Nuevos horizontes para el futuro energético. Auditorías energéticas en la industria Casos prácticos

Transcripción

1 Nuevos horizontes para el futuro energético Auditorías energéticas en la industria Casos prácticos

2 Presentación EDE Ingenieros es una empresa de servicios de Ingeniería, que desde 1993 desarrolla su actividad en las áreas de: Eficiencia energética: Generación y Uso Racional de la Energía en la Industria y Edificación. Medio ambiente. Ingeniería de Plantas y Procesos Industriales. PARA UN DISEÑO EFICAZ ES PRIORITARIO UN BUEN CONOCIMIENTO DE LAS NECESIDADES

3 Introducción Con una Auditoría Energética se efectúa el análisis del comportamiento energético de una instalación, con lo que se consigue: El conocimiento de la situación energética actual de la empresa y el uso de la energía. Detectar los principales factores que afectan al consumo energético. La definición de las medidas de ahorro energético, así como su rentabilidad estimada. Plantear propuestas sobre las posibles actuaciones futuras.

4 Introducción La eficiencia energética como vector transversal La Eficiencia Energética afecta a todas las actividades de la empresa: El compromiso de la Dirección con la Eficiencia Energética en base a la RSE. Departamento técnico: La Eficiencia Energética comienza en el proceso de diseño de las instalaciones. Departamento de compras: En el momento de la compra es cuando se maximiza la rentabilidad de la inversión. Departamento de mantenimiento: Es importante mantener el diseño original y además, un equipo bien mantenido consume menos energía. El auditor aporta una punto de vista diferente, que unido al conocimiento del proceso permite definir las mejores propuestas de ahorro. Proceso continuo/periódico. La Auditoría organiza mucha información ya existente pero dispersa. La Eficiencia Energética no solo afecta positivamente a la rentabilidad de la empresa, sino que también mejora su RSE y la Huella de Carbono.

5 Normativa El contenido de una auditoría energética se debe de ajustar a: UNE-EN :2012 Auditorías energéticas. Parte 1: Requisitos generales UNE-EN :2014 Auditorías energéticas. Parte 2: Edificios. UNE-EN :2014 Auditorías energéticas. Parte 3: Procesos. UNE-EN :2014 Auditorías energéticas. Parte 4: Transporte. UNE-EN :2015 Auditorías energéticas. Parte 5: Competencia de los auditores energéticos.

6 Fases de la Auditoría Energética Recopilación de datos: Facturas energéticas. Registros del cliente. Características de los equipos e instalaciones. Planos: diagramas de flujo, esquemas unifilares, Auditorías o estudios anteriores. Propuestas de terceros. Propuestas del cliente. Mediciones puntuales e instrumentos de campo. Monitorización de consumos. Contenido de la Auditoría Energética: Suministros energéticos. Contabilidad energética. Análisis de las instalaciones: Instalaciones horizontales. Proceso: fundición, químico, papelero, inyección de plásticos, Indicadores energéticos. Propuestas de mejora. Recomendaciones generales y buenas prácticas.

7 Auditoría Energética Proceso & Oficinas Características específicas de la Auditorías Energéticas de procesos industriales: Gran diversidad de procesos productivos. Obliga a colaborar con los técnicos de la empresa, ya que es el que mejor conocen su proceso. En general, los consumos muy ligados al proceso productivo y tienden a ser poco dependientes de las condiciones ambientales. REPARTO DE CONSUMOS DE ENERGÍA Proceso 98% Oficinas 2% Oficinas Proceso

8 Análisis de la Factura Energética 0,70% FACTURA ELÉCTRICA 0,49% 0,04% 62,54% 27,71% 36,24% 8,52% Mercado Excesos de potencia Alquiler equipos Impuesto eléctrico ATR T.E. ATR T.P.

9 Consumo diario promedio (kwh/día) Análisis del consumo energético Perfil de consumo de energía eléctrica Lun-Juev. Viernes Sábado Domingo

10 2-ene. 10-ene. 17-ene. 27-ene. 3-feb. 11-feb. 18-feb. 26-feb. 5-mar. 13-mar. 20-mar. 28-mar. 4-abr. 14-abr. 21-abr. 29-abr. 7-may. 14-may. 22-may. 29-may. 6-jun. 13-jun. 23-jun. 30-jun. 8-jul. 15-jul. 23-jul. 30-jul. 5-sep. 12-sep. 22-sep. 29-sep. 7-oct. 14-oct. 21-oct. 29-oct. 5-nov. 13-nov. 20-nov. 28-nov. 5-dic. 16-dic. 23-dic. Potencia eléctrica (kw) Análisis del consumo energético Potencia contratada y consumida periodos 1 a 5 Potencia [kw] P. Contratada (kw) E. potencia (kw)

