«Medida y Verificación de Ahorros Energéticos» Vigo, 8 de Marzo de 2012

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1 «Medida y Verificación de Ahorros Energéticos» Vigo, 8 de Marzo de 2012

2 Índice 1 2 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos El protocolo IPMVP 3 EnergyLab y el IPMVP 4 Anexo de Documentación de M&V

3 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Definición de Medida y Verificación La Medida y Verificación (M&V) es un proceso que consiste en utilizar la medida, para el establecimiento de forma fiable del ahorro real generado en una instalación, dentro de un programa de gestión de la energía

4 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Medir ahorros? Dado que los ahorros representan la ausencia de energía, no se pueden medir directamente. Se mide el consumo de energía antes y después de implementar el proyecto, realizando los ajustes necesarios, para que las situaciones de antes y después sean las mismas y se puedan comparar los consumos ajustados entre sí.

5 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Historia de la medida y verificación Origen a partir de la crisis petrolera de 1973, cuando el uso de la energía se convirtió en un asunto primordial. Durante los años 50 e inicios de los 60 la M&V se basaba en cálculos simples, tablas y comparación de facturas mensuales. En 1967 se desarrolló el HCC program (Heating and Cooling peak load Calculation), buscando ecuaciones que predijeran el comportamiento dinámico de las cargas térmicas de calefacción y refrigeración. Utilizaba el método de la Diferencia de Temperaturas Total Equivalente (TETD/TA: Total Equivalent Temperature Difference/ Time Averaging). La ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers) ha dedicado grandes esfuerzos a desarrollar programas de simulación como DOE-2, BLAST o el EnergyPlus.

6 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Historia de la medida y verificación En 1989 un informe del Oak Ridge National Laboratory clasificó los diferentes métodos de análisis de edificios comerciales: Comparación de energía total e intensidad de energía Regresión lineal Regresión lineal múltiple Simulación de edificios Modelos dinámicos (inversos) de prestaciones térmicas En 1997 esta clasificación fue reorganizada y ampliada en el ASHRAE Handbook of Fundamentals.

7 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Historia de la medida y verificación En 1996 se desarrolló el NEMVP (North American Energy Measurement and Verification Protocol), acompañado de FEMP Guidelines (Federal Energy Management Program), ambos basados en los métodos de análisis desarrollados en el programa Texas LoanSTAR. En 1997 el NEMVP fue actualizado y denominado IPMVP (International Performance Measurement and Verification Protocol). En 2001 se expandió dando lugar a dos volúmenes: el Volumen I, relativo a Ahorros de energía y agua, y el Volumen II relativo a la Calidad ambiental de interiores. A partir de esta fecha cada año se ha ido actualizando el documento Volumen I y traduciendo a distintos idiomas. En el año 2002, la ASHRAE publicó la Guideline : Measurement of Energy and Demand Savings, con el objetivo de servir como documento técnico para el IPMVP.

8 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 Público Objetivo Los protocolos de medida y verificación, están dirigidos fundamentalmente a: Empresas de servicios energéticos Empresas comercializadoras y distribuidoras de energía Industria en general Administración Pública Entidades Financieras Pueden utilizar la M&V para valorar y mejorar el rendimiento de sus instalaciones e inversiones.

9 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 M&V como Garantía Ventajas: La utilización de estos protocolos, sirven como garantía tanto para el cliente como para el proveedor de las MAEs, así como para instituciones financieras implicadas. Evita posibles conflictos derivados de la medida o justificación de los ahorros. En relación con las ESEs, esto tiene una importancia manifiesta ya que en contratos basados en ahorros demostrados de energía es crucial disponer de un método de medida y verificación de estos ahorros, que además sea aceptado por todas las partes.

10 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 M&V como Garantía Otras ventajas: Reducción de los costes asociados a la elaboración del contrato de rendimiento energético Confiere mayor credibilidad, incluso a nivel internacional, de los informes de ahorro de energía Facilita la interlocución con Administraciones Públicas y con empresas privadas, etc.

11 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos 1 M&V como Garantía Para poder realizar una buena práctica de M&V, resulta necesario hacer uso de protocolos reconocidos internacionalmente que aseguran un proceso de M&V fiable, objetivo y técnicamente riguroso.

