Sistemas de climatización de distrito para un medio urbano sostenible y su potencial en México. José Fiacro CASTRO FLORES

Transcripción

1 Sistemas de climatización de distrito para un medio urbano sostenible y su potencial en México José Fiacro CASTRO FLORES

2 Royal Institute of Technology Stockholm, Sweden IMT Atlantique Nantes, France Co-supervision

3 José Fiacro CASTRO FLORES Department of Energy Technology (EGI) Division of Heat and Power Technology (EKV) Dissertation Topic: Thermal micro-grids: first insights and techno-economic performance Mechatronics Engineering Mexico, MX ( ) MSc. Sustainable Energy Technology Eindhoven, NL ( ) Development & Applications Engineer Queretaro, MX ( ) PhD Fellow (2013 to Present) InnoEnergy KIC PhD School (2015 to Present)

4 Introducción Climatización de Distrito y Sistemas de Energía de Distrito

5 Sistemas de Climatización de Distrito Calefacción y/o Enfriamiento End Use Heat Plant (CHP) - Biomass - Waste incineration 90 C DH Substations 70 C Distribution Network - Buried pipes: hot water - Distribution heat losses - Less competitive ( )

6 Un poco de historia: redes de calor/frío

7 State-of-the-art: District Energy Systems Heat Sources Thermal Energy Storage End Use Low grade energy sources Stockholm, Sweden Copenhagen, Denmark Paris, France Seoul, Korea Tokyo, Japan Cold Sources Helsinki, Finland

8 Proyecto de Investigación Micro-redes térmicas: perspectivas y desempeño

9 The concept of thermal micro-grid 3 pillars: Energy efficient load (lower temperature) Active DH substation (supply side management) Local heat resources (prosumer subnets) District Heating system Suppliers Distribution Network End Users : Substations Subnets (temperature cascading) Substation (Heat Exchanger) Temperature cascading Secondary Network (Subnet) - Hydraulic separation-

10 Research Approach First insights on the concept and its performance Techno-economic performance analysis - Scenario modelling and simulation

11 Climatización de distrito Potencial en México

12 El Clima y La Demanda de Climatización

13 La Demanda de Climatización en México Calefacción y Enfriamiento Solo Enfriamiento Enfriamiento y Deshumidificación

14 Centros urbanos: Chihuahua y Cd. Juárez (0.8 y 1.3 mi ha.) Heating Degree Days (T<15.5 C) Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Madrid Cd. Juárez Cooling Degree Days (T>18.5 C) Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Madrid Cd. Juárez

15 Centros urbanos: Monterrey, León, La Laguna, Qro, SLP, Cooling Degree Days (T>18.5 C) Hong Kong Monterrey Red de enfriamiento 0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Bomba de calor / enfriador por absorción

16 Centros urbanos: Acapulco, Cancún, P. Vallarta (0.8, 0.5 y 0.4 mi ha.) Cooling Degree Days (T>18.5 C) Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Dubai Acapulco Red de calor Cooling Degree Days (T>18.5 C) Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Singapore Cancún enfriador por adsorción (deshumidificación desecante)

17 Climatización de Distrito Ventajas y Visión a Futuro

18 Co-generación y redes de climatización Generación de Electricidad Contenido energético del combustible - 100% - Pérdidas (calor) Ciclo Combinado - 20% - Ciclo Simple - 35% - (electricidad) Pérdidas Uso final: Climatización - Eléctrica -

19 Co-generación y redes de climatización Generación de Electricidad y Energía Térmica (CHP) Contenido energético del combustible - 100% - Pérdidas Co-generación - 35% - (calor) Ciclo Combinado - 20% - Ciclo Simple - 35% - (electricidad) Pérdidas Climatización de Distrito Fuentes de energía térmica de bajo grado Industria Solar, geotérmica Otras Energía eléctrica disponible para otros usos, Incremento en la eficiencia del sistema energético

20 Visión a Futuro Termosolar (o geotérmica) a gran escala Redes de calor/frío Oportunidades de co-generación 100% renovable

21 Energía de Distrito en las Ciudades: Liberando el potencial de la eficiencia energética y la energía renovable Guía Básica de Redes de Calor y Frío Guía integral de desarrollo de proyectos de Redes de Distrito de Calor y Frío Smart Energy Systems (4DH) District Energy Systems Transformation

22 Gracias por su atención José F CASTRO FLORES KTH Royal Institute of Technology castrof.jf@gmail.com

23 José F CASTRO FLORES KTH Royal Institute of Technology castrof.jf@gmail.com Sistemas de climatización de distrito para un medio urbano sostenible y su potencial en México

24 Sistemas de Climatización de Distrito Redes de calor / frío Heat Plant (CHP) - Biomass - Waste incineration Distribution Network - Buried pipes: hot water - Distribution heat losses - Less competitive ( ) DH Substations Unconventional Heat Sources - Intermittent - Distributed (locally) - Low-temperature New and refurbished buildings - Energy efficient - Low heat (energy) demands - Lower sales Challenges!