Potenciales y principales medidas de ahorro en el sector doméstico

Transcripción

1 Seminario sobre la situación actual y prospectiva energética en México y el Mundo Potenciales y principales medidas de ahorro en el sector doméstico Académico, Especialidad Energética Dr. Gaudencio Ramos Niembro 5 de agosto de 2009

2 Temas a tratar 1. Principales Usos Finales de la energía eléctrica en las viviendas 2. Patrones de consumo 3. Potenciales de ahorro i. Aire acondicionado ii. Iluminación iii. Refrigerador 4. Diseño de la envolvente 5. Ejemplo de cálculo 6. Consumo de energía eléctrica en otros países 7. Conclusiones

3 Principales usos finales de la energía

4 El consumo de energía es función de: El nivel de equipamiento Número de equipos y aparatos con que cuenta la vivienda El tipo de equipamiento Clima templado (no se requiere equipo para climatización; tarifa 1) Clima cálido (se requiere equipo para climatización; Tarifa 1A a!f) Forma en que se usa el equipamiento Ineficiente Eficiente

5 Sector doméstico Consumo por tarifas Tarifa Usuarios Por ciento Consumo (MWh/año) Consumo promedio por usuario (kwh/año) Incremento por climatización (kwh/año) Consumo por climatización (MWh/año) 1 15,525, ,453,395 1,189 1A 1,658, ,086,262 1, ,420 1B 3,227, ,130,431 1, ,292,521 1C 4,375, ,579,129 2,418 1,229 5,376,684 1D 1,078, ,080,264 2,855 1,666 1,797,358 1E 1,142, ,126,351 3,610 2,421 2,767,394 1F 857, ,943,656 5,764 4,575 3,923,913 DAC 562, ,023,592 7,155 ND ND TOTAL 28,429, ,423,080 1,844 15,272,290 29% Fuente: CFE, 2008

6 Consumo de electricidad Por usos finales Si suponemos que en el sector residencial, el 34 % de la energía se utiliza para climatización en lugar del 29%, que no considera a los usuarios DAC, el consumo esperado por usos finales es el siguiente: Uso final Por ciento Consumo (MWh) % Consumo nacional Climatización _ 34 17,823,847 _ 8.58 Iluminación _ 26 13,630,001 _6.73 Refrigerador _ 20 10,484,616 _5.04 Entretenimiento _ 13 6,815,000 _3.36 Otros _ 7 3,669,616 _1.68 Total ,423,

7 Patrones de consumo

8 Consumos mensuales Clima templado kwh E F M A M J J A S O N D El consumo mensual es aproximadamente el mismo a lo largo del año Meses Clima calido (extremoso) kwh E F M A M J J A S O N D Meses El consumo mensual durante la época de verano, es varias veces el de la época de invierno, además de que varía de mes a mes

9 Clima templado Consumo promedio mensual Por rango de consumo kwh El perfil es muy parecido, y La magnitud de consumo depende del nivel (cantidad) de equipamiento Hora Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Fuente: 120 usuarios en el Distrito Federal, IIE-CFE, 1996

10 Clima templado Consumo promedio mensual Por época del año 0.1 kwh Tiempo G1_MAY G1_JUN G1_JUL G1_AGO El consumo promedio diario es el mismo, sin importar el mes, y La única diferencia es el hábito al levantarse y acostarse, con y sin vacaciones Fuente: 120 usuarios en el Distrito Federal, IIE-CFE, 1996

11 Clima cálido (extremoso) Consumo promedio mensual (invierno) Por rango de consumo El perfil es muy parecido, y La magnitud de consumo depende del nivel (cantidad) de equipamiento La forma de la demanda es la misma que en clima templado Fuente: 40 usuarios en Mexicali, B.C., IIE-CFE, 1996

12 Clima cálido (extremoso) Consumo promedio mensual (verano) Por tipo de equipamiento El consumo es función del tipo y forma y uso del equipamiento Ventilador Enfriador evaporativo (cooler) Aire acondicionado (de ventana, central) Fuente: 40 usuarios en Mexicali, B.C., IIE-CFE, 1996

