Guía Metodológica de Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión

Transcripción

1 Guía Metodológica de Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión

2 Agencia Chilena de Eficiencia Energética Guía Metodológica de Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión. Primera Edición: La guía de Eficiencia Energética en Proyectos de Inversión es un proyecto desarrollado por la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) en el marco del Programa de incorporación de la EE en el diseño de procesos y proyectos del Área de Industria y Minería, y es financiada por el Ministerio de Energía. Titularidad de los derechos: Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) Autor: AChEE, Ingeniería Proquilab Limitada. Revisión y edición: Marcela Recabarren, Pedro Pablo Torres AChEE Diseño gráfico: duam design Derechos reservados. Prohibida su reproducción.

3 La Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) es una fundación de derecho privado, sin fines de lucro, que busca promover, fortalecer y consolidar el uso eficiente de la energía, articulando e implementando, tanto a nivel nacional como internacional, iniciativas público privadas en los distintos sectores de consumo energético, contribuyendo al desarrollo sustentable del país.

4 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Introducción pág. 4 Roles y responsabilidades pág. 8 Fases de un proyecto y su relación con EED pág. 12 EED Fase de Ingeniería Conceptual pág. 16 EED Fase de Ingeniería Básica pág. 26

5 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / 3 EED Fase de Ingeniería de Detalles pág. 36 Sistema de Gestión de la Energía (SGE) pág. 42 Herramientas de ingeniería pág. 44 Referencias pág. 48 Anexos pág. 50

6 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 01. Introducción 1.1 Importancia de incorporar eficiencia energética en el diseño Acerca de esta guía Esquema de la guía 6

7 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / / Importancia de incorporar eficiencia energética en el diseño El diseño es un componente básico e inherente a cualquier especialidad de ingeniería, lo cual es especialmente relevante en el desarrollo de proyectos, ya sea de instalaciones nuevas, modificación de procesos productivos, construcciones o instalaciones industriales. En términos generales, los proyectos tienen como objetivo la provisión de productos o servicios en condiciones de diseño favorables en cuanto a inversión, costos operacionales, sustentabilidad ambiental, rentabilidad económica y social. Sin embargo, no es habitual considerar en la etapa de diseño, ni en la evaluación económica, aspectos relacionados con el desempeño energético eficiente durante el ciclo de vida del proyecto. Normalmente, los aspectos energéticos de un proyecto están asociados a la especificación de las potencias o capacidades de los equipos seleccionados y a la provisión de la potencia y energía que demandará el proyecto, sin un análisis de la eficiencia con que se utilizará la energía durante la etapa de operación. La incorporación de Eficiencia Energética en etapa de Diseño (EED) tiene como objetivo optimizar el consumo y uso de la energía requerida, así como el desempeño energético general del proyecto o proceso en etapa de operación por medio de la incorporación y aplicación de las mejores prácticas y tecnologías para el uso eficiente de la energía. Se debe considerar la medición de las variables de energía y de proceso durante el diseño para permitir un mejor seguimiento del desempeño energético durante las operaciones una vez que el proyecto se ha puesto en marcha. En el diseño de las nuevas instalaciones -o en la modificación de las existentes- se deben considerar las mejores técnicas disponibles en eficiencia energética y las tendencias de tecnológicas emergentes, tanto en el proceso productivo u operaciones específicas del proyecto industrial, como en aspectos relacionados con el diseño arquitectónico (envolvente, materialidad, iluminación natural, orientación, formas, espacios, etc.) y condiciones ambientales de los lugares de trabajo (ventilación, iluminación, climatización, etc.). Este enfoque puede evitar decisiones habituales que atentan contra la eficiencia energética o la dificultan, como el sobredimensionamiento de instalaciones y equipos, o bien la réplica de proyectos anteriores similares sin considerar nuevas condiciones ambientales, la capacidad de equipos o tecnologías más eficientes. En general, la inconveniencia de tales decisiones queda en evidencia en etapas avanzadas del proyecto o incluso durante la etapa de operación, cuando los costos para modificarlas son significativamente más elevados que en etapas tempranas del proyecto. A medida que el proyecto avanza en su ciclo de vida, desde el diseño hasta la operación del nuevo proceso o planta, se reduce notoriamente el potencial de ahorro obtenible, mientras que los costos de incorporación de las medidas aumentan. El beneficio económico de realizar EED puede ser hasta tres veces mayor al que se puede obtener mediante la implementación de medidas de Eficiencia Energética (EE) en la etapa de operación del proyecto, las cuales son identificadas a partir de auditorías de eficiencia energética 1. Esto significa que, mientras más temprano se incorpore la eficiencia energética en un proyecto, mayores son los potenciales beneficios económicos durante toda su vida útil. La figura 1.1 permite observar comparativamente el potencial de ahorro alcanzable mediante la optimización energética de una instalación, desde la fase de diseño de ingeniería conceptual hasta la fase de operación. De esta forma se producen los resultados más eficaces, con un impacto positivo en el costo total del ciclo de vida de un proyecto. 1 Metodología de diseño eficiente energéticamente - SEAI (Autoridad de Irlanda).

