Eficiencia energética en la industria Enfoque integral Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias Manuel Fernández Montiel Agosto 2016
Contenido Compromisos nacionales e internacionales en materia de calentamiento global Consumos de energía en la industria Intensidad energética nacional Electricidad Energía térmica relacionada a combustibles Por qué la industria debe disminuir su consumo energético? Estrategias y programas para disminuir el consumo de energía Sistemas de gestión de la energía Energías limpias Proyectos del INEEL relacionados a eficiencia energética Políticas públicas Eficiencia energética Cogeneración eficiente Conclusiones
Compromisos en materia del calentamiento global La ruta planteada en la LGCC (1) es reducir en el 2050 el 50% de emisiones con respecto a las emisiones del 2000 En el 2024, 35% de la energía eléctrica debe proceder de energías limpias Compromisos de México a nivel internacional al 2030 (2) : Compromiso no condicionado del 25% de sus emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y de Contaminantes Climáticos de Vida Corta (bajo BAU) al año 2030 Este compromiso implica una reducción del 22% de GEI y una reducción del 51% de Carbono Negro1 La intensidad de emisiones por unidad de PIB se reduce alrededor de 40% en el periodo del 2013 al 2030 (1) Ley General de Cambio Climático (2) Fuente: México Comunica a Las Naciones Unidas sus Compromisos de Mitigación y Adaptación ante el Cambio Climático para el Período 2020 2030 emitido por el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático
Indice base 100 en el año 2001 Intensidad energética Tendencia del crecimiento del consumo nacional de energía y el PIB de México 145 140 135 130 125 120 115 110 105 100 Indice de Consumo nacional de energía Indice de PIB nacional El crecimiento del consumo de energía muestra el inicio de una desvinculación en 2014 respecto al crecimiento económico del país (34% vs 38%). En el período, el crecimiento del PIB estuvo por debajo del crecimiento en el consumo de energía. Fuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015.
Intensidad energética en México 750 Índice de Intensidad energética (kj/$ producido) 700 650 600 550 500 A partir del 2009 se inicia una declinación en el índice de intensidad energética. El Índice de Intensidad Energética del 2015 es menor al del 2001 (598 kj/$ vs. 626 kj/$). Se espera mantener esa tendencia. Fuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015.
Consumos de energía en la industria Consumo energético total en México (4,895 PJ) - 2014 46% 3% 32% 19% Residencial, comercial y público Transporte Agropecuario Industrial Fuente: Balance Nacional de Energía 2014, SENER Nota: Energía destinada a la combustión en los procesos y actividades económicas 5% 4% Consumo final energético en la industria (1,568.44) - 2014 7% 8% 39% 2% 35% Aproximadamente 42% del gas seco se importó en 2014 Electricidad Gas seco Carbón Coque de carbón Coque de petróleo Petrolíferos Bagazo de caña Energía solar
Consumo final de energía del sector industrial subsectores (PJ/año) 250 200 150 100 50 0 2000 2003 2006 2009 2012 2015 Siderurgia Química Azúcar Petroquímica de PEMEX Cemento Minería Celulosa y papel Vidrio Cerveza y malta Fertilizantes Automotriz Aguas envasadas Construcción Hule Tabaco Nota: No se incluye lo que en el Sistema de Información Energética corresponde a OTRAS RAMAS Fuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015
Consumo final de energía del sector industrial subsectores (PJ/año) Por ejemplo, de acuerdo a la Base de Indicadores de Eficiencia Energética de CONUEE: Hoy el sector manufacturero consume 12% menos energía para el mismo VA que hace 20 años La industria cementera ha incrementado en forma importante el consumo de energía en los últimos 15 años (70%), pero solo ha disminuido en 3% su intensidad energética en los últimos 24 años La industria acerera consume 50% menos energía para producir la misma tonelada de acero que hace 24 años La industria de la celulosa y el papel consume 41.4% menos energía para producir la misma tonelada de papel que hace 20 años, sin embargo su producción se incrementó 72% La industria Azucarera consume 79.5% menos energía para producir la misma tonelada de azúcar que hace 20 años, sin embargo su producción se incrementó 74% NOTA: La eficiencia térmica de generación de electricidad del SEN ha mejorado de 34% a 41% en 24 años. Fuente: La eficiencia energética global: Una receta para el éxito, Mtro. Juan Ignacio Navarrete Barbosa, CONUEE, Dirección General Adjunta de Políticas y Programas, presentado en el curso de actualización en Sistemas energéticos del consejo mundial de energía (WEC)
1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 0.09 Comparación de la evolución de la intensidad energética del sector industrial Intensidad energética del sector industrial (toe por 1000 USD @2005ppp) 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 Esto muestra que en la actualidad, la productividad de la industria en el mundo es similar 0.03 0.02 0.01 0 Alemania Japón México Estados Unidos Fuente: Base de datos de la Agencia Internacional de Energía (AIE).
