SESION: 4 EFICIENCIA ENERGERTICA APLICADA EN FABRICA. D. MANUEL CADENAS Director. Mercado Vertical Alimentación y Bebidas. EMPRESA - SIEMENS S.

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1 SESION: 4 EFICIENCIA ENERGERTICA APLICADA EN FABRICA D. MANUEL CADENAS Director. Mercado Vertical Alimentación y Bebidas. EMPRESA - SIEMENS S.A

2 Explotación de indicadores energéticos industria Alimentación y Bebidas Professional Services Energy Management

3 RETOS PARA LA INDUSTRIA SOSTENIBLE como mejoro mi competitividad con costes de la energía en aumento? como consigo una gestión sostenible de la energía y agua? como obtengo transparencia en mis costes de energía y agua? como cumplo con normativas y regulaciones? como mejoro mi compra de energía? por donde empiezo con la gestión de energía en mi organización? y como reduzco mis emisiones? * GHG: greenhouse gas emmissions Page 3

4 DIN EMS Modelo definido en el reglamento Política energética Planificación Revisión de la gestión Implementación y operación Auditoria interna Control y ajustes Medición y control acciones preventivas y correctivas Fuente: DIN Page 4

5 Los Tres pilares de Excelencia en Gestión de Energía. Concienciación & Gestión Crear una cultura top-down de responsabilidad y compromiso para uso sostenible de recursos Estrategia Trasparencia Asegurar una monitorización o bottom-up para crear transparencia adecuada conoces solamente lo que mides Gestión (Procesos & organización) Eficiencia Aspirar a la máxima eficiencia en planta, procesos y edificios Operaciones (Producción, mantenimiento, etc.) Eficiencia Page 5

6 Cómo abordar las tres dimensiones de la gestión energética?. Reducción de consumo Identificar perdidas Identificar reservas inactivas Coste Energético Actual Mejora de la Transparencia Crear sistemas de motivación para el ahorro energético Optimización de la utilización Coste Energético Futuro Incrementar cost performance Contratos de corta duración (Ej. anuales) Modificación del sistema de tarifas (Ej. Sistema de tarifas de tiempo variable; time-of-use rate (TOU) Contrarrestar aumento de los costes de adquisición de la Page 6 Energy & Environmental Services energía Unrestricted Siemens AG All rights reserved

7 Gestor Energético -> base de la cultura de ahorro. Gestión no sistemática años La gestión sistemática ofrece mayores ahorros a corto y largo plazo, que la realización de medidas puntuales. Altamente rentable la figura de Gestor Energético: Fomenta el uso eficiente instalaciones. Se encarga del cumplimiento de las normas Aplica política de incentivos para el ahorro. Ahorros energéticos y económicos derivados de la implementación de un sistema de gestión energética Page 7

8 EMS BDATA un BI para gestión y toma continua de decisiones de ahorro. SOFTWARE CORPORATIVO ERP Explotación Compra de de Energía Datos Electrica, energéticos. Gas Tarificación Cogeneración Distribución Energética Energy Data Management System debe de cubrir todas las áreas de la planta según ISO Aprovisionamiento de Tipos Soporte de a Energía la compra Energía Gestión y B.Data Electricidad GasPrevisión Vapor Energy Distribution / periode Gestión Energética Comercial Adquisición de energía Calculador de escenarios Previsión energética Planificación presupuestaria Aire comprimido Planificación Energética Agua Plan de adquisic. de Energía Especificación al LM kwh/d Procesos y Producción Accionamientos, Agua, Ventilación Recepción Emisiones Facturación energética Procesos Energy Auxiliares planning Asignación a centros de coste Evaluación / cálculo Balance energía y material Calculo de KPIs Transparencia de Costes CO 2 seguimiento de emisiones Eliminación aguas residuales Asignación a la Producción homogenización kwh/kw pasteur Monitorización y reporting Conexión de sistemas externos Output Gestión de instalaciones M.E.S- ERP (Ej. SAP) Emisiones C02 Gestión del mantenimiento Perdidas Caloríficas Agua depurada Sistema de informes Agua de Proceso Análisis y presentación informes Sistemas de flujo de trabajo Visor Intranet / Internet filling Emission CO 2 Accounting Infraestructura Edificación Industrial / $ Oficinas Compra de Energía y distribución Operación Mantenimiento y Logística Infrastructura Página 8 I IA F&B

9 Energy Data Management System Desde la aplicación local hasta la corporativa. Headquarter Corporate Energy Data Management Energy Planning B.Data Database CFO / CEO / Energy Manager EE measures (Corp) SAP Reports (Corp) B.Data Client Web Clients WAN Plant 1 Energy-/Facility Manager Monitoring B.Data Client Web Clients B.Data Acquisition (Buffering) SCADA/DCS Reports BMS EE measures Meters Plant 2 Energy-/Facility Manager Monitoring Reports B.Data Client Web Clients B.Data Acquisition (Buffering) SIMATIC WinCC/PCS 7 powerrate EE measures BMS Meters Load Mngmt. Plant 3 Energy-/Facility Manager Monitoring SCADA/DCS Reports B.Data Database BMS B.Data Client Web Clients EE measures Meters Página 9 I IA F&B

