Nuevas tecnologías en climatización: Bomba de calor geotérmica. El Compromiso con la Eficiencia Energética Badajoz, 10 de Marzo de 2009

Transcripción

1 Nuevas tecnologías en climatización: Bomba de calor geotérmica El Compromiso con la Eficiencia Energética Badajoz, 10 de Marzo de 2009

2 Índice Presentación EnergyLab Energía geotérmica Aplicaciones, bomba de calor geotérmica Situación del mercado español Datos económicos 6 Plan de Proyectos Demostrativos de BCG

3 1 Misión y Visión de EnergyLab EnergyLab se posiciona como un centro mixto con la siguiente misión: Identificar, desarrollar, promover y difundir tecnologías, procesos, productos y hábitos de consumo que permitan la mejora de la eficiencia y sostenibilidad energética en la industria, la construcción, el transporte y en la sociedad en general. QUÉ DÓNDE CÓMO PARA QUÉ DESARROLLAR PROMOVER IDENTIFICAR TECNOLOGÍAS PROCESOS PRODUCTOS CONDUCTAS INDUSTRIA CONSTRUCCIÓN SOCIEDAD ENFOQUE SECTORIAL Energía Automoción Construcción Pesquero Textil Maderero Alimentación Otras industrias MEJORAR LA EFICIENCIA Y SOSTENIBILIDAD ENERGÉTICA DIFUNDIR TRASNPORTE

4 1 Misión y Visión de EnergyLab Con una meta a largo plazo definida por su Visión como Un Centro de referencia a nivel internacional especializado en el impulso de la eficiencia y sostenibilidad energética con capacidad de orientar, coordinar y liderar proyectos innovadores con un impacto destacado sobre la sociedad, la economía, y el medio ambiente. Un Centro INNOVADOR CON IMPACTO CON PROYECCIÓN RECONOCIDO EN EFICIENCIA Y SOSTENIBILIDAD ENERGÉTICA

5 1 Patronato EnergyLab se constituye como una fundación de carácter privado con unos patronos públicos y una mayoría de patronos privados PATRONATO: 25 miembros REPRESENTANTES SISTEMA UNIVERSITARIO (3) REPRESENTANTES ADMINISTRACION PUBLICA (3) EMPRESAS Y ASOCIACIONES (18) Empresas líderes y tractoras y/o asociaciones sectoriales: Energía Automoción Construcción Pesquero Institutos y asociaciones CONSEJO EJECUTIVO (10) DIRECTOR GENERAL

6 1 Patronato Fundadores Empresas Administración Pública Universidad

7 1 Objetivos EnergyLab se ha marcado como objetivos Promover la entrada permanente en el mercado de nuevas tecnologías de EySE de producto y proceso Desarrollar una base amplia de clientes de referencia en España en los ámbitos y sectores prioritarios Desarrollar y articular una red de colaboradores científico-tecnológicos y empresariales de excelencia a nivel nacional e internacional Crear las capacidades para generar conocimiento excelente Desarrollar múltiples fuentes de financiación e ingresos, en los ámbitos público y privado, que aseguren su sostenibilidad a medio plazo Identificar, promover y desarrollar oportunidades de negocio en el ámbito de la eficiencia y la sostenibilidad energética

8 1 Actividades Las actividades de EnergyLab se orientan a la introducción y difusión de las tecnologías tanto en el sector privado como público La cadena de valor de EnergyLab está compuesta por un conjunto de actividades y servicios orientados a introducir tecnologías de eficiencia energética en los procesos empresariales, estableciendo medidas e indicadores objetivos tanto de la optimización energética como económica. Las actividades que desarrolla se fundamentan en vigilancia del estado de las diferentes tecnologías de eficiencia energética y el estudio de su aplicación, a través de investigación aplicada y de proyectos demostrativos, con una clara vocación en la difusión de resultados y en la formación y capacitación de técnicos. CADENA DE VALOR CERTIFICACIÓN Validación de eficiencia VIGILANCIA COMPETITIVA I+D APLICADA DEMOSTRACIÓN FORMACIÓN Creación de capacidades Identificación de tendencias y novedades Generación de conocimiento Introducción tecnologías en el mercado DIFUSIÓN Sensibilización y promoción ESTUDIOS Oferta de soluciones de a medida DESDE LA IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES HASTA LA INTRODUCCIÓN EN EL MERCADO Y LA GENERACIÓN DE NEGOCIO

