eficiencia energetica

7/18/2019 Eficiencia Energetica

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International Society of Automation

Colombia Section

TITULO

Eficiencia Energética en AplicacionesIndustriales

CONFERENCISTA

Standards

Certification

Ph.D. Juan Carlos Campos Avella

Education & Training

Publishing

Conferences & Exhibits Bogota 11



Uso Mundial de la Energía

2



GEI

El consumo de: Produce:

1 KWH Electricidad Térmico 0.43 k de CO

1 KWH Gas Natural 0.19 kg de CO2



Escenarios del Cambio Climático

Las mayores responsables de la reducción de emisiones de

4

CO2 son a e c enc a energ t ca y a ntro ucc n

de fuentes de bajo carbono.



Eficiencia Energética y Cambio Climático

Las tecnologías existentes, con una tasa

interna de rendimiento atractiva, pueden reducir a la mitad o más la demanda global de energíadentro de 15 años.

Curbing Global Energy Demand Growth,McKinsey & Co., mayo 2007

Las industrias en el mundo pueden reducir las

tecnologías y prácticas probadas. Agencia Internacional de Energía, 2007

“La Eficiencia energética es el medio más

prometedor para reducir los gases de efectoinvernadero a corto plazo.”

Yvo de Boer, Secretario ejecutivo de la MCNUCC

1.0 – 2.0 billones de toneladas de emisiones de CO2 pueden serreducidas mediante el uso de tecnologías eficientes en la industria delhierro,, acero, cemento, pulpa y papel, a escala global.Instituto de Economía ener ética de Ja ón Universidad de Tok o

5

, ,



Beneficios de la Eficiencia Energética• Ahorra dinero a las empresas industriales

• Aumenta la confiabilidad de lasoperaciones

• Tiene un efecto positivo en laproductividad y competitividad

• Puede ofrecer atractivas gananciasfinancieras y económicas

• Reduce la ex osición a los recios enalza de la energía

• Aumenta la seguridad en el suministro

•

Por qué no constituye un área de trabajo en la empresa ?

6



Barreras• La gerencia se enfoca en la producción y no en la eficiencia energética

• El mantenimiento se enfoca en la disponibilidad y no en la eficiencia

• No existe contabilidad distribuida de consumos ni de eficienciaenergética por procesos productivos.

• No existe presupuesto específico para reducir costos energéticos. Estándentro de la actividad de Mantenimiento o Proyectos.

• La operación se centra en la cantidad y la calidad y no en la eficienciaenergética.

• La compra de equipos centrada en al productividad, los costos inícialesy los tiempos de entrega. El capital desconectado de costos operativos.

• El conocimiento técnico existente esta centrado en los individuos y noen la organización, no es sostenible.

• No se licitan servicios de eficiencia energética. Generalmente sonpropuestas de las empresas de servicios o por referencias personales.

• No hay indicadores de eficiencia energética. No se conocen las pérdidas.

• Falta de capacitación técnica sobre la eficiencia energética de sistemas

(energía y gestión).

• La capacidad técnica de las empresas solo alcanza para medir

energía. No medimos la eficiencia en sistemas ni equipos de

producción.

• No existe el gestor energético, como el gestor de calidad, de medio

ambiente o de se uridad ocu acional. 7



Oportunidades• Se planifican los equipos para la producción no los utility para la energía

necesaria para esa producción.

• e mon orean as var a es e con ro e a ca a no as var a es e

control de la eficiencia energética.• El mantenimiento restituye el estado técnico no el nivel de eficiencia

.

• Se revisan en detalle las facturaciones productivas no así las de suministroenergético.

• El ca ital no alcanza ara inversiones en renovación de utilit a no ser ueafecten la producción.

• El capital no alcanza para contratar un gestor energético porque no es unrequisito de mercado, ni un requisito legal.

• Invertimos en reducir emisiones fuera de regulación en equipos, pero muypoco para reducir emisiones en la fuente.

Por ué?

8No medimos ni conocemos cuanto cuesta la ineficiencia energética en la empresa



Qué ocurriría con las barreras?• Si conociéramos que la ineficiencia energética producida por laactividad de operación ,mantenimiento, falta de medición y control en laempresa, representa el 25% de la factura energética ?

