcula dividiendo el coste total de la inversión de la instalación de cogeneración entre la potencia eléctrica total instalada.H = Horas de funcionamiento anual (h/a): horas de funcionamiento a pleno régimen de la instalación.Pe = Precio del kWh eléctrico (€/kWhe): precio al que se está pagando la electricidad en la instalación actual.M = Coste de operación de la instalación de cogeneración (€/kWhe producido): es la suma de todos los extra costes de funcionamiento de la instalación de cogeneración (mantenimiento, revisiones, cambio de filtros, aceite de lubricación, etc.).R = Relación de producción de calor /electricidad (kWht/kWhe).Ntot = Rendimiento total de la instalación de cogeneración, determinado como la suma de las producciones de calor y electricidad dividida por el consumo total de combustible previsto en la instalación de cogeneración.Pc = Precio del combustible considerado para la cogeneración (€/th PCI): precio del combustible que se paga actualmente en la instalación de referencia y que, en principio, debe ser igual al del combustible de la instalación de cogeneración.


COGENERACIÓN

RENTABILIDAD

A partir de la expresión anterior podemos determinar cómo afectan las distintas variables a la rentabilidad de una instalación de cogeneración:

• Disminuye el período de retorno si: Si aumenta el número de horas de funcionamiento (H) Si aumenta el precio de la electricidad (Pe) Si aumenta el rendimiento total de la instalación de cogeneración(Ntot)

• Aumenta el período de retorno si: Si aumenta el precio del kilowatio instalado (PkW) Si aumentan los costes de operación (M) Si aumenta el precio del combustible (Pc) Si aumenta la relación producción de calor/electricidad ®


TRIGENERACIÓN

Se define trigeneración como la producción conjunta, de electricidad, calor y frío, a partir de un único combustible. Básicamente, una planta de trigeneración es sensiblemente igual a una de cogeneración a la que se le añade un sistema de absorción para la producción de frío.

Debido a su alto rendimiento, las plantas de trigeneración posibilitan una gran reducción del coste energético de los procesos productivos allí donde se requieren importantes cantidades de calor en forma de vapor o agua caliente, frío industrial o energía eléctrica.


TRIGENERACIÓN

La trigeneración es una avanzada solución técnica que presenta múltiples ventajas :

• Incrementa la eficiencia en el consumo de energía, al producirla localmente y de forma más eficiente

• Reduce las necesidades de suministro de potencia eléctrica. Se produce localmente energía eléctrica, y además se reduce las necesidades de electricidad para producir frío.

• Seguridad de suministro eléctrico. Se produce localmente una parte de las necesidades• Independencia y estabilidad frente a incrementos en el precio de la electricidad.• Una importante reducción de impacto ambiental (consumo de energía primaria y

emisiones de CO2).


TRIGENERACIÓN

Resultados de estudio de trigeneración (mini) en sector terciario:


TRIGENERACIÓN

Resultados de estudio de trigeneración (mini) en sector terciario:

PERFIL DEL PROYECTO :• Establecimiento hotelero con demandas energéticas importantes• Acceso a red de gas natural• Necesidades de climatización a lo largo del año con una magnitud:

• > 4.500 MWhf demanda anual de frío• > 500 kWf potencia demandada en continuo• > 125.000 kWh consumo eléctrico mensual en enfriadoras

• Demanda de energía eléctrica• > 5.000 MWh Demanda eléctrica global del hotel anual.• Potencia demandada global > 600 kW

• Se corresponde al perfil tipo de un hotel de más de 250 habitaciones, con ocupación media superior al 70%.

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