Consumos de energía en la industria El sector Industrial es un consumidor intensivo de energía térmica Solo 35% de los 1,565 PJ que utiliza la industria corresponden a electricidad Por qué utilizar más este insumo? o Para optimizar los procesos o Para contar con energía limpia y de calidad más uniforme Hay oportunidades en disminuir los consumos de electricidad, pero también de combustibles fósiles aprovechando sinergias entre ambos
Por qué la industria debe disminuir su consumo energético? Para ser más competitiva nacional e internacionalmente Para destinar a los procesos sustantivos, los recursos que se ahorren por disminuir el consumo energético Al ser consumidor calificado y disminuir el consumo de electricidad, requerir menor número de Certificados de Energías Limpias (CEL s) Para disminuir la huella de carbono Para apoyar la seguridad energética del país
La importancia de la eficiencia energética Se estima que para un incremento máximo de 2 C en el 2050 La eficiencia energética en el uso final (electricidad y combustibles) contribuirá con el 38% Las energías renovables con el 30%
Estrategias y programas para disminuir el consumo de energía Sistemas de gestión de energía (SiGEn) Junio 2011 se emite la norma internacional ISO 50001, cuya aplicación global contribuirá a una mayor disponibilidad de suministro de energía, mejora de competitividad y a un impacto positivo sobre el cambio climático Fases propuestas en ISO 50001: 1. Planeación definir condición de referencia, establecer objetivos, metas, indicadores y acciones para buscar resultados de acuerdo a la política 2. Ejecución Implementar las acciones 3. Verificación Monitorear y medir los procesos, así como las características clave de las operaciones para establecer cual es el desempeño comparando contra la política y los objetivos 4. Revisión Tomar acciones en forma continua y sistemática para mejorar el desempeño energético En México la Norma equivalente es: NMX-J-SAA-50001-ANCE-IMNC-2011 Sistemas de gestión de la energía eléctrica Requisitos con orientación para su uso
Situación en México En 2014 se implementaron Disposiciones Administrativas de carácter general para eficiencia energética. En inmuebles, flotas vehiculares e instalaciones industriales de la Administración Pública Federal. Los resultados relevantes obtenidos por la aplicación de dichas disposiciones en 2014 fueron: Un ahorro de electricidad de 20.59 GWh Representa una disminución del consumo de energía de 4.5%. Un ahorro económico aproximado de 37 millones de pesos en la facturación eléctrica.. Una reducción de 10,291 toneladas de CO2 equivalente.