• Si nos aseguran reducir el 25% de los costos energéticosindefinidamente con un gasto temporal equivalente al 12% de estoscostos?

• Si esa reducción de costos puede realizarse sin inversiones de capitalde la empresa.

• Si la tasa de recu eración de la inversión en eficiencia ener ética essuperior al de la inversión en incremento de la producción.

• Si puedo mostrar a mis clientes una reducción de emisiones de CO2

equivalente por unidad de producto, con respecto al de mi

competencia.

• Si puedo acceder a créditos de carbono para apalancar misinversiones.

• Si puedo acceder a exenciones tributarias por ser eficiente

energéticamente.9



Es posible?• Dow Chemical logró un mejoramiento del 22% (US$4.000 millones de

ahorro) entre 1994 y 2005 y ahora busca un 25% entre 2005 y 2015.

• United Technologies Corp redujo las emisiones globales de GHG en un

46% por dólar de ingresos entre 2001 y 2006 y ahora busca una reducciónadicional del 12% entre 2006 y 2010.

• La Or anización ara la Gestión Ener ética Norteamericana NA deToyota redujo el uso de energía por unidad en un 23% desde 2002; losesfuerzos de ahorro energético en toda la empresa han ahorrado US$9,2millones en NA desde 1999.

• Biofilm S.A. en el año 2006 redu o sus costos ener éticos en 860 MM$Gracetales S.A. esta implementando un

anuales mediante la implementación de un sistema de Gestión Energéticadonde las inversiones principales fueron en elementos de medición delconsumo en las áreas.

´procesos que le ha permitido desde abrildel 2009 hasta diciembre del 2010 reducir sus costos energéticos en 1422 MM$optimizando la operación de su área deservicios energéticos y ls necesidades. .

energéticos en 280 MM$ mediante la implementación de unsistema de gestión energética que le permitió optimizar energéticamente sus procesos productivos y áreas de servicios.

energéticas de sus procesos. En laactualidad esta facturando en promedio 110MM$ mensuales menos que lo facturadoantes de iniciar el sistema con un ahorro promedio del 21% del consumo de gas y el

10

e consumo e energ a e ctr ca



Cómo se logra?Sistema estructurado de gestión energética

11



Elementos clave1. Política energética: Alineación estratégica, la declaración oficial de la

gerencia superior sobre el compromiso de la organización con laestión ener ética.

2. Equipo de gerencia interdivisión liderado por un representantedirectamente responsable ante la gerencia de la supervisión de laimplementación del sistema de gestión energética.

.capacidad técnica y de información y control para la gestión energética.

4. Planeación energética Revisión energética para evaluar el uso actual y

planificado de la energía, las fuentes y consumo de energía e identificaras opor un a es para me orar.

5. Puntos de referencia del uso de energía de la organización.

6. Indicadores del rendimiento de la energía (EnPIs) que son únicos de la empresa y se

siguen en comparación con los puntos de referencia para medir los avances

7. Objetivos y metas energéticas para mejorar el rendimiento energético en funciones,niveles, procesos o instalaciones relevantes dentro de una organización.

8. Planes de acción para cumplir con dichas metas y objetivos.

9. Controles y procedimientos operativos para el uso significativo de la energía.

12

10. Mediciones, gestión y documentación para el mejoramiento continuo de la eficiencia

energética.

11. Informes periódicos sobre los avances a la gerencia, basados en dichas mediciones.



ISO 50001 –

• La norma del sistema de gestión energética ISO 50001

establecerá un marco de requerimientos para que las plantas,ns a ac ones y organ zac ones n us r a es ges onen

eficientemente la energía

La adopción de ISO 50001 será impulsada por empresas que

busquen una respuesta reconocida internacionalmente para:

Programas de sustentabilidad corporativaIniciativas de reducción de costos

Demandas comerciales creadas en la cadena de suministro y ventasImpuestos sobre el carbono y la energía; aumento del valor de mercado de la“fabricación verde” / reducción de la huella de carbono

13

cuer os n ernac ona es so re e c ma



Experiencias en ColombiaModelo de SGIE elaborado y validado por UPME desde 2006.