8 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Fig. 1.1 Potencial de ahorro e inversión en fase diseño versus fase operación del proyecto 2 Potencial de Ahorro Inversión Inversión Diseño / Adquisiciones / Construcción / Comisionamiento / Operación Potencial de ahorro Tiempo El diseño energéticamente eficiente con EED sigue una metodología similar a la utilizada en las auditorías energéticas de plantas y procesos existentes. La principal diferencia radica en que, en la fase de diseño, se puede definir qué tipo de proceso utilizar y los parámetros básicos de diseño y operación, entre otros. Debido a lo anterior es factible: Evaluar el diseño de la planta desde un punto de vista energético. Seleccionar las tecnologías de mejor desempeño energético. Desarrollar un proceso de dimensionamiento adecuado desde el punto de vista energético. Cabe destacar que la EED se relaciona y complementa con un sistema de gestión de la energía (SGE). Mientras la EED establece los usos y consumos significativos de energía proyectados y, como consecuencia, fija indicadores y metas, el SGE busca asegurar el logro efectivo de dichas metas durante la fase de operación del proyecto. Los requerimientos de un SGE se encuentran descritos en la sección 7 de este documento. 1.2 / Acerca de esta guía En 2013, la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) desarrolló la Metodología y la Guía Práctica para implementar medidas de eficiencia energética en la fase de diseño, las cuales fueron publicadas en mayo de Para ello se levantó información nacional e internacional sobre la incorporación de eficiencia energética durante las fases de diseño de los proyectos de inversión y se desarrollaron talleres de recopilación de las prácticas actuales de las empresas del sector industrial y minero. La presente guía reúne los principales elementos de ambos documentos e incorpora mejoras destinadas a facilitar la lectura, además de ejemplos prácticos que ayudan a la comprensión. 1.3 / Esquema de la guía El documento está dividido en 10 secciones que reúnen las consideraciones que las empresas productivas y de ingeniería deben tener presentes al desarrollar nuevos proyectos de inversión. La segunda sección presenta y define los roles y responsabilidades, para que la introducción de la metodología EED en la fase de diseño de un proyecto sea exitosa. La tercera sección presenta las fases que abarca la metodología EED en un proyecto de inversión: Ingeniería Conceptual, Ingeniería Básica e Ingeniería de Detalles, que incluye algunas actividades de adquisiciones. 2 BREF - Documento de referencia de las mejores técnicas disponibles en eficiencia energética de la Comisión Europea.

9 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / 7 Las secciones 4, 5 y 6 describen las entradas, las actividades, los entregables y los resultados esperados para las tres fases indicadas anteriormente. La sección 7 presenta los requerimientos mínimos de un SGE de acuerdo a la norma ISO 50001, mientras que la sección 8 menciona algunas herramientas de ingeniería que pueden ser de utilidad durante la incorporación de medidas de EE en un proyecto. Las referencias utilizadas para la elaboración de este documento se encuentran en la sección 9. Por último, en el Anexo 1 se incluye la lista de chequeo de antecedentes energéticos.

10 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 02. Roles y Responsabilidades 2.1 Equipo directivo de la empresa mandante Equipo del proyecto mandante Gerente de proyecto Equipo de diseño contratista de ingeniería Jefe de proyecto EED mandante Experto EED Fabricantes y proveedores de equipos 11

11 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / 9 Fig. 2.1 Distribución de roles en un proyecto considerado EED Equipo Directivo Equipo de Proyecto Mandante Equipo de Diseño Contratista de Ingeniería Fabricantes y proveedores Linea reporte Linea comunicación EED Mandante Experto EED Para introducir con éxito la metodología EED en un proyecto es fundamental que la empresa mandante evidencie su interés y compromiso designando a una persona que lidere la implementación. La experiencia demuestra que si la empresa mandante tiene un interés activo en incorporar medidas de eficiencia energética durante la fase de diseño, las firmas contratistas de ingeniería incorporarán la optimización del uso de la energía en su trabajo. Para ello es necesario que la firma contratista de ingeniería cuente con un sistema de seguimiento que asegure el logro de los resultados EED especificados por la empresa mandante. En términos de organización para la gestión de proyectos de ingeniería, tradicionalmente existen roles bien diferenciados, los que, para efectos de esta guía, se denominarán de la siguiente manera: Equipo directivo de la empresa mandante. Equipo de proyecto mandante, liderado por un gerente de proyecto. Equipo de diseño contratista de ingeniería, liderado por un jefe de proyecto. Fabricantes y proveedores de equipos. Para efectos de la implementación de la metodología EED se deben definir dos nuevos roles: EED mandante. Experto EED. En la figura 2.1 se presenta la distribución de los roles típicos en el proceso de gestión de un proyecto de inversión que incorpora EED, incluidos estos dos nuevos roles.

12 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA A continuación se describen las principales funciones y responsabilidades de cada uno de estos roles. 2.1 / Equipo directivo de la empresa mandante El equipo directivo puede estar conformado por inversionistas, dueños de los recursos, gerentes de área y el dueño del proyecto, entre otras personas. Es responsable de apoyar al dueño del proyecto en la toma de decisión ejecutiva. Sus miembros actúan como consejeros del dueño del proyecto. Los integrantes del equipo deben tener en la organización una autoridad acorde al alcance del proyecto; de otra forma su contribución tendrá un valor limitado. Otras de sus responsabilidades son aprobar los objetivos del proyecto, asegurar la disponibilidad de recursos, efectuar el seguimiento y control de avance, y actuar cuando aparezcan dificultades de alto nivel, además de apoyar al dueño del proyecto y promover el proyecto dentro de la organización. 2.3 / Gerente de proyecto Es el líder del equipo del proyecto mandante. Designa a los miembros del equipo y organiza el trabajo para que este sea efectivo. Es el responsable de supervisar la ejecución del proyecto de acuerdo a los requerimientos establecidos por el equipo directivo de la empresa mandante del proyecto, de forma que se cumpla el objetivo con los recursos y en los tiempos predeterminados. Gestiona al equipo de proyecto, para lo cual debe tener competencias técnicas, personales y sociales adecuadas. 2.4 / Equipo de diseño contratista de ingeniería Está compuesto por el jefe de proyecto y por grupos de especialidades, como ingenieros de procesos, mecánicos, eléctricos, estructurales, de costos, etc. Ejecuta el proyecto de acuerdo a los requerimientos establecidos por el equipo de proyecto mandante. 2.2 / Equipo del proyecto mandante Está compuesto por el gerente de proyecto, grupos de especialidades de procesos, ingenieros civiles, mecánicos, eléctricos, de control y automatización, entre otros. Ejecuta el proyecto de acuerdo a los requerimientos establecidos por el equipo directivo de la empresa mandante del proyecto, de forma que se cumpla el objetivo con los recursos y en los tiempos predeterminados. Desarrolla las especificaciones de trabajo para la(s) empresa(s) contratista(s) de ingeniería. Cumple la función de contraparte técnica del proyecto. 2.5 / Jefe de proyecto Es el líder del equipo de diseño contratista de ingeniería. Define y organiza el trabajo del equipo, de manera de asegurar que este sea efectivo. Es el responsable de ejecutar el proyecto de acuerdo a los requerimientos establecidos por el equipo de proyecto mandante, para que se cumpla el objetivo con los recursos y en los tiempos predeterminados. Gestiona al equipo de proyecto, para lo cual debe tener altas competencias técnicas, personales y sociales por la excesiva demanda que este rol enfrenta.