13 Clima cálido (extremoso) Consumo promedio mensual Por tipo de equipamiento kwh/mes e f m a m j j a s o n d mes AA central AA central AA ventana AA ventana enfriador evaporativo Ventilador Fuente: 40 usuarios en Mexicali, B.C., IIE-CFE, 1996

14 Potenciales de ahorro: Aire acondicionado

15 Medidas para ahorro por Aire acondicionado Ahorro de energía (valores promedio de estudios y normas) Sustitución de equipo ineficiente por eficiente (1, 1.5 y 2 toneladas): Consumo: 44 % (de 29 a 47%) Demanda: 28% (de 5.56 a 34%) Aislamiento de techo y sustitución de equipo ineficiente Consumo: 50 % Equipo de climatización eficiente: Consumo: 6 % (NOM) Uso eficiente de la energía Horario de operación adecuado Confort Temperatura de confort Uso del equipo cuando se tiene más de 25 C - 29 Celsius

16 Sustitución de aire acondicionado (ineficiente por eficiente) Aire Acondicionado viejo (compresor y ventilador) y temperatura (9 al 10 de octubre) /9/00 12:00 10/9/00 18:00 Martes 10/10/00 0:00 10/10/00 6:00 Hora Compresor AA viejo Ventilador AA viejo Temperatura Aire Acondicionado nuevo y temperatura (12 al 13 de octubre) /12/00 12:00 10/12/00 18:00 Viernes 10/13/00 0:00 10/13/00 6:00 Hora Aire Acondicionado nuevo Temperatura Fuente: Usuario Mérida, Yuc.; IIE-Fide, 2000

17 Potenciales de ahorro: Iluminación

18 Medidas de ahorro en iluminación Ahorro de energía (valores promedio de normas) Nuevas tecnologías Lámparas fluorescentes compactas: 80% de ahorro Comprar la lámpara adecuada a cada servicio (calida y blanca) Diodos: hasta 95 % de ahorro Iluminación natural (tubos solares): 100 % de ahorro en el día Sistemas de control de encendido y apagado (sensor de presencia) En lo que respecta al entorno Pinturas clara en muros Permitir la entrada de luz a través de las ventanas Uso eficiente de la energía Aprender a utilizar la iluminación natural Usar la iluminación cuando se necesite Confort Tener el nivel de iluminación adecuado a cada uso final Utilizar la iluminación adecuada (ejemplo: cuidado con las dicroicas)

19 Consumo de iluminación Consumo promedio horario - diario: porciento de iluminación Hora del día Matutino: 10 % Nocturno: 70 % Carga base : 20 % Fuente: Programa Ilumex; CFE

20 Potenciales de ahorro: Refrigerador

21 Medidas de ahorro en el refrigerador Ahorro de energía (valores promedio de estudios y normas) Cambiar su refrigerador viejo por uno nuevo Primera norma en 1995 Tercera generación de normas Consume el 60% de energía Existen equipos con alta tecnología Información/operación complementaria (temperatura, vacaciones, etc.) Pantalla con consumos de los usos finales en la vivienda (nuevo) Tiempo de vida estimado: 15 años Uso eficiente de la energía Operarlo adecuadamente Mantenerlo lejos del calor (estufa y ventanas) Permitir la circulación del aire en la parte posterior Abrirlo lo necesario Confort Control de temperatura en compartimentos

22 Consumo de estacional Factor de consumo estacional en clima extremoso: Factor Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre mes Fuente: UABC

23 Ciclado de un refrigerador Operación: Bien Operación: Regular - Mal 0.12 kwh 0.30 kw :00 06:00 12:00 18:00 24:00 Tiempo :00 06:00 12:00 18:00 24:00 Tiempo Refrigerador que no cicla /28/00 1:00 10/28/00 7:15 10/28/00 13:30 10/28/00 19:45 hora Fuente: Mérida, Yuc. IIE, Fide, 2000 Total Aire acondicionado ineficiente

24 Diseño de la envolvente

25 Medidas de ahorro en la envolvente Ahorro de energía (estudios) Aislamiento de techos y muros: 60 % Techos: 40% Muros: 20% Reducción de la entrada de los rayos del sol Volados Remetimientos Partesoles Iluminación (no permitir la entrada de los rayos solares) Tragaluces Colores claros al interior persianas, cortinas Uso de vegetación Ventilación natural Orientación Uso eficiente de la energía Mejores prácticas: temperatura de confort, iluminación natural, etc. Confort Mejores prácticas: ventilación natural, iluminación natural, etc.