Industria automotriz Metas a nivel internacional de algunas armadoras Fuente: Informes de sustentabilidad de las armadoras referidas (2014 2015)
Estrategias y programas para disminuir el consumo de energía Sistemas de gestión de energía / Componentes Política de energía Identificar metas energéticas Realizar benchmark energético Propuestas de optimización energética de los procesos industriales Definición de Cartera de proyecto(s) Continuar Revisión y evaluación Medición y monitoreo Ejecución de proyecto(s) Ajustes no si Factibilidad económica no si Estudio de viabilidad técnica: Requerimientos eléctricos Disponibilidad de combustibles Restricciones de espacio Distancia a transmitir energía térmica Sistema eléctrico Otros Definir características de proyecto(s)
Estrategias y programas para disminuir el consumo de energía Sistemas de gestión de energía / Clasificación de proyectos CORTO PLAZO Nula o baja inversión Involucran cambios operativos o de cultura Impacto inmediato Rápida recuperación de la inversión MEDIANO PLAZO Modificación parcial de procesos Inversión de baja a media LARGO PLAZO Cambio de tecnología Inversión importante Recuperación de inversión debe fluctuar entre 3 y 4 años
Estrategias y programas para disminuir el consumo de energía Sistemas de gestión de energía / Clasificación de proyectos CORTO PLAZO Cambio de lámparas en sistemas de iluminación Focos ahorradores LED s Cambio de modos de operación En industrias que tienen para una misma función un motor eléctrico y una turbina de vapor, utilizar el motor eléctrico Disminuir o evitar fugas mediante programas de mantenimiento bien establecidos (eléctricas y térmicas) Sistemas de aire comprimido Vapor Distribución de energía MEDIANO PLAZO Cambios en las condiciones de operación Presión Temperatura Tensión eléctrica Aprovechamiento de corrientes de deshecho en los procesos para la generación de electricidad o energía térmica LARGO PLAZO Sistemas de cogeneración eficiente Utilización de sistemas de generación con energías limpias Cambio de sistemas de acondicionamiento de aire
Caso de Ejemplo - Pasos recomendados en un proyecto de cogeneración
Caso de Ejemplo - Pasos recomendados en un proyecto de cogeneración Se reduce consumo de combustible (marginal) Se puede producir de 6 a 7 veces más energía eléctrica y la misma energía térmica La energía eléctrica excedente se puede aprovechar mediante un esquema de autoabasto o para venta Inversión en planta eléctrica y subestación
Energías limpias De acuerdo a la Ley de la Industria Eléctrica (LIE) y la Ley de Transición Energética (LTE) se consideran energías limpias: Eólica Solar: Fotovoltaica y Termosolar Las de los océanos Nuclear Hidráulica: ciadas de agua y minihidráulica Cogeneración eficiente Las que utilicen el H 2 como combustible Celdas de combustible Biomasa y biocombustibles Geotérmica Energías como: Solar (fotovoltaica y térmica) Cogeneración eficiente Minihidráulica Celdas de combustible Pueden ser utilizadas en la industria para abastecer electricidad
Proyectos del INEEL relacionados a eficiencia energética Políticas públicas Programa del horario de verano Participación en comités y desarrollo de la normatividad para mejorar la eficiencia de: Refrigeradores Bombas de agua (domésticas, sumergibles y de pozo profundo) Luminarias para alumbrado Alumbrado para edificios Eficiencia energética Diagnósticos energéticos térmicos y eléctricos Instalaciones industriales de PEMEX Centrales generadoras de CFE Empresas privadas Cogeneración Medición para la certificación de cogeneración eficiente (autorizado por la CRE) Definición del potencial de Cogeneración de PEMEX Apoyo a PEMEX en su estrategia de cogeneración Términos de referencia del proyecto de Nuevo Pemex
Conclusiones En la industria, implementar Sistemas para la Gestión de Energía permite: Contar con recursos adicionales para los procesos sustantivos Mejorar la competitividad de las empresas Reducir la huella de carbono En el caso mexicano, para optimizar el uso de la electricidad y planear mejor su incursión al mercado eléctrico Incursionar en sistemas propios para generación limpia La eficiencia energética es un medio importante para lograr una contribución significativa en la reducción del GEI
Gracias por su atención Manuel Fernández Montiel Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL) mffm@iie.org.mx