14



Principales resultados

• Identificación de errores degerenciamiento energético.

• Desarrollo y validación de modelos paraestimar potenciales de reducción decostos energéticos por gestión,anteriormente no identificados.

• Identificación de oportunidades típicas dereducción de costos energéticos por manejo de información y control de

equipos y procesos.

• Desarrollo de es uemas de

Reducción de costosenergéticos con baja

financiamiento tipo ESCO para facilitar la

inversión en tecnologías eficientes del usode la energía. 15

.



Errores de gerenciamiento energético

• Uso del indicador de intensidad energética para evaluar el desempeño dela eficiencia energética de la empresa.

• Inexistencia de evaluación de indicadores de eficiencia energética enequipos y procesos productivos.

• Uso del indicador de intensidad energética para elaborar presupuestos deconsumo de energía.

• Inexistencia de seguimiento del cumplimiento de presupuesto energético anivel de empresa, equipos y procesos productivos.

• Prorateo de consumos de energía por procesos.

• Inexistencia de la medición y evaluación de la eficiencia energética de

procesos productivos.• Inexistencia de planes de mantenimiento de la eficiencia de equipos y

procesos.

• Inexistencia de procedimiento de revisión de las facturaciones de energía.

• Desconocimiento e inexistencia de evaluación de las causas de variabilidad operacional de lae c enc a energ ca e sus procesos pro uc vos.

• Inexistencia de procedimientos para la selección y compra de equipos y sistemas eficientesenergéticamente.

• Inexistencia de procedimientos adecuados para la elaboración o revisión de contratos de suministro

16

.

• Desconocimiento de las regulaciones que impactan los energéticos usados en la empresa.

• Desconocimiento de información sobre tecnologías emergentes de uso eficiente de la energía.



Ejemplo error evaluación del desempeño energético de la empresa

Se actúa sobre el consumo noCOD_ELC HP kW

M0121 MOTOR VENTILADOR DE TIRO 841 627.39

M0120 MOTOR

VENTILADOR

DE

COLA 469 349.87

M0191 MOTOR COMPRESOR #2 BOMBA (C250) 200 149.20

EQUIPO

so re a e c enc a M0289 MOTOR COMPRESSOR #1 BOMBA (C225) 200 149.20

M0301 COMPRESOR

DENVER

#

5

LINEA

2 200 149.20

M0302 MOTOR

DENVER

#

6

LINEA

2 200 149.20

M0113 MOTOR

ACCIONAMIENTO

PRINCIPAL 150 111.90

M0296 MOTOR

VENTILADOR

VENTEO

WM

158503 140 104.44

. .

M0086 MOTOR

VENTILADOR

FILTRO

SOBRE

SILO

PETER 100 74.60

M0188 MOTOR

BOMBA

#

2

100 74.60

M0189 MOTOR

BOMBA

#

1

75 55.95

M0233 MOTOR

TRITURADORA

CLINKER 75 55.95

M0376 EN

BODEGA

75 55.95

120.00%700.00

.