26 Cargas Térmicas en una vivienda Externas Techo Muros Ventanas Infiltración Internas Equipamiento Personas

27 Comportamiento térmico de la vivienda (Teórico) Sin medidas de control pasivo (techo y muros): VENTANAS PUERTAS INFILTRACION MUROS TECHO CARGA INTERNA Fuente: Usuario Mexicali, B.C.; IIE-Conuee, 1997

28 Comportamiento térmico de la vivienda (Teórico) Con el techo aislado: reducción del 40% INFILTRACION VENTANAS PUERTAS MUROS TECHO CARGA INTERNA Fuente: Usuario Mexicali, B.C.; IIE-Conuee, 1997

29 Comportamiento térmico de la vivienda (Teórico) Con el techo y los muros aislados: reducción del 60% VENTANAS INFILTRACION PUERTAS MUROS TECHO CARGA INTERNA Fuente: Usuario Mexicali, B.C.; IIE-Conuee, 1997

30 Impacto del tamaño de la ventana VIVIENDA Consumo de energía eléctrica en función del área de las ventanas: Vidrio claro de 3 mm consumo de energía imputable a carga térmica a través de las ventanas 55% 45% 35% 25% 15% 5% Relación de areas ventana/pared México D.F. Mérida Monterrey Mexicali Fuente: IIE, Conae; 1997

31 Impacto del tamaño de la ventana VIVIENDA Consumo de energía eléctrica en función del área de las ventanas: Vidrio claro de 3 mm consumo de energía imputable a carga térmica a través de las ventanas 55% 45% 35% 25% 15% 5% Relación de areas ventana/pared México D.F. Mérida Monterrey Mexicali Fuente: IIE, Conae; 1997

32 Impacto del tamaño de la ventana EDIFICIO Consumo de energía eléctrica en función del área de las ventanas: Vidrio claro de 3 mm Consumo de energía imputable a la carga térmica a través de las ventanas 50% 40% 30% 20% 10% 0% Relación de areas ventana/pared México D.F. Mérida Monterrey Mexicali Fuente: IIE, Conae; 1997

33 Impacto del tamaño de la ventana EDIFICIO Consumo de energía eléctrica en función del área de las ventanas: Vidrio claro de 3 mm Consumo de energía imputable a la carga térmica a través de las ventanas 50% 40% 30% 20% 10% 0% Relación de areas ventana/pared México D.F. Mérida Monterrey Mexicali Fuente: IIE, Conae; 1997

34 Impacto del volado Volado del ancho de la ventana: Ventana al sur H L Fracción de ventana sin sombra Ancho/Altura de ventana (W/H) Fuente: IIE, Conae; 1997 W (L/H) H = Altura de la ventana W = ancho de la ventana L = Ancho del volado

35 Impacto de la ventana remetida Ventana en dirección este: Latitud 19 y hasta 23 L H W H = Altura de la ventana W = ancho de la ventana L = Remetimiento (W/H) Fuente: IIE, Conae; 1997

36 Impacto de partesol Factores de sombreado exterior: Ventana sur latitud Factor de sombreado exterior Modelado Regresión Proyección del partesol / ancho ventana (L/W) Fuente: IIE, Conae; 1997

37 Ejemplo de cálculo

38 Caso de estudio Descripción de la vivienda 3 recámaras Sala comedor 1 baño Cocina Pórtico Patio interior Escenarios 1. Equipo ineficiente 2. Sustitución de equipos ineficientes por eficientes 3. Mejores prácticas: ahorro adicional Apagar las luces cuando no se necesitan Apagar la televisión cuando no se está viendo Etc.

