CONTRIBUCIÓN DEL COBRE PARA COMBATIR EL CAMBIO CLIMÁTICO. Mtro. Enrique Balan Romero octubre de 2016

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1 CONTRIBUCIÓN DEL COBRE PARA COMBATIR EL CAMBIO CLIMÁTICO Mtro. Enrique Balan Romero octubre de 2016

2 La International Copper Association Asociación Internacional que promueve el uso y consumo de aplicaciones de cobre en beneficio de la sociedad y del medio ambiente. 31 oficinas en 29 países en 5 continentes La red ICA lleva funcionando mas de 90 años. 50 años integrando actividades a nivel mundial. Empresas mineras de cobre que representan 60 % de la producción mundial. 11 de los fabricantes que utilizan el cobre y sus aleaciones mas grandes del mundo. 2

3 La International Copper Association Principales iniciativas Energía sustentable (Eficiencia energética y Energías Renovables). Construcción. Salud, Ambiente y Desarrollo Sustentable. Desarrollo Tecnológico y Transferencia. Esta presentación fue elaborada por Soluciones Integrales en Alta Tecnología en colaboración con Procobre Centro Mexicano de Promoción del cobre A.C., con el propósito de difundir y diseminar diferentes aspectos relacionados con ventajas y beneficios para quienes adopten o implementen las recomendaciones aquí expuestas. Ha sido preparado y revisado por personas conocedoras del tema, sin embargo, el Centro Mexicano de Promoción del Cobre y otros organismos participantes no se responsabilizan de su aplicación ni de la profundidad en relación al contenido aquí expuesto, ni por cualquier daño directo, incidental o consecuencial que pueda derivarse del uso de la información o de los datos aquí contenidos. 3

4 Introducción Este documento esta basado en el estudio: CONTRIBUCIÓN DEL COBRE PARA COMBATIR EL CAMBIO CLIMÁTICO Realización: Autores: International Energy Initiative (IEI) Dr. Gilberto M. Jannuzzi Dr. Conrado A. Melo 4

5 Introducción Objetivo del estudio 1 : Estimar la contribución de mayor cantidad de cobre para reducir emisiones de CO 2. Considerandos: Los equipos eléctricos reducen sus pérdidas (efecto Joule) incrementando el área transversal de sus conductores. Los calentadores solares con mayor superficie de exposición capturan mas energía solar. Tecnologías con mayor cantidad de cobre en comparación con equipos tradicionales son mas eficientes. 1 Estudio iniciado en

6 Resultados Reducción 2 de T de CO 2 por kg de cobre adicional, anual: consumo generación País Motor eléctrico Refrigerador Aire A. Calentador solar Eólica Solar FV Argentina Brasil Chile México Equipo Eléctrico: Menor pérdida por efecto Joule (I 2 R). Calentador solar: Mayor área de captación (m 2 ). 2 Las Toneladas de CO 2 en relación a la matriz energética de cada país, (factor de emisión). 6

7 Resultados Reducción 3 en la emisión de CO 2 por equipo. País Motor Refrigerador Acondicionador Calentador eléctrico de aire Solar 4 Tonelada de CO 2 /Equipo/anual Argentina Brasil Chile México Es conocimiento tecnológico Porqué no se aplica?: Costo inicial! Respuesta de la autoridad: Normas mas estrictas 3 Valores promedio. 4 En Brasil el calentador solar sustituye a la ducha eléctrica. En México se sustituye la quema directa de gas natural. 5 La matriz energética en Brasil es principalmente energías renovables. 7

8 Resultados México, cálculo de emisiones indirectas: El factor de emisión 6 deberá multiplicarse por el consumo eléctrico (en MWh). Año Factor 7 de emisión de electricidad promedio [tco 2 /MWh] SEMARNAT, programa GEI México. 7 Varía por la mezcla de combustibles empleados para generar energía eléctrica. 8

9 Motores eléctricos Eficiencia energética y Contenido de cobre Motores de inducción de bajo voltaje (22 kw) de eficiencia Premium 8 utilizados en aplicaciones de sistemas típicos (bombeo de agua, ventilación y aire comprimido), reducen las emisiones 9 de CO 2 en 19 toneladas por motor durante su vida útil, comparado con motores tipo estándar. Los motores de Eficiencia Premium tienen mayor contenido de cobre, reducen las pérdidas I 2 R. 8 Nombre comercial, para México vea la norma NOM-016-ENER Estudio realizado por Keulenaer et al (2006) para países europeos. 9