13 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / / EED mandante Es un miembro o representante de la empresa mandante del proyecto. Establece los requerimientos del proyecto en temas relacionados con gestión de la energía y eficiencia energética. Asegura la implementación y aplicación de la metodología de EED en el proyecto. Puede ejercer este rol en conjunto con otras responsabilidades dentro del equipo mandante u otras funciones en la organización. Puede ser un profesional externo contratado para este efecto. Define los criterios que debe cumplir el experto EED del equipo de diseño contratista de ingeniería: formación, entrenamiento, habilidades y experiencia. Aprueba el plan de implementación EED. Aprueba los entregables de cada una de las fases. Dentro de sus competencias y habilidades relevantes se cuentan: Conocimiento acabado del desarrollo de la metodología EED. Conocimientos técnicos sobre los principales procesos industriales que considera el proyecto. Conocimiento de los sistemas de gestión de la energía y de la metodología para el desarrollo de auditorías energéticas. Familiarización con las regulaciones de interés del proyecto. Liderazgo y habilidades comunicacionales para promover los beneficios de la metodología EED en la organización. 2.7 / Experto EED Miembro del equipo de diseño contratista de ingeniería. Actúa de manera independiente del equipo de proyecto. Es responsable de la ejecución y coordinación diaria de las actividades EED relacionadas con el proyecto. Es responsable de coordinar y generar los entregables EED. Para ello debe solicitar información relevante al mandante. Dentro de sus competencias y habilidades relevantes se cuentan: Conocimiento técnico de todos los aspectos energéticos del proyecto. Conocimiento de la metodología EED. Conocimiento del modelo de gestión de proyectos de la organización. Conocimiento de los sistemas de gestión de la energía y de la metodología para el desarrollo de auditorías energéticas. Familiarización con las regulaciones de interés del proyecto. 2.8 / Fabricantes y proveedores de equipos Los fabricantes se incluyen dentro de los roles EED debido a la experiencia que tienen en la tecnología de sus equipos. En algunos casos, el mismo proveedor de los equipos proporciona el servicio de ingeniería del proyecto asociado. En dicho caso, las soluciones propuestas por los fabricantes y/o proveedores deben ser sometidas a la metodología EED.

14 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 03. Fases de un proyecto y su relación con EED 3.1 Fase de Ingeniería Conceptual Fase de Ingeniería Básica Fase de Ingeniería de Detalles 15

15 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / 13 Las fases del proyecto consideradas en esta guía de EED son las siguientes: Fase de Ingeniería Conceptual Fase de Ingeniería Básica Fase de Ingeniería de Detalles Para iniciar la metodología es necesario que la empresa mandante haya desarrollado previamente la fase denominada Perfil, correspondiente a la especificación del proyecto, la cual, junto a los antecedentes energéticos, es la entrada para el trabajo descrito en esta guía. Esta guía se aplica en el desarrollo de las tres fases del proyecto. Tal como se mencionó anteriormente, es preferible iniciar esta metodología en las primeras fases. En la medida en que esto ocurra, las etapas posteriores serán más fáciles de abordar y la potencialidad de ahorro y desempeño energético será mayor. Con el término de la Fase de Ingeniería de Detalles se da por concluido el trabajo en eficiencia energética durante la etapa de diseño, lo cual significa que las actividades de comisionamiento, puesta en marcha y operación del proyecto quedan fuera del alcance de esta metodología. Sin embargo, es en estas etapas cuando se experimentan los beneficios de la aplicación de esta metodología. En la figura 3.1 se presenta el esquema de trabajo de la metodología EED. Si bien las fases se representan como una secuencia de entradas, actividades y entregables, se debe considerar un proceso iterativo de revisión de las actividades y las decisiones adoptadas, de manera de identificar las oportunidades y medidas de eficiencia energética más apropiadas Fig. 3.1 Esquema de trabajo metodología EED Entrada Actividades GUÍA EE EN PROYECTOS DE INVERSIÓN Entregables Aprobación Entrada Actividades Entregables Aprobación Entrada Actividades Entregables Aprobación Comisionamiento Puesta en marcha Operación PERFIL DEL PROYECTO ANTECEDENTES ENERGÉTICOS FASE INGENIERÍA CONCEPTUAL FASE INGENIERÍA BÁSICA FASE INGENIERÍA DE DETALLES