M0309 MOTOR

SOPLADOR

INACTIVO 71 52.97

M0112 MOTOR VENTILADOR # 3 60 44.76

2 % . 4

8 %

4 5 . 8

4 %

5 1 . 2

0 %

5 6 . 5

6 %

6 0 . 5

9 %

6 4 . 3

4 %

6 7 . 5

0 %

7 0 . 1

8 %

7 2 . 8

6 %

7 4 . 8

7 %

7 6 . 8

8 %

7 8 . 8

9 %

8 0 . 9

0 %

8 2 . 8

1 %

8 4 . 4

2 %

8 5 . 7

6 %

8 7 . 1

0 %

8 8 . 4

4 %

8 9 . 7

8 %

9 1 . 0

3 %

9 2 . 0

3 %

9 2 . 9 3

%

9 3 . 7 4

%

9 4 . 2

7 %

9 4 . 8

1 %

9 5 . 3

5 %

9 5 . 8

8 %

9 6 . 4

2 %

9 6 . 8

2 %

9 7 . 1 4 %

9 7 . 4 1 %

9 7 . 6 8 %

9 7 . 9 1 %

9 8 . 1

1 %

9 8 . 3

2 %

9 8 . 5

2 %

9 8 . 7

2 %

9 8 . 9

2 %

9 9 . 1

2 %

9 9

. 3 2 %

9 9

. 4 5 %

9 9

. 5 9 %

9 9

. 7 2 %

9 9

. 8 5 %

9 9

. 9 3 %

9 9

. 9 6 %

9 9

. 9 8 %

9 9

. 9 9 %

1 0 0 . 0

0

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

300.00

400.00

500.00

600.00

P o t e n c i a ( k W )

17

2 2 . 5

5 % 3

5 . 1 4

0.00%

20.00%

0.00

100.00

200.00

M 0 1 2 1

M 0 1 2 0

M 0 1 9 1

M 0 2 8 9

M 0 3 0 1

M 0 3 0 2

M 0 1 1 3

M 0 2 9 6

M 0 1 0 9

M 0 0 8 6

M 0 1 8 8

M 0 1 8 9

M 0 2 3 3

M 0 3 7 6

M 0 3 8 5

M 0 3 0 9

M 0 1 1 2

M 0 1 0 3

M 0 1 1 1

M 0 3 0 7

M 0 3 0 8

M 0 3 1 5

M 0 2 3 5

M 0 4 1 5

M 0 3 1 0

M 0 1 1 4

M 0 2 2 5

M 0 2 3 2

M 0 3 0 4

M 0 5 2 2

M 0 1 8 6

M 0 1 1 9

M 0 3 1 8

M 0 3 2 0

M 0 1 8 4

M 0 1 8 5

M 0 1 8 7

M 0 3 1 4

M 0 3 1 9

M 0 4 4 9

M 0 4 5 0

M 0 5 3 5

M 0 1 6 2

M 0 3 2 9

M 0 5 3 4

M 0 3 8 3

M 0 3 2 8

M 0 3 5 0

M 0 2 3 4

M 0 0 5 7

M 0 3 1 3

Equipos Área ClinkerizaciónkW PARETO



Ejemplo error evaluación del desempeño energético de la empresa

No es posible utilizar los indicadores de costo, consumo o intensidad de energía enel tiempo como un indicador de desempeño de la eficiencia energética.

-

Indice de consumo KWH/HDO

s ,

Índices energéticos t ípicos utili zados

13.00

13.50

14.00

1 .

3000

4000

5000

s u m o

s e n e r g é t i c o

E S , U

S D / M E S

12.00

12.50

0

1000

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO C o s t o s y c o n

K W H / M

Meses

Consumo KWH/MES Costo USD/MES Indice de consumo KWH/HDO

Se puede apreciar que el mes de febrero existió mayor consumo y costos de energía que enero sin embargo la eficienciao el valor del consumo y costo por habitación día ocupada fue menor. Situación idéntica ocurre con marzo y abril, junio-u o, on e es nverso e comportam ento e os costos y consumos con e e n ce e consumo.

En el mes de junio, por ejemplo, se observa menor consumo y costo de la energía que el mes de mayo mientras el valor del consumo unitario KWH/HDO fue superior, por tanto baja la eficiencia del uso de la energía.



Causas típicas de incrementos de consumos por falta de

VA RIA BL ES O P E R A C I O N A L E S

1. Tiem po p e r d i d o

2. Ca m bio d e c o n d i c i o n e s am bienta les

VARIABLES

DE

PRODUCCIÓN

1. Tiempo o número de recirculaciones

2. Número de Reprocesos

.

4. Tiem po d e l im p ieza

5. Tiem po d e

c al e n t am ie n t o

6. Tiem po y s e c u e n c i a de a r r a n q u e .

7. Tiem po y s e c u e n c i a de p a r a d a .

3. Número de Rechazos

4. Acomodos horarios

de

producción

en

función

de

la

tarifa

de

energía

5. Cambios de calidad de la materia prima

6. Cambio de tipo de materia prima

8. C o m p e t e n c ia o p e r a c i o n a l b a j a

9. Falta d e inst rum e ntación p a r a e l c o n t r o l d e pa rám etros o p e r a t i v o s

10 . S i s t e m a d e c o n t r o l in com pleto o d e f i c i e n t e .

