co generacion

TECNOLOGÍA Y SERVICIO EN COGENERACIÓN

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista

Pedro Manuel Roldán – Director de Desarrollo de Negocio 10/07/2013

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013

Índice

1 Presentación Sampol.

2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.

3 Tecnología y Sectores.

4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.

5 Ejemplos de Aplicación de la Cogeneración.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 3

1 Presentación Sampol

Grupo independiente de capital español.

Fundado en 1934.

Facturación en países no-UE: 30%.

Focalización: Instalaciones electromecánicas, energía, telecomunicaciones, sistemas de control y automatización.

Presencia Internacional desde 1980 Tres continentes

1.000 Profesionales

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 4

1 Presentación Sampol

MADRID · CANARIAS · PALMA DE MALLORCA · SEVILLA

COLOMBIA · MÉXICO · R. DOMINICANA · JAMAICA · CABO VERDE · COSTA RICA ·

PANAMÁ

Presencia

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 5

1 Presentación Sampol

U.N. Instalaciones: Dentro de esta Unidad de Negocio, como gestor integral de

obras y servicios, podemos hacer frente a la construcción, suministro e instalación

de equipos, puestas en marcha, así como a los servicios de operación y

mantenimiento derivados.

Una alta especialización técnica nos capacita para hacer estudios de viabilidad e

ingeniería básica y de detalle en instalaciones electromecánicas de todo tipo.

U.N. Energía: desarrollo, ingeniería, ejecución y explotación de Proyectos

Energéticos: Suministro eléctrico y de emergencia, Generación en Base,

Cogeneración, Proyectos Solares… Gestión y Comercialización de la Energía:

Agente del mercado eléctrico español (POOL).

U.N. Integración Tecnológica: desarrolla proyectos y servicios de Ingeniería

Aplicada en los ámbitos de las Telecomunicaciones, la Automatización y la

Integración de Sistemas, proyectos multidisciplinares.

Unidades de Negocio

c

b

a

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013

1 Presentación Sampol.

2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.

3 Tecnología y Sectores.

4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.

Ejemplos de Aplicación de la Cogeneración.

Índice

¿Qué es Cogeneración?

Máquinas Térmicas.

Cogeneración, Trigeneración y Tetrageneración.

5

a

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 7

Es transformar la energía contenida en un combustible, en otros

dos tipos de energía útil, normalmente a través de una maquina

térmica.

• Motores alternativos de combustible liquido o gaseoso

- Ciclo Diésel

- Ciclo Otto

• Turbinas de combustible liquido o gaseoso

- Ciclo Bryton – Joule

• Turbina de vapor:

- Ciclo Rankine

• Ciclo Otto, Diésel o Bryton-Joule+Rankine= Ciclo Combinado

2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.

¿Qué es Cogeneración?

Máquinas Térmicas.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 8

2 Cogeneración como Motor de Desarrollo

• Se obtiene:

- Energía mecánica en forma de par motor sobre un eje.

- Energía térmica (calorífica y/o frigorífica).

- CO2.

Rendimiento neto hasta un 90%.

c Cogeneración, Trigeneración y Tetrageneración.

• COGENERACIÓN:

- Energía eléctrica y calor alternador + calor.

- Energía mecánica y calor arrastre compresor o bomba +

calor.

En la mayoría de los casos la carga mecánica es un alternador,

así lo consideraremos en adelante.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 9

2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.

• TRIGENERACIÓN:

- Energía eléctrica + Calor + Frio.

- Elemento clave en Trigeneración Maquina de Absorción.

La máquina de Absorción utiliza como fuente energía, el calor

obtenido en el proceso de Cogeneración, es utilizado para producir

agua enfriada, a una temperatura de entre 5 y 7 ºC.

• TETRAGENERACIÓN:

- Energía eléctrica + Calor + Frio + CO2

- Elemento clave en Tetrageneración Recuperación del CO2:

- Fertilización.

- Bebidas carbónicas.

c

a

b

Índice

1 Presentación Sampol.

2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.

3 Tecnología y Sectores.

4

5 Ejemplos de Aplicación de la Cogeneración.

Comparación Máquinas Térmicas.

Motor Alternativo de Combustión Interna.

Comparación entre Tecnologías.

6

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013

Sectores. d

Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 11

3 Tecnología y Sectores.

0.1 1 10 100

Potencia (MW)

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Ren

dim

en

to

Turbina Gas (Ciclo Simple)

Ciclo Combinado

Motor Gas (mezcla pobre)

Motor Gas (stequiiometrica)

a Comparación Máquinas Térmicas.

• Máquinas Térmicas en Cogeneración:

- Los de mayor utilización son Motores y Turbinas de Gas.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 12

3 Tecnología y Sectores.

b Motor Alternativo de Combustión Interna.

• En el rango de 0,3 a 10 MWe, la opción mas utilizada en una

central de cogeneración (coste, disponibilidad, flexibilidad, …)

es el motor de combustión interna a Gas Natural.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 13

3 Tecnología y Sectores.

c Comparación entre Tecnologías.

