Programa de Incorporación de la EE en el diseño de proyectos y procesos

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1 Programa de Incorporación de la EE en el diseño de proyectos y procesos Metodología de incorporación de Eficiencia Energética para procesos y proyectos en fase de Diseño Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) 07 de Mayo de 2014 Versión 1

2 INDICE 1 INTRODUCCIÓN OBJETIVO, ALCANCE Y DEFINICIONES INTRODUCCIÓN A LA METODOLOGÍA OBJETIVOS DE LA METODOLOGÍA ALCANCE DE LA METODOLOGÍA TERMINOS Y DEFINICIONES METODOLOGÍA ROLES FASES Y ACTIVIDADES DEL PROYECTO DE INVERSIÓN INPUTS POR FASE ACTIVIDADES POR FASE ENTREGABLES POR FASE CONCLUSIONES DE LA METODOLOGÍA

3 1 INTRODUCCIÓN La Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) es una fundación de derecho privado, sin fines de lucro, que busca promover, fortalecer y consolidar el uso eficiente de la energía, articulando e implementando, tanto a nivel nacional como internacional, iniciativas público privadas en los distintos sectores de consumo energético, contribuyendo al desarrollo sustentable del país. El siguiente documento presenta una metodología de incorporación de Eficiencia Energética en el Diseño (), proporcionando herramientas que permitan incorporar este aspecto durante el desarrollo de un nuevo proyecto. La incorporación de busca optimizar el desempeño energético en la operación de proyectos y procesos, asegurando la incorporación y el uso de las mejores prácticas y tecnologías energéticamente eficientes. El siguiente gráfico, permite observar comparativamente el potencial de ahorro alcanzable mediante la optimización energética de una instalación, desde la fase de diseño hasta la fase de operación. Gráfico N 1: Potencial de ahorro e inversión en fase de diseño versus fase de operación del proyecto 1 A medida que el proyecto avanza en su ciclo de vida, desde el diseño hasta la operación del nuevo proceso o planta, se reduce notoriamente el potencial de ahorro obtenible. Se postula que el beneficio económico de realizar, puede ser hasta tres veces mayor comparativamente al obtenible mediante la implementación de medidas de Eficiencia Energética (EE) en la etapa de operación del proyecto, medidas que son identificadas a partir de Auditorías de 1 Metodología de diseño eficiente energéticamente SEAI (Autoridad de Irlanda) 3

4 Eficiencia Energética 2. Concretamente, mientras más temprano se incorpore eficiencia energética en un proyecto, mayores son los beneficios económicos a obtener durante toda su vida útil. El diseño energéticamente eficiente con, sigue una metodología similar a la utilizada en las auditorías energéticas de plantas y procesos existentes. La principal diferencia radica que, en la fase de diseño, se puede definir qué tipo de proceso utilizar y los parámetros básicos de diseño y operación, entre otros. Debido a lo anterior es factible: - Evaluar el diseño de la planta desde un punto de vista energético - Seleccionar las tecnologías de mejor desempeño energético - Desarrollar un proceso de dimensionamiento adecuado desde el punto de vista energético Finalmente, cabe destacar la relación existente entre con el sistema de gestión de la energía (SGE). Mientras que establece los usos y consumos significativos de energía proyectados, estableciendo como consecuencia indicadores y metas; el SGE gestiona y asegura el logro efectivo de dichos indicadores durante la fase de operación del proyecto. 2 BREF Documento de Referencia de las Mejores Técnicas Disponibles en Eficiencia Energética de la Comisión Europea 4

