Cogeneración y Autoproducción de Energía en Hospitales

Transcripción

1 Cogeneración y Autoproducción de Energía en Hospitales Antonio Gómez Expósito Dpto. de Ingeniería Eléctrica Universidad de Sevilla XXXIII Seminario de Ingeniería Hospitalaria Granada,

2 SUMARIO Panorama energético actual Cogeneración en hospitales Autoproducción renovable en hospitales

3 Producción mundial de electricidad: flujos de energía (TWh) Fuente: Agencia Internacional de la Energía (2008) /49.555= 31,5% eficiencia media

4 Eficiencia sistema eléctrico (EEUU) Usos del agua Central thermal power plants stopped getting more efficient in the 1960s, bigger in the 1970s, cheaper in the 80s, and bought in the 90s - Rocky Mountain Institute

5 Potencia eléctrica instalada en España Diciembre 2013: Tipo Potencia Utilización Nuclear MW h (80,4%) Carbón MW h (37,0%) Fuel/gas MW Ciclos combinados MW 912 h (10,4%) Cogeneración MW h (48,6%) Hidráulica MW h (21,4%) Eólica MW h (27,5%) FV MW h (20,3%) Solar térmica MW h (22,0%) Otras renovables 957 MW Demanda punta: 40 GW (45 GW en 2007) Demanda promedio: 30 GW 57.6 GW (30%) 50 GW (25%) fuente:

6 Producción de electricidad en España 283 TWh Cogeneración 2012 Dinamarca 49% Letonia 42% Finlandia 38% Alemania 14% EEUU 12% Europa 11% Reino Unido 10% Mundo 9% fuente: TWh (-2.3%) ,5 % España

7 Producción de electricidad en España 283 TWh Renovables 2012 Noruega 98% Dinamarca 45% Alemania 24% Mundo 22% Francia 18% Reino Unido 16% fuente: TWh (-2.3%) 2013 EEUU 12% % España

8 Plantas de cogeneración Producción simultánea de energía eléctrica y calor para un determinado proceso (industrial, agrícola, calefacción): turbina de vapor o gas, grupo diesel, microturbina o pila combustible. Fuente: The Association for Decentralized Energy (

9 Generación convencional versus Cogeneración Eficiencia energética Fuente: The Association for Decentralized Energy (

10 Plantas de trigeneración Producción simultánea de energía eléctrica, calor y frío por absorción (rendimiento >80%) Industrias cárnicas, lácteas, petroquímica...

11 Cogeneración: la generación más eficiente Trigeneración Cogeneración Ciclos combinados Térmicas convencionales Fuente: The Association for Decentralized Energy (

12 Cogeneración Ventajas Ahorro de energía primaria (y agua) Reducción de emisiones (globales) Eliminación de pérdidas en la red Servicios de red? Seguridad de abastecimiento? Competitividad frente a precios de mercado? Inconvenientes Aumento de emisiones (locales) Contaminación acústica?

13 Cogeneración en hospitales > 20 instalaciones en Reino Unido > 200 instalaciones en USA (4%) Ejemplo: Kings College Hospital, (Londres) camas ( habitantes) Sistema de trigeneración: 1,8 + 2,4 = 4,2 MWe turbinas de gas 10 ton/h recuperación gases + caldera combustión 1.700kW Intercambiadores de calor 2 x 1.250kWe enfriadores por absorción 2 x KVA generadores diesel reserva

14 Cogeneración en hospitales españoles > 20 instalaciones Ejemplo: Vall d Hebron, Barcelona camas Sistema de trigeneración: 4,8 MWe (turbina de gas) 1992: proyecto pionero en España (3,8 M cogeneración) 2002: trigeneración Ejemplo: Gómez Ulla, Madrid camas Sistema de trigeneración: 5,8 Mwe (2 motogen. a gas) 2003: 5,5 M

15 Cogeneración en hospitales andaluces TOTAL: 7,6 MWe Fuente: Agencia Andaluza de la Energía (2010)

16 Cogeneración HUVN Granada 944 camas Sistemas de trigeneración: 2003-Caleta: 1,6 MWe, motores a gas (inversión 4,3 M ) 2013-Cartuja: 1 MWe, (inversión 1,6 M ) Generación FV Generación solar térmica

17 Cogeneración HUVN Granada Fuentes energéticas HUVN (2013) Energía eléctrica (2012): MWh 62 % fuente externa 38 % propia Energía eléctrica (2013): MWh (parada grupo cogen. en Caleta) 79 % fuente externa 21 % propia (Caleta) (+8,5% consumo gas)

18 Costes normalizados de energía (LCOE) CHP por tipo de combustible (EU-28) Precio medio electricidad (2013) < MWh/año: 12,7 c /kwh

19 Ventajas Microturbinas Pocas partes móviles (menor mantenimiento) Compactas y modulares Menores emisiones y ruido Eficiencia eléctrica 25-30% (>80% con cog.)

20 Ventajas Pilas de combustible Pocas partes móviles (mantenimiento) Compactas (?) y modulares Mínimas emisiones, muy silenciosas Mayor eficiencia eléctrica 40-50% (>80% con cog.) Inconvenientes Generan CC (inversor) Durabilidad (mantenimiento) 1,4 MW Direct FuelCel

21 Curvas duración-carga Generador único de 370 kwt

22 Curvas duración-carga Generador único de 600 kwt < 4000 h de funcionamiento CHP 600 kw

23 Curvas duración-carga 2 generadores de 185 kwt (2x185=370) CHP 185 kw 8000 h de funcionamiento CHP 185 kw

24 Costes normalizados de energía (LCOE) Tecnologías CHP en 2020 (EEUU) Precio medio electricidad (2013) < MWh/año: 12,7 c /kwh

25 Autoproducción de energía en hospitales Energía geotérmica (HVAC) Energía termosolar (ACS) Energía fotovoltaica

26 Ejemplo: Majuro Hospital (Marshall Islands) 210 kw, 257 MWh/año

27 Ejemplo: 600-bed Medical Center (Santa Clara, CA) 1 MW, 1700 MWh/año

28 Costes normalizados de energía Tecnologías renovables y convencionales