EFICIENCIA ENERGÉTICA EN INSTALACIONES DEPORTIVAS MICROCOGENERACIÓN Y BIOMASA

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1 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN INSTALACIONES DEPORTIVAS MICROCOGENERACIÓN Y BIOMASA 4/05/2012 ) Mayo 2012

2 Índice 1. Medidas para la eficiencia energética en los Centros Deportivos. Estudio del consumo. 2. Soluciones que mejoren la eficiencia energética en los Centros Deportivos. 1. Equipos de Microcogeneración. a. Tecnologías habituales. b. Normativa vigente. c. Ejemplo práctico motor microcogeneración. 2. Calderas de Biomasa 4/05/2012 Mayo

3 Medidas para la eficiencia energética. Estudio del consumo. Los Centros Deportivos tienen una elevada demanda de agua caliente para: Complejo Deportivo Municipal La Patacona Calefacción. Agua Caliente Sanitaria. Climatización de piscinas y Spas. Calentamiento vasos. Esta demanda se cubre generalmente con Calderas de gas o gasoil o con Bombas de Calor y se traduce en un consumo eléctrico y de combustible fácilmente mejorable, mediante la adopción de soluciones que mejoren la eficiencia energética del centro. 4/05/2012 Mayo

4 Medidas para la eficiencia energética. Estudio del consumo. Una correcta gestión energética de las instalaciones deportivas, nos permitirá un ahorro, tanto en el consumo como en el dimensionado de las instalaciones. El porcentaje de consumo de energía asociado a las diferentes instalaciones es: Iluminación 35% 15% 12% Motores y bombas 13% Otros 25% ACS Climatización y deshumidificación Las instalaciones que más consumo concentran son ACS y climatización. 4/05/2012 Mayo

5 Medidas para la eficiencia energética. Estudio del consumo. La energía consumida en un centro deportivo se utiliza, fundamentalmente, para crear un ambiente confortable. El grado de eficiencia óptima se conseguirá cuando el confort de los distintos ambientes y el consumo estén en la proporción adecuada. Distribución del consumo tipo en instalaciones deportivas: Instalaciones Aplicaciones energéticas Energías Consumo medio sectorial Coste medio sectorial Salas de gimnasio Vestuarios Canchas interiores Piscina Climatizada Climatización de piscina Deshumectación Iluminación ACS Electricidad Gasoil Gas KWh/año /año 4/05/2012 Mayo

6 Medidas para la eficiencia energética. Estudio del consumo. El consumo de energía eléctrica es la principal partida del consumo energético en una instalación deportiva. En los recintos deportivos los principales servicios que requieren de un suministro térmico son: Calefacción en duchas, vestuarios y otras dependencias donde la temperatura de confort es elevada. Calentamiento del vaso de la piscina Agua caliente sanitaria (ACS). Estas demandas se satisfacen, por regla general, mediante el uso de calderas de agua caliente (de gas o gasóleo), aunque también se pueden utilizar bombas de calor. 4/05/2012 Mayo

7 Medidas para la eficiencia energética. Estudio del consumo. Tanto la demanda eléctrica como la demanda térmica de las instalaciones deportivas son variables a lo largo del año. CONSUMO MENSUAL (KWhPCS) , , , , , , , , , , , , ,17 CONSUMO MENSUAL (KWhPCS) Gráfica tipo del consumo anual de gas natural , , , , , , ,62 0,00 FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE ENERO Ratios de consumo energético de la instalación deportiva. Soluciones que puedan mejorar la eficiencia energética del centro. 4/05/2012 Mayo

8 Medidas para la eficiencia energética. Soluciones que mejoran la eficiencia energética en instalaciones deportivas. La MICRO-COGENERACIÓN permite cubrir buena parte de la demanda con calor residual, con importantes AHORROS ENERGÉTICOS Y ECONÓMICOS. La producción de agua caliente mediante CALDERAS de BIOMASA permite cubrir la demanda mediante utilización como energía primaria biomasa, con importantes AHORROS ENERGÉTICOS Y ECONÓMICOS. 4/05/2012 Mayo

9 1 Microcogeneración. 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

10 Índice 1. Microcogeneración. Conceptos generales. 2. Microcogeneración. Normativa vigente. 3. Microcogeneración. Tecnologías habituales. 4. Ejemplo práctico motor microcogeneración. 4/05/2012 Mayo