5 2 OBJETIVO, ALCANCE Y DEFINICIONES 2.1 INTRODUCCIÓN A LA METODOLOGÍA La metodología apoyará a los inversionistas y/o dueños del proyecto, a diseñar y operar proyectos optimizando, a través de un análisis claro y completo de los costos, su desempeño energético. Esta optimización no solo considera el monto de inversión (Capex) sino también el costo de operación (Opex). Por otro lado, permite un enlace temprano con el SGE, de forma de asegurar que el desempeño energético diseñado efectivamente se logre y mantenga durante la operación. 2.2 OBJETIVOS DE LA METODOLOGÍA La siguiente metodología tiene como objetivo entregar un marco que permita realizar, de manera ordenada, la optimización del desempeño energético de nuevos proyectos y procesos. Los siguientes son los objetivos específicos: Definir etapas, roles, entregables durante la ejecución del diseño del nuevo proceso y/o planta, de forma de asegurar la reducción del consumo de energía durante todo el ciclo de vida del proyecto de inversión. Incorporar desde la etapa de diseño, un sistema de gestión de la energía para el nuevo proceso y/o planta. Reducir los costos totales del proyecto, incluyendo tanto el de inversión como el de operación, mediante la adquisición de equipos que cumplan con los requerimientos óptimos y suficientes de energía demandados por el proceso y/o proyecto. Registrar los ahorros netos de energía producidos durante las distintas revisiones / iteraciones desarrolladas en la fase de diseño. 2.3 ALCANCE DE LA METODOLOGÍA El alcance de esta metodología aborda proyectos nuevos o modificaciones en procesos y plantas existentes. 5

6 Respecto del alcance en la gestión de proyectos, se abordan 3 fases: Fase Conceptual, Fase Básica y Fase de Detalles (incluyendo Adquisiciones). La fase inicial que corresponde al punto de partida de la metodología, y que no es desarrollada dentro del alcance de la metodología, es la fase denominada Perfil, correspondiente a la especificación del proyecto que no necesariamente incorpora eficiencia energética. 2.4 TERMINOS Y DEFINICIONES AE. Auditoría Energética Análisis sistemático del uso y consumo de la energía de los objetos auditados, con el objeto de identificar, cuantificar e informar las oportunidades para mejorar el desempeño energético. BAT. Mejor tecnología disponible (Best Available Technology) Término utilizado para la fase más eficaz y avanzada de desarrollo de actividades y tecnologías, que demuestran la capacidad práctica para constituirse como la meta de los valores de desempeño de tecnologías similares. CSE. Consumo Significativo de Energía Cantidad sustancial de energía aplicada que ofrece considerable potencial para mejorar el desempeño energético. Los criterios significativos son determinados por la organización. DE. Diagnóstico Energético Determinación del desempeño energético de la organización basado en datos y demás información conducente a la identificación de oportunidades de mejora. Desempeño Energético Resultados medibles relacionados a la eficiencia energética, uso de la energía y consumo de energía. EE. Eficiencia energética Razón u otra relación cuantitativa entre un resultado de desempeño, servicio, bienes o energía y una entrada de energía. Nota. Ambos, entrada y salida, necesitan ser claramente especificados en cantidad y calidad, y deben ser mensurables. 6

7 . Eficiencia energética en el diseño Es la incorporación sistemática de la eficiencia energética, definida anteriormente, en las etapas de diseño de nuevas plantas y procesos o de la modernización de las mismas. ERU. Especificación de los Requerimientos del Usuario (User Requirement Specification) Documento generado por el usuario que establece las responsabilidades del proveedor en relación a minimizar y gestionar el consumo de energía en el proceso o equipamiento dentro del alcance del suministro. RAE. Registro de Ahorros de Energía (Energy Savings Register) Listado de oportunidades o medidas de aumento del desempeño energético en las áreas de interés de consumos energéticos. Este registro es generado, valorizado y priorizado, a partir de herramientas de ingeniería y financieras para ser aprobado por el equipo en fase básica. Indicador de Desempeño Energético Valor o medida cuantitativa del desempeño energético así definido por la organización. Objetos Auditados Sujeto de la auditoría energética, como por ejemplo: sitios, edificios, equipamiento, sistemas, procesos, sistema de transporte o servicios. SGE. Sistema de Gestión de Energía Conjunto de elementos interrelacionados o que interactúan para establecer una política energética y objetivos energéticos, además de los procesos y procedimientos para alcanzar esos objetivos. Uso de la Energía Forma o tipo de aplicación de la energía. Por ejemplo: Ventilación, iluminación, calefacción, refrigeración, transporte, procesos, líneas de producción. 7

