Optimización de Centrales Térmicas en Edificios bajo el ...

ENERGY TRACKINGSOLUCIONES EN EFICIENCIA ENERGETICA

Optimización de Centrales Térmicas en Edificios bajo el modelo Esco

Seminario Metrogas Mayo 2011

Modelo ESCO

• El modelo ESCO (Energy Service Company), opera bajo el supuesto que el que implementa una solución energética realiza la inversión y se paga de los ahorros en el largo plazo.

• La relación contractual se realiza bajo un contrato de desempeño (EPC), en donde se definen las responsabilidades de cada parte, los ahorros comprometidos, las soluciones a implementar, las líneas bases y su metodología de calculo, y además, se indican las penas, multas o compensaciones en caso de algún incumplimiento de ambas partes.

Modelo ESCO• Ventajas del contrato por desempeño, para el cliente:

• El cliente no corre o minimiza el riesgo financiero

• El cliente no se preocupa de los resultados de la solución

• El cliente tiene opciones de salirse en caso de que los resultados no sean satisfactorios

• Ventajas del contrato por desempeño, para la empresa ESCO:• La empresa ESCO asegura el retorno de la inversión al controlar la

solución

• La empresa ESCO genera lazos de largo plazo con el cliente

• La empresa ESCO rentabiliza al máximo, en el largo plazo su inversión

Modelo ESCO

• Tipos de contrato de desempeño:

• Desempeño sin inversión del cliente, a largo plazo

• Desempeño con inversión del cliente, a mediano plazo

• Desempeño con/sin inversión con FAST-OUT, corto plazo

• Los pagos por los ahorros se realizan contra una línea base y se cancela a la empresa con un porcentaje de los ahorros demostrados. Si no hay ahorros demostrados, no hay pago ni compensaciones.

Modelo ESCO

• Bajo este modelo de negocio, se pueden implementar proyectos de eficiencia energética de cualquier tipo, e incluso proyectos de ERNC, o proyectos energéticos en general, como centrales eléctricas o térmicas.

• El modelo ESCO, facilita la implementación de proyectos tecnológicos, con garantías sobre los resultados, y derriba las barreras de las desconfianzas.

• El modelo ESCO es usado hace mas de 30 años en el mundo, para proyectos de energía y eficiencia energética, en Chile, aun es algo nuevo y desconocido para muchos actores del mercado.

Modelo ESCO en edificios residenciales

• En el caso de los edificios residenciales, el modelo ESCO es aplicable en todas las aéreas energéticas del mismo, tales como:

• Iluminación

• Centrales térmicas

• Agua

• Equipos eléctricos en general

• Se pueden hacer proyectos individuales o agrupados

Situación Inicial ¿Cuánto gasto en mantención?

¿Cuánto gasto en Administración?

Situación Inicial Edificio Tipo con ACS y Calefacción Losa Radiante

19%

11%

2%

0%

40%

24%

4%

Gastos Edificio

Reparaciones

Mantenciones

Adquisiciones

Servicios

Energía

Administracion

Otros

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Concepto

Count

23.7 18.8 10.9 4.0 2.8

Cum % 39.8 63.5 82.3 93.2

34229683

97.2 100.0

2036570116189086934832834569082416777

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100

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Pareto Chart of Concepto


84%

16%

Energía

Gas

Electricidad


38,1%

4,5%

0,6%0,1%

56,7%

Factura Eléctrica

Demanda HP

Factor Potencia

Cargo Fijo

Otros

Energía

12%

5%

10%

38%

12%

15%

3% 5%

Consumos Eléctricos

Iluminación

Otros

Bombas Agua Fría

Calderas

Ascensores

Extractores

Lavadoras

Piscina


51%49%

GAS Caldera

ACS

ACC


Estimación consumo anual gas según servicio (m3 Eq.)

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

Ene

Feb

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Abr

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Nov

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Gas ACS Gas CAL


Evolución Tarifa de Gas

$ 0

$ 100

$ 200

$ 300

$ 400

$ 500

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5

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• Oportunidades en la central térmica:

• En ACS cualquier ahorro afecta en un 51% del 84% del 40% del gasto total

• En ACC cualquier ahorro afecta en un 49% del 84% del 40% del gasto total

• Ejemplo:

• Un ahorro del 10% en ACS implica: 0,1*0,51*0,84*0,40= 1,7% en el gasto total

0,1*0,51*0,84= 4,3% en el gasto de energía

0,1*0,51= 5,1% en el gasto de gas


Técnicas de Optimización de Centrales Térmicas

• En el mercado existen varias técnicas, que podemos agrupar en dos familias:

» Las que mejoran la eficiencia

» Las que ahorran o reemplazan el combustible


• Dentro de las que mejoran la eficiencia de la central tenemos:

– Sistemas de automatización de calderas

– Regulación combustión quemador

– Válvulas mezcladoras motorizadas para calefacción

– Variadores de frecuencia en ACC

– Variadores de frecuencia en ACS


• En el caso de las que ahorran o reemplazan el tipo de combustible , encontramos:

– Uso de restrictores de demanda

– Paneles solares

– Bombas de calor

– Calderas de biomasa


• Cada tecnología tiene sus costos y beneficios, ninguna es mucho mejor que otra, todas aportan y pueden combinarse para dar una solución mucho mas completa y eficiente.