10 Implementación Gestión de Energías Estructura de KPI s Ejemplo: Lácteos Admiinistración Leche Cruda separadora homogenizadora Estandarizacion Pasteur/ refrigeración filling CIP evaporadora homogenizador bulk starter incubador refrigerador Mixer filling / packing Aire comprimido Bombas de agua Calderas Agua congelada Utilities separadora estandarizacion Batidora Prensa salazón packing Volteado Fermentación Page 10 Source: Dairy Processing Handbook/Literature; publishing Company: Th. Mann Gmbh & Co. KG, 2003

11 Implementación Gestión de Energías Estructura de KPI s Ejemplo: Lácteos Nivel Planta Administration raw milk tank separating homogenizing standardizing pasteurizing / cooling filling CIP evaporating homogenizing bulk starter incubation cooling fruit mix filling / packing compressed air water pumps boilers (steam) ice water Page 11 Utilities separating standardizing cheese vat cheese press salting packing turning fermenting / ripening Siemens AG All Rights Reserved. Quelle: Handbuch der Milch- und Molkereitechnik; Verlag Th. Mann Gmbh & Co. KG, 2003

12 Implementación Gestión de Energías Estructura de KPI s Ejemplo: Lácteos Nivel Planta Nivel Producción Administration raw milk tank separating homogenizing standardizing pasteurizing / cooling filling CIP evaporating homogenizing bulk starter incubation cooling fruit mix filling / packing compressed air water pumps boilers (steam) ice water Page 12 Utilities separating standardizing cheese vat cheese press salting packing turning fermenting / ripening Siemens AG All Rights Reserved. Quelle: Handbuch der Milch- und Molkereitechnik; Verlag Th. Mann Gmbh & Co. KG, 2003

13 Implementación Gestión de Energías Estructura de KPI s Ejemplo: Lácteos Nivel Planta Nivel de Producción Areas de Proceso Administration raw milk tank separating homogenizing standardizing pasteurizing / cooling filling CIP evaporating homogenizing bulk starter incubation cooling fruit mix filling / packing compressed air water pumps boilers (steam) ice water Page 13 Utilities separating standardizing cheese vat cheese press salting packing turning fermenting / ripening Siemens AG All Rights Reserved. Quelle: Handbuch der Milch- und Molkereitechnik; Verlag Th. Mann Gmbh & Co. KG, 2003

14 Implementación Gestión de Energías Estructura de KPI s Ejemplo: Lacteos Nivel de Planta Nivel de producción Areas de proceso Equipos Clave s Administration raw milk tank separating homogenizing standardizing pasteurizing / cooling filling CIP evaporating homogenizing bulk starter incubation cooling fruit mix filling / packing compressed air water pumps boilers (steam) ice water Page 14 Utilities separating standardizing cheese vat cheese press salting packing turning fermenting / ripening Siemens AG All Rights Reserved. Quelle: Handbuch der Milch- und Molkereitechnik; Verlag Th. Mann Gmbh & Co. KG, 2003

15 KPI como elemento clave para la transparencia Estructura principal en planta. Nivel Planta Nivel de Producción (Todos los tipos de energia) Areas de proceso Equipos clave Ratio de consumo electrico (kwh/ton; J/ton) Electrividad en actividades no productivas (kwh; J) Ratio de gas Natural (kwh/ton; m³/ton) Ratio de Energía Térmica(kWh/ton; J/ton) Ratio de agua tratada (m 3 /ton) Ratio de agua de proceso (m 3 /ton) Entrada leche Fria (kwh/ton; m³/ton) Pasteur (kwh/ton; m³/ton) Leche Normalizada. (kwh/ton; m³/ton) Deposito leche larga duración. (kwh/ton; m³/ton) Mantequilla. (kwh/ton; m³/ton) Fábrica Queso(kWh/ton; m³/ton) Producción leche(kwh/ton; m³/ton) Filling/Packaging (kwh/ton; m³/ton) CIP (ep. (kwh/ton; m³/ton) Proceso de Pasteurización Ratio (kwh/ton; J/ton) Proceso Nata Ratio (kwh/ton; J/ton) Proceso Mantequilla Ratio (kwh/ton; J/ton) Proceso UHT/Long Life (kwh/ton; J/ton) Ratio Aire comprimido Ratio (kwh/m³ compressed air) Ratio Calderas (J/ton) Ratio llenadoras (kwh/ton; J/ton; kwh/package) Calderas: Rendimiento Vapor Refrigeración: consumo/ tonelada producto terminado (kwh/ton; J/ton) CIP (kwh or m 3 water / cleaning cycle; J/cleaning cycle) Pasteur (kwh/ton, m³ water/ton) Centrifugadora (kwh/ton) Homogenizedora (kwh/ton) Tunnel refrigeración (kwh/ton) Fermentación (kwh/ton; J/ton). Utilities (kwh/ton; m³/ton). Page 15 Siemens AG All Rights Reserved.