8 3 METODOLOGÍA La metodología considera los siguientes tres aspectos claves: 1. Organización y configuración del equipo de trabajo, a través de Roles. 2. Actividades específicas en las distintas Fases del proyecto. 3. Inputs y Entregables que deben generarse en cada fase del proyecto. A continuación, Inversionista cada uno de estos aspectos son desarrollados con mayor detalle. (Cliente) Contratista de Ingeniería 1. Roles y Configuración del Equipo de Trabajo Los roles son requeridos para asegurar que las actividades sean implementadas de forma completa y adecuada. Equipo de Proyecto 2. Fases Cliente En términos de organización, se recomiendan dos nuevos roles: Mandante y Experto, orientados a cumplir con la gestión del proyecto y los objetivos técnicos respectivamente. Equipo Diseño Contratista Ingeniería liente bricantes Las fases del ciclo de vida del proyecto Experto consideradas en esta metodología son tres: Conceptual, Básica, Detalles incluyendo Adquisiciones. El inicio está determinado por la fase Perfil correspondiente a la especificación del proyecto sin eficiencia energética y finaliza con las actividades de comisionamiento, puesta en marcha y operación del proyecto (no incluidas dentro del alcance de esta metodología). En cada fase, existe un proceso iterativo de revisión de las actividades contenidas, de manera de identificar las medidas energéticas más apropiadas. La incorporación del Sistema de Gestión de Energía se visualiza desde la fase Básica. 8

9 3. Inputs y Entregables La metodología sigue un enfoque de procesos, donde se requiere de información de entrada (o inputs) en cada una de las actividades, contenidas dentro de las fases, para obtener los entregables requeridos por fase. 3.1 ROLES Es esencial definir claramente roles y responsabilidades dentro de la organización del proyecto, así como las relaciones y comunicaciones entre las partes, para la efectividad del trabajo asociado al proyecto y con ello lograr el compromiso de los miembros en todos los niveles. Para que sea exitosa la introducción de la metodología en los proyectos, es recomendable que una persona de la empresa mandante, lidere su implementación. Se ha demostrado que si la empresa mandante no tiene un interés activo en la implementación de la metodología, difícilmente las empresas contratistas de ingeniería lo implementarán de manera unilateral. Por su parte, la empresa contratista de ingeniería, debe incluir un sistema de seguimiento que asegure el logro de los resultados especificados por la empresa mandante. En la Figura N 01 se presenta la distribución de los roles típicos que se encuentran en el proceso de gestión de un proyecto de inversión que incorpora, donde se incluyen dos nuevos roles. 9

10 Figura N 01: Distribución de roles en un proyecto La línea segmentada del diagrama representa dos dominios de interés: la empresa mandante, y el contratista de ingeniería. Una breve descripción se ofrece a continuación siguiendo igual numeración a la del esquema. a) Equipo directivo empresa mandante: Compuesto por el dueño del proyecto, gerentes de otros proyectos de la organización, dueños de los recursos, usuario final del nuevo proceso o planta, entre otros. Su responsabilidad principal es apoyar en la toma de decisiones ejecutivas que requiere el gerente de proyecto (líder del equipo de proyecto mandante) para ejecutar el proyecto. Entre sus tareas se encuentran, por ejemplo, aprobar los objetivos del proyecto y proporcionar los recursos requeridos para su ejecución. b) Equipo de proyecto mandante: compuesto por el gerente de proyecto, grupos de especialidades de procesos, civiles, mecánicos, de electro-control, entre otros. c) Equipo de diseño contratista ingeniería: está dirigido por el gerente de proyecto interno, y grupos de especialidades como ingenieros de procesos, mecánicos, eléctricos, estructurales, de costos, etc. 10