9 2 Energía Geotérmica Qué es la energía geotérmica Energía almacenada en forma de calor en el interior de la Tierra y que genera fenómenos geológicos a escala planetaria. En una acepción más coloquial puede definirse como la energía contenida en el interior de la Tierra que puede ser aprovechada por el hombre. Energía almacenada en forma de calor debajo de la superficie sólida de la Tierra. Tiene su origen en la diferencia de temperaturas que existe entre el interior de la tierra y su superficie. Aplicaciones: Térmicas Climatización ACS Agricultura y alimentación Usos industriales Eléctricas Producción Perforación extracción de vapor Conexión a red eléctrica Enfriamiento Edificio de la turbina Intercambio de calor Depósito de calor subterráneo para exceso de temperatura Medición de perforación Inyección agua fría hasta roca caliente

10 3 Aplicaciones de la tecnología El calor de la Tierra ALTA TEMPERATURA MEDIA TEMPERATURA BAJA TEMPERATURA MUY BAJA TEMPERATURA t > 150ºC 90ºC < t < 150ºC 30ºC < t < 90ºC t < 30ºC Turbinas de vapor generadores eléctricos Puede utilizarse en centrales eléctricas y la producción de frío por absorción Utilización de forma directa en procesos industriales y climatización Climatización con Bomba de Calor Geotérmica Mapa geotérmico de España

11 3 Aplicaciones de la tecnología El consumo energético en el sector residencial y terciario supone un 24% del total, segundo por detrás del transporte En el interior del edificio, los mayores consumos se producen en: El 50% del consumo energético del edificio está ligado a la adecuada protección térmica de su envolvente (fachada, cubiertas y ventanas) Climatización 42% ACS 26% Electrodom+Cocina:23% Iluminación: 9%

12 3 Aplicaciones de la tecnología Bomba de calor geotérmica Definición: Un sistema de bomba de calor geotérmica es un sistema de producción de calor y/o de refrigeración que aprovecha la capacidad terrestre de almacenar calor y de mantener prácticamente constante su temperatura a lo largo del año, lo cual permite obtener: - Mayores rendimientos que las bombas de calor convencionales. - Mayores ahorros energéticos. - Mayores ahorros económicos Reducción de emisiones de CO 2 : Comparado con gas natural: 40% menos de CO 2 Sólo la necesaria para activa el compresor de la BCG y los equipos auxiliares Figura 3. Comparación de emisiones de CO2 en centrales eléctricas. Fuente: Geothermal Education Office. 2000

13 3 Aplicaciones de la tecnología Bomba de calor geotérmica

14 3 Aplicaciones de la tecnología Bomba de calor geotérmica Ahorros potenciales Ahorros estimados del 30-70% en calefacción y del 20-50% en climatización Ventajas Energía totalmente renovable e inagotable Energía limpia, al no quemar ningún combustible, no emite CO 2 Energía económica dado su alto rendimiento, ahorra en energías de pago Energía continua disponible 24h sin depender del clima, el viento o la radiación solar Energía para todo el mundo por no estar localizada en países concretos como los combustibles fósiles Energía local asegurando la regularidad del abastecimiento y la independencias externa Sectores de Actuación Es de aplicación en todos los subsectores del sector terciario

15 3 Aplicaciones de la tecnología Bomba de calor geotérmica Aplicaciones Indicadores La aplicación de esta tecnología se extiende a todo edificio con demanda de energía térmica para climatización y agua caliente sanitaria. Especialmente indicada en viviendas unifamiliares con piscina, para alargar el tiempo de uso de la misma por un módico coste explotación. La BCG ofrece un elevado rendimiento energético comparado con otras tecnologías y, sobre todo, con combustibles fósiles Inconvenientes económicos: elevado coste. Inversión inicial fuerte. Elevados precios de las BCG. Elevados precios perforaciones. Ventajas para la red y para la política energética nacional Mapa de aplicaciones: Residencial: entre 5kWt y 30 kwt Comercial y servicios: a partir de kwt. COP: 3-5 Análisis coste beneficio: Residencial, payback: 8 años Comercial / servicios: 3-5 años Reducción de emisiones de CO2: Comparado con Gas Natural: 40% menos CO2 Geotermia: Emisión intrínseca de CO2 CERO, Sólo la necesaria para activar el compresor de la BCG y los equipos auxiliares

16 4 Situación del mercado español Ratios de generación geotérmica/generación renovable y generación geotérmica/generación total Evolución

