ESTUDIO DE SUMINISTRO DE ENERGÍA TÉRMICA GENERADA CON BIOMASA A LA RESIDENCIA DE ANCIANOS NUESTRA SEÑORA DEL CARMEN (SARRIA - LUGO)

Transcripción

1 ESTUDIO DE SUMINISTRO DE ENERGÍA TÉRMICA GENERADA CON BIOMASA A LA RESIDENCIA DE ANCIANOS Juan Represa Marcos Ingeniero Industrial Mayo de 2011

2 1.1. EQUIPOS EDIFICO CALDERA Y SILO DE BIOMASA CONEXIÓN CON SISTEMA EXISTENTE: LEGALIZACIÓN PLANO Nº1- LOCALIZACIÓN PLANO Nº2- ESQUEMA DE INSTALACIÓN...12

3 ANTECEDENTES. La Residencia de Ancianos "Nuestra Señora del Carmen" es un centro de gestión municipal, situado en la calle Irmans Garcia Vazquez nº32 de la Villa de Sarria. Actualmente cubre sus necesidades de agua caliente térmica y sanitaria con dos calderas de gasoil. La Directiva 32/2006 sobre la eficiencia del uso final de la energía y los servicios energéticos, en fase de transposición en España establece en su artículo 4.1 Objetivo general: Los estados miembros fijarán y se propondrán alcanzar un objetivo orientativo nacional general de ahorro energético del 9% para el noveno año de aplicación de la presente directiva que se conseguirá mediante la prestación de servicios energéticos y. En el artículo 3, definiciones, letra e) se define servicio energético, el beneficio físico, utilidad o ventaja derivados de la combinación de una energía con una tecnología eficiente en términos de energía y/o con una acción que podrá incluir las operaciones, mantenimiento y control necesarios para prestar el servicio En el artículo 5.1 se establece: los estados miembros velarán por que el sector público cumpla un papel ejemplar en el contexto de la presente directiva. En la Directiva se fomenta la utilización de modelos de eficiencia energética basados en instrumentos financieros, entre otros la financiación por terceros. Por otra parte, los acuerdos alcanzados dentro de la Unión Europea el 17 de diciembre de 2008 simultáneamente a la conferencia del clima de Naciones Unidas celebrada en Poznan (Polonia), conocidos como paquete , prevén antes del año 2020 la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en un 20%; que proceda de fuentes renovables un 20% de la energía primaria utilizada; y mejorar la eficiencia energética en un 20%. En concreto las resoluciones legislativas del Parlamento Europeo P6_TA(2008)0611 y P6_TA(2008)0609 de 17 de diciembre de 2008 sobre esfuerzos para reducir emisiones de gases de efecto invernadero y fomento del uso de energía renovable prevén para España: Reducción de, como mínimo, el 10% de emisiones de gases de efecto invernadero respecto a los niveles de 2005 en los sectores no regulados por la Directiva 2003/87/CE de comercio de derechos de emisión, es decir en los sectores difusos. Que la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el consumo de energía final bruta sea del 20%. La utilización de biomasa para usos térmicos permite avanzar en los objetivos de reducción de emisiones y utilización de renovables.

4 Así pues, existen numerosas razones que aconsejan la utilización de modernos sistemas de calefacción y agua caliente sanitaria con biomasa, entre las que se pueden citar las siguientes: Son instalaciones respetuosas con el medio ambiente, al presentar una emisión reducida de contaminantes a la atmósfera y no contribuir al efecto invernadero por tener un balance neutro de CO2. En la actualidad presenta un menor precio comparativo con otros combustibles y una mayor estabilidad, al no depender de fluctuaciones exteriores. La operación y mantenimiento de estos sistemas es sencillo, al ser sistemas automáticos con incorporación de control electrónico. La limpieza de los equipos es totalmente automática y la retirada de las cenizas es una tarea poco frecuente. Las calderas con biomasa tienen una alta resistencia al desgaste, larga vida útil y un buen rendimiento energético. OBJETO DEL ESTUDIO. El presenta estudio pretende estudiar la viabilidad técnica y económica del suministro de energía térmica generada con biomasa para el edificio en cuestión, definiendo y valorando todas las actuaciones y obras que sean necesarias. DESCRIPCIÓN DE LAS ACTUACIONES. Se propone el suministro de energía térmica generada con biomasa para la Residencia Nuestra Señora del Carmen" en forma de agua a 90 ºC medida mediante contador de energía situado en el punto de entrega ubicado junto a la caldera actual. El suministro será para la totalidad de la energía térmica que utiliza el centro. La sustitución de gasoil por biomasa reduce la emisión de CO2 en 106 toneladas/año, suponiendo un consumo medio anual de litros (dato facilitado por la administración del centro). La instalación constará de una única caldera, ya que el RITE no obliga a fraccionamiento de potencia para estos combustibles, y que los trabajos de mantenimiento no suponen interrupción sensible del servicio. No obstante no se interviene sobre la instalación de gasoil existente, que actuará como equipo de sustitución.