11 1 Microcogeneración. Conceptos generales. 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

12 Microcogeneración. Conceptos generales. Con la micro-cogeneración, es posible generar en el propio edificio, parte de la ELECTRICIDAD Con similar eficiencia que el sistema eléctrico (29-40%). A precio eléctrico similar (11-14 c /kwh). Con la micro-cogeneración, se obtiene simultáneamente y sin consumo adicional CALOR UTIL Agua a 80-90ºC para ACS, piscina, calefacción. Ventaja Mejoramos la eficiencia energética y reducimos costes para gestores y usuarios de los edificios 4/05/2012 Mayo

13 Microcogeneración. Conceptos generales. Los dos tipos de cogeneración que mayor aplicación presentan en las instalaciones deportivas son: Microcogeneración: unidades de cogeneración con una potencia máxima inferior a los 50 KWe. Cogeneración a pequeña escala: unidades de cogeneración con una potencia instalada inferior a 1 MWe. La Micro-Cogeneración y la Cogeneración a pequeña escala, es una evolución de la tecnología hacia: - Potencias más pequeñas, para adaptarse a demandas más pequeñas - Soluciones compactas, para su integración en salas de calderas 4/05/2012 Mayo

14 Microcogeneración. Conceptos generales. Reducción de los costes energéticos. Importantes ahorros de energía primaria (superiores al 25%) El aprovechamiento del calor y la generación de electricidad de manera eficiente reportan un ahorro de energía primaria. Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (hasta de un 30%) La alta eficiencia de los procesos de cogeneración permite que por cada unidad de energía primaria consumida se consiga más energía final útil en forma de electricidad y calor que en las formas de explotación tradicionales. Elevado rendimiento energético del sistema (superior al 85%) Puede superar el 85%, gracias a la recuperación del calor de los gases de escape, de sistemas de refrigeración de los motores, etc. 4/05/2012 Mayo

15 Microcogeneración. Conceptos generales. Liberación de espacio (los equipos son compactos, encapsulados y con dimensiones reducidas) La planta de microcogeneración ocupa unas dimensiones reducidas, y no necesita invadir espacios arquitectónicamente visibles como fachadas y tejados, ya que se puede ubicar bajo techo. Inversión inicial variable (periodo de recuperación de la inversión 4-5 años) Muy variable, pudiendo oscilar entre 800 y /KWe instalado, dependiendo del tamaño, de la tecnología elegida y de la instalación en concreto en la que se va a aplicar. Necesidad de Mantenimiento Los equipos pueden alcanzar una vida útil de años, siempre que se realice un correcto mantenimiento de la instalación. El coste del mantenimiento es diferente en función del tipo de equipo y las dimensiones del mismo, si bien crecen a medida que consideramos instalaciones más pequeñas. 4/05/2012 Mayo

16 Equipo compacto de micro/mini-cogeneración Motor a gas Generador Control Encapsulado Recuperación de calor: -Motor -Gases de escape -Intercooler (-Generador) 4/05/2012 Mayo

17 2 Microcogeneración. Normativa vigente. 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

18 Microcogeneración. Normativa vigente. Directiva Europea 2004/8/CE: fomento de la cogeneración sobre la base de la demanda de calor útil. R.D. 616/2007: transposición estatal de la Directiva de fomento de la cogeneración. R.D. 661/2007: Producción eléctrica en régimen especial. R.D. Ley 1/2012: suspensión de las primas a las instalaciones acogidas al régimen especial: las renovables y la cogeneración. 4/05/2012 Mayo