COSTE DE INVERSIÓN.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 14

3 Tecnología y Sectores.

c Comparación entre Tecnologías.

EFICIENCIA MECÁNICA. (Ciclo Simple)

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 15

3 Tecnología y Sectores.

c Comparación entre Tecnologías.

COSTE DE MANTENIMIENTO.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 16

3 Tecnología y Sectores.

c Comparación entre Tecnologías.

CLICLO DE VIDA. (MANTENIMIENTO MAYOR (h))

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 17

3 Tecnología y Sectores.

c Comparación entre Tecnologías.

NIVEL DE EMISIONES.

>> Biogas y Landfill Gas son neutrales-CO2! >>Las emisiones de SO2 son las responsables de la “llúvia acida”

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 18

3 Tecnología y Sectores.

c Comparación entre Tecnologías.

EMISIONES DE SO2

• TERCIARIO: Las centrales de Trigeneración son de mayor aplicación.

ET/EE = Relación Energía Térmica / Energía Eléctrica.

- Hospitales, relación media ET/EE, alrededor de 1,25.

- Hoteles, relación media ET/EE, alrededor de 1,20.

- Aeropuertos, relación media ET/EE, alrededor de 1,20.

- Edif. Comerc. y Ofici., relación media ET/EE, alrededor de 1,5.

- Industria Textil, relación media ET/EE, alrededor de 2,5.

• CONDICIONES BASICAS DE UTILIZACIÓN (Técnico-

Económicas):

- A partir de 3,500 horas/año de funcionamiento.

- Curvas de Demanda eléctrica y/o mecánica, y térmicas: uniformes y

paralelas.

- Utilizar combustible apropiado.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 19

3 Tecnología y Sectores.

d Sectores.

• INDUSTRIAL:

Prevalecen las centrales de Cogeneración, frente a las de Trigeneración. - Minería y extracción, relación media ET/EE, alrededor de 1,5 - Forestal, relación media ET/EE, alrededor de 0,85 - Agroalimentario, relación media ET/EE, alrededor de 2,25 - Papeleras, relación media ET/EE, alrededor de 2.35 - Química, relación media ET/EE, alrededor de 3 - Industria Textil, relación media ET/EE, alrededor de 2.5 - Cerámicas y cementos, relación media ET/EE, alrededor de 2 - Automóvil y auxiliares, relación media ET/EE, alrededor de 1.65 - Siderometalúrgia, relación media ET/EE, alrededor de 2.5

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 20

3 Tecnología y Sectores.

d Sectores.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013

Índice

1 Presentación Sampol.

2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.

3 Tecnología y Sectores.

4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.

5 Ejemplos de Cogeneración.

a Suma de Capacidades.

• AUMENTO DE LA CAPACIDAD DE LAS REDES:

- Red de Gas.

- Red Eléctrica.

• ALTERNATIVA REAL DE SUMINISTRO:

- Suministro ante fallo de Red (eléctrica), en isla, suministro único..

• MEJORAS CONDICION DE OPERACIÓN:

- Contribuye al alisado de las puntas de demanda Eléctrica y de Gas.

- Mejora en los parámetros de la red eléctrica (V, Cos φ), mejora en la

capacidad de transporte de gas natural. Variaciones suaves en la demanda.

• DISMINUCION DE PERDIDAS:

- Electricidad: De la generación al consumo -> 0 perdidas en Transporte y

Distribución.

- Gas: Disminución del volumen de transporte para un mismo consumo

final de energía.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 22

4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad

a Suma de capacidades.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013

Índice

1 Presentación Sampol.

2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.

3 Tecnología y Sectores.

4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.

5 Ejemplos de Cogeneración.

a

b

Centrales con Planta Satélite de GNL.

Suministro desde Gaseoducto.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 24

5 Ejemplos de Cogeneración

a Centrales con Planta Satélite de GNL.

• COMPLEJOS HOTELEROS:

- Generación en Isla (Zona Caribe).

• COMPLEJOS HOTELEROS:

Hotel Bahía Príncipe San Juan, República Dominicana.

Potencia Eléctrica Instalada: 3,570 kWe.

Suministro Térmico: Agua Caliente Sanitaria y Vapor.

Capacidad de Almacenamiento GNL (Disposición Vertical): 106 m3

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 25

5 Ejemplos de Cogeneración

a Centrales con Planta Satélite de GNL.

• COMPLEJOS HOTELEROS:

Hotel Bahía Príncipe El Portillo, República Dominicana.

Potencia Eléctrica Instalada: 2.690 kWe.

Suministro Térmico: Agua Enfriada y Agua Caliente Sanitaria.

Capacidad de Almacenamiento GNL (Disposición Horizontal): 59 m3

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 26

5 Ejemplos de Cogeneración

a Centrales con Planta Satélite de GNL.

• COMPLEJO HOSPITALARIO:

Hospital Son Llàtzer. Central de Trigeneración.

Potencia eléctrica instalada: 3,35 Me.