5 La instalación de biomasa (caldera y silo), no cabría en la actual sala de calderas, por lo que se proyecta la instalación de la caldera y el silo en un edificio externo no existente, conectado a las conexiones de la caldera actual mediante un par de tuberías preaisladas. El edificio tendría unas dimensiones de 14x6 m y se ubicaría en los terrenos de la parte posterior de la Residencia. Se propone una instalación basada en una caldera de 300 kw, de fabricante de primera calidad, y a la que se incorporan todos los elementos auxiliares necesarios para su óptimo funcionamiento. Será una caldera policombustible, que opere en principio y por simplicidad con pellets pudiendo, si el mercado de pellets sufre tensiones, ser alimentada con otros combustibles como astilla de madera. Esta característica le aporta gran versatilidad a la instalación. El rendimiento de la caldera será: ASTILLA: 91% a potencia nominal y 93% a carga parcial. PELLET: 94% a potencia nominal y 93% a carga parcial. El edificio a construir se divide en dos espacios, uno de 6X6 metros (36M2) cuadrados que será habilitado como silo de 70 m3 con un agitador rotativo, y otro contiguo de 8x6 m donde se ubica la caldera. Este tamaño de silo para pellets permitiría realizar poco más de dos recargas al año, pero dado que el camión de suministro es de 25 tm serán necesarias 4 cargas. Para astillas serían necesarias aproximadamente diez recargas al año. Se obtiene una autonomía para pellets de 936 h y para astilla de 263 h. La instalación propuesta consta de: 1.1. Equipos. Una caldera de biomasa para combustible de astillas (G30, G50) y pellets de madera, marca KWB modelo TDS 300 o similar, de potencia nominal 300 kw rendimiento a carga parcial del 93.0%. Equipada de serie con unidad de encendido automático, sistema automático de alimentación, limpieza automática de intercambiador de calor, control de combustión con sonda lambda y limpieza y extracción automática de cenizas. (Se entiende por similar una instalación de una caldera de forma que se obtengan al menos 300 kw y eficiencia certificada superior al 90% con los mismos elementos que la caldera indicada.) Modulo de telegestión de operación y mantenimiento de caldera vía MODEM. Sinfín de alimentación, sinfín para transporte de combustible y agitador de acero flexible de diámetro 5 metros. Chimenea de doble pared en acero inoxidable D300 mm, con regulador de tiro. Un acumulador de inercia simple de litros, aislado según RITE. Sondas de temperatura para acumulador de inercia.

