Diagnóstico Energético Productores Lecheros. Francisco Vásquez/Eduardo Nicolau RODA Energía

Transcripción

1 Diagnóstico Energético Productores Lecheros Francisco Vásquez/Eduardo Nicolau RODA Energía

2 QUIÉNES SOMOS? Somos una fundación sin fines de lucro, creada en 2010, con el fin de articular las iniciativas público-privadas en materia de eficiencia energética. 2

3 VISIÓN Ser reconocida como una organización cercana, que lidera el cambio hacia un país que usa sus recursos energéticos de manera eficiente y sustentable. MISIÓN Promover, fortalecer y consolidar el uso eficiente de la energía a nivel nacional, contribuyendo al desarrollo competitivo y sustentable del país. 3

4 Sectores de consumo Comercial, Público y Residencial Transporte Industria y Minería Fuente: Balance Energético Ministerio de Energía. 4

5 ANTECEDENTES Objetivos generales: Realizar un Diagnóstico Energético de las operaciones de los beneficiarios atendidos dentro del PDT Optimización de Recurso Energético en la Producción de leche. Objetivos específicos: Establecer la línea base de los consumos energéticos. Elaborar un análisis de usos y consumos de las operaciones pertenecientes a los B.A. Identificar oportunidades de mejora dentro de las operaciones de los B.A. Elaborar propuestas de MMEE para los B.A 5

6 Índice de temas Recolección de información Diagnóstico energético Análisis tarifario Línea base Análisis de bechmarking Análisis de Pareto Medidas de eficiencia energética Conclusiones 6

7 1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 7

8 1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Brechas en gestión de la información Problema en la entrega de información por parte de los beneficiarios: Datos operacionales Histórico de producción de leche Facturaciones de electricidad Registro de compra de equipos e insumos Georreferenciación: entregar más referencias del lugar 8

9 1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Brechas en gestión de operación Acceso a proveedores tecnológicos para soluciones técnicas, por ejemplo: Normalización de tableros eléctricos Mantenimiento planta Reemplazo tuberías Reemplazo aislación térmica Limpieza equipos (placas poco legibles) 9

10 2 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO Potencia Distribución por tipo de proceso 12,9% 5,0% 2,8% 17,7% Iluminación Ordeña Sistema de agua 9,8% Almacenaje Limpieza Crianza 51,8% Pasteurización 10

11 Potencia activa [kw] 2 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO Potencia Distribución por B.A Pasteurización Limpieza Almacenaje 80 Sistema de agua Ordeña Iluminación B.A.7 B.A.8 B.A.9 B.A.10 B.A.13 B.A.16 B.A.18 B.A.19 B.A.21 B.A.24 B.A.25 B.A.26 11

12 2 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO Consumo eléctrico Distribución por tipo de proceso 8,8% 0,8% Iluminación 0,2% 2,4% Ordeña 13,4% Sistema de agua 8,1% Almacenaje Limpieza Crianza 66,3% Pasteurización 12

13 Energía activa [MWh/año] 2 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO Consumo eléctrico Distribución por B.A Pasteurización Limpieza Almacenaje Sistema de agua Ordeña Iluminación B.A.7 B.A.8 B.A.9 B.A.10 B.A.13 B.A.16 B.A.18 B.A.19 B.A.21 B.A.24 B.A.25 B.A.26 13

14 3 ANÁLISIS TARIFARIO Distribución por tipo de tarifa Distribución por tipo consumo 8% 8% AT-2PPP BT-1 17% BT % AT BT 17% 9% 8% AT-3PPP AT-3PP AT-4.3 BT-2PPP AT-2PPP 8% 75% 25% 14

15 Consumo de energía eléctrica [kwh/mes] 4 LÍNEA BASE Producción mensual de leche v/s Consumo de energía eléctrica y = 0,019x ,5 R² = 0, Producción mensual de leche [L/mes] 15

16 Consumo de energía [MWh/año] 5 ANÁLISIS DE BENCHMARKING Clasificación según consumo eléctrico 350 Pequeño productor (consumo inferior a los 50 [MWh/año]) Mediano productor (consumo entre los 50 y 100 [MWh/año]) Gran productor (consumo mayor a los 100 [MWh/año]) B.A.7 B.A.8 B.A.9 B.A.18 B.A.26 B.A.24 B.A.10 B.A.21 B.A.19 B.A.16 B.A.25 B.A.13 Beneficiario 16

17 5 ANÁLISIS DE BENCHMARKING Indicadores de desempeño Producción de leche en función del factor de planta, es decir, horas de operación [l/fp%] 10-5 Producción anual de leche por animal [l/100 animales] Litros producidos por energía consumida para almacenamiento [l/kwha] Litros producidos por energía consumida en la operación de la planta [l/kwh] Consumo de energía por cada animal [kwh/animal] Costo energético por litro de leche producida [$/10L] 17