11 1-ene. 7-ene. 18-ene. 26-ene. 4-feb. 14-feb. 23-feb. 3-mar. 14-mar. 23-mar. 31-mar. 11-abr. 19-abr. 28-abr. 6-may. 17-may. 25-may. 3-jun. 14-jun. 22-jun. 1-jul. 11-jul. 20-jul. 28-jul. 4-ago. 9-ago. 14-ago. 19-ago. 24-ago. 29-ago. 6-sep. 14-sep. 24-sep. 4-oct. 12-oct. 21-oct. 1-nov. 9-nov. 18-nov. 28-nov. 7-dic. 14-dic. 24-dic. Potencia eléctrica (kw) Análisis del consumo energético Potencia eléctrica contratada y consumida en el periodo 6 Potencia [kw] P. Contratada (kw) E. potencia (kw)

12 Optimización de la Potencia Contratada Resultados instalación de ejemplo: Situación inicial: Término de potencia: Excesos de potencia: 15,505 Después de la optimización Término de potencia: Excesos de potencia: Ahorro anual: Ahorro respecto a la factura: 0,5% Ejemplos de ahorro económico logrados en otras instalaciones: Ejemplo 2: 2% de ahorro /año. Ejemplo3: Escenario conservador: 1,4% de ahorro. 28,000 /año. Escenario máximo ahorro: 5,4% de ahorro /año. Potencia contratada (kw) Excesos de potencia Potencia Optimizada (kw) Excesos de potencia

13 Energía Eléctrica (kwh) Millares Análisis del consumo energético Consumo de Energía Eléctrica kwh kwh P1 11% kwh P6 40% P2 14% kwh P3 7% 500 kwh 0 kwh P5 16% P4 12% P1 P2 P3 P4 P5 P6

14 kwh (PCS) Millares Análisis del consumo energético Consumo de Gas Natural

15 Contabilidad Energética

16 Contabilidad energética CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA COSTES ENERGÉTICOS Energía térmica 43,8% Energía eléctrica 56,2% Energía térmica 38,4% Energía eléctrica 61,6%

17 Tecnologías horizontales Iluminación: Cambio de tecnología. Automatización. Motores eléctricos: Motores de alta eficiencia. Variadores de velocidad. Aire comprimido: Reducción de fugas. Sectorización redes. Aislamiento de equipos que no están en operación. Ventilación y refrigeración evaporativa. Optimización de la combustión. Circuitos de refrigeración, torres de refrigeración, equipos de compresión. Calorifugado de tuberías y conductos. Vapor: Revisión de purgadores. Recuperación de condensados. Economizadores en calderas.

18 Bombeos y circuitos de refrigeración Caudal necesario (m³/h) 170 Presión actual (bar) 6 Presión necesaria (bar) 3 Potencia nominal (kw) 60 Consumo actual medido (kw) 41 Velocidad con variador 78% Potencia con variador (kw) 19,6 Ahorro (kw) 21,4 Ahorro anual (kwh) Ahorro anual ( )

19 Potencia eléctrica (kw) Aire comprimido - Fugas y sectorización vie, 06/mar vie, 13/mar vie, 20/mar vie, 27/mar vie, 03/abr vie, 10/abr Actuaciones Compresor 1V Compresor 1 Compresor 2 Total compresores

20 Aire comprimido - Fugas y sectorización Día y hora 06/03/ :30 27/03/ :00 30/03/2015 9:45 31/03/ :00 31/03/ :00 01/04/2015 6:00 01/04/2015 6:30 01/04/ :30 07/04/2015 7:00 08/04/ :00 Actuación Modo de operación L1 parada L2 parada L2 aislada V. 0 a 5 cerradas V. mezclado res cerradas V. 0 a 14 cerradas Fugas reparadas Situación inicial No No No No No No No Parada de Línea No Sí No No No No No Cierre válvula que conecta a Línea No Sí Sí No No No No Parada Línea Sí Sí Sí No No No No Cierre válvulas de las líneas 0 a Sí Sí Sí Sí No No No Apertura válvulas de las líneas 0 a Sí Sí Sí No No No No Cierre de la válvula que alimenta a Sí Sí Sí No Sí No No mezcladores Cierre válvulas de las líneas 0 a Sí Sí Sí No Sí Sí No Apertura válvulas de las líneas 0 a Sí Sí Sí No Sí No No Arreglo de las fugas detectadas Sí Sí Sí No Sí No Sí

21 Aire Comprimido Una energía versátil pero cara Concepto Línea 2 L1 Mez. L1 Inyect. Potencia eléctrica (kw) 364,4-291,4=72,9 224,8-180,3=44,5 180,3-73,3=107,0 Energía eléctrica (kw) Importe fugas aire comprimido ( /año) L1 Otros 73, Total fugas 297,