10 Motores eléctricos Emisión de CO 2 : Construcción vs Operación El balance de las emisiones entre la producción de los equipos de alta eficiencia y lo que estos equipos permiten mitigar durante su vida útil es de aproximadamente 1000 veces, es decir, cada kg de CO 2 emitido durante la producción del motor significa una reducción de una tonelada en las emisiones de CO 2 durante su funcionamiento. 10

11 Motores eléctricos Eficiencia energética y Contenido de cobre El uso adicional de 5,1 kg de cobre (motor Premium) es de 4,1 puntos porcentuales más eficiente que el motor estándar. Cantidad de cobre y eficiencia en motores de inducción de 22 kw. Fuente: Keulenaer et al, Parámetro Eficiencia Estándar Alta Premium Eficiencia (%) Cobre (kg) Aumento de eficiencia (%) Aumento de cobre (%) Todos los casos: Vida útil 20 años; Carga 50 % 11

12 Motores eléctricos, México Motores de corriente alterna, abiertos, de inducción, tipo jaula de ardilla, 4 polos. (De acuerdo a la norma NOM-016-ENER) Potencia nominal Eficiencia (%) kw HP versión 1997 versión 2010 / diferencia entre 2016 versiones

13 Motores eléctricos De Estándar a Premium: Cuanta contaminación podemos reducir? Cuántos kwh podemos ahorrar? Rango de potencia Participación de mercado (%) Brasil México Hasta 1 HP Mas de 1 HP, hasta 10 HP Mas de 10 HP, hasta 40 HP Mas de 40 HP hasta 100 HP Mas de 100 HP hasta 300 HP Mas de 300 HP Fuente: Mercado de motores eléctricos, García (2003) 13

14 Transformador de distribución Eficiencia energética y Contenido de cobre De acuerdo con Keulenaer (2006), un transformador 10 de distribución de alta eficiencia de 100 KVA funcionando al 25% de la carga permite una mitigación de aproximadamente 37 toneladas de CO 2 en sus 30 años de vida útil, comparativamente con un transformador tipo estándar. Para México: kg de CO 2 por MWh consumido (SENER, 2015). 10 Norma de eficiencia de Transformadores de Distribución para México NOM-002-SEDE-ENER

15 Transformador de distribución Pérdida anual de energía Transformador Pérdidas kwh/anual Cobre adicional kva Estándar Alta eficiencia % 30 2, , , , , , Fuente: Laboratorio de alta tensión, Universidad Federal de Itajubá, Brasil El transformador de alta eficiencia se diseña con mayor cantidad de cobre (comparado con un transformador estándar) para disminuir las pérdidas (I 2 R) en sus devanados. 15

16 Transformador de distribución Transformadores en uso, Brasil Fuente: CEPEL, 2008 kva Otros Total 1 fase 323, , ,600 75,509 10, ,107 kva otros total 3 fases 175, , , , ,007 54,717 39, ,195 Ahorro por cambio de transformador 1677 kwh/anual x 233,604 = 391,753 MWh/anual resultado teórico ahorro de energía eléctrica si los transformadores tipo estándar trifásicos de 75 kva son sustituídos por los de alta eficiencia. 16

17 Otros equipos Refrigeradores Unidad de acondicionamiento ambiental Energía renovable Calentador de agua solar 17

18 Conclusiones El incremento de eficiencia en equipo eléctrico se puede alcanzar incrementando la sección transversal de sus conductores, acción con tres beneficios medibles: Técnico: Incremento de la eficiencia. Económico: Disminución del consumo de energía. Ambiental: Disminución en la emisión (indirecta) de contaminantes y gas CO 2. 18

19 Conclusiones La confiabilidad se alcanza con cableado y sistemas de conexión eléctrica de cobre por sus características eléctricas y mecánicas superiores. En cualquier proceso productivo (procesamiento de datos, seguridad, telecomunicaciones, soporte de vida, ) utiliza solo elementos de cobre. 19

20 PARA MAYOR INFORMACIÓN: Escriba a: Visite: Síganos en redes sociales: Procobre México Procobre México Procobre en Español 20