12 1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos Protocolos actuales de M&V IPMVP Provee una guía con las mejores prácticas disponibles para la M&V de los resultados de proyectos de eficiencia energética, eficiencia en uso de agua y proyectos de energías renovables. El IPMVP es el estándar líder internacional en protocolos de medida y verificación, ha sido traducido a 10 idiomas y se emplea de manera intensa en más de 40 países donde es ampliamente reconocido. La última edición del mismo, demuestra su nivel internacional ya que los cambios producidos en la edición, han sido la generalización de todos sus apartados y la creación de anexos con particularidades para cada país, en los que por el momento están EEUU y Francia. El IPMVP dispone de volúmenes adicionales que tratan sobre energías renovables, edificios de nueva construcción y calidad del ambiente interior.

13 1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos Protocolos actuales de M&V FEMP La guía del Federal Energy Management Program proporciona métodos y guías para la M&V en contratos federales (de EEUU) de ahorro de energía (denominados ESPC s). La guía desarrolla con mayor profundidad algunos de los procedimientos y es menos conceptual que el IPMVP. Proporciona ejemplos de aplicaciones de planes de M&V como: Eficiencia y control en iluminación Motores de velocidad constante y variable Sistemas de enfriamiento Bombas de calor geotérmicas. Energías renovables.

14 1 Medida y Verificación de Ahorros Energéticos Protocolos actuales de M&V ASHRAE GUIDELINE 14 La guía ASHRAE contiene un mayor nivel de detalle de tipo técnico, tiene una relación estrecha con el IPMVP, puesto que el IPMVP y la ASHRAE 14 son documentos complementarios que proporcionan guía e instrucciones a aquellos interesados en cuantificar los resultados en ahorros de energía en los proyectos. El IMPVP es un marco de definiciones y aproximaciones, mientras que la Guía 14 de la ASHRAE provee detalles técnicos sobre la mayoría de conceptos del IPMVP.

15 2 IPMVP Usuarios del IPMVP en el mundo Un promedio de 500 descargas al mes. Traducido a más de 10 idiomas en los últimos seis años.

16 2 IPMVP IPMVP - Documentos IPMVP Vol. I Conceptos y opciones para determinar los ahorros de energía y agua. IPMVP Vol. II Conceptos y prácticas para la mejora de la calidad medioambiental de interiores. IPMVP Vol. III Aplicaciones Parte I Conceptos y prácticas para determinar los ahorros de energía en nuevas construcciones. Parte II Conceptos y prácticas para determinar los ahorros de energía con la aplicación de tecnologías de energía renovable.

17 2 IPMVP IPMVP - No lo es todo NO cubre en detalle: El diseño de sistemas de medida e instrumentación. La estimación de los costes de la actividades de M&V. La ingeniería energética. El análisis estadístico. NO es un libro de recetas de cocina Es necesario su aplicación cuidadosa a cada proyecto. Ecuación básica del IPMVP Ahorros determinados para cualquier periodo = Energía (Periodo de referencia) - Energía (Periodo demostrativo de ahorro) +/- Ajustes

18 2 IPMVP El IPMVP: Tareas y costes de la M&V Las tareas de MyV constan, en general, de: Instalación, calibración y mantenimiento de los equipos de medida. Recopilación y análisis de datos. Desarrollo de un método de cálculo del ahorro y de las estimaciones adecuadas. Realización de los cálculos con las lecturas obtenidas. Elaboración de informes y, en su caso, verificación de los informes por terceras partes. Equilibrio entre coste e incertidumbre: En general, el coste anual de la MyV debe suponer menos del 10% del ahorro anual. Luego, el ahorro comprometido sitúa un límite en el presupuesto de la MyV.

19 2 IPMVP Objetivos y Ventajas de un Plan de M&V Incrementar el ahorro de energía: Determinar de forma precisa el ahorro de energía que se proporciona a los propietarios. Referencia para realización de pagos: Un buen Plan de M&V puede ser la base para documentar el rendimiento de forma transparente y permite someterlo a una verificación independiente. Facilidad de financiación para el proyecto de eficiencia: Un buen Plan de M&V incrementa la credibilidad y transparencia sobe el resultado de las inversiones en eficiencia. Mejora del diseño, explotación y mantenimiento de las instalaciones: A través del Plan de M&V y de las técnicas de M&V. Gestión de los presupuestos de gasto energético: Las técnicas de M&V permiten evaluar y gestionar el uso de la energía.

20 Proceso de determinación del ahorro ENERGÍA 2 IPMVP Fases de un Plan de M&V Energía de referencia Energía medida Energía ajustada Ahorro Energía calculada Período de ref. Implementación medidas eficiencia energética Energía medida Período dem. ahorro 1. Diseño del Plan de MyV. TIEMPO 2. Periodo de referencia: 1) Medición consumo, 2) Obtención de patrón de consumo y definición de las variables que le afectan. 3. Implementación MMEE. 4. Periodo dem. ahorro: 1) Medición consumo, 2) Obtención de ahorros ajustados a partir del patrón de consumo y del consumo medido en este período, 3) Elaboración de informes.