18 Unidad del indicador 5 ANÁLISIS DE BENCHMARKING Pequeños productores: menor a 50 [MWh/año] Producción por consumo de almacenaje [L/kWh] Producción por Energía Total [L/kWh] Energía total por animal [kwh/animal] Producción por animal [L/100 animales] Producción por FP*10^5 [L/%] Costo por litro [$/10L] B.A.7 0,0 0,0 169,0 0,0 0,0 0,0 B.A.8 37,4 14,6 183,3 26,8 11,8 126,6 B.A.19 49,2 30,3 115,6 35,0 39,6 89,4 B.A.25 37,0 16,6 305,1 50,5 18,4 95,1 B.A.26 52,5 21,5 314,6 67,6 21,6 39,5 18

19 Unidad del indicador 5 ANÁLISIS DE BENCHMARKING Medianos productores: mayores a 50 [MWh/año] y menores a 100 [MWh/año] Producción por consumo de almacenaje [L/kWh] Producción por Energía Total [L/kWh] Energía total por animal [kwh/animal] Producción por animal [L/100 animales] Producción por FP*10^5 [L/%] Costo por litro [$/10L] B.A.10 0,0 0,0 134,9 0,0 0,0 0 B.A.13 43,0 24,0 301,4 72,5 52,2 74,65 B.A.16 46,3 27,0 200,2 54,1 52,2 53,77 B.A.18 50,7 28,1 173,6 48,8 86,0 53,45 B.A.24 0,0 0,0 230,9 0,0 0,0 0 19

20 Unidad del indicador 5 ANÁLISIS DE BENCHMARKING Grandes productores: mayor a 100 [MWh/año] Producción por consumo de almacenaje [L/kWh] Producción por Energía Total [L/kWh] Energía total por animal [kwh/animal] Producción por animal [L/100 animales] Producción por FP*10^5 [L/%] Costo por litro [$/10L] B.A.9 38,6 29,5 223,2 65,8 69,5 62,56 B.A.21 37,1 26,4 255,2 67,2 123,1 50,28 20

21 Unidad del indicador 5 ANÁLISIS DE BENCHMARKING Productores Global [MWh/año] Producción por consumo de almacenaje [L/kWh] Producción por Energía Total [L/kWh] Energía total por animal [kwh/animal] Producción por animal [L/100 animales] Producción por FP*10^5 [L/%] Costo por litro [$/10L] Pequeños 44,0 20,7 217,5 45,0 22,9 87,7 Medianos 46,7 26,4 208,2 58,4 63,5 60,6 Grandes 37,9 27,9 239,2 66,5 96,3 56,4 21

22 5 ANÁLISIS DE BENCHMARKING Producción de leche a mayor escala Del análisis benchmarking se obtuvo que entre mayor sea la escala productiva de la lechería, mayor será el grado de eficiencia en el consumo de energía eléctrica. 22

23 5 ANÁLISIS DE BENCHMARKING A pesar de que el sistema de almacenaje consume mayor energía para los grandes productores tienen un mejor rendimiento productivo total en cuanto a consumo de energía eléctrica, desprendiendo que entre mayor sea el nivel productivo de la planta, menor será su consumo de energía por unidad de litros producidos. El nivel de producción presenta una concordancia con los niveles de consumo de energía total, donde los productores medianos presentan una producción por cada 100 animales un 29% mayor que los pequeños, y a su vez, los productores grandes posee un aumento del 14% respecto de los medianos. Cuando se analiza el nivel de producción en función del factor de planta, se observa que entre más grande es el productor, mayor es el indicador, esto se debe a que a medida que los productores crecen, también lo hacen las horas de operación y por consecuencia, la producción anual. 23

24 Consumo energía anual [MWh] 6 ANÁLISIS DE PARETO Consumo de energía anual por procesos % % 97% 99% 100% 100% 80% % 80% Consumo eléctrico 60% 300 Cant Acumulada % 40% % 0 0% 24

25 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Corrección del factor de potencia MMEE de bajo-nulo costo Desplazamiento de horas de operación Mantenimiento preventivo Optimización de recursos 25

26 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Bajo/nulo costo Implementación de bancos de condensadores: tras compensar la energía reactiva, se reducirá o se eliminará la penalización por el mal factor de potencia. El 41,6% de las lecherías diagnosticadas tienen cobros en su facturación eléctrica asociados a un mal factor de potencia (Factor de Potencia menor a 0,93) 26