16 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA La figura 3.2 ilustra algunas interrogantes que deben estar presentes durante toda la ejecución del proyecto. Fig. 3.2 Interrogantes en EED GESTIÓN ENERGÉTICA La energía demandada es la que efectivamente requiere el proceso? Hay desperdicio de energía por mal uso o por mala gestión de la energía? Se han revisado y ajustado las condiciones en que operará el proceso para un uso eficiente de la energía? TECNOLOGÍA Los equipos seleccionados permiten un uso eficiente de la energía? Hay equipos sobredimensionados? Es posible integrar equipos o componentes que mejoren el desempeño energético? FUENTE DE ENERGÍA Las fuentes energéticas determinadas son las que permiten un uso más eficiente de la energía? Existe disipación de energía que pudiera ser aprovechada en otras etapas del proceso o en servicios anexos? Las medidas para incorporar eficiencia energética deben considerarse en una secuencia de complejidad creciente. Es decir, se debe comenzar por aquellas que son más evidentes y fáciles de implementar. Estas medidas generalmente están asociadas a la gestión más simple de la energía, como capacitar e instruir al personal y establecer procedimientos, controlando su cumplimiento. En seguida se deben considerar mecanismos y elementos de control operacional: sistemas de detección de condiciones anómalas del proceso, que activan una alarma o señal, para ejecutar correcciones, ya sea en forma manual o por medio de dispositivos automáticos. Luego, se considera mejorar los equipos o sistemas por medio de la integración de elementos o componentes adicionales que mejoran el desempeño energético. Finalmente, se llega a medidas de mayor envergadura y costo, como el cambio de equipos, sistemas o tecnología. La figura 3.3 ilustra las diferentes medidas para incorporar EED, priorizadas según su complejidad y costo. Fig. 3.3 Secuencia de complejidad creciente de medidas EED TIPOS DE MEDIDAS DE EE Correcciones básicas MAYOR COMPLEJIDAD Y MAYOR COSTO Mejoramiento y control operacional Mejoramiento tecnológico de equipos (reemplazo de componentes, integración de componentes adicionales, etc.) Recambio e innovación en tecnología (reemplazo de equipos o rediseño completo de sistemas)

17 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / / Fase de Ingeniería Conceptual En esta fase se evalúa la factibilidad técnica y económica para plantear las posibles alternativas o áreas de interés de EE en el proyecto. A partir del perfil del proyecto y de los antecedentes energéticos entregados por el equipo de proyecto mandante -los cuales son sometidos a análisis y revisiones- se definen las áreas de interés donde se podrían implementar medidas para mejorar el desempeño energético. Las áreas de interés definidas -con sus análisis y justificaciones- son analizadas por el equipo directivo, el cual determina aquellas que son de mayor interés, asigna los recursos necesarios y entrega su aprobación para que sean desarrolladas en la siguiente fase. 3.2 / Fase de Ingeniería Básica En esta etapa se realizan análisis más exactos de los costos del proyecto, se establecen las especificaciones técnicas de los equipos, se evalúa la rentabilidad del proyecto y se planifica el trabajo que será realizado en la Fase de Ingeniería de Detalles y ejecución del proyecto. A partir de las áreas de interés aprobadas, así como de los antecedentes actualizados del proyecto de ingeniería, se hace una evaluación con mayor detalle y rigurosidad, a partir de la cual se definen las oportunidades de mejora en eficiencia energética (OMEE). Las OMEE definidas, con supuestos y resultados, se presentan al equipo directivo junto a los respaldos correspondientes, como las memorias de cálculo y las evaluaciones económicas. En esta instancia se decide cuáles OMEE serán objeto de un diseño en detalle, cuáles requieren especificaciones técnicas para la adquisición de equipos y, en definitiva, cuáles serán implementadas. Todo ello requiere la asignación de los recursos necesarios. 3.3 / Fase de Ingeniería de Detalles En esta etapa se realizan diseños, documentos y planos de ingeniería que definen el proyecto en profundidad y son necesarios para su ejecución. Se compran los equipos y materiales, y se ejecuta el proyecto en sí. Se desarrolla la ingeniería incorporando el diseño de las oportunidades de mejora en eficiencia energética aprobadas, así como la ingeniería de los fabricantes y/o proveedores. De este modo se obtiene un proyecto de ingeniería con un potencial de desempeño energético superior, lo cual se hará evidente en la etapa de operación, con una mayor eficiencia energética y una mayor rentabilidad en el ciclo de vida. Con esta fase se concluye el diseño y comienza la construcción y el comisionamiento del proyecto. Posteriormente, vendrá la puesta en marcha y la operación.

18 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 04. EED Fase de Ingeniería Conceptual 4.1 Entradas Perfil del proyecto de inversión Antecedentes energéticos Actividades Constituir el equipo EED Reunión de inicio EED Planificación de actividades Análisis de información Desarrollo del balance de energía Elaboración de caso base Definición de áreas de interés Requisitos de información para fabricantes y proveedores Entregable (Informe EED Ingeniería Conceptual) Resumen ejecutivo Información del proyecto Análisis de información Balance de energía Caso base Áreas de interés en EED Requisitos de información para fabricantes y proveedores Aprobación de áreas de interés 24

19 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / / Entradas Para desarrollar la EED en la Fase de Ingeniería Conceptual se requieren el perfil y los antecedentes energéticos del proyecto. A continuación se describen los principales requisitos de estas entradas / Perfil del proyecto de inversión La principal entrada es el perfil del proyecto. Se trata de un documento que va acompañado de planos, diagramas, planillas u otros soportes, y debe incluir los siguientes antecedentes: Descripción de la empresa: rubro, tamaño, ubicación. Descripción de los procesos y diagramas de flujo. Diagrama de distribución de equipos en planta (layout) (si está disponible). Estado de operación de la planta o instalación (en operación, en modernización, en construcción/ planificación). Personal por áreas (permanente y temporal). Desarrollo y proyecciones de niveles de producción de la empresa. - Niveles de producción/tamaño de operación de la empresa. - Horarios y turnos de producción/operación, con niveles de producción (cantidades por hora). - Régimen de operación de los futuros equipos (diario, semanal, mensual), con las variaciones estacionales. (Figura 4.1) - Planes futuros de variación de la operación (expansión, adición o supresión de productos, etc.). - Recolección del ciclo de vida del proyecto, con datos para una evaluación financiera (tasa de descuento, payback, etc.) y otros. Fig. 4.1 Estacionalidad Consumo Energía Eléctrica Consumo de Energía Eléctrica (kwh) Energía kwh dic.13 ene.14 Producción feb.14 mar.14 abri.14 Caracterización de los requerimientos y usos energéticos. - Caracterización de los requerimientos eléctricos. - Caracterización de los requerimientos térmicos de frío y calor. - Identificación de recursos energéticos disponibles para proyectos de cogeneración: combustibles fósiles y fuentes de energías renovables disponibles, entre otros. Proyectos con alto consumo en condiciones o insumos de acondicionamiento (edificación). - Condiciones de temperatura. - Condiciones de humedad. - Condiciones de ventilación. may.14 jun / Antecedentes energéticos Para complementar la información entregada en el perfil, se necesita el detalle de los antecedentes energéticos del proyecto de inversión. En el Anexo 1 se incluye una lista de chequeo de los antecedentes e información energética requerida, que se resume en los siguientes puntos: Antecedentes generales del proyecto Empresa mandante, su ubicación y datos de contacto (teléfono, , web). jul.14 ago.14 sep.14 oct.14 nov Producción (ton)