39 Espacio Equipamiento Cantidad Temas a tratar Consumo (Watts) Ineficiente Eficiente Tiempo de utilización (horas/día) Días de uso por semana Consumo en estado de espera (watts/hora) Consumo mensual (kwh) Con equipo ineficiente Pórtico Lámpara de pared : Con equipo eficiente Lámpara de techo : Sala Televisión (21") : Equipo de música : Lámpara de mesa : Comedor Lámpara de techo : Refrigerador (14 ft 3 ) : Lámpara de techo circular : Cocina Horno de microondas 1 1,300 00: Licuadora : Tostador de pan : Cafetera : Patio interior Baño Recámara 1 Recámara 2 Recámara 3 Lámpara de techo : Lavadora de ropa : Plancha : Lámpara de techo : Lámpara de pared : Lámpara de techo : Lámpara de mesa : Radio con reloj : Lámpara de techo : Lámpara de mesa : Radio con reloj : Lámpara de techo : Lámpara de mesa : Radio con reloj : Escalera Lámpara de techo : TOTAL

40 Resumen Con equipo eficiente: Resumen Equipo ineficiente (kwh/mes) Equipo eficiente (kwh/mes) Evitando desperdicio y utilizando equipos eficientes (kwh/mes) Consumo Por ciento Consumo Por ciento Ahorro Consumo Por ciento Iluminación Conservación de alimentos % Entretenimiento Otros Total % kwh/mes Por ciento kwh/mes Por ciento Reducción de consumo por sustitución de equipos ineficientes por eficientes

41 Resumen Con equipo eficiente y mejores prácticas: Resumen Equipo ineficiente (kwh/mes) Equipo eficiente (kwh/mes) Evitando desperdicio y utilizando equipos eficientes (kwh/mes) Consumo Por ciento Consumo Por ciento Ahorro Consumo Por ciento Iluminación Conservación de alimentos % Entretenimiento Otros Total % kwh/mes Por ciento kwh/mes Por ciento Reducción de consumo por sustitución de equipos ineficientes por eficientes

42 Consumo de energía en otros países

43 Consumo promedio, por vivienda Suecia País Sin climatización ni calentamiento de agua Consumo (kwh/año) Con climatización y calentamiento de agua Departamento 2,954 Casa 5,034 Dinamarca 3,175 Italia 3,358 Francia 2,500 Promedio EU-15 (1) 4,343 Estados Unidos (1) 7,457 10,654 Australia 6, ,189 1A 1,258 1B 1,589 México 1C 2,418 1D 2,855 1E 3,610 1F 5,764 (1) En promedio, el calentamiento de agua y la climatización representa el 30%

44 Conclusiones

45 El uso sustentable de la energía se puede alcanzar de cualquiera de las siguientes formas: 1. Haciendo un uso eficiente de la energía, es decir, aprendiendo a usar la energía que nos proporcionan los usos finales (por ejemplo, mantener un foco encendido sólo cuando se requiere); 2. Usando equipos eficientes, es decir, sustituyendo equipos y aparatos ineficientes por eficientes, que consumen menos energía y que proporcionan el mismo servicio (por ejemplo, usar un foco ahorrador en lugar de uno incandescente) 3. La combinación de ambas alternativas, a la cual se le conoce como ahorro y uso eficiente de la energía; y 4. El uso de energías alternativas, que no requieren el uso de combustibles fósiles, o de combustibles que dañen el ambiente (por ejemplo, utilizar la luz natural en lugar de un foco, o calentar agua con un calentador solar).

46 Nuevo Paradigma Fuentes alternas Energías renovables Combate al desperdicio Uso eficiente de la energía Tecnología Cultura Pensemos diferente! El ahorro de energía NO atenta contra: Seguridad Bienestar Economía Medio ambiente Calidad Productividad Se requiere: Normatividad Acciones de Gobierno que sirvan de ejemplo Mecanismos de financiamiento novedosos Considerar el ciclo de vida de las tecnologías Muchas gracias!