22 Horas Horas acumuladas Aire comprimido - Análisis compresor % 100% 90% % 70% % 50% 40% 30% 20% 10% Potencia eléctica (kw) 0% Horas Horas acumuladas

23 Horas Horas acumuladas Aire comprimido - Análisis compresor % 100% 90% % 70% % 50% 40% 30% 20% 10% Potencia eléctica (kw) 0% Horas Horas acumuladas

24 Horas Horas acumuladas Aire comprimido - Análisis compresor variable % 100% 90% % 70% % 50% 40% 30% 20% 10% Potencia eléctica (kw) 0% Horas Horas acumuladas

25 Potencia eléctrica (kw) Aire comprimido - Dimensionamiento y control :31 12:00 12:28 12:57 13:26 13:55 14:24 14:52 15:21 15:50 16:19 Hora del día 6 de marzo Total Compresor variable Compresor 1 Compresor 2

26 Proceso productivo La diversidad de instalaciones consumidoras de energía es muy amplia: Hornos: Vidrio. Fusión: inducción, arco, Tratamientos térmicos. Secaderos. Autoclaves. Baños de decapado, Galvanizado. Túneles de pintado. En general, la actuación sobre estos elementos no es factible, ya que: Afecta al propio proceso productivo. Problemas de pérdida de garantías por parte del fabricante. Hay que trabajar con el fabricante del equipo o instalación. Algunas medidas de ahorro energético: Recuperación de calores residuales para, por ejemplo, precalentar el aire de combustión, calefacción, otros procesos productivos de menor nivel térmico (ej. secado), generación de energía eléctrica con un ORC. Evitar pérdidas de energía por una inadecuada operación.

27 Proceso productivo Horno para tratamientos térmicos Horno de campana para recocido

28 Proceso productivo Autoclave Esquema quemador recuperativo

29 Análisis por termografía infrarroja

30 Recuperación de gases residuales Tª gases escape (ºC) Caudal gases escape (kg/h) Tª final gases escape (ºC) Energía recuperable (kwh/año) Foco Foco Foco Foco Foco

31 Sistema de acumulación de energía térmica En el ejemplo que se presenta, se ha instalado un depósito de acumulación que permite la acumulación estratificada de agua sobrecalentada (120 C) y agua caliente (85 C) manteniendo la termoclina durante largos periodos de tiempo. Capacidad de acumulación: 30,8 MWh

32 Energía térmica (MWh) Energía (MWh/Ciclo) Sistema de acumulación de energía térmica Hora del ciclo 0 Situación inicial Con acumulación Excedente de Energía térmica Energía térmica aportada por la caldera Energía térmica aportada por el depósito Energía térmica aportada por el depósito Energía térmica aportada por la caldera Energía aportada cogeneración Energía aportada cogeneración

33 Propuestas de mejora Propuesta Energía eléctrica (kwh/año) Gas natural (kwh PCS) Optimización potencia contratada Aire comprimido. Reducción de fugas Instalar variadores de frecuencia en las torres de refrigeración Instalar variadores de frecuencia en bombas de impulsión Iluminación. Sustitución de luminarias interiores por LED Iluminación. Sustitución de luminarias interiores por LED con regulación Mejora combustión calderas Recuperación gases calientes Total (6,2%) (3,5%)

34 Propuestas de mejora Propuesta Inversión Ahorro anual T.R.S. (años) Optimización potencia contratada Aire comprimido. Reducción de fugas ,57 Instalar variadores de frecuencia en las torres de refrigeración Instalar variadores de frecuencia en bombas de impulsión Iluminación. Sustitución de luminarias interiores por LED Iluminación. Sustitución de luminarias interiores por LED con regulación , , , ,38 Mejora combustión calderas Total ,54

35 Indicadores energéticos Son imprescindibles para establecer objetivos de ahorro energético y hacer su seguimiento. Uno de los objetivos de la Auditoría Energética es el de evaluar, o definir si no existen, los indicadores energéticos. El indicador energético más habitual es el que relaciona el consumo de energía (gas natural, energía eléctrica, aire comprimido) por tonelada de producto, La implementación de indicadores energéticos implica disponer de mediciones del consumo energético y de la variable de producción. El nivel de producción afecta a los indicadores energéticos, tomando valores más elevados para pequeños niveles de producción.

36 Recomendaciones generales y buenas prácticas Establecer la figura del responsable/gestor energético. Sistema automático de medición y registro de consumos energéticos. Análisis periódico de los indicadores energéticos. Incorporar el análisis energético en todos los procesos: compra, diseño, Formación en eficiencia energética, divulgación de las conclusiones de la auditoría. Evitar el uso inadecuado de las instalaciones: Apagado de los equipos cuando no se usan. Uso inadecuado de las instalaciones: aire comprimido, sistemas de calefacción, Puntos de consigna.

37 Gracias por su atención EDE ingenieros Mariano Sánchez