MEDIDAS DE MITIGACION EN EL SECTOR RESIDENCIAL (II Comunicación Nacional de Cuba) Msc. Juan Fco. Zúñiga Santana 1 Lic. Hakna Ferro Azcona 2 CUBAENERGIA 1 Instituto de Ecología y Sistemática 2
CONTENIDO 1. Introducción 2. Medidas de mitigación I Comunicación 3. Consideraciones realizadas 4. Medidas de mitigación propuestas II Comunicación 5. Fuentes de los datos/coeficientes/costos 6. Cuantificación de la medida (screening)
Introducción GWh Consumo sector residencial 7 000.0 6 000.0 5 000.0 4 000.0 3 000.0 2 000.0 1 000.0.0 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 años Fuente: Anuario Estadístico de Cuba Año 2009: 6425.8 GWh
Estructura del consumo de electricidad. Año 2009 1,5 % 1,8 % 0,5 % 18,8 % 1,4 % Industria Construcción Agropecuario Transporte Comercio Otros 25.4 % 14.3 % 36.3 % Población Pérdidas Fuente: Anuario Estadístico de Cuba Consumo total = 17 709.1 GWh
Consumo de otros combustibles. Año 2009 300.0 250.0 Mt 200.0 150.0 100.0 GLP Keroseno Carbón vegetal 50.0.0 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 años Consumo GLP: 64 900 Ton Consumo Keroseno: 78 400 Ton Consumo Carbón Vegetal: 13 500 Ton Consumo de leña: 28 200 metros cúbicos Según anuario 2009
Consideraciones realizadas Proponer medidas que ahorren energía eléctrica en las viviendas Tener en cuenta medidas del Programa de la Revolución energética para el sector residencial Utilización de las Fuentes Renovables de energía Ideas de proyectos para reducir el consumo Conciliación de algunas de las medidas con la DURE
1 Sustitución de todos los bombillos incandescentes por bombillos ahorradores compactos o luminarias con lámparas fluorescentes eficientes
2 Sustitución de todas las juntas defectuosas de los refrigeradores domésticos
3 Promover formas y hábitos de uso más eficiente de todos los equipos electrodomésticos como forma de ahorrar energía, alargar su vida útil y disminuir la demanda pico Hay que educar en todo nuestro pueblo una cultura energética basada en el conocimiento adecuado de las realidades que el país y el mundo enfrentan
4 Elevar paulatinamente la eficiencia energética de la carga de refrigeración en uso doméstico, garantizando que todos los equipos nuevos y los motocompresores para la reparación de refrigeradores que se introduzcan en el mercado, sean mucho más eficientes
5 Sustitución del 50 % de las cocinas eléctricas existentes en el país por cocinas de gas licuado o manufacturado según corresponda
6 Comercialización en el país de televisores a color y en blanco y negro de muy bajo consumo que sustituyan equipos existentes de alto consumo en funcionamiento INTRODUCCIÓN DE ELECTRODOMÉSTICOS EFICIENTES
7 Sustitución de las cocinas de keroseno por cocinas de gas licuado o manufacturado
Medidas de mitigación I Comunicación (Conclusiones y Recomendaciones) 1. El conjunto de medidas propuestas en el sector residencial tendría en el año 2025 los siguientes efectos de reducción: Reducciones Costos, MMUSD Generación, GWh Combustible, Mton Equipos Combustible Totales 9718.4 5034.984 179.46-868.587-689.127 2. Las emisiones totales de GEI evitadas por la aplicación de este conjunto de medidas hasta el año 2010 serían de 1 160 213 toneladas lo que representa el 26 % del total de emisiones que tendría el sector residencial en el año 2010. Se recomendó evaluar otras medidas como el aprovechamiento de la ventilación y la iluminación natural, el uso de calentadores solares y equipos de aire acondicionado más eficientes.
