UNA EXPERIENCIA DE TRIGENERACIÓN

Transcripción

1 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA UNA EXPERIENCIA DE TRIGENERACIÓN Complejo Hospitalario Granada

2 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA Explicación conceptual Cogeneración - Trigeneración Planta de Trigeneración en el Hospital de Granada. Experiencia de Funcionamiento. Conclusiones

3 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA Explicación conceptual Cogeneración - Trigeneración

4 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA ESQUEMA ENERGÉTICO EN EL HOSPITAL: DEMANDAS ENERGÍA PRIMARIA ELECTRICIDAD GAS NATURAL / GASOIL ELECTRICIDAD CALOR FRIO CALEFACCIÓN AGUA CALIENTE SANITARIA VAPOR

5 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA ESQUEMA ENERGÉTICO EN EL HOSPITAL: SISTEMA CONVENCIONAL RED ELÉCTRICA COMPAÑÍA SUMINISTRADORA GAS NATURAL / GASOIL COMPAÑÍA SUMINISTRADORA RED ELÉCTRICA COMPAÑÍA SUMINISTRADORA ELECTRICIDAD CALOR FRIO CALEFACCIÓN AGUA CALIENTE SANITARIA VAPOR

6 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA QUE ES COGENERACIÓN?: La cogeneración consiste en la producción simultánea de ELECTRICIDAD y CALOR útil a partir de la energía primaria contenida en un combustible (GAS NATURAL)

7 ESQUEMA ENERGÉTICO EN EL HOSPITAL: SISTEMA CON COGENERACIÓN GAS NATURAL PLANTA DE COGENERACIÓN ELECTRICIDAD CALOR FRIO CALEFACCIÓN AGUA CALIENTE SANITARIA VAPOR

8 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA QUE ES TRIGENERACIÓN?: La Trigeneración consiste en la generación simultánea de ELECTRICIDAD, CALOR y FRIO Transformado en Frío parte del calor conseguido en el proceso de cogeneración

9 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA CONVERSIÓN DE ENERGÍA TÉRMICA CALORÍFICA EN ENERGÍA TÉRMICA FRIGORÍFICA: La conversión del calor en frío se realiza mediante máquinas enfriadoras de agua usando la tecnología del ciclo de absorción. LÍQUIDOS: Refrigerante Agua desmineralizada. Absorbente Solución de Bromuro de Litio del 55 % Inhibidor de corrosión Molibdato de Litio.

10 SEMINARIO DE GESTIÓN AMBIENTAL CICLO DE ABSORCIÓN CALOR 1. Se rocía agua dentro del Evaporador que se encuentra casi en vacío. 2. Una parte del agua se evapora rápidamente y ENFRÍA el recipiente. 3. El vapor que se ha producido pasa al Absorbedor y es absorbido por la solución de Bromuro de Litio 4. Disminuye entonces la concentración de Bromuro de Litio en la solución. 5. La solución resultante es bombeada al Generador donde se calienta (con medios externos), evaporando el agua que contenía en exceso, dejándola en las condiciones primitivas para volver a absorber vapor de agua, 6. El agua evaporada en el generador pasa al Condensador donde se condensa volviendo al estado líquido y en condiciones de volver al Evaporador. (paso 1)

11 ESQUEMA ENERGÉTICO EN EL HOSPITAL: SISTEMA CON TRIGENERACIÓN GAS NATURAL PLANTA DE TRIGENERACIÓN ELECTRICIDAD CALOR FRIO CALEFACCIÓN AGUA CALIENTE SANITARIA VAPOR

12 ESQUEMA CONCEPTUAL TRIGENERACIÓN: MODELO TEÓRICO CHIMENEA

13 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA Instalación de Granada Complejo Universitario Hospitalario de Granada

14 EXPERIENCIA EN EL COMPLEJO HOSPITALARIO DE GRANADA SITUACIÓN DE PARTIDA (Año 2003) - HOSPITAL GENERAL ÁMBITO CALETA C.Térmica HMI 2 calderas de ACS y Calefacción de KW 2 Torres de Refrigeración 1000 KW 2 Enfriadoras por Compresión KW C.Térmica EG 2 calderas de ACS y Calefacción de 480 KW 11 -HOSPITAL MATERNO INFANTIL -EDIFICIO DE CONSULTAS EXTERNAS -EDIFICIO DE GOBIERNO 11 Edificio de Consultas Externas C.Térmica HG 1 caldera1 de ACS y Calefacción de KW 2 Enfriadoras por Compresión KW 2 Torre de Refrigeración 4800 KW 11

15 SITUACIÓN DE PARTIDA Tres centrales térmicas independientes. GASÓLEO Producción de Calefacción y ACS ELECTRICIDAD Producción de Frío para Climatización Objetivos: PROYECTO PLANTA TRIGENERACIÓN - Optimizar los rendimientos y costes energéticos para la producción eléctrica, térmica y frigorífica. - Sustitución de la energía primaria del gasóleo, por el Gas Natural, con las consiguientes disminución mejoras en la contaminación y reducción de costes. -Sustitución de las plantas enfriadoras actuales, ya obsoletas y con refrigerantes no autorizados, por plantas enfriadoras de absorción. - Centralización de las instalaciones