21 2 IPMVP Periodo de Referencia Periodo de Referencia El periodo de referencia se establece con el fin de representar todas los modos de operación de la instalación. Este periodo tiene que abarcar un ciclo operativo completo, desde el consumo de energía máximo al mínimo. Periodo Demostrativo de Ahorro El usuario de los informes de ahorro puede determinar la duración del periodo demostrativo de ahorro. Y dicho periodo tiene que abarcar al menos un ciclo operativo normal de la instalación o de los equipos, para conseguir una completa caracterización de la efectividad del ahorro en todas las condiciones normales de operación. Es posible que en algún proyecto se deje de elaborar informes de ahorro después de un periodo de prueba definido, que puede comprender desde una simple lectura instantánea a lecturas durante uno o dos años.

22 2 IPMVP Ajustes Por qué se necesitan ajustes? Se implementó una mejora de eficiencia en un hospital, cambiando las calderas de gasóleo por otra nuevas de baja temperatura con un rendimiento mayor. Debido a que ese año la climatología ha sido muy benigna, el sistema de climatización ha trabajado muchas menos horas este año que el año anterior. Qué cantidad de la disminución del coste se debe a la mejora, y qué cantidad se debe a la disminución de la producción térmica?

23 Energía 2 IPMVP Ajustes Ajustes Rutinarios debidos a parámetros que influyen en la energía y que experimentan variaciones durante el periodo demostrativo de ahorro, como el puede ser los días nublados en alumbrado (que afecten a los horarios de encendido/apagado de puntos de luz con foto-célula), condiciones climatológicas en climatización o el nivel de producción en una aplicación de control de motores Energía base o de referencia Período Inicial Implementación medidas EE Referencia ajustada Energía medida Período Presentación Informes Ahorro Tiempo Ajustes No Rutinarios debidos a parámetros que influyen en la energía y que no se prevé que cambien en el tiempo: tamaño de la instalación, diseño y funcionamiento de los equipos existentes, número de turnos de trabajo o tipo de ocupantes. Los posibles cambios que experimenten estas variables estáticas tienen que ser monitorizados durante todo el periodo demostrativo de ahorro.

24 2 IPMVP Ajustes La complejidad de los ajustes depende de: Necesidad de precisión Complejidad de los factores que condicionan el consumo de energía La cantidad de equipos incluidos en el cálculo de ahorros. (es decir, el límite de la medida ). Presupuesto disponible La medida de los ahorros requiere una comparación de manzanas con manzanas Condiciones Periodo de referencia = Condiciones Periodo demostrativo de ahorro

25 2 IPMVP Límites de la medida Límite de verificación aislada de la mejora Iluminación Motores + VSDs Límite de medida de la instalación completa

26 2 IPMVP Opciones de desarrollo Método de verificación de toda la instalación: Mide todos los efectos en la instalación: Mejoras y otros cambios (intencionados o no intencionados). Suele utilizar los contadores de las empresas suministradoras. Los ajustes pueden ser complejos. Encarecimiento Método de verificación aislada de medidas de mejora de eficiencia energética (MMEE): Únicamente mide el efecto de la mejora Los ahorros no se ven afectados por los cambios más allá del límite de medida. Normalmente es necesario la instalación de un nuevo equipo de medida. Los ajustes pueden ser simples. Bajo coste Opción A Parámetro principal Opción B Todos los parámetros Iluminación Motores IE3 Variadores de velocidad Verificación aislada de medidas de la eficiencia obtenida A B Opción C Toda la instalación Opción D Simulación de consumos C D Métodos de medida de toda la instalación 26

27 2 IPMVP Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hotel Las estimaciones de ahorros corresponderían al 48% del consumo total de gasóleo, 22% en agua y 25% en electricidad. Todos los cálculos se refieren al año base considerado. Se detallan los consumos de las fuentes energéticas existentes. Tras el Análisis de los datos se propone la ejecución de cinco mejoras energéticas: M01: Instalación de una planta solar térmica M02: Instalación de una nueva caldera de alto rendimiento M03:Instalación de iluminación más eficiente, sin presentar reducción en la intensidad de luz aportada M04: Instalación de perlizadores y limitadores de caudal en baños M05: Optimización del funcionamiento de las máquinas enfriadoras Efectos cruzados: Las MAE M01, M02, y M04 afectan al sistema de producción y de consumo de agua caliente sanitaria, y su ejecución produce efectos cruzados. El efecto de cualquiera de ellas afecta a las otras dos.

