La necesidad de que La necesidad de que NUESTRA INGENIERNUESTRA INGENIERÍÍAA

contribuya contribuya a la a la sostenibilidadsostenibilidad energenergéética y tica y ambiental, mediante la ambiental, mediante la

EFICIENCIA ENERGEFICIENCIA ENERGÉÉTICATICA (de Sistemas T(de Sistemas Téérmicos)rmicos)

Ing. Alberto FushimiIng. Alberto FushimiMiembro titular, Academia de la IngenierMiembro titular, Academia de la Ingenieríía de la a de la P.B.AP.B.A..

Ex docente investigador, Ex docente investigador, F.IF.I. UNLP. . UNLP. Perito evaluador de la CONEAUPerito evaluador de la CONEAU

Director de pasantes, convenio TYC SA Director de pasantes, convenio TYC SA –– UNLP.UNLP.Profesor de Postgrado MAGE e IPA.Profesor de Postgrado MAGE e IPA.

Eficiencia EnergEficiencia Energéética.tica. Objetivos de la charlaObjetivos de la charla::

Que se tome conciencia de Que se tome conciencia de nuestra ineficiencianuestra ineficiencia..

Que Que la eficiencia puede y debe ser mejoradala eficiencia puede y debe ser mejorada..

Comentar algunos Comentar algunos casos de nuestra realidadcasos de nuestra realidad, y, y

Las soluciones, a travLas soluciones, a travéés de s de nuestra ingeniernuestra ingenierííaa..

EvoluciEvolucióón del desarrollo de la energn del desarrollo de la energíía en el mundoa en el mundo

En los comienzos, (siglo XVIII), se utilizEn los comienzos, (siglo XVIII), se utilizóó principalmente el principalmente el trabajo desarrollado por animales y humanos (esclavos). trabajo desarrollado por animales y humanos (esclavos). (1700(1700´́ss))

Por fines del siglo XVIII aparecen las mPor fines del siglo XVIII aparecen las mááquinas tquinas téérmicas que rmicas que suministran trabajo no producido por seres vivientes.suministran trabajo no producido por seres vivientes.

Comienza la RevoluciComienza la Revolucióón Industrial, y el rn Industrial, y el ráápido desarrollo de la pido desarrollo de la energenergíía basado principalmente en combustibles fa basado principalmente en combustibles fóósiles.siles.

Paradigmas:Paradigmas: abundante, barato, inocuoabundante, barato, inocuo. Incidieron en las . Incidieron en las decisiones que se fueron tomando. El consumo fue creciendo.decisiones que se fueron tomando. El consumo fue creciendo.

1973 y 1978. Se producen las crisis petroleras mundiales que 1973 y 1978. Se producen las crisis petroleras mundiales que cuestionaron los paradigmas, los que habcuestionaron los paradigmas, los que habíían evolucionado por an evolucionado por ser dependientes de fuentes finitas no sustentables.ser dependientes de fuentes finitas no sustentables.

PreocupaciPreocupacióón por costos crecientes y el cambio climn por costos crecientes y el cambio climáático.tico.

Actuales paradigmasActuales paradigmas: : escaso, caro, perjudicial al medio escaso, caro, perjudicial al medio ambienteambiente. Diametralmente opuestos a los anteriores.. Diametralmente opuestos a los anteriores.

Demanda de recursos y energDemanda de recursos y energíía, Argentina, 1970 a 2005a, Argentina, 1970 a 2005

Incrementos en el perIncrementos en el perííodo odo 1960 1960 –– 20052005::Recursos: x 4.50 EnergRecursos: x 4.50 Energíía: x 3.53 PBI: x 2.56 Elasticidad: 1.38 a: x 3.53 PBI: x 2.56 Elasticidad: 1.38

Fuente: Balances energFuente: Balances energééticos anuales, S. de Energticos anuales, S. de Energííaa

Consumos de recursos y energía, 1970 - 2005

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Año

M.TEPs

Recursos primarios Energía secundaria

Efecto de la

Consumo anual de recursos: 2260 KEP por habitante Consumo anual de energía: 1230 KEP por habitante

exportación

Fuente: Balances energFuente: Balances energééticos anuales, S. de Energticos anuales, S. de Energíía, Argentinaa, Argentina