• Esto es lo que hace una empresa ESCO, analizar las mejores soluciones según el proceso a optimizar y en función de eso desarrolla un proyecto, aconsejando al cliente en que debe invertir.

• Analizaremos estos casos y veremos su impacto en los costos de la comunidad.


• Caso de automatización de centrales térmicas– En este caso, un sistema de automatización puede generar ahorros del

orden del 15% al 30% en ACS y del 20% al 40% en ACC

– Esto nos daría ahorros globales de:» 7,6% a 15,3% en gas asociado a ACS y entre 2,5% y 5,1% en el gasto total

» 9,8% a 19,6 en gas asociado a ACC y entre 3,3% y 6,6% en el gasto total


• Caso regulación combustión quemador– Si bien, existe una normativa legal que exige una emisión inferior a 100

ppm de CO, los quemadores que cumplen con esta normativa no necesariamente son eficientes. La máxima eficiencia se logra con gases de escape que estén con valores cercanos al 0% de O2, o cercanos al 0% de CO. El rendimiento del quemador afecta directamente la eficiencia de la caldera. Cada 1% de mejora en la eficiencia del quemador genera casi un 1% de menor consumo de combustible. Las mejoras están entre un 2% y un 15%

– Esto nos daría ahorros globales de:» 1,7% a 12,6% en gas asociado a ACS y ACC y entre 0,7% y 5% en el gasto

total

Técnicas de Optimización de Centrales Térmicas• Caso válvula mezcladora de calefacción

– En este caso se instala una válvula mezcladora de calefacción, para el uso de calefacción con losa radiante, en caso que no exista, de tipo motorizada. Con esta técnica se pueden lograr ahorros adicionales en calefacción del orden del 10% al 20%

– Esto nos daría ahorros globales de:» 5% a 9,8% en gas asociado a ACC y entre 1,7% y 3,3% en el gasto total

Técnicas de Optimización de Centrales Térmicas• Caso variador de frecuencia en calefacción

– En este caso se instala un variador de frecuencia en la bomba de calefacción, esto permite regular el flujo en función de la carga térmica. Debe ir acompañado de un sistema de control que pueda determinar esta situación. Con esta técnica se pueden lograr ahorros adicionales en calefacción del orden del 7% al 15%, ya sea con losa radiante o radiadores.

– Esto nos daría ahorros globales de:» 3,4% a 7,4% en gas asociado a ACC y entre 1,1% y 2,5% en el gasto total


• Caso restrictores de demanda– En este caso se instalan restrictores en llaves y duchas en los deptos.

Esta técnica permite ahorros del 8% al 15% en el consumo de agua general, pero además, entre un 3% y un 5% en el consumo de gas asociado al ACS.



• Caso Paneles Solares térmicos– Los paneles solares térmicos son ampliamente usados en la actualidad,

sin embargo su aporte varia de un mes a otro enormemente. Esto significa, que debe considerarse como un apoyo a la caldera y no su reemplazo. Su ventaja es que reemplaza el combustible por una fuente de energía “gratuita” por lo que reduce gasto, pero no significa sea eficiente. Los ahorros que se pueden lograr con esta tecnología van desde el 20% al 60%, en ACS.



• Caso Bombas de calor– Si bien estos equipos no son ampliamente usados en centrales térmicas,

también pueden ser una alternativa a los paneles solares. Su costo inicial y las potencias que se manejan lo hacen menos viable para edificios de gran consumo. Sus ahorros dependen del tipo de bomba de calor, de las condiciones ambientales, y de la implementación. No hay casos conocidos en edificios para ACS y/o calefacción. Su mayor uso es en piscinas temperadas y en sistemas de clima de baja temperatura (Fancoils y UMAS)


• Caso Calderas de biomasa– Si bien estos equipos aun no son comunes en Chile, en otras partes del

mundo son muy usados. La ventaja de ellos esta en el tipo de combustible mucho mas barato que los fósiles y la electricidad, pero hay temas ambientales, de logística y mantenimiento que impiden su proliferación.


• Resumiendo lo explicado hasta ahora, existen varias técnicas, todas beneficiosas, pero diferentes entre si, y como se dijo en un principio, se pueden aplicar todas o casi todas simultáneamente, para lograr mejores resultados.

• Veremos casos de aplicaciones de varias técnicas en conjunto, para ver sus efectos.

