Taller de Sistemas Híbridos Solar-Gas para Cogeneración. Estimación del Potencial de Cogeneración con Sistemas Híbridos en México

Transcripción

1 Taller de Sistemas Híbridos Solar-Gas para Cogeneración Estimación del Potencial de Cogeneración con Sistemas Híbridos en México Carlos Ramos Berumen Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas México, D.F. Julio, 21

2 Estimación del Potencial de Cogeneración con Sistemas Híbridos en México Objetivo: Identificar nichos de mercado apropiados para la comercialización de la primera unidad de cogeneración híbrida solar-gas. Identificar el mercado potencial para plantas de cogeneración híbridas (>2 MWe). Difusión de la tecnología SOLHYCO.

3 Principales actividades: Evaluación del mercado potencial de la tecnología especialmente en zonas con buen recurso solar Identificación de nichos de mercado iniciales y futuros Identificación del mercado para plantas relativamente grandes (> 2MWe) Diseminación.

4 Entregables: Sitio Web del proyecto actualizado; Informe Final Publicaciones

5 Geography Pacific Ocean United States of America Total land area: 1,964,375 Km 2 Population: 13 Million (25) Arid Land: About 65% US-Mexico Border 3,152 Km Central-american Border: 1,149 Km Coast Line:11,122 Km Gulf of Mexico Central America

6 Sistema Eléctrico Nacional (SEN) Público (39,594 MW), Privado (19,414 MW) Total CFE LFC IPP Export Cogeneration Self consump Own consump % MW 59,8 38,414 1,18 11,448 1,357 2,655 3,

7 Cogeneración en México Permisos al 27 Permisos en operación PEMEX Privados Construcción Inactivos

8 Potencial de la Cogeneración Convencional (Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía) Gran Industria Teórico > 1 kw Técnico Factible >1 kw + eff >65% Económico Factible >1 kw + eff >65% + beneficio costo >1.2 Máximo Factible, Máxima energía térmcia + excedentes a la red Sector Theoretical Without Surpluses (MW) Technical Feasible Economical Feasible With Surpluses (MW) Maximum Feasible Industrial 2,63 2,286 1,989 6,85 Sugar PEMEX 3,1 3,1 3,1 3,1 Total 6,79 6,365 6,68 1,164

9 Potencial de Cogeneración No-Convencional Metodología (1a alternativa): Determinación del consumo de combustibles para diferentes unidades económicas (Industrial, comercial, servicios, etc.), obtenido directamente de las unidades involucradas a) Consumo y tipo de combustible (excluyendo electricidad de CFE) b) Identificar necesidades de energía térmica y eléctrica. c) Determinar mediante análisis y cálculos propios el potencial de cogeneración para diferentes sectores

10 1a alternativa: Potencial de Cogeneración No-Convencional Determinación del consumo de combustibles para diferentes unidades económicas (Industrial, comercial, servicios, etc.), obtenido directamente de las unidades involucradas Se contactaron 35 industrias (INEGI, SIEM), 28 (teléfono, e- mail) Las industrias contactadas, micro (E < 1), pequeña (11 < E < 5) y mediana (51 < E< 25) Las industrias correspondieron a 18 estados (principalmente del norte y estados del centro) Después de una ardua labor y muy paciente espera, solamente recibimos 6 respuestas!, y, ohhhh sorpresa de nuestro estado!

11 Potencial de Cogeneración No-Convencional Metodología (2a alternativa): Determinación del consumo de combustibles, fuentes institucionales (sector eléctrico excluido) a) Identificación de la cantidad de combustible requerido por la unidad económica que satisfaga sus necesidades de energía. b) Se identifican los consumos de los diferentes sectores (industrial, comercial, servicios, etc.) c) Se asume que el combustible consumido por cada sector se transforma en energía térmica y eléctrica y que éste es alimentado a un sistema de cogeneración d) Identificación del potencial de cogeneración, energía eléctrica + energía térmica

12 Potencial de Cogeneración No-Convencional Fuentes de información institucionales: Sector Energía: Secretaría de Energía Comisión Reguladora de Energía Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (CONUEE) Comisión Federal de Electricidad Petróleos Mexicanos Otras fuentes: Secretaría de Economía Cámaras industriales Instituto Nacional de Estadística ygeografía