17 4 Situación del mercado español Grado de madurez Actores A diferencia de otras EERR, la energía geotérmica tiene escasa penetración en España. (En Suecia, Alemania, Suiza, Austria y EE.UU. la tecnología y el mercado son maduros) Caso Estados Unidos 25% crecimiento anual Más de 1 millón de instalaciones Ahorro de 8 billones de kwh anuales Reducción de la demanda eléctrica en 2,64 millones de kw 5,9 millones de toneladas de CO2 eliminados Esto supone:» coches menos» 385 millones de árboles plantados Existen pocos proveedores de equipos a nivel mundial. En España no existen fabricantes. Existen instaladores y/o comercializadores autorizados. Unas 15 empresas en todo el país

18 4 Situación del mercado español Grado de madurez Actores En muchos casos, las empresas realizan dos o más fases del proyecto. Modelo entidad: Instaladores Llave-en-mano / distribuidor Perforador sondista Perforador, consultor estudios geotécnicos, TRT. Perforador sondista + consultor geotecnia y geotermia, Consultor geotecnia y geotermia, desarrollador software dimensionamiento En general, los actores no presentan perfil ingeniería energética ni civil, aunque el proyecto implica ambas componentes y supervisión de obra, subcontratistas, etc. Disponibilidad de equipos comerciales: BCG: Media. Elevado coste. Equipos perforación: media (plazo de espera prolongados a 1 año); además en muchos casos hay que recurrir a perforadores no especializados. Intercambiadores: Alta. En general se importan, pero existen fabricantes en España.

19 4 Situación del mercado español Tendencias y tecnologías de mercado. IMPULSORES Medioambientales y técnicos Cambio climático: desarrollo sostenible No se generan residuos Legislativos Normativas comunidades autónomas (CAM Plan ayudas Geotermia: /w hasta diciembre 2008) Agendas Locales Socio - Económicos Aumento precio combustibles Reducción de la dependencia energética con respecto a otro países: competitividad economía española. Desarrollo social: se lleva la energía a zonas rurales Confort: no se requieren sistemas de ventilación, chimeneas, al no producirse gases que requieran su evacuación Reducción factura eléctrica. rendimiento hasta 4 veces superior a caldera convencional, gasto hasta 75% inferior Desarrollo de un nuevo sector de la economía creando nuevas empresas y empleo

20 4 Situación del mercado español Tendencias y tecnologías de mercado. BARRERAS Tecnológicas Mayor complejidad de ingeniería: diseño, ejecución, excavación, ) Dimensionamiento global del proyecto: subdimensionamiento, sobredimensionamiento Asociadas a la Tecnología de Prospección de Terrenos Medioambientales y Legislativas La definición y caracterización de la energía geotérmica son ambiguas. Necesidad de inclusión Energías Renovables Económico/Financieras La inversión inicial es elevada: Bomba de calor 40% presupuesto total y Coste prospección 60% Coste del terreno: dimensión en superficie (coste terreno) y en profundidad (coste perforaciones) Aunque el retorno de la inversión esté asegurado a medio/ largo plazo, es necesario disponer de la financiación para cubrir el coste de capital Socioeconómicas y de mercado Desconocimiento generalizado en la sociedad de la existencia de este recurso. Propiedad: de quién es la energía geotérmica que subyace en el subsuelo

21 5 Datos económicos Vivienda unifamiliar bien aislada de 200 m2 en clima templado Se instaló suelo radiante Habitada por 4 personas Captación vertical Necesidades energéticas de energéticas de kwh/año

22 5 Datos económicos Edificio de oficinas m2 Se climatizó por fancoils, con producción de ACS y captación vertical, teniendo unas necesidades energéticas de kwh/año de calefacción, refrigeración y ACS.

23 6 Plan de Proyectos Demostrativos Proyecto demostrativo: Climatización con Bombas de Calor Geotérmicas EnergyLab gestionará la ejecución de los proyectos demostrativos e instalará equipos de medida para analizar rendimientos, indicadores de eficiencia energética y cargas en la red Selección de las ubicaciones piloto GRAN DIMENSION DOMESTICO Estudio y presentación de los proyectos por parte de varias empresas especializadas Aprobación del proyecto Planificación y ejecución del proyecto Monitorización de las instalaciones RESULTADOS Profesionalización de los sondeos ( /m perforación) Fabricación de bombas españolas Ajuste en los cálculos de demanda térmica Formación Difusión de la tecnología Establecimiento de indicadores Valores de referencia