20 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Antecedentes productivos del proyecto. Se solicita la clasificación del sector económico, descripción del proceso productivo, régimen de operación, tasa de producción, estacionalidad, etapas del proceso energéticamente relevantes, equipos de consumos o capacidades energéticamente significativos, además de otros aspectos o condiciones que pudieran afectar el proceso productivo o los requerimientos energéticos. Requerimientos energéticos del proyecto. Se solicita la proyección de los consumos anuales estimados de cada una de las fuentes primarias de energía, su equivalencia energética y sus costos (o gasto energético) asociados, según las tarifas correspondientes. Usos de energía en el proyecto. - Usos térmicos relacionados con el proceso productivo. - Usos térmicos no relacionados con el proceso productivo. - Aplicaciones mecánicas relacionadas con el proceso productivo. - Usos mecánicos no relacionados con el proceso productivo. - Otros usos de energía (iluminación, comunicaciones, condiciones de ventilación de los recintos, periodos de calefacción o enfriamiento, etc.). Sistemas energéticamente relevantes en el proyecto. - Combustibles. Motores, máquinas y vehículos con combustión interna. Calderas de vapor, agua caliente u otro tipo de medio de calor. Sistemas de combustión para generar calor directo. Sistemas de frío a base de calor. Instalaciones de usos no energéticos de combustibles. - Sistemas eléctricos. Empalme eléctrico, transformadores, condensadores. Sistemas motrices eléctricos. Sistemas eléctricos para agua caliente, vapor u otro medio. Sistemas eléctricos para generar calor directo. Sistemas de refrigeración y/o aire acondicionado. Sistemas electroquímicos. Iluminación. Artefactos eléctricos, herramientas, etc. Sistemas de tecnología de información, data center. Sistemas de packing. Equipos de oficina. Condiciones arquitectónicas. - Especificaciones técnicas resumidas que incluyan materialidad y componentes de los muros, techumbres, pisos (ventilados y/o en contacto con el terreno), ventanas. - Cálculo de valores de transferencia térmica de los componentes mencionados anteriormente. Condiciones climatológicas del lugar. Información sobre las medias mensuales de temperatura, humedad, radiación solar, velocidades de viento. Tarífas. - Tarifa eléctrica. - Costos de combustibles. - Costos de otras fuentes energéticas (biomasa, ERNC, etc.). Otras fuentes de energía disponibles. - Solar. - Eólica. 4.2 / Actividades / Constituir el equipo EED La primera actividad es constituir el equipo EED, definiendo claramente roles y responsabilidades, así como las relaciones y comunicaciones entre las partes. Lo anterior es indispensable para lograr que el trabajo sea efectivo y los miembros se comprometan en todos los niveles. El equipo debe estar compuesto por los siguientes integrantes: Representante del equipo directivo de la empresa mandante.

21 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / 19 EED mandante, quien actúa como coordinador del equipo. Equipo de proyecto mandante, liderado por el gerente de proyecto. Experto EED. Equipo de diseño contratista de ingeniería, liderado por el jefe de proyecto / Reunión de inicio EED Se puede organizar una reunión exclusiva para EED o se puede realizar dentro de la reunión estándar de inicio de proyecto. Es de suma importancia que participen todos los integrantes del equipo EED, especialmente el representante del equipo directivo de la empresa mandante. Además, debe haber al menos un representante de cada especialidad de los equipos de proyectos del mandante y del contratista de ingeniería. El propósito de la reunión es el siguiente: Revisar los alcances y requisitos del proyecto de diseño para introducir mejoras en el desempeño energético de la planta proyectada. Aclarar responsabilidades de cada integrante del equipo EED. Revisar y confirmar los recursos asignados al proyecto (en términos de personas y costos). Revisar y confirmar los entregables del proyecto en fase conceptual y sus responsables. Acordar cronograma de actividades y entregables / Planificación de actividades La planificación en la etapa de Ingeniería Conceptual considera lo siguiente: Planificar en detalle las actividades EED. Coordinar y controlar la fase de Ingeniería Conceptual. Realizar estimaciones de costos y límites para la ejecución de actividades. Aspectos esenciales a considerar en la planificación de actividades EED: Se debe tener claridad sobre los requisitos, objetivos y alcances EED. Se deben tener en cuenta los propósitos y las expectativas del equipo directivo de la empresa mandante. Hay que considerar los criterios energéticos, técnicos y ambientales de la empresa mandante para el desarrollo del proyecto de inversión (demanda máxima, emisiones, confiabilidad, relación con la comunidad, etc.). Hay que tener en cuenta el marco para la evaluación económica de la empresa (tasa de descuento, periodo de evaluación, régimen impositivo, etc.) y los indicadores utilizados para la toma de decisiones de inversión (VAN, TIR, Payback, etc.). Se debe contar con plazos definidos para el desarrollo de las actividades EED en cada una de las fases de ingeniería. Se debe definir la información relevante que deberá estar disponible en cada una de las fases. Hay que asignar recursos específicos a cada actividad EED. Se deben conocer las regulaciones legales y contratos que pudieran afectar directa o indirectamente el desarrollo de las actividades EED / Análisis de información Revisión y recolección de datos Se recomiendan las siguientes acciones para verificar la integridad/validez de la información:

22 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Preguntarse si la información es lógica y razonable. Comparar las hojas de datos con archivos electrónicos u otra fuente de información (doble chequeo). Observar y hacer seguimiento al proceso de recolección de datos estándar. Comprobar todos los cálculos manuales y fórmulas automatizadas. Verificar los certificados de calibración de las mediciones a utilizar. Matriz de Costos de Energía (Base MM$340/año) GLP 19% Diésel 8% Energía eléctrica 73% Consumos significativos de energía De acuerdo a la Guía de Implementación ISO de la AChEE, para determinar los consumos significativos hay que seguir los siguientes pasos: 1. Identificar las fuentes de energía que serán utilizadas en el proyecto, indicando cantidades y costos para cada una de ellas (figura 4.2). 2. Recopilar información de consumo de cada fuente de energía en función de los datos de diseño del proyecto, considerando las estacionalidades de cada proceso. 3. Evaluar usos y consumos de energía en forma desagregada (figura 4.3). Figura 4.2 Distribución de consumo y costos energéticos según fuente Figura 4.3 Distribución de usos de energía Matriz de Consumos de Energía (Base MWh/año) GLP 20% Distribución Consumos de Energía Residuos 2% Proceso 6% Administración y servicios 8% Iluminación 4% Aire comprimido 5% Diésel 12% Energía eléctrica 68% Equipos de frío 54% Bombas de impulsión 15% Envasado 6%

23 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / Identificar usos y consumos significativos de energía. Los usos significativos de energía son aquellos que tienen un consumo sustancial de energía y/o ofrecen un alto potencial de mejora en el desempeño. Es en ellos donde la organización debe enfocar su gestión. Lo más común es identificar los usos con la mayor porción del consumo de energía o con los mayores costos en energía. Una herramienta sencilla para determinar los usos y consumos significativos es el gráfico de Pareto (ver figura 4.4). Figura 4.4 Gráfico de Pareto para identificar los usos significativos de energía Uso de energía 1 Uso de energía 2 Uso de energía 3 Uso de energía 4 Uso de energía 5 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0 % / Desarrollo del balance de energía Mediante el balance de energía se busca cuantificar la relación entre el consumo y los usos de energía. En este caso se debe tener especial cuidado con procesos como la generación de electricidad o vapor en la planta o instalación, para evitar dobles conteos. En esta fase, la simulación para el balance no necesita gran nivel de detalle. Además de revelar el desempeño energético completo del proceso, el desarrollo del balance permite detectar potenciales pérdidas, determinar los usos significativos de energía, estimar los costos energéticos del proyecto e identificar tempranamente oportunidades de ahorro o de recuperación de energía. En algunos casos, es recomendable realizar este balance para algún equipo o proceso con consumos significativos (figura 4.5). El experto EED es quien prepara el balance de energía para el proyecto, con y sin incorporación de eficiencia energética, mientras que el EED mandante es quien lo revisa y aprueba. Figura 4.5 Balance de energía Balance de energía grupo electrógeno Condiciones de operación prime Operación prime Consumo diésel 45 litros/h Energía ingresada kcal/h Potencia 160 kw Energía generada kcal/h Rendimiento 33,4% Radiación y otras pérdidas Rendimiento 10% Gases de combustión Caudal de gases 530 litros/s Densidad de gases 0,425 kg/m3 Caudal de gases 811 kg/h Temperatura de gases 553 C Cp gases 0,253 kcal/kg/ C Calor en gases kcal/h Rendimiento 33,6% Diésel Consumo diésel 45,0 litros/hora PCI kcal/litro Energía ingresada kcal/hora Rendimiento 100% Agua de refrigeración Temperatura de entrada 40 C Temperatura de salida 95 C Calor retirado kcal/h Caudal de agua litros/hora Rendimiento 23% Energia eléctrica Potencia media 160,0 kw Energía generada kcal/h Rendimiento 33,4%

24 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA / Elaboración de caso base Definición de indicadores de desempeño energético (IDE) Los indicadores de desempeño energético (IDE) son medidas cuantificables del desempeño energético de la organización. Generalmente se expresan en términos de consumo de energía (kwh), ratios (o consumos específicos) (kwh/ton) o modelos más complejos. Los IDE permiten evaluar comparativamente el desempeño energético propio con el de otros proyectos similares que ya se encuentran en operación. En la siguiente tabla, se muestran algunos ejemplos de IDE. Fuente de energía Indicador Resultado Electricidad Consumo eléctrico en un periodo definido kwh / año Biomasa Consumo de biomasa por tonelada de producto kg pellets / t producto Electricidad Consumo eléctrico por unidad de superficie kwh / m 2 Gas natural Consumo de gas natural por tonelada de producto m 3 GN / t producto o kwh / t producto Diésel Rendimiento de caldera t vapor / L diésel Determinación de la línea base La siguiente etapa consiste en elaborar una línea base con los valores de los IDE, según lo desarrollado en el balance de energía sin eficiencia energética y la información relacionada con otras variables relevantes (producción, estacionalidad, datos climáticos, superficie, cantidad de operarios, etc.). Esta línea base representa el desempeño energético sin la aplicación de medidas de eficiencia energética; es la referencia cuantitativa contra la cual se comparará el desempeño energético después de haber incorporado medidas de mejoramiento. Debe ser determinada como variable independiente de forma tal que determine fielmente el consumo específico de energía del proyecto evaluado. Se recomienda que la línea base sea desarrollada al menos para un periodo de doce meses, para incorporar los efectos de estacionalidad, detenciones de la planta y otros efectos que puedan distorsionar las comparaciones entre distintos escenarios. Sin Línea Base Energética - Proyección de Consumo con Medidas de EE Consumo Total de Energía (MWh/mes) Línea Base Energética ene. feb. mar. abri. may. jun. Incorporación de Medidas de EE Mes embargo, cuando los ciclos de operación son más breves, estables y repetitivos, es posible determinar la línea base considerando periodos de evaluación más reducidos. jul. ago. sep. oct. nov. dic.