11 . E q u i p o s t r a b a j a n d o

en

va cío .

1 2 . Tie m o d e c a m b io d e r o d u c t os

7. Cambio de tipo de producto realizado

8. Cambios en la rata de producción

9. Factor de carga de los equipos productivos

10. Cambios de

producción

por

baches

a

producción

continua.

13 . U so d e e q u i p o s m a s efic ientes

14 . M a n e j o d e c a r g a s d e ven tila ció n

15 . M a n e j o d e c a r g a s d e ilum ina ció n

16 . Ca m bio s e n l os t iem pos y s e c u e n c i a s d e p r o d u c c i ó n

11. Uso de líneas y equipos productivos de menor consumo.

12. Aprovechamiento de la gravedad en el transporte de productos

13. Reducción de recorridos innecesarios de los procesos y productos.

17 . C o n t r o l d e l os p ar ám et r o s e s t á n d a r d e p r o d u c c i ó n en e l t iem po .

18 . N i v e l de a uto m atiza ción d e l a o p e r a c i ó n VARIABLES

DE

COORDINACIÓN

1. Comunicación de valles y picos de demanda entre áreas.

2. Comunicación de los cambios de calidad de subproductos entre áreas.

22

3. Valoración y comunicación de tiempos aproximados de mtto no programado

4. Comunicación de incidencias entre turnos de trabajo.

5. Registro a la vista del desempeño de los turnos de trabajo

6. Planeaciónde la roducción en considerando los recursos ener éticos ener éticos.



Tecnologías maduras de eficiencia energética con alto

.• Powersines

• Power Boss

• Kvar

• Variadores de velocidad y arrancadores suaves

• Motores Eléctricos de alta eficiencia

• Transformadores de bajas pérdidas y factor K• Iluminación LED

• Controlador de flujo lumínico por voltaje.

• o am en o e a a r cc n

• Aceite lubricante alta eficiencia

• Compresores de alta eficiencia

• Bombas de Alta Eficiencia

• Sistema de control automático de purgas

• Control Link ( combustión)

• Boquillas de aspersión de alta eficiencicia

• Recuperadores de calor

• Chillers de absorción con gases de escape y agua.

• Microturbinas de altas rpm

• Intercambiadores de placas de alta eficiencia

• Cofiring

• Combustión pulsante

• Quemadores de media y alta velocidad.

23



Esquemas de negociación en servicios de eficiencia energética

Contrato de ahorroscompartidos

Contrato de ahorrogarantizados

ESCOCliente pago la ESCO después laimplementación según el desempeño

Ahorros de energía realizados ente guar ade los ahorros

Banco presta alcliente quien provee garantías

Cliente

BANCO

Cliente

Clientereembolso el préstamo al banco

O el cliente pago 100 % delos costos de la ESCO, quien

rembolsará déficit de ahorroscada año

Instituciones

Financieras

Instituciones FinancierasESCO

ESCO implementa elproyecto y posesa las

instalaciones de energía

ESCO suministraenergía desde las

instalaciones

AHORROS COMPARTIDOS

AHORROS GARANTIZADOS

ClienteESCOBanco presta 70-

90% del costo del

proyecto a la

Instalación

de Energía

Cliente paga

la ESCO por

la energía

AHORROS NO GARANTIZADOS

COMBINACIONES DE LOS ANTERIORES

ESQUEMAS DE FINANCIAMIENTOS

24

ESCO asigna los pagos del cliente directamente al

banco. La garantía por el préstamo es la

instalación de energíaInstituciones

Financieras

no garantizados

FINANCIAMIENTO CON FONDOSPROPIOS

PRÉSTAMO CONVENCIONAL DEOPERACIÓN O DE CAPITAL

LEASING DE CAPITAL O DE OPERACIÓN




25




26

eficiencia energetica

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