6 Un grupo de elevación de temperatura de retorno, con bomba y mezcladora, completamente montado y preajustado a valor fijo. Vaso de expansión de al menos 250 litros. Elementos necesarios para la gestión y control de la caldera, como bombas de caudal variable, válvulas de corte, válvulas de equilibrado y termostatos. Contador de energía térmica marca Kampstrup Multical 401 o similar. Conexión e Instalación eléctrica de fuerza y mando con cuadro con protecciones eléctricas. Trabajos de fontanería, consistentes en montaje de la caldera, la alimentación de biomasa, grupo hidráulico, conexión a la chimenea, y conexión con los circuitos de calefacción Ed ifico caldera y silo de biomasa. Movimiento de tierras. Construcción de edificio de 84 m2 (14x6 m), para ubicación de silo y sala de calderas. Silo para acopio de astilla de 6x6 m, trampilla de acero estanca en cubierta superior preparada para descarga de biomasa a granel mediante camión con piso móvil. Impermeabilización de la solera. Acondicionamiento interior del silo con rampa de suelo inclinada, para adecuado funcionamiento del sinfín con disco rotativo. Ayudas de albañilería, para pasos de muro, etc. Deberá acondicionarse para cumplir con todas las exigencias del RITE Conexión con sistema existente: Consistente en 70 ml de doble tubería para conexión con el edificio del asilo, del tipo isopex o similar, λ<0,025 W/mK, de polietileno reticulado de alta densidad, con aislamiento de espuma de poliuretano y envolvente de polietileno de baja densidad. El diámetro será de 63 mm. Los trabajos incluirán las obras de excavación, reconstrucción de espacios verdes, reposición de pavimentos, etc Legalización. La empresa adjudicataria aportará la ingeniería necesaria para lleva a cabo todos los trámites oportunos con objeto de mantener debidamente legalizadas las instalaciones térmicas, sin costo adicional alguno para el Ayuntamiento. Para ello deberá realizar un proyecto, redactado y firmado por un técnico

7 competente, donde se especifiquen las características de la instalación final y se justifiquen las exigencias del reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) y de cualquier otra reglamentación o normativa que pudiera ser de aplicación a la instalación proyectada. PROPUESTA DE RÉGIMEN DE UTILIZACIÓN Y EXPLOTACIÓN. Debido a las características del sistema de suministro de energía térmica generada con biomasa proyectado, así como de su elevado coste de inversión, se propone un sistema de utilización y explotación mediante un contrato que tenga por objeto la prestación de los servicios energéticos y de mantenimiento con garantía total de instalaciones y energía térmica generada con biomasa, incluyendo la realización de las siguientes prestaciones obligatorias: Prestación P1 Gestión Energética: gestión energética necesaria para el funcionamiento correcto de las instalaciones; gestión del suministro energético de combustibles de todo el edificio, control de calidad, cantidad y uso, y garantías de aprovisionamiento. Prestación P2.- Mantenimiento: mantenimiento preventivo para lograr el perfecto funcionamiento y limpieza de las instalaciones con todos sus componentes, así como lograr la permanencia en el tiempo del rendimiento de las instalaciones y de todos sus componentes al valor inicial. Prestación P3.- Garantía total: reparación con sustitución de todos los elementos deteriorados en las instalaciones bajo la modalidad de garantía total. Prestación P4.- Inversión: Renovación y financiación de las instalaciones consumidoras de energía y obras auxiliares. El ayuntamiento pagará un precio para las prestaciones P1, P2 y P3, expresado en euros por MWh ( /MWh), cuyo máximo será fijado según el principio de equilibrio financiero. La prestación P4 coincidirá con el presupuesto del presente estudio, si bien se pueden buscar fórmulas de financiación, como la aplicación de un canon mensual o anual durante la duración del contrato. DOCUMENTACIÓN GRÁFICA. Se adjunta plano de localización de las actuaciones, así como esquema de la instalación.

8 CUMPLIMIENTO DEL CTE. El Código Técnico de la Edificación (CTE) no aplica en el edificio proyectado, debido a su sencillez técnica y su escasa entidad constructiva, que se desarrolla en una sola planta y no afecta a la seguridad de las personas. CUMPLIMIENTO DEL RITE. Tal y como exige el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), al ser una instalación con potencia superior a los 70 kw, debe realizarse proyecto que será presentado para su legalización una vez realizados los trabajos. En dicho proyecto, se justificará el cumplimiento de las exigencias de bienestar térmico e higiene, eficiencia energética y seguridad del RITE y demás normativa aplicable. PRESUPUESTO. Se adjunta un presupuestos de los trabajos propuestos, ascendiendo a: Presupuesto de Ejecución Material de las obras a la cantidad de CIENTO VEINTIDOS MIL SETECIENTOS SESENTA Y SEIS EUROS CON CINCUENTA Y UN CÉNTIMOS ( ,51 ). Incrementado el Presupuesto de Ejecución Material en un 13% en concepto de Gastos Generales y un 6% en concepto de Beneficio Industrial, resulta un importe del Presupuesto Base de Licitación de las obras que asciende a la cantidad de CIENTO CUARENTA Y SEIS MIL NOVENTA Y DOS EUROS CON QUINCE CÉNTIMOS ( ,15 ). El importe del Impuesto sobre el Valor Añadido que debe soportar la Administración, y que equivale al 18% del Presupuesto Base de Licitación de las obras, asciende a la cantidad de VEINTISEIS MIL DOSCEINTOS NOVENTA Y SEIS EUROS CON CINCUENTA Y NUEVE CÉNTIMOS (26.296,59 ). Conforme a lo expresado en los párrafos anteriores, se obtiene un Presupuesto General que asciende a la cantidad de CIENTO SETENTA Y DOS MIL TRESCIENTOS OCHENTA Y OCHO EUROS CON SETENTA Y CUATRO CÉNTIMOS ( ,74 ).

