Las Redes de Calor y Frío y la Cogeneración:

Transcripción

1 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA PARA LA PROMOCIÓN DE LA COGENERACIÓN Las Redes de Calor y Frío y la Cogeneración: un dúo imbatible 8º Congreso Anual de Cogen España 14 de marzo de 2011 David Serrano. Cofely España S.A.U.

2 El mundo se enfrenta a una combinación muy desalentadora: por un lado una creciente demanda energética y cada vez más emisiones de gases de efecto invernadero y, por el otro, un agotamiento de los recursos. Una revolución tecnológica global en materia energética es necesaria y puede llegar a conseguirse; pero es un desafío enorme Nobuo Tanaka (Director Ejecutivo de la Agencia Internacional de la Energía) un reto tecnológico, pero ante todo un reto social e intelectual. 2

3 Índice 1. Qué es una red (urbana) de calor y frío? Subsistema de producción: la Central de Energías Subsistema de distribución: la red de distribución Subsistema de intercambio: las subestaciones Subsistema de utilización: las instalaciones interiores del edificio 2. La razón de ser de las redes de calor y frío 3. Show case: la red urbana de calor y frío de la Ciudad de Barcelona Datos clave del proyecto Nuestros clientes La Central de Energías: la Central Fòrum La Central de Energías: la nueva Central Tànger La red de distribución 3

4 4 1. Qué es una red (urbana) de calor y frío?

5 1. Qué es una red (urbana) de calor y frío? Subsistema de producción: la Central de Energías La Central de Energías: el corazón del sistema Ejemplo de Central de Energía en Zaragoza, donde está previsto incorporar una cogeneración cuando se alcance cierto nivel de demanda. Central de: : 5

6 1. Qué es una red (urbana) de calor y frío? Subsistema de distribución: la red de distribución La red de distribución: las arterias del sistema Transporta la energía desde las centrales de producción a los puntos de intercambio o subestaciones de los clientes. La distribución se realiza a 4 tubos (2 para el frío y dos para el calor ) dispuestos en paralelo. Discurre enterrada en las calles o en galerías de servicio. Funciona con caudal variable (se bombea desde la central en función de la demanda) y con volumen constante (circuito cerrado). Dispone de múltiples elementos técnicos como puntos fijos, puntos de descarga, purgadores, dilatadores, válvulas de seccionamiento Relleno Mallas de advertencia Arena compactada 6 Red de frío Fibra óptica Red de calor

7 7 1. Qué es una red (urbana) de calor y frío? Subsistema de distribución: la red de distribución

8 1. Qué es una red (urbana) de calor y frío? Subsistema de intercambio: las subestaciones Las subestaciones: los órganos del sistema En las subestaciones se entrega la energía del DH&C desded la Red de Distribución ib ió a la instalación interior del cliente. Sustituyen a las convencionales salas de calderas o de máquinas y está formada (en el lado primario) i por los elementos de intercambio de energía (intercambiadores), sistema de medición ió de la energía entregada, elementos de control y accesorios y valvulería. El secundario no difiere sustancialmente. El óptimo funcionamiento i precisa que la instalación ió del cliente permita respetar un salto térmico mínimo para evitar el sobrecoste por mayor bombeo desde la central de energía. SUBESTACIÓN DE CALOR Mínimo 90ºC Recomendado 85º SUBESTACIÓN DE FRÍO Máximo 5,5ºC Recomendado 7ºC Ida Ida Ida, Ida Retorno Retorno Retorno Retorno Máximo 60ºC Recomendado 55º Red primaria conectada al DH&C Red secundaria conectada a los clientes Ejemplo de esquema de principio de una subestación de calor Mínimo 14ºC Recomendado 15,5ºC Red primaria conectada al DH&C Red secundaria conectada a los clientes Ejemplo de esquema de principio de una subestación de frío 8

9 1. Qué es una red (urbana) de calor y frío? Subsistema de intercambio: las subestaciones Subestación en ExpoZaragoza 2008, con detalle del aislamiento térmico de valvulería Subestación de calor con separación de circuitos de calefacción y ACS, que mejora el salto térmico en primario. Se puede apreciar la simplicidad técnica, el ahorro de espacio y la facilidad y economicidad del mantenimiento de la solución. Subestación en centro sanitario de Barcelona, con detalle de aislamiento térmico de intercambiadores 9