16 EXPERIENCIA EN EL COMPLEJO HOSPITALARIO DE GRANADA Proyecto: CENTRAL DE TRIGENERACIÓN C.Térmica UNIFICADA MOTOR DE GAS NATURAL + GENERADOR 814 KW MOTOR DE GAS NATURAL + GENERADOR 814 KW MAQUINA ABSORCIÓN ASOCIADA A COGENERACIÓN KW CALDERA CONVENCIONAL DE CALEFACCIÓN Y ACS DE KW MAQUINA ABSORCIÓN ASOCIADA CON QUEMADOR KW MAQUINA ABSORCIÓN ASOCIADA CON QUEMADOR KW 2 TORRES DE REFRIGERACIÓN DE 4800 KW Edificio de Consultas Externas ELEMENTOS AUXILIRES: Bombeos, intercambiadores, valvulería, sistemas de control. 11 CENTRAL TÉRMICA UNIFICADA 11

17 PROYECTO PLANTA TRIGENERACIÓN Acumuladores ACS Bombeos Climatización Intercambiador ACS Intercambiador Calefacción GRUPO KW Recuperador Gases de escape MÁQUINA DE ABSORCIÓN Asociada a Cogeneración KW MAQUINAS ABSORCIÓN LLAMA DIRECTA Intercambiador Calefacción Intercambiador ACS GRUPO KW Recuperador Gases de escape TORRES DE REFRIGERACIÓN KW

18 PROYECTO PLANTA TRIGENERACIÓN

19 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA Experiencia de Funcionamiento

20 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA Premisas de funcionamiento: 1. ELECTRICIDAD: CUBRIR EL 80% DE LA DEMANDA ELÉCTRICA DE LOS EDIFICIOS 2. CALOR (GENERADO SIMULTANEAMENTE): En Verano: Cubrir demanda de ACS + Refrigeración En Invierno: Cubrir demanda de ACS + Calefacción Rendimiento: µ = Energía Útil / Energía Primaria

21 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA Rendimiento Eléctrico Equivalente. ANEXO XIV RD 413/2014 Condiciones de eficiencia energética exigidas a las instalaciones de cogeneración período anual deberá ser igual o superior al que le corresponda según la siguiente tabla: Tipo de combustible Rendimiento eléctrico equivalente Porcentaje Combustibles líquidos en centrales con calderas 49 Combustibles líquidos en motores térmicos 56 Combustibles sólidos 49 Gas natural y GLP en motores térmicos Gas natural y GLP en turbinas de gas Otras tecnologías y/o combustibles 59

22 Condicionantes: SEMINARIO DE GESTIÓN AMBIENTAL Mantener un rendimiento mínimo. Mantener equilibrio entre demanda térmica y producción eléctrica. El funcionamiento de la planta lo condiciona la demanda térmica de los edificios. Si se produce electricidad por encima de la demanda térmica que le corresponde. Se corre el riesgo de enviar a torres parte del calor no utilizado y se incurriría en perdida de rendimiento. Condiciones ideales de funcionamiento: Si demanda Térmica ALTA Producción Eléctrica Alta

23 REGULACIÓN Y RENDIMIENTO: REGULACIÓN DE LA PLANTA EN ÉPOCAS INTERMEDIAS. (EXCEDENTE DE CALOR POR FALTA DE DEMANDA) EVACUACIÓN A TORRE DEMANDA MÍNIMA

24 REGULACIÓN Y RENDIMIENTO: EVITAR DESPERDICIO DE ENERGÍA TÉRMICA EN TORRES DE REFRIGERACIÓN. MANUAL DE USO Y MANTENIMENTO: VIGILAR EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LA PLANTA Modo invierno: Modo verano: Transito invierno verano MODOS DE FUNCIONAMIENTO: 2 Motores de Cogeneración. Consigna caldera 70º. Bomba ACS a 50 Hz. 1 bomba de primario de climatización, 2 Motores de Cogeneración. Consigna caldera 70º. Bomba ACS a 25 Hz. Bombas según enfriadoras en funcionamiento Parar motor 1, Parar motor 2. Mantener Caldera para ACS. Hacer cambio de valvulería. Arranque de motor 1, Arranque de motor 2. Arrancar bomba de Maquina Absorción cogeneración. Arrancar bomba de torre de M. Absorción. Transito verano invierno: Parar motor 1, parar M Absorción y sus bombas. Parar motor 2. Hacer La cambio Eficiencia de valvulería. Energética Arranque en Hospitales de motor y Centros 1, Arranque Sanitarios de motor 2. Ajustar el variador de la bomba de ACS..