Técnicas de Optimización de Centrales Térmicas• Utilizar un sistema de automatización de calderas, con válvula

mezcladora motorizada, con variador en calefacción:» Automatización: 7,6% a 15,3% en ACS y 9,8% a 19,6% en ACC

» Válvula Mezcladora: 5% a 9,8% en ACC

» Variador calefacción: 3,4% a 7,4% en ACC

» Total en el gas asociado: 25,8% a 52,1%

0,0

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2Consumo de Gas Edificio Manquehue Linea Base

Periodo Linea Base Lectura

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Fecha

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Anterior

Fecha

Lectura

Anterior

Consumo

LeídoF. P y T F. P Cal

Consumo

BEP m3

Eq.

Ahorro %

mar-11 2632,0 655530 23-03-2011 654650 22-02-2011 880 2,092722 1,013810 1867,03 29,1%

abr-11 2979,0 656567 21-04-2011 655530 23-03-2011 1037 2,113061 1,020370 2235,88 24,9%


• Utilizar un sistema de automatización de calderas, con válvula mezcladora motorizada, con variador en calefacción, mas restrictores de agua en dptos, mas paneles solares.

» Automatización: 7,6% a 15,3% en ACS y 9,8% a 19,6% en ACC

» Válvula Mezcladora: 5% a 9,8% en ACC

» Variador calefacción: 3,4% a 7,4% en ACC

» Restrictores: 1,5% a 2,6% en ACS

» Paneles solares: 10% a 30,6% en ACS

» Total en el gas asociado: 37% a 85,3%

Otras mejoras bajo modelo ESCO

• Otras mejoras que se pueden desarrollar en los edificios, bajo modelo ESCO, son:

• Iluminación eficiente (ejemplo 12%)

• Variadores en Bombeo de agua (ejemplo 10%)

• Variadores en bombas ACS y/o calefacción (ejemplo 38%)

PROYECTO: “EDIFICIO RICARDO MORALES (San Miguel)”

IMPLEMENTACIÓN:

- ILUMINACIÓN LED

- TUBOS T5 EN T8

FECHA INSTALACIÓN: JUNIO Y

SEPTIEMBRE 2009

AHORROS ANUALES:

PORCENTAJE KWH: 27%

PORCENTAJE KW: 36%

ANUAL: $2.170.000

Conclusiones• Las mejoras de las centrales en cuanto a optimización son

variadas y los resultados dependen de la situación original de la central y las soluciones implementadas.

• No hay una receta única con resultados asegurados

• Hay que evaluar los costos versus los beneficios de las soluciones a implementar

• La situación económica de la comunidad y las expectativas de ahorros deben ser consideradas dentro de las evaluaciones

• El modelo ESCO facilita la inversión pero debe ser justo para ambas partes, buscando siempre el Win-Win

ENERGY TRACKING

• Energy Tracking es una ESCO (Energy Service Company) que impulsa el uso eficiente de la energía en pequeñas y medianas organizaciones. Somos una firma altamente especializada en apoyar la gestión energética de las organizaciones, conformada por ejecutivos senior de gran experiencia.

Nuestros Servicios

• Energy Tracking se orienta a proporcionar una solución energética completa a nuestros clientes a través de auditorías energéticas, planes de implementación y proyectos de inversión, dando especial importancia a la permanente investigación y benchmarking.

• Áreas de Negocio:

– BEP (Programa para Edificios y Hoteles)

– Auditorias Energéticas (Industrias, Hoteles, Comercio)

– Asesorías Energéticas (Industrias, Hoteles, Comercio)

ENERGY TRACKING• Pertenece al registro de consultores en Eficiencia Energética de la ACHEE

(Agencia Chilena de Eficiencia Energética)

• Pertenece al programa de desarrollo de empresas ESCO de Fundación Chile y el BID-FOMIN, seleccionado como caso exitoso, por su programa BEP, el que fue publicado a nivel nacional e internacional

• Patrocinado por IncubaUC en la obtención de líneas de CORFO capital semilla 1( año 2009) y semilla 2 (año 2010)

• Recibió el segundo lugar en categoría Emprendedor del concurso Empresario destacado BCI 2010

• Empresa innovadora con patentamiento en curso, a través de un PCT, por tecnología Heat Guard a nivel internacional

• Participa en portafolio LEED a través del IDIEM

• Esta certificado en protocolo IPMVP de M&V internacionalmente

ENERGY TRACKING

• Publicaciones:

• La Segunda

• Diario Financiero

• El Mercurio, Propiedades

• Caso exitoso empresa ESCO Fundación Chile – BID-FOMIN

• Seminarios y Exposiciones:

• Metrogas, Seminario para Administradores 2009

• Encuentro Empresarial BCI 2010 (Espacio Riesco)

• Expo Eficiencia Energética 2010 (Estación Mapocho)

ENERGY TRACKING

• 6 alianzas comerciales

• Partner de Schneider Electric

• Negociaciones en España

• Negociaciones en EEUU

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UNA EMPRESA ESCO (Energy Service Company), La Energía Inteligente

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