1. Sustitución del alumbrado con lámparas fluorescentes por lámparas con LED Debe haber un potencial de 15 millones de lámparas normales fluorescentes para sustitución por LED hasta el año 2015 Uso de las lámparas LED igual a 4 horas diarias Se utilizarían lámparas LED de 6 W en formato de lámparas fluorescentes de 20 W Cada lámpara LED tiene un costo de 20 dólares El tiempo de vida útil es de 50 000 horas como promedio (27 años) Se proponen introducir 3 millones de lámparas LED por años hasta el 2015. Se comenzaría por el año 2011
Luminarias LED. Características LED Una Lámpara LED es una lámpara de estado sólido que usa Diodos Emisores de Luz (LEDs) como fuente luminosa Son dispositivos semiconductores de estado sólido lo cual los hace robustos, fiables, de larga duración y a prueba de vibraciones, que pueden convertir la energía eléctrica directamente en luz. El interior de un LED es un pequeño semiconductor encapsulado en un recinto de resina de epoxi.
Luminarias LED. Características LED Los LED no tienen filamentos u otras partes mecánicas sujetas a rotura ni a fallos por "fundido", no existe un punto en que cesen de funcionar, sino que su degradación es gradual a lo largo de su vida. Se considera que a aproximadamente a las 50.000 horas, es cuando su flujo decae por debajo del 70% de la inicial, eso significa aproximadamente 6 años en una aplicación de 24 horas diarias 365 días/año. Esto permite una reducción enorme de costos de mantenimiento ya que no se necesita reemplazarlas, por lo que el Costo de Iluminación es mucho menor. Asimismo, por su naturaleza el encendido se produce instantáneamente al 100% de su intensidad sin parpadeos ni periodos de arranque, e independientemente de la temperatura. A diferencia de otros sistemas no se degrada por el número de encendidos.
Luminarias LED. Características LED Vida Media Horas LED 100.000 h. Fluorescente 20.000 h. Halógeno 4.000 h. Perdida de luminosidad -20% -30% LED 45.000 h. 100.000 h. Fluorescente 5.000 h. 20.000 h. Halógeno 1.500 h. 4.000 h. Su fiabilidad es mucho mayor, ya que la degradación de la luz es mínima en relación a la de halógenos y fluorescentes Datos obtenidos de las mejores marcas de iluminación del mercado
Luminarias LED. Características LED VENTAJAS Bajo consumo Baja tensión Baja temperatura Pequeña anchura espectral Amplia banda espectral Mayor rapidez de respuesta Luz más brillante Sin fallos de iluminación Mayor duración y fiabilidad DESVENTAJAS Precio: El mayor inconveniente que tiene el LED sin duda es su precio, pero si evaluamos sus múltiples e inmejorables condiciones de funcionamiento, y sobre todo su larga vida en comparación con los demás sistemas de iluminación, estamos en condiciones de afirmar que es la inversión más sensata, eficaz y rentable que podemos hacer
2. Introducción del calentamiento de agua con energía solar en las viviendas La tecnología a introducir serían calentadores solares de tubos al vacío. Calentador de 90 litros de capacidad Un calentador solar de 90 litros de capacidad tiene una superficie colectora (área de absorción) de 1.2 metros cuadrados Se propone introducir 1 millón de metros cuadrados de superficie colectora (833333 calentadores de 90 litros) Cada calentador solar de 90 litros de capacidad tiene un costo promedio de 180 dólares Se estima un ahorro diario por cada calentador solar instalado de 1 kwh (365 kwh/año) Se utilizaría fundamentalmente para calentar el agua para bañarse, aunque no se descarta la utilización del agua caliente para otros usos. Tiempo de vida útil de un calentador solar es igual a 15 años
2. Introducción del calentamiento de agua con energía solar en las viviendas Se propone en sustitución del calentador eléctrico Se estima que el calentador eléctrico tiene un tiempo de vida de 5 años El calentador eléctrico es de una potencia de 1000 W y el precio de compra es de 2.79 dólares
3. Incremento en el uso de hornos microondas para la cocción de alimentos Se propone introducir 1.5 millones de hornos microondas hasta el año 2015 (período 2011-2015) El costo promedio de un horno microondas es de 35 dólares (en el puerto) y su vida útil de 10 años La introducción de los hornos microondas reduce mensualmente en 3.8 % el consumo de energía eléctrica de la vivienda (aproximadamente 6 kwh/mes) Se consideró 1 microondas por vivienda Horno microondas
Horno de microondas En un horno de microondas, un magnetrón produce un haz de microondas que el ventilador difunde por el interior del horno. Las microondas atraviesan fácilmente la mayoría de los materiales, pero son absorbidas por el agua y otras sustancias de los alimentos. Horno microondas Por tanto, éstos se cocinan desde dentro, a diferencia de un horno convencional en el que se calientan desde fuera, por lo que tardan más en cocinarse
4. Introducción de las cocinas de inducción para la cocción de alimentos Se proponen introducir 500 000 cocinas de inducción hasta el año 2015 Reduce el consumo mensual de energía eléctrica en 70,6 % con respecto al consumo de la hornilla eléctrica modelo HACEB (según pruebas realizadas por DURE) Tiempo de vida útil es igual 10 años Las cocinas de inducción son caras, ellas utilizan un campo magnético para dar calor directamente a los metales y posteriormente a los alimentos, por lo que no tendremos que calentar ninguna superficie para realizar un cambio de estado Con un consumo residual cercano a los 7200W las cocinas de inducción aparentan ser unas gastonas pero nada que ver con la realidad, puesto que su rapidez le otorgan un menor consumo en el balance final En un periodo de poco más de un año se puede amortizar su precio extra, gracias a su reducido consumo.