11 Hasta este punto, se han definido roles típicos para el desarrollo de un proyecto de ingeniería. El equipo de proyecto que incluye EDD incorpora los siguientes cargos (destacados en azul en Figura Nº01): d) Mandante: miembro de la organización mandante (o contratado para éste), que es responsable frente al equipo Directivo mandante, de la implementación de la metodología en el proyecto, además de ser el responsable del desarrollo de las actividades y entrega de información al experto. Competencias y Habilidades recomendadas: Conocimiento acabado del desarrollo de la metodología, especialmente en lo que se refiere a las actividades de gestión. En términos generales, en este rol se priorizan las habilidades de gestión por sobre los conocimientos técnicos. Tener conocimiento de los sistemas de gestión de la energía y de la metodología para el desarrollo de auditorías energéticas. Familiarización con las regulaciones de interés del proyecto. Liderazgo y habilidades comunicacionales para promover los beneficios de la metodología en la organización. e) Experto : encargado del desarrollo y de la implementación de las actividades, en todo el ciclo de vida del proyecto. Puede ser contratado por la empresa mandante o la empresa contratista, y debe permanecer independiente del equipo implementador del proyecto. Se recomienda que el reporte de sus actividades, sea directamente con el equipo del proyecto mandante y no al equipo de diseño del contratista de ingeniería. Competencias y Habilidades recomendadas: Deseable poseer certificaciones a nivel nacional o internacional en Eficiencia Energética y/o en un sistema de gestión de energía. Poseer un acabado conocimiento del proceso en cuestión y de sus demandas energéticas más importantes. Tener experiencia en el diseño de nuevas plantas y procesos, con participación en equipos multidisciplinarios. Conocimiento acabado del desarrollo de la metodología, especialmente en lo que se refiere a las actividades de ejecución del proyecto. Tener conocimiento de los sistemas de gestión de la energía y de la metodología para el desarrollo de auditorías energéticas. Habilidades comunicacionales para hacer comprender y asegurar la ejecución por parte del equipo implementador del proyecto sobre las actividades técnicas y de gestión. 11

12 f) Fabricantes /Proveedores de equipos: Dada la experiencia que los fabricantes poseen sobre la tecnología de sus equipos, éstos se incluyen dentro de los roles del. En algunos casos el mismo proveedor de los equipos, proporciona el servicio de ingeniería del proyecto asociado. En dicho caso, se debe velar que las soluciones de ingeniería proporcionadas correspondan a la mejor alternativa existente en el mercado. 3.2 FASES Y ACTIVIDADES DEL PROYECTO DE INVERSIÓN Se consideran las siguientes fases de proceso: a) Fase Perfil : Proyecto de ingeniería en fase conceptual que no incluye consideraciones de eficiencia energética. b) Fase Conceptual: Se evalúa la factibilidad técnica y/o comercial y se plantean las posibles alternativas o áreas de interés de EE del proyecto. Esta fase termina con alternativas recomendadas para el proyecto. c) Fase Básica: Se establecen en las bases del proyecto en preparación para una ejecución del proyecto exitosa. Se realizan análisis más exactos de los costos del proyecto y rentabilidad y se planifica el trabajo a ser realizado en la fase de detalles y ejecución del proyecto. d) Fase de Detalle y Adquisiciones: Se realizan diseños, documentos y planos de ingeniería que define el proyecto en profundidad, que son necesarios para su ejecución, se realiza la compra de los equipos y materiales y se ejecuta el proyecto en sí. e) Fase de Operación: Proyecto en funcionamiento posterior al comisionamiento. Esta fase se encuentra fuera de los alcances de la presente metodología, pero es incluída para indicaciones de continuidad. Respecto de las actividades, éstas corresponden al desarrollo de los procesos, tanto de gestión como de ejecución del proyecto, necesarias para el cumplimiento de los objetivos del. 12

13 Las actividades incorporadas sobre el bloque celeste corresponden a actividades de gestión del proyecto, mientras que las actividades sobre el bloque verde corresponden a actividades de ejecución del proyecto. Ambas actividades aseguran que el proceso incorpore el modelo de mejora continua (PDCA), mostrado a continuación, durante todas las fases del proyecto. Para cada una de las 3 fases de proyecto (Conceptual, Básica y Detalles), se considera el enfoque de proceso: Input Actividad Entregable que se muestra a continuación: 13

14 Los inputs o entradas para cada actividad son especificaciones, diseños y herramientas de ingeniería, entregables de etapas anteriores, herramientas económicas, formatos y diagramas, necesarios para el desarrollo de la actividad específica. Los entregables corresponden a informes, tablas, registros y diagramas, de modo de generar una documentación consistente y auditable, para próximas etapas del mismo, o bien para la etapa de operación y el desarrollo del sistema de gestión de la energía. 14