13 Punto de Partida Producción de Energía Primaria (28) Total Coal Hydrocarbons Crude oil Condense Natural gas Primary Elect Nuclear Geoenergy Hydroenergy Wind energy Biomass Sugar cane trash Firewood (PetaJoules, PJ) Peta = 1 15 PetaJoule = 2.777x1 8 kwh 1, , , , Primary Energy Production (28) Coal Hydrocarbons Nuclear Hydro-Geo-Wind Sugar cane, firewood

14 Consumo Nacional de Energía (28) Consumo Final Total (PetaJoules) (PetaJoules) National Consumption 8,556.9 Total Final Consumption 5,11.2 Energy Sector Consumption 2,776.3 Non Energetic Consumption Transformation Consumption 1,766.3 PEMEX Petrochemical Self Consumption Other branches Distribution Losses Energetic Consumption 4,814.9 Recirculation 6.9 Residencial, Commercial and Public Serv. 9.8 Total Final Consumption 5,11.2 Transport 2,427.5 No Energetic Consumption Agricultural Energetic Consumption 4,814.9 Industrial 1,341.8

15 Consumo Final Total por Fuente y Sector (%) Liquefied Gas Gasoline Querosene Diesel Fuel oil Oil coke Firewo od Sugarca ne trash Coa l cok e Coal Dry gas Elect. Residencial, Comercial and Public Service (9.8 PJ, 18.7%) Transport ( PJ, 5.4%) Agricultural (144.8 PJ, 3%) Industrial ( PJ, 27.9%) Industrial (PJ)

16 Consumo de Energía Sector Industrial (Petajoules), 28 Coal Sugarcane Coal coke Oil coke Gas LP Diesel Fuel oil Dry gas Electr. Total Total PEMEX Petrochem Iron-Steel Chemical Sugar Cement Mining Celluose-paper Glass Malta-beer Fertilizers Automotive Beverages Construction Rubber Aluminum Tobacco Other branches Note: 16 industrial branches corresponding to the most intensive (68%) + other branches (32%) Other branches include industries: food, milk, textil, wood, etc

17 Potencial de Cogeneración No-Convencional Supuestos: Total de combustibles alimentados al sistema de cogeneración Eficiencia Global 7%, correspondiendo 3% eléctrica y 4% térmica Operación del sistema 1% Se elaboraron 3 escenarios: Alto: Total de la Industria (Intensiva + otras ramas) excluyendo electricidad (CFE). Medio: Excluyendo electricidad, industria intensiva excepto bebidas, hule y otras ramas (se excluyó coke de petróleo) Bajo: mismas condiciones que el anterior, excluyendo gas seco

18 Potencial Nacional de Cogeneración (Industrial) Escenarios Bajo Energía eléctrica (MWe) 675 Energía térmica (MWt) 91 Micro y Pequeña Industria 25<DE<3 kw 127 MWe + 17 MWt Medio Alto 1,421 9,9 1,895 12,12 Industrias Involucradas (escenario bajo) Alimentos Madera Textil Lechera Bebidas Hule Otras ramas

19 Costo de Inversión total: 344 k (443 kusd) (1 unidades) Turbine with Generator 33% Others 5% Heliostat 17% Receiver 26% Tower 19% Receiver Tower Heliostat Turbine with Generator Others

20 Resultados preliminares (caso BC) DESIGN DATA Solar Resource Land requirement Tower height Heliostat surface total GT elecrical power output System full load hours kw/m2 yr m² m m² kw h/a Results for annual performance Solar full load hours Investment cost total System cost Solar Share GT efficiency Receiver efficiency Field efficiency hours k /kw % % % % LEC,17 /kwh

21 Conclusiones: Tecnología emergente con posibilidades de aplicación en México Tecnología madura especialmente en la parte solar LEC relativamante alto (.21 USD/kWh) Comparables con LEC s (BC, USD/kWh, CFE (.31 USD/kWh) Necesarias horas de operación para verificar algunos supuestos (operación & mantenimiento) Demostración de la tecnología en 2 proyectos (solarbiocombustibles)

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