Eficiencia Energética en Plantas Térmicas de Generación de Energía

Transcripción

1 Eficiencia Energética en Plantas Térmicas de Generación de Energía Sampo Suvisaari Director regional - Energy Solutions 3 er Congreso Regional de Energía San Salvador, El Salvador 21 de julio del

2 Generación en Centroamérica - Durante varias décadas, la generación térmica en Centroamérica a sido dominada por motores de combustión interna, por que han ofrecido una buena combinación de alta eficiencia, confiabilidad por multiples unidades en cada planta, costo de inversion competitivo y cortos tiempos de construcción. 2

3 LA NUEVA REALIDAD Es una realidad que los sistemas eléctricos van a tener un porcentage más y más alto de energía renovable. Esta imágen es de un proyecto híbrido (solar + motores dual fuel) construido por Wärtsilä en Jordania. La parte solar es una visualización. 3

4 PLANTAS FOTOVOLTÁICAS DE ESCALA GRANDE Capacidad total instalada globalmente

5 EJEMPLO REAL DE ALEMANIA 365 DIAS EN 2012 En este ejemplo vemos la gran variación de la demanda de día a día en una zona de Alemania. Varía de menos de 5000 MW a más de MW. Source: Power Supply Challenges by Jacob Klimstra 5

6 EJEMPLO REAL DE ALEMANIA Non-wind / solar Variation over one week: Min. < 500 MW Max. > 5000 MW Source: Power Supply Challenges by Jacob Klimstra 6

7 EJEMPLO DE RED DE MENOR CAPACIDAD Eventualmente desaparece la carga base tradicional Source: In Detail Defining true flexibility by Dawn Santoianni 7

8 Qué tipo de evoluciones se necesitan para estar preparado para este futuro que ya no es tan lejano? 8

9 GENERACIÓN INTELIGENTE La Generación Inteligente busca un balance entre los tres puntos clave que son importantes para los sistemas de energía: Eficiencia Energética Asequible Generación Inteligente Generación Inteligente Flexibilidad de Combustible Flexibilidad Operacional Confiable Sustentable 9

10 GENERACIÓN INTELIGENTE La Generación Inteligente responde adecuadamente a las variaciones de demanda Las plantas de generación inteligentes deben de ser insensitivas a muchos arranques y paros repentinos, y todo tipo de variaciones de carga. Demand % 100 Peak load Regulation Analogía Start and stop de autos nuevos. 80 Puede operar como reguladores de frecuencia primaria, secundaria o tertiaria, contribuyendo a la estabilidad de la red. 60 Intermediate load 40 La generación inteligente hace posible que las plantas de carga base realmente operen en modo carga base en ves de operar cíclicamente. 20 Base load Esto mejora la eficiencia total del sistema Hour 24 10

11 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA TIENEN LA MEJOR RESPUESTA EN CONTROL DE FRECUENCIA 11

12 Soluciones tradicionales cuando no hay flexibilidad en el sistema Reserva rodante ( spinning reserve ), es decir mantener una turbina girando, generando poca energía a baja eficiencia solo para estar disponible rápidamente. Mantener una planta de vapor o de ciclo combinado en modo caliente pero a baja carga desperdiciando combustible. Utilizar plantas hidroélectricas para seguir carga desperdicio del potencial de generar a carga base con la hidroélectrica. En casos extremos: Limitar la producción de energía renovable! 12

13 GENERACIÓN INTELIGENTE La tecnología de Generación Inteligente sirve para integrar generación renovable Balancea las fluctuaciones de generación eólica y solar. En un Sistema eléctrico la generación y la demanda tienen que coincidir constantemente. Asegura la estabilidad del sistema en condiciones variables y/o de emergencia. Optimiza el uso de la capacidad renovable instalada por medio de minimizar ineficiencias del Sistema. Por ejemplo, se puede llegar a apagar parte de las reservas rodantes gracias a la flexibilidad de la Generación Inteligente. 13

14 ARRANQUE RAPIDO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 14

15 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY (IEA): MOTORES DE COMBUSTION INTERNA LA SOLUCIÓN MÁS ECONÓMICA PARA AÑADIR FLEXIBILIDAD 15

16 ALTERNATIVAS DE COMBUSTIBLES 16

17 CARBÓN La solución del pasado, ahora en declive (no es flexible) Combustible abundante y de relativamente bajo costo. No es muy eficiente a escalas menores a 600 MW. Puede ser combinado con la quema del bagazo en temporada. Impacto ambiental desfavorable. Costo de inversión relativamente alto. Tiempo de construcción largo e impredicible. La generación no es flexible toma todo un día o más para arrancar! 17

18 BUNKER Una solución nuevamente competitiva Precios actuales muy competitivos. Eficiente a cualquier escala ( MW). Generación flexible y confiable gracias a la estructura de multiples unidades. Posibilidad de ser ciclo combinado FLEXICYCLE. Impacto ambiental a tomar en cuenta. Puede ser Dual Fuel (gas natural / bunker). 18

19 PROPANO, ETANO, METANOL Nuevas alternativas Precios actuales muy competitivos. Manejo del propano y del metanol es más fácil y menos costoso que el manejo de combustibles criogénicos. Menor impacto ambiental que el carbón. El metanol incluso mejor todavía que los combustibles hidrocarburos. Generación puede ser muy flexible y confiable en plantas de múltiples unidades. 19

20 GAS NATURAL (LICUADO) Menor impacto ambiental Precios de GNL históricamente competitivos. Manejo especializado del GNL a tomar en cuenta. Menor impacto ambiental que otros combustibles, excepto el metanol. Generación eficiente. Posibilidad de generación muy flexible (en ciclo simple), o con FLEXICYCLE de motores de combustion interna. 20

21 HÍBRIDO SOLAR-TÉRMICO Generación Inteligente + Solar FV 100 MW EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA DEMANDA DIARIA DE ELECTRICIDAD PLANTA DE MOTORES 50 MW SOLAR FV SOLAR FV 21

22 LO MEJOR DE AMBOS MUNDOS: HÍBRIDO SOLAR-TÉRMICO 46 MW SOLAR FV CABLES DE INTERCONECCIÓN 250 MW MOTORES DUALES 22

23 Resumen: Generación Inteligente - Generación a base de varios motores de combustión interna por planta para lograr una combinación con una muy alta confiabilidad y disponibilidad de planta, y una alta eficiencia a cargas parciales. - Arranques y paros rápidos, flexibilidad sin limitaciones. - Aumento de carga rápida de hasta 100% de la capacidad total de la planta por minuto. - Baja de carga prácticamente instantánea, sin limitaciones para retomar carga o arrancar nuevamente. - Alta eficiencia a cualquier nivel de carga. - Flexibilidad de tipo de combustible para adaptarse a las variaciones de costos de combustibles durante la vida útil de la planta. sampo.suvisaari@wartsila.com 23