19 Microcogeneración. Normativa vigente. R.D. 661/2007 Las instalaciones de cogeneración se encuadran en la categoría a.1), y se pueden clasificar, (de forma resumida), en cuatro subgrupos: Subgrupo a.1.1. Cogeneraciones que utiiicen como combustible el gas natural. Subgrupo a.1.2. Cogeneraciones que utilicen como combustible gasóleo, fuel-oil o GLP. Subgrupo a.1.3. Cogeneraciones que utilicen como combustible principal biomasa y/o biogás. Subgrupo a.1.4. Resto de cogeneraciones que incluyen como combustibles a emplear gases residuales de refinería, coquería, etc. Artículo 24. Mecanismos de retribución de la energía eléctrica producida en régimen especial. 1. Para vender, total o parcialmente, su producción neta de energía eléctrica, los titulares de instalaciones a los que resulte de aplicación este real decreto deberán elegir una de las opciones siguientes: a) Ceder la electricidad al sistema a través de la red de transporte o distribución, percibiendo por ella una tarifa regulada, única para todos los períodos de programación, expresada en céntimos de euro por kilovatiohora. b) Vender la electricidad en el mercado de producción de energía eléctrica. En este caso, el precio de venta de la electricidad será el precio que resulte en el mercado organizado o el precio libremente negociado por el titular o el representante de la instalación, complementado, en su caso, por una prima en céntimos de euro por kilovatiohora. 4/05/2012 Mayo

20 Microcogeneración. Normativa vigente. R.D. Ley 1/2012 R.D. Ley 1/ Suspende las primas a las instalaciones acogidas al régimen especial: las renovables y la cogeneración. - Se suprimen el complemento por eficiencia y el complemento por energía reactiva. - Complica la viabilidad de los proyectos de cogeneraciones. Motivo: atajar el déficit tarifario. Solución: adecuación de proyectos y estudios a las nuevas opciones. 4/05/2012 Mayo

21 Microcogeneración: Opciones de Producción Eléctrica. Autoconsumo La electricidad producida es consumida en el propio edificio. No puedo producir más que lo que consumo Retornos estimados : 5-7 años Balance neto (Pendiente Aprobación RD Mayo-Junio 2012) La electricidad producida es consumida en el propio edificio. Si produzco más lo almaceno en la red, y cuando tenga exceso de demanda me lo devuelven. Puedo dimensionar con mayores potencias Retornos estimados : 4-6 años Venta a red (Pendiente aprobación RD Verano 2012) Vendo la electricidad según precio primado (prima aprox 2 c ). Puedo trabajar más horas y obtener más ahorros. Retornos estimados : 3-5 años 4/05/2012 Mayo

22 3 Microcogeneración. Tecnologías habituales. 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

23 Microcogeneración. Tecnologías habituales. Tecnología Eficiencia Total Eficiencia Eléctrica Capacidades Promedio Inversión Micro motores alternativos 65-90% 35-45% 3 KWe a 20 MWe Ciclos Stirling 70-90% 25-45% 1 KWe a 1,5 MWe Micro-turbinas de gas 60-85% 15-35% 30 KWe a 300 KWe 500 a a (<10 KWe) 900 a Ciclos Rankine 65-95% 25% 1 KWe a 1,5 MWe Pila de combustible (fuel cell) (*) 70-90% 35-55% 1 KWe a 1,5 (*) Disponible comercialmente 2012 MWe a (<10 KWe) a (<10 KWe) 4/05/2012 Mayo

24 4 Ejemplo práctico. Motor microcogeneración. 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

25 Ejemplo práctico. Motor microcogeneración. Contexto Piscina semi-olímpica en complejo educativo Zona de agua Piscina semi-olímpica de dimensiones 50m x 25m 8 calles Demanda térmica: KWh Consumo anual gas natural: KWh PCS Horas funcionamiento: horas 4/05/2012 Mayo

26 Ejemplo práctico. Motor microcogeneración. Datos con RD/661 antes del 1/2012 PISCINA MICROCOGENERACIÓN MOTOR de 80 KWe Datos generales Motor de Cogeneración Potencia eléctrica 80 kwe Autoconsumos (Incluido Trafo) 3 kwe Potencia neta 77 kwe Rendimiento eléctrico (PCI) 33% Consumo específico Gas Natural (PCS) 266 kwhpcs Horas funcionamiento horas/año Disponibilidad 95% Consumo Gas natural KWh PCS/año Producción eléctrica neta kwhe/año Importe Mantenimiento 1,35 /hora Suministro de aceite 0,02 /hora GASTOS Consumo Gas Natural kwh PCS/año Importe kwh PCS (3º TRIMESTRE 2008, baja presión, recibo Gas natural 0,03448 /kwhpcs Comercializadora) Importe del Gas Natural /año Importe Mantenimiento motor /año Importe Aceite motor 63 /año P2 Resto Personal actual /año P3 Resto /año Total Gastos /año 4/05/2012 Mayo