24 EnergyLab quiere realizar un análisis estratégico... QUE HACER Diagnóstico de las características y comportamiento de la bomba de calor geotérmica en España en distintos escenarios. 1 Estudio en profundidad del mercado de la bomba de calor geotérmica en España (fabricantes, instaladores, promotores,...) 2 Comparativa de la situación española con otros países de referencia. 3 Diagnóstico de situación e identificación de barreras Definición de líneas de actuación para el desarrollo de la BCG y su mercado Definición de estándares de funcionamiento de los equipos y criterios de homologación de los agentes del sector 4 5 PARA QUÉ... con el fin de identificar las claves que guíen un plan de acción específico que sitúe a España en una posición líder en el desarrollo de esta tecnología

25 Análisis estratégico Diagnóstico de las características y comportamiento de la bomba de calor geotérmica Descripción de tareas Estudio de más de 100 instalaciones de bomba de calor geotérmica Compuestas por instalaciones ya existentes y de nueva instalación. Para las instalaciones nuevas, EnergyLab supervisará el diseño y la instalación para asegurar su buen dimensionamiento y funcionamiento. Análisis de un conjunto de datos técnicos a partir de sensores situados en las instalaciones. Resultados esperados Matriz de características técnicas y económicas de las instalaciones españolas clasificadas según: Tipo de construcción Superficie Uso de la energía térmica Climatología Fabricante de la máquina Configuración de los intercambiadores de calor Estudio de los datos económicos ligados a las instalaciones a partir del seguimiento de su rendimiento y necesidades de inversión Consulta directa con los instaladores. Ejemplo ilustrativo de la matriz de características de la BCG

26 Análisis estratégico Estudio del mercado en España Descripción de tareas Estudio de las capacidades y características actuales del mercado en España. Entre otras, se estudiará: Nº de empresas distribuidoras Nº de empresas instaladoras Nº de empresas perforadoras Nº de profesionales especializados Resultados esperados Identificación de la cadena de valor de la bomba de calor geotérmica y de sus capacidades. Ejemplo ilustrativo: Cadena de valor del sector eólico Análisis de las principales virtudes y deficiencias de las empresas y profesionales del sector a partir del seguimiento de las instalaciones. Se analizarán las variables necesarias que determinarán el crecimiento del mercado para alcanzar un número de instalaciones objetivo. Ej: Número de perforaciones/máquina/año Número de instalaciones / instalador Valoración de las fortalezas y debilidades de la cadena de valor.

27 Análisis estratégico Comparativa con otros países de referencia Descripción de tareas Selección de países a tomar como referencia en una comparativa con España. Recopilación de información de los países tomados como referencia. Análisis de las diferencias entre los distintos países y de las causas que las generan: Aspectos técnicos: Rendimientos, consumos... Aspectos económicos: costes, rentabilidad Aspectos de mercado. Identificación de las políticas responsables del éxito en estos países y análisis de viabilidad de la aplicación de estas en España. Resultados esperados Identificación de las claves que explican la diferencia entre el avance de esta tecnología en otros países y la situación en España. Identificación de las buenas prácticas empleadas en otros países y análisis de su viabilidad en España. Identificación de barreras. Estas provendrán también de: Diagnóstico de las características de la bomba de calor geotérmica Estudio del mercado en España Países con mayor penetración de la BCG

28 Identificación de claves para un plan de acción Definición de estándares de funcionamiento y criterios de homologación de los agentes Descripción de tareas Definición de cuáles deben ser los estándares de funcionamiento y de los costes de una instalación tipo en cada uno de los escenarios analizados a partir de: Diagnóstico de las características de la bomba de calor geotérmica Comparativa con otros países de referencia El estudio de la situación actual de la tecnología Resultados esperados Conocimiento de los estándares de funcionamiento exigibles a las nuevas instalaciones en España. Criterios de homologación de los distintos agentes y equipos relativos a la bomba de calor geotérmica. Definición de los requisitos mínimos que, para el buen desarrollo del sector, deben cumplir: Bombas de calor geotérmicas Intercambiadores de calor Personal instalador

29 Identificación de claves para un plan de acción Definición de líneas de actuación para el desarrollo de la BCG y su mercado Descripción de tareas Como resultado de los anteriores análisis se procederá a la identificación de las líneas de actuación clave para el impulso de la bomba de calor geotérmica en España en términos de: Adaptación de las capacidades del sector a las necesidades futuras. Calidad de las instalaciones. Disminución de costes. Investigación de la tecnología Resultados esperados Identificación de líneas de actuación dirigidas a: Garantizar la calidad de los servicios ofrecidos Exigir unas características de funcionamiento acordes con el desarrollo actual de la tecnología Eliminar las barreras que impiden su desarrollo EnergyLab procederá a contrastar las líneas de actuación identificadas con distintas administraciones para valorar su viabilidad e impulso

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