Aprovechamiento energético de las infraestructuras subterráneas en Suiza

Transcripción

1 I Congreso Madrid Subterra 2016 Madrid, 17 de Octubre de 2016 Aprovechamiento energético de las infraestructuras subterráneas en Suiza Andreas Hurni Geólogo Universidad de Berna Postgrado Ingeniería Sanitaria ETHZ DAS Experto Energía en la Construcción FHNW

2 Contenido 1 Introducción 2 Opciones de aprovechamiento energético de infraestructuras subterráneas 3 Situación energía geotérmica en Suiza 4 Aprovechamiento térmico de las aguas residuales 5 Proyectos realizados 6 Resumen

3 Andreas Hurni Licenciado en Geólogía (Universidad de Berna) Postgrado en Ingeniería Sanitaria (ETHZ) DAS Experto Energía en la Construcción (FHNW) 51 años 25 años de experiencia profesional (acueducto, saneamiento, riesgos naturales) 6 años en América Latina Cargo actual: gerente de energía (Ryser Ingenieure) Cargo futuro: gerente asociación suiza de calor a distancia ASCAD (a partir del 1 de enero 2017, 50%)

4 Fuentes de energía para distritos térmicos Ryser Ingenieure SA, Berna, Suiza Empresa de ingeniería especializada en gestión del ciclo del agua (acueducto, saneamiento, energía), fundada en empleados, sociedad anónima (acciones en las manos de los colaboradores) Temas energéticos: aprovechamiento térmico de aguas y aguas residuales, centrales hidroeléctricas en redes de acueductos, eficiencia energética en acueductos y plantas depuradoras, redes de calor y frío a distancia A partir del 2017 mandato para gerente de ASCAD (50%) Colaboración con Eneres desde

5 Comparación temperaturas promedias mensuales ESP - Zurich 5

6 Contenido 1 Introducción 2 Opciones de aprovechamiento energético de infraestructuras subterráneas 3 Situación energía geotérmica en Suiza 3 Aprovechamiento térmico de las aguas residuales 4 Proyectos realizados 5 Resumen

7 Fuente:

8 2.1 Opción túneles (ferroviarios / carreteras) Túnel de base de Lötschberg (ferroviario (f), 34.6 km, C, 15 MW) Otros túneles: - San Gottardo (carr.(c), 16 km) - Furka (f, 15 km) - Hauenstein (f, 2 km) - Ricken (f, 8.6 km) - Mappo-Morettina (c, 5.5 km)

9 2.1 Opción túneles (ferroviarios / carreteras) Túnel de base de Gottardo (f), 57.1 km Inauguración junio de 2016, entra en servicio inicios de diciembre 2016 Proyectos de redes de calor y piscicultura previstos

10 2.2 Opción incineradoras de residuos Incineradora de Oftringen Situación Suiza: - 29 incineradoras - Producción energía eléctrica - Redes de calor a distancia

11 2.3 Opción generación de energía en acueductos

12 2.4 Opción aprovechamiento térmico de agua (potable) Consumidor Central con bomba de calor Captación de agua subt. o manantial Red de acueducto Red de calor /frío a distancia Infiltración o descarga a cuerpo de agua

13 2.5 Opción generación de energía en depuradoras Generación de biogas (trat. lodos) Producción de electricidad y calor con planta de cogeneración La depuradora energeticamente autosuficiente (balance anual)

14 2.6 Opción aprovechamiento térmico de las aguas residuales

15 2.7 Opción optimización y eficiencia energética Bombas, motores, ventiladores Software optimización de bombas Análisis a nivel de acueductos y depuradoras

16 2.9 Interconexión de redes eléctricas, de gas y térmicas Red eléctrica Pila de combustible Almacenamiento Red de gas Almacenamiento Bomba de calor Red térmica 16

17 2.8 Servicios sistema para equilibrar la red eléctrica con infraestructuras Proyecto faro apoyado por la Oficina Federal de Energía «Pooling de regulación con infraestructuras (acueductos y depuradoras» Opciones de actuación acueductos y depuradoras Acueductos - Regulación terciaria - Optimización de costos energéticos - Gestión de picos de carga eléctrica Depuradoras - Regulación secundaria (y terciaria) con plantas en cogeneración - Gestión de picos de carga eléctrica 17 Red térmica

18 Contenido 1 Introducción 2 Opciones de aprovechamiento energético de infraestructuras subterráneas 3 Situación energía geotérmica en Suiza 4 Aprovechamiento térmico de las aguas residuales 5 Proyectos realizados 6 Resumen

19 3. Situación energía geotérmica en Suiza Fuente: geothermie-schweiz.ch

20 3. Situación energía geotérmica en Suiza Producción de calor geotérmico en Suiza 2015 Tecnología y uso Producción calor a Porc. Sondas y registros térmicas Uso aguas subterráneas Baños termales Geoestructuras (calor y frío) Acuíferos profundos Agua de túneles Sondas térmicas profundas Fuente: geothermie-schweiz.ch