27 Ejemplo práctico. Motor microcogeneración. Datos con RD/661 antes del 1/2012 INGRESOS Venta de electricidad Tarifa regulada BOE 30 diciembre ,12 c /kwh Coeficiente para periodos del 1 a 5 1,37 Complemento por eficiencia 1,712 c /kwh Complemento por reactiva c /kwh Agente Representante - 0,5 c /kwh Precio Venta electricidad 20,556 c /kwh Electricidad vendida (Todo/Todo) kwhe/año Total ingresos Importe electricidad RED /año Venta de Calefacción y ACS Necesidades de calor útil año kwhcalor PRECIO MEDIO gas natural 0,03448 c /kwh PCS Precio calor 0,048 /kwh Calor de Cogeneración disponible kwhcalor Factor 0,9 Calor neto Cogeneración kwhcalor Importe calor de Cogeneración Euros 4/05/2012 Mayo

28 Ejemplo práctico. Motor microcogeneración. Inversión final: (*) Ingresos: Gastos: Ahorros: Pay-back: 4,35 años (*) teniendo en cuenta subvención por AVEN Datos con RD/661 antes del 1/2012 4/05/2012 Mayo

29 2 Biomasa. Conceptos generales. 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

30 Índice 1. Biomasa. Conceptos Generales 2. Biomasa en piscinas. 3. Casos prácticos. 4/05/2012 Mayo

31 1 Biomasa. Conceptos generales. 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

32 Biomasa. Conceptos generales. Biomasa es toda materia orgánica susceptible de aprovechamiento energético. La energía que contiene la biomasa es energía solar almacenada a través de la fotosíntesis, proceso por el cual algunos organismos vivos, como las plantas, utilizan la energía solar para convertir los compuestos inorgánicos que asimilan (como el CO2) en compuestos orgánicos. Las instalaciones de producción energética con biomasa se abastecen de una amplia gama de biocombustibles, desde astillas hasta cardos y paja, hasta huesos de aceituna y cáscaras de almendra. La energía producida con biomasa puede utilizarse para calefacción y ACS en el sector doméstico, calor para procesos industriales y generación de electricidad. 4/05/2012 Mayo

33 Biomasa. Conceptos generales. Reducción de los costes energéticos. Importantes ahorros de energía primaria (superiores al 25%) El aprovechamiento del calor y la generación de electricidad de manera eficiente reportan un ahorro de energía primaria. Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (hasta de un 30%) La alta eficiencia de los procesos de cogeneración permite que por cada unidad de energía primaria consumida se consiga más energía final útil en forma de electricidad y calor que en las formas de explotación tradicionales. Elevado rendimiento energético del sistema (superior al 85%) Puede superar el 85%, gracias a la recuperación del calor de los gases de escape, de sistemas de refrigeración de los motores, etc. 4/05/2012 Mayo

34 Biomasa. Conceptos generales. El uso de la biomasa como recurso energético supone unas ventajas medioambientales de primer orden como son: Disminución de las emisiones de azufre, de partículas y de contaminantes como CO, HC y NOx Ciclo neutro de CO2, sin contribución al efecto invernadero Aprovechamiento de residuos agrícolas, evitando su quema en el terreno Independencia de las fluctuaciones de los precios de los combustibles provenientes del exterior 4/05/2012 Mayo

35 2 Biomasa en piscinas. 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

36 Biomasa en piscinas. CTE. Código Técnico de la Edificación (CTE) Documento Básico HE Ahorro de Energía Sección HE 4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria 4/05/2012 Mayo

37 Biomasa en piscinas. CTE. 4/05/2012 Mayo

38 Biomasa en piscinas. Demanda térmica. Necesidades energéticas anuales 25% 48% 27% Producción ACS Calentamiento vasos Recinto y vestuarios La mitad de la demanda térmica de una piscina corresponde a la energía necesaria para el calentamiento de los vasos. La demanda térmica anual de una piscina suele cubrirse con calderas que utilizan como combustible gas natural, gasóleo o propano. Procedamos a comparar el coste de las diferentes fuentes de energía primaria. 4/05/2012 Mayo

39 /MWh PCS Biomasa en piscinas. Combustibles. Análisis comparativo de combustibles para una piscina climatizada (vaso chapoteo - aprendizaje, vaso polivalente y vestuarios). 120, , ,000 80,000 70,824 60,000 55,000 /MWh PCS 40,000 31,668 20,000 0,000 Gasóleo Propano Pellets Gas natural Comparativo diversas energías 4/05/2012 Mayo

