ASOCIACIÓN MEXICANA DE ENERGÍA REFORMA ENERGÉTICA, SU APLICACIÓN Y AVANCES. LA COGENERACIÓN DESPUÉS DE LA REFORMA ENERGÉTICA

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1 ASOCIACIÓN MEXICANA DE ENERGÍA REFORMA ENERGÉTICA, SU APLICACIÓN Y AVANCES. LA COGENERACIÓN DESPUÉS DE LA REFORMA ENERGÉTICA ACAPULCO GRO. JUNIO 16, 2016

2 FECHAS RELEVANTES Diciembre de 2013, publicación de la Reforma Energética Agosto 2014, publicación de la Ley de la Industria Eléctrica Septiembre de 2015, publicación de las Bases del Mercado Eléctrico Publicación de valores de porteo de energía (costos de transmisión) Septiembre Publicación Ley de Transición Energética, Diciembre 24,

3 LA COGENERACIÓN Y LA INDUSTRIA Desarrollo en la Industria y Prospectiva de Crecimiento De acuerdo al PRODESEN, se espera que a finales de la presente administración el 25% de la energía consumida en el País (5% más que en 2014) provenga de fuentes de energía limpia que en términos de la Ley de la Industria Eléctrica en vigor desde el pasado 11 de Agosto de 2014, califican como tales: Las renovables (Solar, eólica, hidroeléctrica, biogás y biomasa), la geotérmica, la nuclear y la cogeneración eficiente. Éste valor relativo se incrementará a 35% hacia finales del año 2014 Lo anterior ofrece un futuro promisorio para los esquemas de cogeneración eficiente. 2

4 ESQUEMA DE COGENERACIÓN CON CALDERA Y TURBINA DE VAPOR Combustóleo, bagazo ó gas natural Vapor Aire Agua Caldera Turbina de vapor Gen. Energía Eléctrica Vapor Retorno de condensado Proceso Industrial Bomba

5 ESQUEMA DE COGENERACIÓN CON APROVECHAMIENTO DIRECTO DE LOS GASES DE ESCAPE DE UNA TURBINA DE GAS. GAS AIRE Turbina de gas Gen Energía Eléctrica Agua de repuesto Gases Calientes Caldera de Recuperación de calor Temperatura C Flujo másico (TPH) Vapor Saturado o sobrecalentado Proceso Industrial Retorno de condensado B

6 ESQUEMAS TÍPICOS DE CICLO ABIERTO, CICLO COMBINADO, COGENERACIÓN Y TRIGENERACIÓN Gas Aire Agua de repuesto B Retorno de condensado Agua a temperatura ambiente Turbina de gas HRSG Turbina de vapor Proceso industrial Chiller de absorción G Gases calientes Vapor Vapor G Vapor o agua caliente Agua helada Energía Eléctrica Caldera de recuperación de calor Energía Eléctrica Ciclo abierto Eficiencias de 40%* Ciclo combinado Eficiencias de 59% Cogeneración Eficiencias de 75% Trigeneración Eficiencias de 85% * En motores de combustión interna pueden llegar a 50%

7 PROSPECTIVA DE CRECIMIENTO De acuerdo con la Subsecretaría de Electricidad de SENER, se espera un crecimiento de la oferta de energía a base de esquemas de cogeneración de 7533 MW en los próximos 15 años. Destacan por su importancia el crecimiento de las cogeneraciones de PEMEX que será del orden de los 6900 MW en refinerías y centros procesadores de gas natural entre las que se encuentran: Cangrejera, Morelos y Minatitlán con 2000 MW de capacidad. Las inversiones requeridas por estas obras se estiman en 7500 MDD. 6

8 PROSPECTIVA DE CRECIMIENTO CONTINUACIÓN Adicionalmente a las cifras antes mencionadas, se espera un crecimiento significativo en esquemas de cogeneración y trigeneración a ser desarrollados en oficinas, hoteles, centros comerciales, bancos, y tiendas departamentales que manejan perecederos y que requieren de sistemas de aire acondicionado operando 24 * 7 Estos esquemas de trigeneración requerirán de enfriadores por absorción para la obtención del agua helada utilizada por los sistemas de refrigeración y aire acondicionado 7