28 2 IPMVP Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hospital MAE01: Planta solar térmica Opción B Variable a controlar: Energía térmica aportada al sistema actual de ACS Se calcula el aporte de energía térmica al sistema de ACS, a partir de: Medida de temperatura del agua del circuito secundario (de consumo) a la entrada del cambiador solar. Medida de temperatura del agua del circuito secundario (de consumo) a la salida del cambiador solar. Caudal circulante por el cambiador solar. Ajustes rutinarios: esta mejora depende básicamente del consumo de ACS y por lo tanto de la ocupación, serán los cambios de esta variable los que condicionen la existencia o no de ajustes rutinarios. Ajustes no rutinarios: No existencia de previsión de cambios en el sistema ni en el edificio. Cálculos de los ahorros: Cálculo de las necesidades energéticas para elevar la temperatura del agua de red hasta la temperatura de almacenamiento. El ahorro se calculará tomando las lecturas del contador de energía (kwh) que indica la energía aportada por los colectores solares a los tanques solares. Con los kwh y teniendo en cuenta el rendimiento inicial de producción de calor para ACS (rendimiento de calderas e intercambiadores), obtenemos los litros de gasóleo ahorrados. 28

29 2 IPMVP Ejemplo de Contenido de un plan de M&V en un Hospital MAE01: Planta solar térmica Análisis de riesgos: Defectos de fabricación. Inadecuada operación y/o mantenimiento del sistema. Causas de fuerza mayor. Errores en la medida de los sensores propuesto en la M&V de esta mejora. El tratamiento propuesto para solventar esta problemática es: Defectos de fabricación cubiertos por las garantías del fabricante. ESE propone se hagan extensibles al PRSI del proyecto de servicios energéticos. Defectos originados por la mala operación y/o mantenimiento de la instalación serán imputables al CLIENTE y, como tal, la discrepancia en los ahorros obtenidos frente a los esperados, será abonada por la propiedad. Fenómenos de causa mayor eximirán a ESE de la obtención del ahorro correspondiente a los elementos dañados. Se ha previsto la contratación de un seguro, con la vigencia del PRSI, que cubra tales condiciones. Cuando se registren desviaciones superiores al 2% del valor esperado, no justificadas por variables funcionales, se procederá a realizar la calibración del equipo. Si el origen son variaciones en los parámetros funcionales (entendiendo por tales, por ejemplo, el número de habitaciones), se realizarán los ajustes correspondientes (ver sección Ajustes no rutinarios ). 29

30 3 EnergyLab y el IPMVP Objetivos Difusión de los protocolos M&V, Financiación Generación de base de datos de planes de M&V para su libre divulgación. Realización de traducciones de los Volúmenes II y III Cursos y exámenes CMVP

31 3 EnergyLab y el IPMVP Objetivos Actualmente EnergyLab coordina un Grupo de Trabajo con los principales agentes implicados en España en el sector de los servicios energéticos: ANESE A3e AMI Atecyr Actecir AEGIC AECCTI ADIME Objetivos del grupo: Realizar propuestas de mejora y adaptaciones o casos tipo del mismo a las características locales. Generación de base de datos de planes de M&V para su libre divulgación. Visión conjunta para detectar los problemas y las necesidades del sector energético Desarrollo sólido del mercado de las ESE Aunar esfuerzos para la homogeneización y democratización de las ESEs

32 4 Anexo Documentación de M&V Sitios web IPMVP ASHRAE Guideline se puede adquirir a través de M&V Guidelines for Federal Energy Projects - Version : Australian Best Practice Guide: onofenergysavings.pdf GHG Protocol for Project Accounting:

33 4 Anexo Documentación de M&V Acrónimos M&V, Medida y Verificación ESE, Empresa de Servicios Energéticos (ESCo en inglés) MAE, Medida de Ahorro Energético AEE, Association of Energy Engineers IPMVP, International Performance Measurement and Verification Protocol EVO, Efficency Valuation Organization ASHRAE, American Society of Heating, Refrigeration and Air- Conditioning Engineers DOE, U.S. Deparment of Energy CPUC, California Public Utilities Commission AEPCA, Australian Energy Performance Contracting Association FEMP, Federal Energy Management Program CMVP, Certified Measurement & Verification Professional

34 Desde EnergyLab queremos darle las Gracias por su atención

35 César Barreira Pazos Edificio CITEXVI, Local 1 Fonte das Abeleiras, s/n Campus Universitario de Vigo 36310, Vigo. T_ F_