40 Biomasa en piscinas. Costes explotación vs combustible utilizado. Análisis comparativo de combustibles para una piscina climatizada (vaso chapoteo - aprendizaje, vaso polivalente y vestuarios). Costes de producción anual Demanda energética anual (KWh) Precio energía ( /MWh PCS) Costes gasóleo , ,85 gas natural , ,62 propano , ,51 pellets , ,13 Diferencia costes anuales Gasóleo Gas natural Propano Pellets , , ,38 Ahorro 71% 42% 55% 4/05/2012 Mayo

41 Biomasa en piscinas. Aspectos relevantes a considerar. Aspectos a considerar: Elección correcta de la potencia de la caldera A fin de optimizar la operación y el mantenimiento de la instalación. Un correcto dimensionamiento da las condiciones óptimas de operación y reduce la exigencia de gestión de las cenizas, limpieza de la caldera y el número de averías debidas a demandas de potencia demasiado bajas. Suministro de biomasa Silo de almacenamiento (carga para toda una temporada, varias cargas por temporada, etc.) Utilizando pequeñas bolsas con biomasa. Revisar al menos una vez a la semana el nivel del silo. Contratación de los servicios de mantenimiento El mantenimiento se debe realizar por medio de una empresa autorizada de acuerdo con lo establecido en el RITE, y registrada en el Organismo Competente de la CCAA donde se encuentre la instalación.. 4/05/2012 Mayo

42 3 Casos prácticos 4/05/2012 ) Eficiencia energética en instalaciones deportivas

43 Piscina Moncada (Valencia) Gestión Energética Contexto PISCINA MONCADA Retos Cliente Reducción de costes de generación térmica Contribución a la sostenibilidad Solución Ageval Servicio, S.A. Suministro de energía térmica y mantenimiento de la central de producción de calor mediante biomasa. Potencia Térmica Instalada: 400 KW. Servicios Gestión Energética Resultados Reducción del 43% de los costes de generación térmica Reducción emisiones de CO2 Demanda térmica cubierta Calentamiento vaso grande (25 m x 16,6 m) Calentamiento vaso pequeño (16,6 m x 8 m) Jacuzzi (sup. lámina agua 28 m²) ACS Calefacción recinto piscinas

44 Piscina Moncada (Valencia)

45 Piscina Moncada (Valencia)

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47 Ciudad Deportiva Valencia Club de Fútbol Gestión Energética Contexto VALENCIA C.F. Ciudad Deportiva del Valencia CF Retos Cliente Reducción de costes de generación térmica Contribución a la sostenibilidad Solución Ageval Servicio, S.A. Gestión y suministro de energía térmica, mantenimiento y garantía total de las instalaciones de la Ciudad Deportiva del Valencia Club de Fútbol. Servicios Gestión Energética Potencia Térmica Instalada: 200 KW. Resultados Reducción del 20% de los costes de generación térmica Reducción emisiones de CO2 Cifra de Negocio P1: 27 K /año P2: 6,3 K /año P3: 4,2 K /año P4: 11,1 K /año P6: 133 K Duración 10 años

48 Ciudad Deportiva Valencia Club de Fútbol Gestión Energética Demanda térmica cubierta Piscina climatizada Zona rehabilitación Agua caliente sanitaria (ACS) en vestuarios de primer equipo, segundo equipo y fútbol 7 Calefacción edificios complejo deportivo Columna1 Costes actuales Costes propuestos Gestión energética , ,00 Mantenimiento 2.000, ,00 Garantía total 4.000, ,00 Inversión 0, ,00 Coste total , ,00 Ahorro total 29%

49 Cuidad Deportiva CF Valencia (Paterna)

50 Cuidad Deportiva CF Valencia (Paterna)

51 CONCLUSIONES ) 22/05/2012 Texte de pied de page

52 CONCLUSIONES Empresas con capacidad para gestionar energéticamente las instalaciones. Solvencia Técnica Empresas con capacidad para generar soluciones técnicas que produzcan ahorros. Empresas con capacidad para asumir las inversiones necesarias. Solvencia Económica 22/05/2012 Texte de pied de page 52