10 2. La razón de ser de las redes de calor y frío La energía y sus magnitudes Entre 1973 y 2006 el consumo mundial de energía primaria se ha duplicado (de a MTep), si bien la intensidad energética(*) ha disminuido un 50%. Las energías de origen fósil representan casi el 80% del consumo mundial. 100 Consumo de energía de origen fósil l total % del China Zona deleuro España Mundo 10

11 2. La razón de ser de las redes de calor y frío La energía y sus usuarios Consumo de carbón, quadrillion Btu 120 Histórico Estimado China Resto del Mundo India Fuente: EIA, International Energy Statistics database. Web site Projections: EIA, World Energy Projection System Plus (2010) 11

12 2. La razón de ser de las redes de calor y frío La energía y el entorno Pobla ación (millon nes) China India Europa EE.UU. España $) P.I.B B. (Billones Población (millones) PIB P.I.B. (B$) India y China representan el 38% de la población mundial pero sólo el 11% del P.I.B... Fuente: Elaboración propia. 12

13 2. La razón de ser de las redes de calor y frío España: un país energéticamente muy dependiente 100 Importaciones netas de energía % del total China Zona del Euro España Mundo Las importaciones netas de energía se calculan como el uso de energía menos la producción, ambos medidas en equivalentes de petróleo. Un valor negativo indica que el país es exportador neto. Fuente: Agencia Internacional de Energía y Naciones Unidas, Anuario de estadísticas de energía. 13

14 2. La razón de ser de las redes de calor y frío Razón de ser del DHC en España si España es un país energéticamente dependiente del exterior (importa más del 80% de la energía que consume) cuyo consumo eléctrico ha crecido una media del 4,6% anualmente (2.000 a 2.007) se duplica la demanda cada 15 años con una escasa capacidad de influencia en el mercado mundial de la energía necesitado de energía como elemento fundamental de desarrollo una energía que cada vez será más costosa El camino más inteligente es la eficiencia energética (la energía más barata es la que no se consume), la producción eficiente (hacer más con menos: cogenerar, aprovechar recursos locales y tecnologías eficientes) y la distribución eficiente (economías de escala, control de la energía). Si no puedes influir sobre el temporal, dedícate a preparar tu barco y a ponerlo a son de mar 14

15 2. La razón de ser de las redes de calor y frío DHC + COGEN: una pieza más del puzzle energético Eficiencia energética Distribución eficiente Producción eficiente Menor dependencia energética del exterior. Aprovechamiento de energías locales residuales o gratuitas. Reducción de emisiones de CO 2 Disminución del consumo eléctrico global. Eliminación de riesgos sanitarios (legionella). Reducción del consumo global de agua y aditivos químicos. Creación de empleo local. Valorización del entorno arquitectónico. Ausencia de ruido o vibraciones i en los inmuebles. Eliminación de costes de reposición de maquinaria propia. Eliminación i ió de averías propias. Reducción de costes de mantenimiento. Ahorro de espacio Flexibilidad. Reducción de la factura energética 15

16 2. La razón de ser de las redes de calor y frío DHC + COGEN = un dúo imbatible Las redes de calor y frío son una forma inteligente de gestionar y distribuir la energía y la cogeneración es una forma inteligente de generar la energía La combinación de ambos conceptos aporta SINERGIAS al conjunto y OPORTUNIDADES a cada parte: - La COGEN aporta al DHC una forma segura, competitiva y eficiente i de producir la energía. - El DHC aporta a la COGEN una demanda térmica estable y predecible, construida desde la agregación de demandas: AGREGAR DEMANDAS DILUIR RIESGOS - Además, las redes de calor y frío amplían el mercado potencial de COGEN, permitiendo a ésta llegar a clientes minoristas y viceversa. 16

