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



MADRID · CANARIAS · PALMA DE MALLORCA · SEVILLA

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

PANAMÁ

Presencia



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






Ejemplos de Aplicación de la Cogeneración.

Índice

¿Qué es Cogeneración?

Máquinas Térmicas.

Cogeneración, Trigeneración y Tetrageneración.

5

a


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


¿Qué es Cogeneración?

Máquinas Térmicas.


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.



• 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




4

5 Ejemplos de Aplicación de la Cogeneración.

Comparación Máquinas Térmicas.

Motor Alternativo de Combustión Interna.

Comparación entre Tecnologías.

6


Sectores. d

Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.



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.



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.



c Comparación entre Tecnologías.

COSTE DE INVERSIÓN.




EFICIENCIA MECÁNICA. (Ciclo Simple)




COSTE DE MANTENIMIENTO.




CLICLO DE VIDA. (MANTENIMIENTO MAYOR (h))




NIVEL DE EMISIONES.

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




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.



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



d Sectores.


Índice





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.


4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad

a Suma de capacidades.


Índice





5 Ejemplos de Cogeneración.

a

b

Centrales con Planta Satélite de GNL.

Suministro desde Gaseoducto.


5 Ejemplos de Cogeneración

a Centrales con Planta Satélite de GNL.

• COMPLEJOS HOTELEROS:

- Generación en Isla (Zona Caribe).


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





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




• 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.



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




• 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




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.


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.


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

http://www.cat.com/

http://www.wartsila.com/

http://www.rolls-royce.com/marine



http://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: [email protected]

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