Por qué la Por qué la ILUMINACION EFICIENTEILUMINACION EFICIENTE

Ing. Carlos G. TanidesIng. Carlos G. Tanides

Depto. de Electrotecnia,Depto. de Electrotecnia,

Facultad de IngenieríaFacultad de Ingeniería

Universidad de Buenos AiresUniversidad de Buenos Aires

Utilización Mundial de Energía PrimariaUtilización Mundial de Energía PrimariaUtilización Mundial de Energía PrimariaUtilización Mundial de Energía Primaria

(Fuente: Davis, G. R., 1990, “Energía para el planeta Tierra”, Investigación y Ciencia, nov.)

TRILEMA ENERGETICOTRILEMA ENERGETICOTRILEMA ENERGETICOTRILEMA ENERGETICO

- Agotamiento de recursos energéticos no renovables

- Factores económicos

- Impactos Ambientales

Petróleo40%

Renov.1%

Carbón23%

Nuclear6%

Hidro7%

Gas Nat.23%

Argentina (2001)[BEN, 2001]

Consumo de Energía Primaria por FuenteConsumo de Energía Primaria por FuenteConsumo de Energía Primaria por FuenteConsumo de Energía Primaria por Fuente

Total mundial (1998) [IEA, 2000]

Gas Nat.46%

Hidro5%

Nuclear 3%

Renov. 4%

Petróleo41%

Energía y Ambiente - Impactos IEnergía y Ambiente - Impactos IEnergía y Ambiente - Impactos IEnergía y Ambiente - Impactos I

- Contaminación atmosféricaContaminación atmosférica por utilización de combustibles * emisiones de CO y partículas: tóxicos para el hombre, * SO2 y NOx: gases precursores de la lluvia ácida

- Degradación y contaminación de tierrasDegradación y contaminación de tierras * Minería superficial de carbón y uranio, extracción de gas y petróleo y disposición de residuos radioactivos.

- Perjuicio a los cuerpos de aguaPerjuicio a los cuerpos de agua * Daños a la fauna marina, fluvial, etc. por derrames de petróleo. * Alteración ciclos naturales de los regímenes hidrológicos, perjuicio a la fauna ictícola por grandes represas.

Energía y Ambiente - Impactos IIEnergía y Ambiente - Impactos IIEnergía y Ambiente - Impactos IIEnergía y Ambiente - Impactos II

- Destrucción de ecosistemasDestrucción de ecosistemas * causada por inundación producida por las grandes represas

- Contaminación térmicaContaminación térmica y problemas asociados con los sistemas de refrigeración de centrales termoeléctricas.

- Cambio ClimáticoCambio Climático * emisiones de CO2: incremento del efecto invernadero, * escapes de metano a la atmósfera,

- Cambio GlobalCambio Global uso de CFC en heladeras y equipos de aire acondicionado: daño a la capa de ozono.

- Contaminación visual, sonora, etc.Contaminación visual, sonora, etc.

Balance radiativo de la TierraBalance radiativo de la Tierra

• El balance térmico de la Tierra depende del ingreso de la radiación solar y la salida de radiación terrestre.

• La salida de la radiación terrestre depende de la composición de los gases atmosféricos. Ciertos gases absorben la radiación con lo cual el atmósfera se calienta. Estos se denominan gases de efecto invernadero (GEI).

• Uno de los GEI es el dióxido de carbono (CO2)

Evolución del contenido de COEvolución del contenido de CO22 en la atmósfera en la atmósfera

1958-19901958-1990Evolución del contenido de COEvolución del contenido de CO22 en la atmósfera en la atmósfera

1958-19901958-1990

Mauna Loa (Hawaii - H.N.) desde 1958Mauna Loa (Hawaii - H.N.) desde 1958

Isla de Amsterdam (Francia - H.S.) desde 1980Isla de Amsterdam (Francia - H.S.) desde 1980

El Cambio Climático

• Desde que hay mediciones continuas (1958), la concentración de CO2 en el atmósfera ha ido en aumento.

• Esto, y el aumento en la concentración de otros gases del efecto invernadero, es considerado como responsable de que el clima terrestre esté cambiando.

• Frente al cambio climático, la humanidad están tomado medidas de adaptación y de mitigación.

Medidas para la Mitigación del Cambio ClimáticoMedidas para la Mitigación del Cambio ClimáticoMedidas para la Mitigación del Cambio ClimáticoMedidas para la Mitigación del Cambio Climático

1. Promoción en todos sus aspectos del Uso Eficiente de la Energía.Transporte, Vivienda, Industria, etc.

2. Utilización de combustibles que emitan menor cantidad de CO2 Gas natural, Hidrógeno

3. Utilización de fuentes de energía renovable. Eólica, biomasa, fotovoltáica etc.

4. Detención de los procesos deforestación e implantación de planes de reforestación.

Servicio EnergéticoServicio EnergéticoServicio EnergéticoServicio Energético

Entendemos por servicio energético a aquella prestación,

provista naturalmente o por un dispositivo, que utiliza

energía para la satisfacción de una necesidad humana.