17 Source; DIRECTIVE 2003/87/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND THE COUNCIL of October 13, 2003 PRINCIPLES FOR MONITORING AND REPORTING IN ACCORDANCE WITH ARTICLE 14 PARAGRAPH 1 Ejemplos de Informes : Facturación interna -> Claridad en el Espectro de costes. Measurement Espectro de costes energéticos Fuel Emission Raw material Standard factors Production process Products Emission = Infrome General para cubrir todos los consumos de Energia. activity data emission factor oxidation factor Facturación según centro de costes y correcta imputación a Lote/Producto Comparativos : Periodo previo / periodo del ultimo año Beneficio Para el cliente Energy Assessment Base del reporte de la gestión y el proceso. Crea cultura de ahorro a través de la incentivación. Analisis de tendencias. Plant performance / Benchmarking/Targeting Contribución de cada departamento a la politica de ahorro(e.g. - 5%) Página 17 I IA F&B

18 Ejemplo Análisis de Energia eléctrica Mejoras. Curvas de Cargas : Potencial de ahorro en Energía Eléctrica. 1 Linea de consumo anual Superación del limite. Solo pocos dias en el año. Indicación para la aplicación de Gestión de cargas. Energy Distribution / periode kwh/d Puedo ajustar la producción a 3 Consumo en Standby- kw periodos más económicos? 3 ca. 20 % 4 Reducción del pico d energía anual. Contratratación mas económica del contrato eléctrico. Página 18 Reducción de los costes de Energía I IA F&B

19 Energy Management Ejemplo del analisis del perfil de carga. Dependencia del Turno? Mismo consumo, pero Cantidad de producción diferente! Cuanto me cuesta las paradas? Página 19 I IA F&B

20 Control de las emisiones de CO2 Medida Factores estándar Combustible Materia prima Proceso producción Emisión Productos Emisión = Material usado factor emisión factor oxidación DIN Página 20 I IA F&B

21 Resumen : Gestion de Energia Key Drivers Coste de Energia porque un EM es tán importante Reduce el coste de Energia (Contrato) Incrementa la eficiencia energética (Procesos y utilidades) Producción de energia eficiente Transparencia KPIS Foco en detalles pensamiento global Transparencia en el caudal de energía. (Electricidad, vapor, agua, CO2, ) Identificación de Grandes consumidores Tracking & tracing de KPI s Reporte sostenible mejora continua Reportes de KPI (de acuerdo a 50001) Reporte energeticos (Imputación de costes, huella CO 2, ) Benchmarking de diferentes plantas Página 21 I IA F&B

22 Ahorro de costes retorno de inversión sostenido. Planta Potencial de ahorro Beneficios para el cliente Transparencia de datos Incentivada Adquisición automática de datos Generación de informes 3-10% (Del coste annual ) Ahorro en horas hombre Ahorro en horas hombre Incentivar el Cambio de comportamiento de los empleados Adquisición de datos de en tiempo real ahorra horas y Errores Generación automatica de informes (Dia, turno, ) Ahoorros en Procedimientos Eficiencia Sostenible => Alto ahorro de costes y recursos en corto plazo. Page 22 Aire comprimido Vapor / Calefaccion Refrigeración Hasta un 33% (De los costes energéticos anuales) Hasta el 20% (De los costes energéticos anuales) Hasta el 15% De los costes energéticos anuales) Perdidas, filtros, optimización refrigeraión, Defectos de aislamiento, Trampas de vapor, Temperaturas bajas de condensadooptimizacion de sistemas Ahorros de procesos

23 Posibilidades de Gestión - Interna o Externa. Solución en planta: SIMATIC B.Data Servicio de Gestión: Energy Analytics Propuesta Operar un sistema propio de gestión de datos de energía y sacar provecho de la flexibilidad completa Hacer uso de la gestión de datos de la energía como un servicio y beneficiarse de informes / análisis periódicos por expertos de Siemens Cliente Típico Acceso Software Implementación Inversión Grandes compañías o empresas con despliegues de arriba hacia abajo Clientes con gran experiencia en la gestión energética Acceso total al software El Software se instala en la planta del cliente Costes de licencia único pago, posibles servicios de actualización de Software + Pequeñas y medianas empresas o plantas individuales dentro de las grandes compañías Aquellos que comienzan con la gestión energética Sin acceso a software, sólo visor web de B.Data El software se encuentra fuera de las instalaciones del cliente Capex a Opex: Pago de cuota de servicio mensual dependiendo del paquete de servicio elegido Principal beneficio Total flexibilidad No son necesarios expertos en gestión energética internos Page 23

24 Energy Analitics: Un enfoque integral basado en la captación de datos para maximizar el potencial de la planta. Visualización y recomendaciones Cliente Siemens Conexión Segura Análisis de datos y simulación Soporte a la Consultoría e Implementación Conexión Segura Combinación de datos y almacenamiento seguro Page 24