17 2. La razón de ser de las redes de calor y frío Resistencias al desarrollo del DHC en España Desde el punto de vista de la DEMANDA Falta de tradición en este tipo de soluciones elevado desconocimiento social y de las administraciones. Desde el punto de vista de la OFERTA Proyectos muy intensivos en capital y con retornos a largo plazo, lo que inhibe lapromoción pública y limitait el mercado deoferta privada Desde el punto de vista del ENTORNO Ausencia de unmarco fiscal favorable. Agravios e incoherencias en el tratamiento de derechos de emisión. Desalineación o conflicto de intereses con lobbies energéticos. Ausencia de una reglamentación decidida que impulse la conexión de los edificios. 17

18 3. Show case: la red urbana de calor y frío de la Ciudad de Barcelona Datos clave del proyecto Districlima, S.A. explota desde 2004 la red urbana de distribución de calor y frío en Barcelona, en las zonas Forum y 22@. Se dispone de una única Central, y una segunda en construcción, en la que utiliza el vapor procedente de la planta de incineración de residuos urbanos (SRU) para la producción de frío y calor. Las principales magnitudes del proyecto son: Nº de edificios conectados: 62 Superficie de techo climatizada (m 2 ): Potencia de calor contratada (MW): 44,45 Potencia de frío contratada: (MW): 68,29 Extensión de la red (km): 13,1 Potencia de calor instalada (MW): Potencia de frío instalada (MW): Inversiones totales realizadas (M ): 47 (*) Volumen de negocio (2010) (M ): ~7 19,2% 20,0% 5,0% 5,0% ICAEN A través de Eficiència Energètica, S.A. 20,4 en intercambiadores + 20 caldera de gas (backup) 31 MW + 5 MW (depósito) 50,8% 18 (*) No incluidas inversiones iniciales de la Administración. Incluida inversión total Central Tanger.

19 3. Red urbana de calor y frío Fòrum / 22@ Nuestro compromiso medioambiental Tn CO 2 Emisiones 2008 CO 2 evitadas Districlima S.A árboles plantados Tn CO árboles plantados Tn CO árboles plantados Tn CO á b l l t d árboles plantados = árboles plantados 560 Tn CO 2 19

20 3. Show case: la red urbana de calor y frío de la Ciudad de Barcelona La Central de Energías: Central Fòrum Se produce calor y frío aprovechando el vapor generado en la combustión de residuos sólidos urbanos (RSU) de la vecina planta de tratamiento de Tersa. Los equipos principales se refrigeran mediante agua de mar, obteniéndose elevados rendimientos sin utilización de torres de enfriamiento. La gestión de la energía se optimiza utilizando un depósito acumulador de agua helada de m 3. A febrero 2011 la Central dispone de los siguientes equipos: Producción de frío: 2 equipos de absorción Broad de 4,5 MW c/u. 1 depósito de acumulación de agua fría de m 3 ( litros). 2 enfriadoras eléctricas Mc Quay de 4 MW c/u. 2 enfriadoras eléctricas Johnson Controls de 7 MW c/u. Sistema de refrigeración: 3 intercambiadores agua de mar /agua refrigeración máquinas de 12,5 MW c/u. 1 estación de captación de agua de mar de m 3 /h. Producción de calor: 4 intercambiadores vapor / agua de 5 MWh c/u. 1 caldera de gas de 20 MW (backup, sólo en servicio si no hay disponibilidad de vapor). 20

21 3. Show case: la red urbana de calor y frío de la Ciudad de Barcelona TERSA + DISTRICLIMA = TRIGENERACIÓN Fuente: Memoria Tersa

22 3. Show case: la red urbana de calor y frío de la Ciudad de Barcelona La Central de Energías: la nueva Central Tànger Inicialmente concebida como central de puntas o pick up, su finalidad es garantizar el suministro en los periodos de mayor demanda o ante cualquier eventualidad. Dispondrá de un avanzado sistema de acumulación de hielo, permitiendo la producción de energía en los periodos de baja demanda y almacenándola hasta que, en periodos de mayor demanda, sea necesaria su distribución. Los gases de la combustión de las calderas serán expulsados a través de la histórica chimenea de la antigua fábrica de Ca l Aranyó. Se prevé su puesta en servicio a mediados del 2011 y, en una primera fase, dispondrá de los siguientes equipos: Producción de frío: 1 equipo de compresión de 6,7 MW para la producción de agua glicolada Producción de calor: 2 calderas de gas natural de 13,4 MW para la producción de agua caliente En segunda fase está previsto instalar los siguientes equipos adicionales: Producción de frío: 1 equipo de compresión de 6,7 MW para la producción de agua glicolada 1 equipo de compresión de 6,7 MW para la producción de agua fría Producción de calor: 1 caldera de gas natural de 13,4 MW para la producción de agua caliente 22