4. Introducción de las cocinas de inducción para la cocción de alimentos Se proponen en sustitución de la hornilla eléctrica La potencia de la hornilla eléctrica es 1200 watts, su precio de compra es de 10 dólares aproximadamente El consumo anual de la hornilla eléctrica (modelo HACEB) es de 432 kwh considerando 1 horas diarias de uso como promedio Hornilla eléctrica
Cocinas de inducción Aspecto Lateral Lateral exterior Aspecto interior
Cocinas de inducción Las cocinas de inducción son un tema que siempre levanta polémica, aparentemente todo son malas noticias para este tipo de cocinas. Son más caras, requieren cacerolas especiales, un mayor cuidado Con un precio casi del doble, en la mayoría de los casos, las cocinas de inducción se sitúan con un ahorro energético cercano al 30% respecto a una cocina convencional vitrocerámica Actualmente el costo de la tecnología de inducción dobla al de una vitrocerámica tradicional, pero las elevadas prestaciones así como su mayor eficiencia energética la convierten en una inversión atractiva. El costo de la producción de esta tecnología se centra en la electrónica de potencia necesaria para su funcionamiento El modelo de inducción calienta dos veces más rápido que una placa vitrocerámica convencional. Son capaces de detectar la forma y tamaño del recipiente y se puede elegir la temperatura exacta de cocción
Precios cocinas de inducción
5. Empleo de purificadores de agua Se emplearán purificadores de agua en las viviendas con niños menores de 14 años (son el 20.5 % de los hogares cubanos) Se introducirán 500 000 purficadores en sus diferentes variantes hasta el año 2015 en viviendas con niños menores de 14 años Se utilizarán 3 tecnologías (2 con filtros standard, 1 con ozono, 1 con rayos ultravioletas) Para uno de los tipos de purificadores propuestos el de Zeolita con Zinc (ZZ), se tiene que el costo del prurificador + 1 kg de ZZ = 1.40 dólares El agua sabe a metal con este tipo de purificador (Zeolita con Zinc) Para hervir 2 litros de agua durante 10 minutos a 100 grados centígrados en jarro de aluminio tapado con hornilla eléctrica se necesitan 0.573 kwh (según pruebas realizadas por la DURE)
6. Sustitución de televisores existente de alto consumo energético Se proponen sustituir 1 439 800 televisores de diferentes marcas aún existentes en el país que consumen anualmente más de 230 kwh Se sustituirán por televisores que consumen anualmente como promedio menos de 187 kwh. Costo del televisor se estimó en 125 dólares y un tiempo de vida de 15 años Televisor de bajo consumo
7. Sustitución de refrigeradores de alto consumo energético Entre el 2007 y el 2009 se sustituyeron 2 581 142 de refrigeradores existentes por equipos eficientes Los refrigeradores eficientes presentan un consumo anual promedio de 288 kwh; mientras que los existentes tenían un consumo de 690,4 kwh año. Los refrigeradores eficientes cuestan como promedio 225,59 dólares y duran 10 años. Se consideró un refrigerador por vivienda. Se propone además sustituir los restantes (0,2 %)