Los usos finales de energía se puede categorizar por usos finales, de la siguiente manera...

Usos finales de la electricidad por categoríaUsos finales de la electricidad por categoría

Categorías de usos finales Subcategorías de usos finales Sectores

1. Bombeo de líquidos Ta. Movimiento de material 2. Movimiento de aire T

3. Transporte de sólidos I4. Aplastado I

5. Compresión de gases TB. Procesos mecánicos distintos de A 6. Cortado/Grabado I

7. Ensamblado I 8. Extrusión I

9. Calefacción T 10. Calentamiento de agua T

C. Calentamiento 11. Cocción R,C 12. Calor de proceso I 13. Almacenamiento T

14. Refrigeración ambiental TD. Enfriamiento 15. Refrigeración de productos I,C

16. Enfriamiento de procesos I 17. Almacenamiento T

Usos finales de la electricidad por categoría (II)Usos finales de la electricidad por categoría (II)

Categorías de usos finales Subcategorías de usos finales Sectores

1. Fundición I 2. Extrusión I 3. Separación I 4. Secado I

E. Transformación física/química 5. Curado I 6. Soldadura I 7. Revestimiento I 8. Síntesis química I 9. Limpieza I

F. Iluminación 10. Comercial/Industrial C/I 11. Residencial R G. Manejo de información 12. Sistemas de administración de la

energía C

13. Equipo de oficina C

C: comercial; I: industrial; R: residencial; T: todos

Estrategia Energética en base a los Usos Finalescomprende los siguientes pasos

Estrategia Energética en base a los Usos Finalescomprende los siguientes pasos

• Estimar la magnitud del consumo energético de cada uso final,

• Evaluar las tecnologías relacionadas con los dispositivos actuales de uso final particularmente su eficiencia energética,

• Recopilar información acerca de los dispositivos para el uso más eficiente de la energía, .... Idem (b);

• Recopilar información acerca de las tecnologías alternativas para la producción de energía, fuentes y tecnologías tanto convencionales como no convencionales, … ;

• Estimar la demanda futura de los servicios energéticos según uso final; y

• Elaborar una metodología para determinar la óptima combinación de tecnologías de producción, distribución y ahorro de energía, ...

Medidas de uso eficiente de la energía

a nivel de uso final

Medidas de uso eficiente de la energía

a nivel de uso final

Mejora en Ejemplos

Aparatos de uso final Motores, lámparas, etc.

Elementos activos asociados Bombas, ventiladores, balastos para lámparas fluorescentes, etc.

Elementos pasivos asociados

Cañerías, conductos, válvulas, acoplamientos, pinturas claras, aislación de heladeras, etc.

Sistemas de control Iluminación, aire acondicionado de edificios, velocidad de motores, etc.

Medidas arquitectónicas Luz natural, aislación de edificios, calentamiento solar pasivo, películas aislantes en ventanas, etc.

Contribución de la energía solar a nivel de uso final

Colectores para calentamiento de agua, lámparas solares (con acumulación), vehículos solares, etc.

Recuperación de energía Frenado regenerativo en tracción eléctrica.

“Es la diferencia entre el consumo de energía —para un

año dado— sin la introducción de medidas de ahorro y el

caso en que todas las medidas del uso eficiente de la

energía y gestión de la demanda (UEGD) estén incluidas

en el patrón del consumo”

El escenario sin mejoras en la eficiencia se denomina el de “eficiencia congelada”, mientras que aquel donde se aplica todas las medidas de eficiencia se denomina el “futuro eficiente”. A continuación se observan los dos...

POTENCIAL DE AHORROPOTENCIAL DE AHORRO

Proyección del Consumo Energético según Proyección del Consumo Energético según distintos Escenariosdistintos Escenarios

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

1 5 10 15 20

Años

Co

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o e

ne

rgé

tic

oEficienc ia conge lada

BAU

Pro grama UEGD

Futur o ef ici ente

Po tencial de ah orro 15 añ os

Potencial de aho rro 20 años

Supuestos para la estimación del

Potencial de Ahorro

Supuestos para la estimación del

Potencial de Ahorro

• Mantenimiento o mejora del servicio energético

• Utilización de tecnologías existentes

• Rentabilidad económica del cambio

Implicancias del potencial del ahorroImplicancias del potencial del ahorro

• Reducción del consumo energético

• Disminución de los costos de provisión de los servicios energéticos

• Reducción de las emisiones de CO2, y del resto de los impactos ambientales

• Reducción en la demanda de potencia

Magnitud de los usos finales

En las siguientes láminas se ven la distribución del consumo de energía eléctrica por usos finales, para los tres sectores más importantes del consumo: el industrial, el residencial y el comercial y público

Distribución del consumo eléctrico

por Usos Finales y por sector (1995)

Distribución del consumo eléctrico

por Usos Finales y por sector (1995)

INDUSTRIAL 30,7 TWh

Otros6%

Ilum.7%

Motores elécricos

75%

Electroquímica12%

RESIDENCIAL 18,9 TWh

Ilum. 35%

Cons. alimentos

30%

TVs y asoc.14%

Otros21%

Distribución del consumo eléctrico

por Usos Finales por sector (1995)

Distribución del consumo eléctrico

por Usos Finales por sector (1995)

COM. Y PUBLICO 14,1 TWh

Otros25%

Ilumin.53%

Motores elécricos

10%

Refrig.12%

TOTAL 64,7 TWh

Ilumin.25%

Cons. alimentos

9%

Motores eléctricos

37%

Otros29%

• Los motores eléctricos industriales representan el uso final de mayor consumo en el país, con un 37% del total.