25 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / / Definición de áreas de interés Las áreas de interés en eficiencia energética se determinan de acuerdo a los consumos significativos de energía. El método de análisis de necesidades puede ser fundamental para presentar y definir áreas de interés en eficiencia energética. Algunos aspectos a considerar para realizar este análisis son los siguientes: Calidad requerida. Eficiencia y rendimiento. Confiabilidad y aspectos de mantención. Seguridad. Impacto ambiental. Costos. Aspectos sociales y éticos. Flexibilidad. Durabilidad. A partir de este listado es posible definir los objetivos y las especificaciones requeridas para la evaluación de los consumos significativos de energía e identificar, de esta manera, las potenciales áreas de interés. Para el desarrollo de esta actividad se debe poner especial atención en ciertas condiciones especiales relacionadas con el medio ambiente, los consumidores, la competencia, las regulaciones, la seguridad u otras consideraciones que puedan ser percibidas como un riesgo para la continuidad del proyecto, ya que pueden bloquear el desarrollo de medidas de eficiencia energética en fases posteriores, a pesar de que se hayan destinado recursos a su evaluación. Las áreas de interés son generalmente un subconjunto de los usos significativos de energía. Estas áreas se listan en una tabla donde se describen las áreas de interés, enumerándolas y definiendo aspectos significativos de cada una. El listado proporciona oportunidades de alto nivel para reducir el consumo energético, determinadas a partir de los usos significativos de energía y otras herramientas de análisis asociadas. Típicamente, este documento le permite al inversionista visualizar el valor de proceder con la siguiente fase de EED. Área interés Descripción del área de interés Aspectos significativos 1 Planta térmica con biomasa Distribución de vapor y condensado Sistema de generación y distribución de aire comprimido Sistema de maceración de trozos con agua caliente 5 Iluminación artificial 6 Generadores autónomos de energía eléctrica Aprovechamiento de residuos Reducción de costos de combustible Mejoramiento de huella de carbono Corroborar diseño y capacidad del sistema Recuperación de condensado Corroborar diseño y capacidad del sistema Compresores con variadores de frecuencia Aprovechamiento de energía térmica residual de condensados de cámaras de secado Reducción de consumos eléctricos en producción de láminas para paneles Incorporar iluminación natural Instalar sensores de movimiento en espacios de poco uso Verificar correcto dimensionamiento Conexión y desconexión automática a la red

26 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA En esta fase las áreas de interés deben ser desglosadas a nivel de sistema o proceso, por ejemplo: enfriamiento, iluminación, destilación, etc. Aún no es necesario que sean desglosadas a nivel de equipos (ventiladores, compresores, evaporadores, etc.) / Requisitos de información para fabricantes y proveedores Se debe elaborar un listado con los requerimientos de información sobre el desempeño energético de los principales equipos o sistemas de las áreas de interés identificadas, que será solicitada a los fabricantes y proveedores. Se debe poner especial atención en la información sobre consumo de energía en distintos niveles de utilización o capacidad, ya que existen procesos con estacionalidades fuertemente marcadas a lo largo del año y también hay casos en que las plantas se diseñan considerando ampliaciones futuras. Estos requisitos son utilizados para especificar y evaluar las distintas alternativas en fases posteriores. 4.3 / Entregable (Informe EED Ingeniería Conceptual) Como entregable de esta etapa, se debe elaborar un informe EED de Ingeniería Conceptual con los resultados de las actividades anteriormente descritas, el cual puede ser acompañado de planillas de cálculo, registros y/o diagramas, con el fin de generar una documentación consistente y auditable para próximas fases del EED. Esta información también puede ser de utilidad para el desarrollo del Sistema de Gestión de Energía durante la operación. El informe debe contener a lo menos lo siguiente: / Resumen ejecutivo Antecedentes generales del proyecto de inversión. Resumen de uso y consumo energético. Áreas de interés identificadas. Programa de implementación sugerido / Información del proyecto Información general sobre la planta proyectada. Descripción del proyecto. Caracterización y descripción de metas y objetivos del proyecto / Análisis de información Fuentes de información y tipos de datos utilizados. Estimaciones y supuestos usados. Determinación de consumos significativos de energía / Balance de energía Estimación y análisis del consumo de energía y gasto energético. Estimación y análisis del uso energético. Memoria de cálculo. Modelos, métodos y/o software utilizados.

27 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / / Caso base Definición de indicadores de desempeño energético (IDE). Elaboración de línea base. - Análisis de desempeño energético y de IDEs. - Base para cálculos, estimaciones, supuestos y precisión resultante. - Criterio para la categorización de las oportunidades para mejorar el desempeño energético. Oportunidades para mejorar el desempeño energético. - Recomendaciones y programa de implementación sugeridos. - Supuestos y métodos usados en el cálculo de ahorros de energía, precisión resultante de los ahorros y beneficios calculados. - Supuestos usados en el cálculo de los costos de implementación, y la precisión resultante. - Análisis económico apropiado, incluyendo los incentivos financieros conocidos y las ganancias no energéticas. - Potenciales interacciones con otras recomendaciones propuestas. - Métodos de medición y verificación recomendados para la evaluación postimplementación de las oportunidades sugeridas. Conclusiones y recomendaciones / Requisitos de información para fabricantes y proveedores Listado con información sobre desempeño energético por solicitar a fabricantes y proveedores relacionados con las áreas de interés identificadas. 4.4 / Aprobación de áreas de interés El EED mandante debe presentar el informe EED ante el equipo directivo, para que este último apruebe las áreas de interés definidas. Este paso es de suma importancia, ya que a dichas áreas se destinarán recursos para evaluar medidas de eficiencia energética en las próximas fases. Si es necesario, el equipo directivo puede solicitar mayores antecedentes para tomar la decisión. La aprobación de las áreas de interés debe ser documentada y si el equipo directivo decide no continuar con alguna de ellas, su decisión deberá quedar justificada / Áreas de interés en EED Descripción y antecedentes que justifiquen las áreas de interés identificadas. Se debe tener estrecha correlación entre las áreas de interés en EED y los Usos Significativos de Energía (USE).