Potencia térmica Calorífica: 10 MW.

Potencia térmica Frigorífica: 8,3 MW.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 27

5 Ejemplos de Cogeneración

b Suministro desde Gaseoducto.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 28

5 Ejemplos de Cogeneración

b Suministro desde Gaseoducto.

• INDUSTRIA ALIMENTARIA:

Campofrio Food Group, Burgos.

Potencia Eléctrica Instalada: 15 MWe

Suministro Térmico: - Vapor: 36 Tm/h. - Agua Caliente 90 ºC: 6,2 MWt

- Agua Caliente 50 ºC: 3,4 MWt

• AEROPUERTOS:

Aeropuerto Internacional MADRID-BARAJAS

Central de Trigeneración

Potencia eléctrica instalada: 33 MWe

Potencia térmica Calorífica: Agua sobrecalentada, 33,6 MWt

Potencia térmica Frigorífica: Agua enfriada, 40,2 MWf

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 29

5 Ejemplos de Cogeneración

b Suministro desde Gaseoducto.

• AEROPUERTOS:

Aeropuerto Internacional MADRID-BARAJAS

Central de Trigeneración.

- Alimentación de combustible duplicados (Gas + Gasoil).

- Central de emergencia del Aeropuerto Cargas Esenciales

- Doble interruptor de grupo, e interconexión a red.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 30

5 Ejemplos de Cogeneración

b Suministro desde Gaseoducto.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 31

A) Escenario “Bussiness as usual” - De no acometerse un plan urgente de recuperación de la rentabilidad razonable se estima que un 40% de las instalaciones cerrarán (*) progresivamente para el 2015.

El efecto en la demanda de gas natural estimado es una reducción progresiva de 35 – 40 TWh/ año para 2015 (un -10% demanda nacional actual)

B) Escenario Mantenimiento del parque actual. Si se implementan soluciones para recuperar la rentabilidad razonable y el segundo ciclo de operación de las plantas.

Se conserva la demanda de gas natural por cogeneración de 85 – 90 TWh / año

C) Escenario Crecimiento previsto en el Plan de acción de ahorro y eficiencia energética PAEE 2011-2020. No se considera probable sin recuperación de la confianza y seguridad jurídica.

Acometer las medidas y desarrollos previstos en el PAEE aprobado implicaría para 2016 el mantenimiento del parque actual y crecimiento en unos 2.000 MW de potencia de cogeneración, con un incremento de demanda de gas asociado de unos 30 TWh/año (un 8% de la demanda nacional actual).

Escenarios 2013-2015 para la cogeneración y su incidencia

en la demanda de Gas Natural

(*) Estimación realizada por acogen en base a situación de rentabilidad actual y plantas que alcanzan los 15 años de operación, al entrar en rentabilidades negativas. Se estima un 50% del parque que alcance los 15 años de operación. Resulta incierto conocer el periodo que aguantarán las plantas asociadas principalmente a industrias, dado que en muchas de ellas no existen otras medios para satisfacer la demanda térmica por lo que la parada de la cogeneración conllevaría parada de actividad industrial.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 33

Conclusiones

- Eficiencia energética ( (<) perdidas y (<) emisiones).

- Posibilidad de regulación y fragmentación de potencia.

- Pieza clave en la Generación Distribuida.

- Aumento de la capacidad de transporte - utilización (Redes

eléctricas y gas).

- Garantía de suministro.

- Pieza clave en la competitividad en la instalación donde

está conectada la cogeneración. Mayor competitividad.

46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 34

Referencias Documentales

- Eficiencia Energética Eléctrica, Tomo I y II. J. Mª Merinero.

Editorial URMO, S.A. Año 2.001.

- Eficiencia Energética Eléctrica, Tomo II. J. Mª Merinero.

Editorial URMO, S.A. Año 2.003.

- Fundamentos de Termodinámica Técnica, Tomo I y II. M.J.

Morán y H.N. Shappiro. Editorial Reverte, S.A. Año 1.998.

- Cogeneración. Mario Villares Martín. FC Editorial. 2ª Edición

2.003.

- The economics of gas combined – cycle operation. Brian Gainey.

Power Generation Technology. 1.999

- Caterpillar: www.cat.com

- Wärtsilä: www.wartsila.com

- Rolls Royce Marine: www.rolls-royce.com/marine

- Jenbacher: www.jenbacher.com

- Cummnis Power Generation: www.cumminspower.com

Palma de Mallorca – Madrid – Las Palmas – Barcelona – Sevilla

México – Colombia - Panamá – República Dominicana – Jamaica – Costa Rica – Cabo Verde

Eficiencia positiva +

Oficina Central

Gremio Boneteros, 48

07009 Palma de Mallorca (España)

T. (+34) 971 764 476

F. (+34) 971 459 410

www.sampol.com

¡MUCHAS GRACIAS!

Pedro Manuel Roldán T. +34 917 466 369 M. +34 647 344 784 e-mail: pmroldan@sampol.com