8. Sustitución de aires acondicionados de alto consumo energético Entre el 2007 y el 2009 se sustituyeron unos 78 mil aires acondicionados tipo BK (1500 y 2500) existentes por equipos eficientes Los equipos nuevos tienen un consumo anual promedio de 2098 kwh; mientras que los existentes tenían un consumo promedio de 4032 kwh año. Los aires acondicionados nuevos costaron como promedio unos 155 dólares Aire acondicionado
9. Sustitución de cocinas de keroseno por módulo de cocción eléctrico Hasta el año 2009, se reemplazaron cocinas de queroseno por módulos de cocción en 3 213 105 de hogares Fue considerado que las cocinas a queroseno consumen anualmente 8 GJ/hogar y tienen una eficiencia del 30% El modulo de cocción tienen una eficiencia del 90% El modulo de cocción (ollas arrocera y reina y hornilla eléctrica) cuesta $52,57 US$, implica una potencia eléctrica de 2,5 kw y tienen una vida útil de 8 años. Las cocinas a queroseno cuestan $5 y tienen una vida útil de 5 años. Módulo de cocción
Fuente de los datos 1. Estadísticas de la Unión Eléctrica Base datos mitigación 2050 Escenario residencial 2015 Electrodomésticos URE Balances URE 2005-2013 (con RE y sin RE) 2. Anuario Estadístico de Cuba. Año 2009 Consumo energía hogares (Tabla 10.13) Consumo energía eléctrica (Tabla 10.19) Dispositivos Energía Renovables (Tabla 2.16)
Fuente de los datos (continuación) 3. Screening Sector Residencial 4. Consulta a especialistas y expertos 5. Búsquedas por Internet
Cuantificación de la medida (screening) Millones Tons CO2 Millones Tons CO2 $/Ton CO2 Nombre de la Opción Potencial de la Opción Mitigación Acumulada Costo del CO2 Evitado Escenario de Referencia - - Purificadores de agua 0.03 0.03 -$526.60 Sust. TV ineficientes 0.02 0.05 -$501.95 Aires acondicionados 0.04 0.09 -$462.23 Lámparas LEDs 0.08 0.17 -$433.51 Hornos Mocro-ondas 0.03 0.20 -$342.31 Calentadores solares 0.09 0.29 -$321.65 Sust. Refrigeradores inef. 0.29 0.58 -$224.13 Modulo de cocción 1.23 1.81 -$117.68 Cocinas de inducción 0.04 1.86 $210.05
Curva de Costos 2030 $300.00 $200.00 $100.00 Costo ($/T CO2e) $0.00-0.5 1.0 1.5 -$100.00 -$200.00 -$300.00 -$400.00 -$500.00 -$600.00 CO2 Evitado (Millones TCO2e)
CONCLUSIONES 1. En total son 9 medidas de mitigación 2. De las medidas de mitigación propuestas 8 tienen costos negativos, lo que indica que con estas opciones, la mitigación de GEI se puede realizar con beneficios netos. 3. La medida con costo positivo es la introducción de las cocinas de inducción para la cocción de alimentos 4. Las medidas más atractivas por su orden son: a) Purificadores de agua b) Sustitución de TV ineficientes c) Aires acondicionados d) Lámparas LEDs e) Hornos Mocro-ondas f) Calentadores solares g) Sustitución de Refrigeradores ineficientes. h) Modulo de cocción
CONCLUSIONES Las medidas propuestas reducen anualmente el consumo de electricidad en: Denominación de la medida GW.h Reducidos Purificadores de agua 104.5 Sustitución de TV ineficientes 62.2 Aires acondicionados 150.7 Lámparas LEDs 302.4 Hornos Mocro-ondas 108.0 Calentadores solares 304.1 Sustitución de Refrigeradores ineficientes. 1039.0 Introducción de cocinas de inducción 152.5 Total 2223.4 La sustitución de las cocinas de keroseno por el módulo de cocción eléctrico: Incrementa el consumo de electricidad en 8 568 280 GJ/Año (2380 GW.h) Disminución del consumo de kerosene en 25 704 840 GJ/Año (7140 GW.h)
Muchas Gracias