15 FASE CONCEPTUAL FASE BÁSICA FASE DETALLES Y ADQUISICIONES C.E.3. Balance de Energía C.I.1. Requisitos Proyecto INPUT C.I.2. Diseño Conceptual TOMA DE DECISIÓN C.E.7. Listado áreas de interés acordadas B.I.1. Diseño Actualizado B.I.2. Diseño de Fabricantes B.I.3. Directrices ingeniería mandante B.I.4. Matriz de priorización B.I.5. Herramientas Ingeniería (simulación, integración) B.I.6. Herramientas Evaluación de Proyectos B.E.5. Listado RAE Aprobado C.I.1. Diseño ingeniería de detalles C.I.2. Solicitud de cotización (Bases licitación) C.G.1. Configurar Equipo C.G.2. Reunión Inicio C.G.3. Planificar Acts. Aprobación Listado iniciativas B.G.1. Configurar Equipo B.G.2. Reunión Inicio B.G.3. Planificar Actividade s Aprobación RAE Fase Basica D.G.1. Configurar Equipo D.G.2. Reunión Inicio D.G.3. Planificar Actividades Aprobación Informe C.P.1. Recolectar Datos C.P.2. Desarrollar Balance Energía C.P.3. Identificar oportunidades de alto nivel Informe Fase Conceptual B.P.1. Taller Lluvia de Ideas B.P.2. B.P.3. Priorizar listado de ideas Análisis de ideas en RAE Informe RAE Fase Básica D.P.1. Implementar RAE en diseño D.P.2. Adquisición de equipos D.P.3. Verificación propuestas fabricantes Informe ACTIVIDADES C.E.1. Plan implementación C.E.2. Proyecciones de datos de operación Precios unitarios energía ENTREGABLES C.E.3. Balance de Energía C.E.4. Consumo significativo de energía C.E.5. TCO Base C.E.6. Listado oportunidades alto nivel C.E.7. Listado áreas de interés acordadas HITO FASE B.E.1. Registro de ahorro de energía (RAE) B.E.2. RAE priorizado B.E.3. RAE Valorizado B.E.4. TCO Revisado B.E.5. Listado RAE Aprobado D.E.1. Diseño ingeniería con RAE incorporado D.E.2. Propuestas Fabricantes Inicio Sistema de Gestión de la Energía D.E.3. Diseño de ingeniería con diseño fabricantes D.E.4. Informe apa de Ruta Figura Nº02. Mapa de Ruta Metodología 15

16 3.3 INPUTS POR FASE CONCEPTUAL BÁSICA Requisitos de especificaciones de eficiencia energética para el proyecto () Diseño conceptual del proyecto (Informe proveniente de la fase Perfil ) Listado de acuerdos para áreas de interés en acordadas en Fase Conceptual Balance de energía de la instalación Diseño de ingeniería básica del proyecto Diseño proporcionado de los fabricantes de los equipos Directrices de ingeniería de la empresa mandante Matriz de priorización para la selección de las ideas de ahorro de energía en el registro de ahorro de energía (RAE) Herramientas de ingeniería como simulación e integración para la evaluación de las ideas de ahorro de energía Herramientas de evaluación de proyectos para identificar el potencial económico del proyecto DETALLES Y ADQUISICIONES Listado RAE aprobado para implementación en Fase de Detalles y Adquisiciones Diseño de ingeniería de detalles del proyecto Bases de licitación (términos de referencia) para la adquisición de equipos 16

17 3.4 ACTIVIDADES POR FASE CONCEPTUAL BÁSICA Configuración del equipo de proyecto con roles específicos de eficiencia energética en el diseño durante la fase conceptual () Reunión de inicio del proyecto con objetivo de inclusión en la fase conceptual Planificación de las actividades en fase conceptual relacionadas a Recopilación de la información relevante de operación y de costos unitarios de energía Desarrollo del balance de energía del proyecto en base conceptual Identificación de oportunidades de alto nivel en eficiencia energética Desarrollo del informe de fase conceptual que incluye el listado de iniciativas para aprobación Aprobación de las iniciativas que deben ser consideradas en la fase básica Configuración del equipo de proyecto con roles específicos de eficiencia energética en el diseño durante la fase básica () Reunión de inicio del proyecto con objetivo de inclusión en la fase básica Planificación de las actividades en fase básica relacionadas a Desarrollo del taller de lluvia de ideas para el desarrollo del registro de ahorro de energía (RAE) Priorización del listado de ideas de ahorro de energía Análisis y valorización de las ideas de ahorro de energía priorizadas Desarrollo del informe de fase básica que incluye el registro de ahorro de energía RAE priorizado y valorizado para aprobación Aprobación del registro de ahorro de energía RAE de la fase básica DETALLES Y ADQUISICIONES Configuración del equipo de proyecto con roles específicos de eficiencia energética en el diseño durante la fase de detalles y adquisiciones () Reunión de inicio del proyecto con objetivo de inclusión en la fase de detalles y adquisiciones Planificación de las actividades en fase detalles y adquisiciones relacionadas a Implementación de las ideas contenidas en RAE en la fase de detalles Adquisición del equipamiento contemplando las consideraciones de eficiencia energética establecidas en las bases de licitación Verificación y evaluación de las propuestas de los fabricantes Desarrollo del informe de fase de detalles y adquisiciones que constituye el informe final del proyecto para aprobación Aprobación del informe final del proyecto 17