27 Potencia activa [kw] 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Bajo/nulo costo Desplazamiento de horas de operación: desplazar los horarios de ordeña hacia puntos donde se obtenga una reducción considerable de la potencia leída en horario punta (cambio gradual por adaptación de los animales), permite reducir costos en la facturación de electricidad mensual. Curva modelo de consumo de energía de lecherías Horario punta Antes Después Desplazamiento Horas del día 27

28 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Bajo/nulo costo Mantenimiento preventivo: Permite mantener la eficiencia de los equipos y sistemas en el tiempo, optimizando el consumo de energía y la vida útil; tales como: Mantenimiento a motores eléctricos (limpiar rejillas de ventilación, lubricar eje del rotor, revisar anclajes a suportación, entre otros) Recambio de filtros de agua, leche, lubricante, entre otros. Limpieza de circuitos de leche, agua caliente y agua fría. Detección de filtraciones de agua/leche en tanques y ductos de transporte. El 17 de los 26 de los B.A. visitados deberían implementar protocolos de mantenimiento preventivo para mejorar las condiciones de sus equipos de lechería 28

29 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Bajo/nulo costo Optimización de recursos: Control de agua para limpieza. Controlar el suministro de alimento concentrado. Instalar temporizador a termo-eléctricos. Encendido de equipos en el periodo de utilización. Aprovechamiento de iluminación natural. 29

30 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Mediano/alto costo Pre-enfriador de leche Inversión: $ TIR: 20,08% Payback: 6 años Pre-calentamiento de agua de lavado Inversión: $ TIR: 28,53% Payback: 5 años Recambio de luminaria Inversión: $7.588 a $ TIR: 5,55% a 20,08% Payback: 2 a 10 años 30

31 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Mediano/alto costo Sistema fotovoltaico Inversión: $ TIR: 15,35% Payback: 13 años Recambio de motores Inversión: $ a $ TIR: 17,59% a 23,29% Payback: 6 a 7 años VDF para las bombas de vacío Inversión: $ TIR: 19,26% Payback: 7 años 31

32 Energía [MWh/año] 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Porcentaje de ahorro de MMEE Pasteurización Limpieza Sistema de agua Iluminación Crianza Almacenaje Ordeña 0,30% ,03% ,14% 53,80% 0,42% 0,00% 3,35% 0,00% 0,00% 0,00% 0,35% 0,33% 0 B.A.7 B.A.8 B.A.9 B.A.10 B.A.13 B.A.16 B.A.18 B.A.19 B.A.21 B.A.24 B.A.25 B.A.26 Beneficiarios 32

33 7 MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Brechas para análisis MMEE Brecha Descripción Sistematización de información Uso de equipos Demandas térmicas Falta de registro de datos como número de animales y litros producidos al día, costos operacionales y de mantenimiento, entre otros Falta de registro de horas de utilización de los equipos consumidores de energía (principalmente del tanque de frío, bomba de vacío y termo-eléctrico) Falta de registro de volúmenes de agua caliente/fría para los procesos de limpieza 33

34 8 CONCLUSIONES Se desarrolló un diagnóstico energético a 12 de las 25 plantas visitadas debido al no cumplimiento en el envío de datos solicitados. El 33% de las instalaciones eléctricas de los beneficiarios diagnosticados cumplen con la normativa 4/2003 NCh. El mayor sistema de consumo energético en una planta es del tanque de almacenamiento de leche con un 66,3% del consumo total promedio de las plantas analizadas, seguido con un 13,4% para el sistema de ordeña (bomba de vacío y bomba de impulsión de leche). 34

35 8 CONCLUSIONES Al 41,7% de los beneficiarios estudiados se les recomienda hacer un cambio en su actual tarifa eléctrica con su distribuidor de energía. La principal MMEE rentable fue el recambio de luminarias, y se hace prioridad por su baja escala de costos e implementación poco invasiva. 35

36 8 CONCLUSIONES Sistematización de información operacional Tipo de información Gastos de mantenimiento Costos de inversión Liquidaciones de leche fresca Descripción Registro de información de mantenimiento de equipos (fecha, costos y detalles del mantenimiento) Registro de inversión en equipos (fecha, costos y detalles de equipos intervenidos Registro de información de las principales especificaciones de la calidad de la leche fresca (volumen de venta, componentes grasos y proteicos, entre otros) 36

37 8 CONCLUSIONES Sistematización de información operacional Tipo de información Costos de alimentación Costos laborales Consumo de la energía eléctrica Ingresos de la empresa láctea Descripción Costos por compras de concentrado y/o forraje para alimentación de animales Costos asociados a empleados de la lechería Registro histórico del consumo de energía mensual Ingresos según volumen de compra mensual de la venta de leche fresca 37

38 8 CONCLUSIONES 38

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