25 FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA ENERGÍA PRODUCIDA

26 FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA ENERGÍA PRODUCIDA CON RESPECTO A LA DEMANDA TOTAL

27 FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA RENDIMIENTOS OBTENIDOS

28 VIABILIDAD TÉCNICO ECONÓMICA SITUACIÓN DE PARTIDA: (Año 2003) Coste de la Instalación: Inversión del Hospital: Fondos Europeos: Convenio con Gas Natural: RESTO A Amortizar (Gestión energética de la Instalación)

29 GESTIÓN ENERGÉTICA DE LA INSTALACIÓN CONTRATO CON EMPRESA COLABORADORA DE SERVICIOS ENERGÉTICOS Asume la inversión inicial Explota la instalación Mantiene Busca la Eficiencia Energética Gestiona el Suministro de Energética Primaria Recupera la Inversión

30 Euros/Kwh VIABILIDAD TÉCNICO ECONÓMICA RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN INICIAL + GASTOS EXPLOTACIÓN + BENEFICIO EMPRESARIAL 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 Precio del GAS Precio del GAS Periodo de retorno de la inversión en torno a unos 10 años. 0, Año

31 VIABILIDAD TÉCNICO ECONÓMICA Reducción de la Factura Energética del Hospital. Cálculo del valor de la energía de cogeneración a precio de la energía convencional

32 VIABILIDAD TÉCNICO ECONÓMICA Reducción de la Factura Energética del Hospital. Comparativa Energía Eléctrica CONVENCIONAL Energía Eléctrica de COGENERACIÓN = DIFERENCIA Energía Térmica CONVENCIONAL Energía Térmica COGENERACIÓN = DIFERENCIA SUMA: SUMA: = RESULTADO: AHORRO DE UN 20 %

33 VIABILIDAD TÉCNICO ECONÓMICA Reducción de la Factura Energética del Hospital. Impacto en el conjunto del Hospital. (Ámbito Caleta) REDUCCIÓN DE LA FACTURA ENERGÉTICA (ELECTRICIDAD + GAS NATURAL) 12%

34 IMPACTO AMBIENTAL Reducción de Gases de Efecto Invernadero. Por sustitución de gasoil por gas natural Factores de Emisión de CO2 Gasoil 2,60 kg de CO2 / litro Gas Natural: 1,70 Kg / m3 Electricidad: 0,30 Kg / Kwh Estimación: Consumo Gas Cogeneración (2007 a 2016): KWh = m3 Emisiones: Toneladas de CO2 Equivalencia en Gasoil: litros Emisiones: Toneladas de CO2 Ahorro: Toneladas

35 IMPACTO AMBIENTAL Reducción de Gases de Efecto Invernadero. Eliminación de Pérdidas en el Transporte de Energía Eléctrica SUMINISTRO CONVENCIONAL Pérdidas de Transformación. Pérdidas en las líneas de Transporte COGENERACIÓN GENERACIÓN EN EL MISMO LUGAR DE CONSUMO. No hay Transporte No hay Pérdidas En España del orden de un 9 % de la Energía Transportada (Datos de Bancomundial.org)

36 IMPACTO AMBIENTAL Reducción de Gases de Efecto Invernadero. Eliminación de Pérdidas en el Transporte de Energía Eléctrica Estimación: Electricidad Producida planta Cogeneración (2007 a 2016): KWh Pérdidas evitadas en el transporte (9%): KWh Emisiones correspondientes: Toneladas de CO2: Ahorro: Toneladas

37 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA Conclusiones

38 VENTAJAS A NIVEL DEL HOSPITAL El proceso de producción combinada (ELECTRICIDAD + CALOR) es más eficiente que su generación separada. Reducción de costes energéticos. A NIVEL GLOBAL Al producir la electricidad cerca del punto de consumo, se evitan las pérdidas de energía en las red de distribución debidas al transporte. ( 9%) Se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero Por sustitución de gasoil por gas natural Por reducción de las pérdidas de transporte.

39 PUNTOS DÉBILES AUMENTO DE LA COMPLEJIDAD DE LA INSTALACIÓN. - Mantenimiento muy especializado. (Motores de Cogeneración, máquinas de CONDUCCIÓN DE LA INSTALACIÓN Absorción y elementos auxiliares) NECESIDAD DE CONTAR CON SISTEMAS ALTERNATIVOS DE RESPALDO. Suministro Eléctrico convencional. (Contrato 6 Periodos KW) Enfriadora eléctrica. Caldera Convencional DEPENDENCIA DE EQUIPOS AUXILIARES. (Torres de refrigeración, bombeos..) MARCO REGULATORIO. (Complejo y cambiante) INVERSIÓN INICIAL. (Amortizaciones)

40 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA Conclusión final La Planta de Trigeneración en el Hospital ha demostrado ser: Energéticamente Eficiente Viable económicamente. Ambientalmente Eficiente.

41 SEMINARIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA GRACIAS POR SU ATENCIÓN