28 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 05. EED Fase de Ingeniería Básica 5.1 Entradas Informe EED de Ingeniería Conceptual Áreas de interés aprobadas Diseño de ingeniería actualizado Diseño de fabricantes y proveedores Actividades Constituir el equipo EED Reunión de inicio EED Planificación de actividades Actualizar caso base Taller de lluvia de ideas Análisis técnico de Oportunidades de Mejoras en Eficiencia Energética (OMEE) Evaluación económica de OMEE Priorizar OMEE Valorizar OMEE Entregables Aprobación de OMEE 35

29 GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PROYECTOS DE INVERSIÓN / 27 Durante la Fase de Ingeniería Básica se determinan las oportunidades de eficiencia energética a partir de las áreas de interés aprobadas en la Fase de Ingeniería Conceptual. Estas oportunidades son incorporadas definitivamente en el proyecto durante la Fase de Ingeniería de Detalles. 5.1 / Entradas / Informe EED de ingeniería conceptual Corresponde a los resultados obtenidos en la fase anterior. Este informe puede ser acompañado de planillas de cálculo, registros, diagramas y otros antecedentes o documentos de respaldo / Áreas de interés aprobadas Corresponde al listado de áreas de interés aprobadas por el equipo directivo de la empresa mandante al finalizar la Fase de Ingeniería Conceptual / Diseño de ingeniería actualizado Corresponde a la versión actualizada del diseño de ingeniería del proyecto de inversión e incluye lo siguiente: Objetivos. Bases y criterios de diseño. Análisis técnico. - Diagramas de flujo de procesos. - Balance de materia y energía. - Listado de equipos principales y especificaciones técnicas de los componentes principales. - Criterios básicos de operación. - Determinación preliminar de las condiciones de operación, peso y dimensiones de los equipos principales del proceso. - Memorias de cálculo de sistemas de proceso y sistemas auxiliares. - Especificaciones de compra de los equipos principales y de los que presenten largos tiempos de entrega. - Estudios técnicos complementarios (ambientales, de seguridad, etc.). Evaluación económica (Inversión ± 20%, flujos de caja, rentabilidad, sensibilización). Actualización de evaluación general, riesgo financiero e implementación. Conclusiones y recomendaciones. Este documento también debe establecer los estándares mínimos de calidad requeridos por la empresa mandante para los distintos entregables de la Fase de Ingeniería Conceptual. Además, debe incorporar recomendaciones y aspectos clave para la toma de decisiones de la empresa mandante durante la evaluación de los proyectos / Diseño de fabricantes y proveedores En esta fase del desarrollo de ingeniería, generalmente se dispone de propuestas técnicas de los fabricantes de los equipos principales. Estas propuestas deben incluir los aspectos relacionados con el desempeño energético, según la información definida en la Fase de Ingeniería Conceptual (ver Requisitos de información para fabricantes y proveedores).

30 AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Según lo establecido por la norma ISO 50001, la organización debe informar a los proveedores que la adquisición se evalúa parcialmente sobre la base del desempeño energético. Esto propicia que las ofertas entregadas para el desarrollo del proyecto contengan los productos con mejoras de eficiencia energética previamente incorporadas. Se propone que durante el proceso de diseño con EED, las directrices de la empresa mandante sean revisadas y analizadas, de modo de ampliar el potencial de mejoramiento del desempeño energético. Una práctica común en la industria es copiar el diseño de plantas similares sin revisar los desempeños energéticos de los procesos involucrados, lo que implica que también se traspasan las ineficiencias en el desempeño energético de la planta. Esta práctica, dentro de lo posible, debe ser evitada, ya que genera barreras para la incorporación de EED en la nueva planta. Si lo considera necesario, el equipo EED podrá solicitar al equipo directivo de la empresa mandante modificar o flexibilizar estas directrices, con el fin de mejorar el desempeño energético de la nueva planta o proceso. 5.2 / Actividades / Constituir el equipo EED Al igual que en la Fase de Ingeniería Conceptual, la primera actividad es la constitución del equipo EED, con roles y responsabilidades claramente definidos dentro de la organización del proyecto. Contar con relaciones bien definidas entre el equipo del proyecto y la línea de operación es esencial para la efectividad del trabajo y el compromiso de los miembros del proyecto en todos los niveles. El equipo debe estar compuesto por: Representante del equipo directivo de la empresa mandante. EED mandante, quien actúa como coordinador del equipo. Equipo de proyecto mandante, liderado por el gerente de proyecto. Experto EED. Equipo de diseño contratista de ingeniería, liderado por el jefe de proyecto / Reunión de inicio EED Se puede organizar una reunión exclusiva para EED o realizar una dentro de la reunión estándar de inicio de la Fase de Ingeniería Básica. Al igual que en la fase anterior, deben participar todos los integrantes del equipo EED, especialmente el representante del equipo directivo de la empresa mandante. En cuanto al equipo de proyecto mandante y al de diseño contratista de ingeniería, debe participar al menos un representante por cada especialidad relacionada con las áreas de interés aprobadas en la Fase de Ingeniería Conceptual. El propósito de esta reunión es: Revisar el informe de la Fase de Ingeniería Conceptual y el listado de áreas de interés aprobadas. Revisar la documentación del diseño actualizado de