18 3.5 ENTREGABLES POR FASE CONCEPTUAL BÁSICA Plan Implementación con Eficiencia Energética en el Diseño (). Proyecciones de datos de operación y precios unitarios de energía Balance de energía de la instalación. Consumos significativos de energía (áreas relevantes de consumo. Listado de oportunidades de alto nivel Listado de acuerdos para áreas de interés en en Fase 2 siguiente. Cálculos de los requerimientos reales y costos de energía para todo el ciclo de vida del proyecto. Recursos requeridos para desarrollar en la etapa en Fase Básica. Registro de ahorros de energía RAE, que contenga ideas de ahorro energético, en relación a áreas de interés en definidas en fase 1. Priorización de listado de ideas según RAE, generando un documento refinado del RAE. Valorizacion de ahorros de energía (ESV), a partir del registro RAE priorizado Informe RAE de fase básica, que contenga el diseño de la alternativa seleccionada, sus aportes a la evaluación técnico-económica y los valores de los indicadores de EE. Listado RAE aprobado para implementación en Fase 3 siguiente. DETALLES Y ADQUISICIONES Documento de definición de responsabilidad de los fabricantes, en relación al consumo energético de los equipos suministrados. Consultar a oferentes y fabricantes por soluciones de eficiencia energética. Introducción de BAT. Preparar y generar la información necesaria para poder presentar el proyecto como MDL. Recursos requeridos para desarrollar en la etapa en Fase Básica. Diseño de ingeniería completo con las ideas de ahorro de energía RAE incorporadas. Propuestas de fabricantes con diseños eficientes. Diseño de ingeniería con incorporación de propuestas fabricantes. Reporte completo de las 3 fases de. Informe consolidado de los resultados esperados, de los procesos de pruebas de equipos y sistemas, respecto al rendimiento y desempeño energético Cálculos para necesidades de control e instrumentación. Integración de procesos/sistemas de recuperación de energía. Selección de motores, control, bombas eficientes, etc. Control de calidad de diseño de plantas y especificaciones de oferentes. 18

19 4 CONCLUSIONES DE LA METODOLOGÍA Mediante el desarrollo de la presente metodología, se ha establecido el mapa de ruta que se recomienda seguir para la incorporación de la eficiencia energética en el diseño de nuevos procesos y proyectos. Los siguientes aspectos son los principales considerados en esta metodología: Presentación de un esquema de apoyo a quienes decidan incorporar en sus proyectos, que considera fases, roles, entradas y entregables. La unión de estos aspectos se logra a partir del mapa de ruta generado para cada una de las 3 fases principales del desarrollo del proyecto. Incorporación de directrices desde para un sistema de gestión de la energía, considerando la totalidad del ciclo de vida de un proyecto. Orientación para el seguimiento de un proceso estructurado y sistemático que permite demostrar beneficios tales como ahorros de energía, ahorros en costo, mejor desempeño ambiental, entre otros a la empresa mandante y el cliente final. El detalle de cada input, actividad y entregable está disponible en 3 guías prácticas de implementación que han sido desarrolladas específicamente para los rubros: Maderas Papel Celulosa, Alimentos Pesqueras e Ingeniería. No obstante lo anterior, las guías pueden ser de gran utilidad para otros rubros no incluidos en los ya mencionados, pudiéndose obtener beneficios similares, mediante la incorporación de las recomendaciones en proyectos y nuevos procesos. 19

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