21 3. Situación energía geotérmica en Suiza Est Pl EC ES PF Fuente: geothermie-schweiz.ch

22 3. Situación energía geotérmica en Suiza Producción de calor geotérmico 2015 Países lider a Suecia Alemania Francia Suiza Fuente: geothermie-schweiz.ch

23 3. Situación energía geotérmica en Suiza Geotérmica protege el clima MWh calor de la tierra % de la demanda total de calor de Suiza cubierta t de petróleo ahorrado t de reducción de emisiones de CO2 Fuente: geothermie-schweiz.ch

24 Contenido 1 Introducción 2 Opciones de aprovechamiento energético de infraestructuras subterráneas 3 Situación energía geotérmica en Suiza 4 Aprovechamiento térmico de las aguas residuales 5 Proyectos realizados 6 Resumen

25 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales Metas principales de los sistemas de saneamiento: Recolección eficiente de las aguas residuales Tratamiento de las aguas residuales para proteger los cuerpos de agua

26 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales Donde se encuentran las pérdidas más grandes en los edificios?

27 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales Correcto, en el desagüe!

28 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales Nos podemos dar el lujo de tener estas pérdidas? Como logramos aprovechar esta fuente de calor? 15% 100%

29 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales en el edificio en el colector en la depuradora sencillo, individual potencial grande potencial enorme cerca del consumidor sin problemas para enfriamiento solamente en edificios tuberías públicas distancia hasta consumidor grandes (hospitales, efectos sobre depuradora redes largas piscinas)

30 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales En el edificio Aprovechamiento de las aguas residuales entre el edificio y la conexión a la red de recolección (T = aprox. 23 C)

31 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales En el colector

32 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales En la depuradora Planta de tratamiento Werdhölzli (Zurich) P Calor: 11 MW P Refrigeración: 9 MW

33 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales Situación en Suiza: Temperatura de las aguas residuales en invierno: 10 a 15 C Potencial: Suministro de calor para 10% de la población Situación en España: Temperatura de las aguas residuales: 2-5 C más alta Potencial más alto que en Suiza

34 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales Factores para proyectos exitosos: Metas principales de saneamiento cumplidos Tener en cuenta las limitaciones de los sistemas de saneamiento: 1. Variación de caudal de las aguas residuales 2. Diámetro y capacidad hidráulica de las tuberías 3. Variación de temperatura de las aguas residuales 4. Influencia del aprovechamiento térmico para la planta depuradora 5. Distancia de potenciales clientes

35 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales Factores para proyectos exitosos (2): Desarrollo del proyecto en etapas: 1. Estudio de factibilidad a nivel de la cuenca hidrográfica de la depuradora 2. Pre-proyecto con estimación de costos 3. Proyecto detallado Involucrar a los gestores de los sistemas de saneamiento desde el inicio Trabajar con un asesor especializado

36 4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales Manuales/Directivas

37 Contenido 1 Introducción 2 Opciones de aprovechamiento energético de infraestructuras subterráneas 3 Situación energía geotérmica en Suiza 4 Aprovechamiento térmico de las aguas residuales 5 Proyectos realizados 6 Resumen

38 5. Proyectos realizados Tipo de instalación Localización CH D Aprovechamiento térmico aguas residuales En edificio > 200? En canal > En depuradora > 30? Generación de energía en depuradoras > 300 > 800 Aprovechamiento térmico aguas (potables) < 10? Centrales hidroeléctricas en acueductos > 240? Centrales hidroeléctricas aguas residuales < 10? Aprovechamiento térmico aguas de túneles 10? Generación de energía en incineradoras 29 74

39 5. Proyectos realizados Red de calor a distancia Schlieren (Zurich)

40 5. Proyectos realizados Brünnen Nord, Berna Calor de aguas residuales brutas bombeadas Potencia Instalada: 472 kw

41 5. Proyectos realizados Geotérmica Temperatura terreno ± temp. promedio anual aire: Suiza España 9 C C ΔT por 100 m de perforación +3 C (promedio) Root D4, cerca de Lucerna 41

42 5. Proyectos realizados Aguas subterráneas - Aarau: redes de calor y frío Kasinoareal, Torfeld y Schachen Aguas superficiales (lago) - Lugano: red de frío del centro de cálculo de la EPF - Zurich: estudio de factibilidad red de frío para EPF, universidad y clínica universitaria 42

43 5. Proyectos realizados / en planeación Aguas superficiales (lago) - Zurich: estudio de factibilidad red de frío para EPF, universidad y clínica universitaria 43

44 6. Resumen Aprovechamiento energético de las infraestructuras subterráneas: Potencial grande Ecológico y economicamente competitivo Tema desconocido, necesidad de programas de fomento Exitos importantes en proyectos en Suiza Conocimientos especiales importantes, manuales/directivas Estamos a su disposición para apoyarlos

45 FIN Muchas gracias por su atención!