• En segundo lugar, con el 25% del total, está la iluminación cuyo consumo energético está dividido entre los tres sectores.

• Las heladeras residenciales comprenden el tercer uso final de energía en Argentina.

Estos tres usos finales también tienen amplio potencial de ahorro energético.

La lámina siguiente compara dichos potenciales de ahorro con la generación de algunas centrales de electricidad.

Potencial de Ahorro en Iluminación en Potencial de Ahorro en Iluminación en Capital y Gran Buenos Aires (residencial)Capital y Gran Buenos Aires (residencial)

Potencial de Ahorro en Iluminación en Potencial de Ahorro en Iluminación en Capital y Gran Buenos Aires (residencial)Capital y Gran Buenos Aires (residencial)

• Evolución del consumo de energía eléctrica para iluminación según los escenarios de eficiencia congelada (EC), futuro eficiente con reemplazo de todas las lámparas (FE), y futuro eficiente con reemplazo en sólo 2 puntos (FE 2 puntos), en el período 1996-2010.

0

1

2

3

4

5

6

7

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Co

nsu

mo

en

TW

h

EC FE FE 2 puntos

Potencial de ahorro de Energía2,5 TWh/año

Potencial de ahorro de Demanda de Potencia:

211 MW

0

40

80

120

160

200

1995 2000 2005 2010 2015 2020

Año

Co

nsu

mo

, [T

Wh

]

TWh Eficiencia Congelada TWh Futuro Eficiente Medio

Proyección de la Evolución del Consumo de Energía Eléctrica - Argentina (1996-2020)

Proyección de la Evolución del Consumo de Energía Eléctrica - Argentina (1996-2020)

Ventajas del Potencial de AhorroVentajas del Potencial de Ahorro

en Iluminación en Iluminación

Ventajas del Potencial de AhorroVentajas del Potencial de Ahorro

en Iluminación en Iluminación

• El potencial de ahorro demuestra ser muy elevado ...

8,8 TWh para todo el país8,8 TWh para todo el país

13% consumo año 200013% consumo año 2000

• En el sector residencial, pocos puntos luminosos concentran la mayor parte del consumo ...

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1 2 3 4 5 6 7

Cantidad de lámparas reemplazadas

Pot

enci

al d

e ah

orro

res

pect

o de

l m

áxim

o po

sibl

e1 punto;

2,2 lámparas

2 puntos; 4,1 lámparas

• Debido a la corta vida útil de las lámparas a reemplazar, el ahorro podrá obtenerse en plazos relativamente breves ...

0

1

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3

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6

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1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Co

nsu

mo

en

TW

h

EC FE FE 2 puntos

• El uso eficiente de la energía eléctrica en la iluminación es una medida altamente rentable ...

1 TWh es mil millones de kilowatt hora (kWh) y tendría un costo de 100 millones de pesos al precio de electricidad de $0,10 por kWh.

Así el potencial de ahorro en la iluminación eficiente está entre 500 a 1000 millones de pesos al año.

• Debido a su alta coincidencia con la demanda pico vespertina de electricidad, una reducción en el consumo energético se reflejaría también en una disminución de la demanda de punta ...

Puede estimarse en elPuede estimarse en el

orden de 500 MWorden de 500 MW

0 5 10 15 20 25

Motores eléctricosindustriales

Yacyretá (concluída)

Iluminación

Piedra del Aguila +Chocón

Heladeras domésticas

Central Embalse Rio III

TWh

4,2

3,4 1,9

9

5 5,1

18

13,5 7,5

0 5 10 15 20 25

Motores eléctricosindustriales

Yacyretá (concluída)

Iluminación

Piedra del Aguila +Chocón

Heladeras domésticas

Central Embalse Rio III

TWh

4,2

3,4 1,9

9

5 5,1

18

13,5 7,5

Potencial de ahorro de energía eléctrica para la Argentina (2010)

Potencial de ahorro de energía eléctrica para la Argentina (2010)

Evolución del PBI y del Consumo de Final de Evolución del PBI y del Consumo de Final de Energía en los países de la OECD (1967-1993)Energía en los países de la OECD (1967-1993) Evolución del PBI y del Consumo de Final de Evolución del PBI y del Consumo de Final de

Energía en los países de la OECD (1967-1993)Energía en los países de la OECD (1967-1993)