23 3. Show case: la red urbana de calor y frío de la Ciudad de Barcelona Nuestros clientes Centros Docentes UPF C. Comerciales Decathlon Hoteles Diagonal Zero Centros Sanitarios IMAS Hospital de día Viviendas Regesa C. de Convenciones CCIB 23

24 3. Show case: la red urbana de calor y frío de la Ciudad de Barcelona Hoteles Diagonal 197 Parque Empresarial Metrovacesa 22@ Oficinas Media-Tic Oficinas / producción Mediacomplex Hoteles Hotel AC Residencia estudiantes Melon District 24

25 3. Red urbana de calor y frío Fòrum / 22@ Un proyecto en constante crecimiento La red de distribución Desarrollo 2003>2004>2005>2006>2007>2008>2009>2010 CENTRAL FÒRUM TERSA CLIENTES EN SERVICIO POTENCIA FRÍO: 00,0 MW POTENCIA CALOR: 00,0 MW Nº EDIFICIOS: 00 KM RED: 3,3 HOTELES / RESIDENCIAS OFICINAS VIVIENDAS COMERCIAL CENTROS DOCENTES OTROS 25

27 3. Red urbana de calor y frío Fòrum / 22@ Un proyecto en constante crecimiento La red de distribución Desarrollo 2003>2004>2005>2006>2007>2008>2009>2010 EQUIPOS PROVISIONALES CENTRAL FÒRUM TERSA CLIENTES EN SERVICIO POTENCIA FRÍO: 19,2 MW POTENCIA CALOR: 13,4 MW Nº EDIFICIOS: 11 KM RED: 4,7 HOTELES / RESIDENCIAS OFICINAS VIVIENDAS COMERCIAL CENTROS DOCENTES OTROS 27

28 3. Red urbana de calor y frío Fòrum / 22@ Un proyecto en constante crecimiento La red de distribución Desarrollo 2003>2004>2005>2006>2007>2008>2009>2010 EQUIPOS PROVISIONALES EQUIPOS PROVISIONALES CENTRAL FÒRUM TERSA CLIENTES EN SERVICIO POTENCIA FRÍO: 26,1 MW POTENCIA CALOR: 16,9 MW Nº EDIFICIOS: 21 KM RED: 6,7 HOTELES / RESIDENCIAS OFICINAS VIVIENDAS COMERCIAL CENTROS DOCENTES OTROS 28

29 3. Red urbana de calor y frío Fòrum / 22@ Un proyecto en constante crecimiento La red de distribución Desarrollo 2003>2004>2005>2006>2007>2008>2009>2010 EQUIPOS PROVISIONALES CENTRAL FÒRUM TERSA CLIENTES EN SERVICIO POTENCIA FRÍO: 26,9 MW POTENCIA CALOR: 18,9 MW Nº EDIFICIOS: 23 KM RED: 8,9 HOTELES / RESIDENCIAS OFICINAS VIVIENDAS COMERCIAL CENTROS DOCENTES OTROS 29

30 3. Red urbana de calor y frío Fòrum / 22@ Un proyecto en constante crecimiento La red de distribución Desarrollo 2003>2004>2005>2006>2007>2008>2009> CENTRAL FÒRUM TERSA CLIENTES EN SERVICIO POTENCIA FRÍO: 45,0 MW POTENCIA CALOR: 28,7 MW Nº EDIFICIOS: 37 KM RED: 10,8 HOTELES / RESIDENCIAS OFICINAS VIVIENDAS COMERCIAL CENTROS DOCENTES OTROS 30

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