9 CRITERIOS DE DISEÑO En la actualidad se encuentran operando en el País 3500 MW en esquemas de cogeneración de los cuales 1900 son de PEMEX. Los criterios de diseño de los proyectos de cogeneración, deben tomar en cuenta el nuevo marco regulatorio. Diseños electric driven Diseños steam driven 8

10 Diseños electric driven, se basan en satisfacer total o parcialmente la carga eléctrica y parcialmente, en todos los casos, la carga térmica, Con este criterio de diseño no se tiene el problema de excedentes de potencia y energía que se tendrían que exportar a la red de CFE, por lo que su financiación es más fácil. Energía comprada A CFE Curva de duración de carga kw Cogeneración operando en carga base Horas 9

11 DISEÑO STEAM DRIVEN Un diseño steam driven, se basa en satisfacer al 100% la carga térmica del cliente, lo cual significa un excedente importante de potencia eléctrica que se tendrá que ofertar al mercado, con la incertidumbre de precios lo cual hará muy difícil la financiación de los proyectos, otra opción es enviar los excedentes a clientes que se hayan registrado como usuarios calificados con los que se tengan firmados contratos bilaterales. Para ésta última opción, se deben tomar en cuenta los valores de porteo publicados el pasado mes de Septiembre por la CRE. Con éste criterio de diseño, se obtienen los valores más altos de eficiencia total del ciclo así como las menores emisiones a la atmósfera de gases de efecto invernadero. 10

12 DISEÑO STEAM DRIVEN CONTINUACIÓN La Reforma Energética y sus leyes reglamentarias al permitir un mayor número de actores en el proceso de generación y comercialización de la energía eléctrica incrementa la competencia lo cual redundará en una reducción de costos y tarifas en beneficio de los usuarios finales. De hecho, se puede afirmar que ese es el fin más importante de la Reforma Energética. Lo anterior nos obliga a ser mejores en el diseño de los esquemas de cogeneración sobre todo en lo que se refiere a la parte térmica. 11

13 DISEÑO STEAM DRIVEN CONTINUACIÓN Si bien las Bases del Mercado establecen que los proyectos de cogeneración conectados al SEN están sujetos a las instrucciones de despacho del CENACE, la base habla de status no despachable (must run) de ciertas instalaciones de cogeneración, nucleoeléctricas y carboeléctricas. En la gráfica siguiente presentada por el Ing. Martín Vivar del CENACE en el primer congreso de COGENERA MÉXICO, se puede apreciar la evolución del despacho de cogeneración por tipo de fuente y los ciclos combinados son los que más se despachan por razones de eficiencia. Las cogeneraciones (sobre todo las eficientes) por razones obvias debieran ser despachadas con mayor frecuencia que los ciclos combinados. 12

14 Evolución del Despacho de Generación [GWh] Turbogás, Diésel, Biomasa, Biogás, Fotovoltaica Geotérmica Carbón Nuclear Eólica Vapor Hidroeléctrica Ciclo Combinado

15 DATOS SOBRE COGENERACIONES DE PEMEX INSTALACIÓN MW total MW local MW Exp. VAPOR TPH CO2 menos Empl. Adic. CACTUS M 1900 TULA M 1800 CADEREYTA M 1700 SALINA CRUZ M 1800 TOTAL M

16 DISEÑO STEAM DRIVEN CONTINUACIÓN En los casos en que el CENACE tenga mejores ofertas de precio de energía en $/kwh, debido por ejemplo, a excedentes de agua en presas que hay necesidad de turbinar, existe la posibilidad de paro en los esquemas de cogeneración con los consecuentes problemas derivados de la falta de suministro de vapor al usuario de este fluido. En virtud de lo anterior, es deseable diseñar los esquemas de cogeneración considerando un respaldo frío, tibio o caliente usando las calderas del cliente (dependiendo de su sensibilidad al suministro de vapor) e inclusive considerar sistemas de alimentación de aire fresco y un quemador secundario en el HRSG para hacer trabajar éste como una caldera convencional en caso de un paro de la turbina de gas. 15

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