9 ESTUDIO VIABILIDAD ECONÓMICA Y FINANCIERA. Las condiciones las hipótesis de trabajo para el cálculo de la rentabilidad de la instalación se basan en los siguientes supuestos: El consumo actual del centro es de litros de gasoil al año. La eficiencia energética estacional de la instalación actual es del 80%. El precio actual del gasoil de calefacción es de 66 c /l + IVA El consumo energético anual ha sido de kwh (321,6 Mwh), y su coste a precios actuales es de /año + IVA (El consumo los últimos años ha sido algo inferior porque se ha pagado el gasóleo a precios inferiores a 60 c /kwh, pero no son previsibles estos precios en el futuro) esto supone un precio por kwh de 8,21 c (82,10 /Mwh). El suministro de energía térmica generada con biomasa para la Residencia Nuestra Señora del Carmen" incluirá las siguientes prestaciones: Prestación P1 - Gestión Energética: gestión energética necesaria para el funcionamiento correcto de las nuevas instalaciones; gestión del suministro energético de combustibles necesarios para los distintos edificios, control de calidad, cantidad y uso, y garantías de aprovisionamiento. Prestación P2.- Mantenimiento: mantenimiento preventivo para lograr el perfecto funcionamiento y limpieza de las instalaciones con todos sus componentes, así como lograr la permanencia en el tiempo del rendimiento de las instalaciones y de todos sus componentes al valor inicial. Prestación P3.- Garantía total: reparación con sustitución de todos los elementos deteriorados en las instalaciones bajo la modalidad de garantía total. Prestación P4.- Inversión: Renovación y financiación de las instalaciones consumidoras de energía y obras auxiliares. Se considera un 2% de subida del IPC anual. Se considera un 8,154% de rendimientos del capital. Se considera un 20% la suma de gastos generales (GG) y beneficio industrial (BI). Es previsible la obtención de una subvención del INEGA de (DOG nº82 28/04/11). De esta forma se obtienen los cuadros económicos siguientes, que muestran el ahorro económico frente al sistema actual, partiendo el primer año de 44,03 /Mwh, frente a los 82,10 /Mwh del gasoil.

10 Además, cabe destacar que el sistema con biomasa garantizaría una revisión de precios según IPC (85% siempre y cuando se ejecutase el 20% del importe del contrato), mientras que el incremento del gasoil, como combustible fósil que es, será creciente (se estima en un 5% anual). Para la amortización de los equipos se considera un canon mensual del 1,25% del importe de la instalación, alcanzándose la amortización en el plazo de 10 años, aproximadamente..

11 CONCLUSIÓN. Con lo anteriormente expuesto, se considera que el suministro de energía térmica generada con biomasa para la Residencia de Ancianos "Nuestra Señora del Carmen" supondría cuantiosas mejoras, tanto desde el punto de vista ambiental como económico. Sarria, mayo de 2011 El autor del estudio: Juan Represa Marcos Ingeniero Industrial

12 1. ANEXO 1: DOCUMENTACIÓN GRÁFICA PLANO Nº1- localización PLANO Nº2- esquema de instalación.

13 ANEXO 2: PRESUPUESTO.