““En Dinamarca la eficiencia neta de generaciEn Dinamarca la eficiencia neta de generacióón eln elééctrica supera ctrica supera el 50%, pero incluyendo la producciel 50%, pero incluyendo la produccióón de calor como subproducto n de calor como subproducto

del proceso se llega a valores superiores al 90%del proceso se llega a valores superiores al 90%”” JesJes B.ChristensenB.Christensen, , ManagingManaging Director Director ofof thethe DanishDanish BoardBoard ofof DistrictDistrict HeatingHeating (DBDH)(DBDH) CogenerationCogeneration andand OnOn SiteSite PowerPower ProductionProduction (COSPP), Vol. 9 (COSPP), Vol. 9 NrNr 1, 2008. 1, 2008. pppp 2323--2727

Variación de la relación [secundaria / primaria]

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Año

Eficiencia o eficiencia de la conversión de recurso a vector

No se consideró la exportación como consumo de recursos

Nuestra situaciNuestra situacióón energn energééticatica

Nuestro PaNuestro Paíís ha sido generosamente dotado de recursos s ha sido generosamente dotado de recursos energenergééticos, lo que nos ha permitido disponerlos a muy bajos ticos, lo que nos ha permitido disponerlos a muy bajos costos, actualmente mediante onerosos y crecientes subsidios.costos, actualmente mediante onerosos y crecientes subsidios.

Como consecuencia, se ha descuidado su Como consecuencia, se ha descuidado su Uso RacionalUso Racional, lo , lo que nunca debique nunca debióó haber sucedidohaber sucedido..

Actualmente la producciActualmente la produccióón de gas y petrn de gas y petróóleo se encuentra en leo se encuentra en declinacideclinacióón, lo que nos sorprende con una baja eficiencia n, lo que nos sorprende con una baja eficiencia energenergéética, y para peor sin una percepcitica, y para peor sin una percepcióón real de la situacin real de la situacióón.n.

La sustentabilidad energLa sustentabilidad energéética necesariamente debertica necesariamente deberáá incluir la incluir la eficiencia energeficiencia energéética. En general, lamentablemente, el nivel de tica. En general, lamentablemente, el nivel de conocimientos necesarios es insuficiente, y debe ser mejorado.conocimientos necesarios es insuficiente, y debe ser mejorado.

La calidad de las decisiones que vemos tomarse justifican lo La calidad de las decisiones que vemos tomarse justifican lo expuesto arriba, que comentaremos brevemente en la charla.expuesto arriba, que comentaremos brevemente en la charla.

1971 1971 –– 20052005.. PBI = 2.16 PBI = 2.16 CE = 1.4 Elasticidad = 1.4 / 2.18 = 0.65CE = 1.4 Elasticidad = 1.4 / 2.18 = 0.65 Communication from the Commission of European Communities. Communication from the Commission of European Communities.

COM (2006)545 final Brussels 19.10.2006COM (2006)545 final Brussels 19.10.2006

Demanda de energía “Business as usual”, en 2005

Demanda real de energía en 2005

DenmarkDenmark’’s economy has grown by around 75% since s economy has grown by around 75% since 1980 to 2006 with nearly stable energy consumption.1980 to 2006 with nearly stable energy consumption.

The Danish Example: The Danish Example: Towards an Energy Efficient and Climate Friendly EconomyTowards an Energy Efficient and Climate Friendly Economy. . ““Energy Technology for a Energy Technology for a climate friendly futureclimate friendly future”” Seminar, Buenos Aires, 2008.Seminar, Buenos Aires, 2008.

14200 PJ = 332 14200 PJ = 332 MM.TEPMM.TEP 22ndnd ExpertsExperts Meeting Meeting onon NationalNational BiomassBiomass ActionAction Plan, Plan, GermanGerman NationalNational BiomassBiomass Plan, Plan, MarchMarch 20072007

Queda claro que mientras otros PaQueda claro que mientras otros Paííses mejoraron su ses mejoraron su eficiencia energeficiencia energéética, el nuestro ha ido quedando rezagado, tica, el nuestro ha ido quedando rezagado, con la inaccicon la inaccióón de nuestros conductores, y para peor sin el n de nuestros conductores, y para peor sin el reconocimiento de la necesidad de acciones correctivas.reconocimiento de la necesidad de acciones correctivas.

Pero se comprende que nosotros tambiPero se comprende que nosotros tambiéén podemos lograr n podemos lograr las mejoras que han obtenido otros, si nos decidimos a las mejoras que han obtenido otros, si nos decidimos a

aportar los esfuerzos como que aquellos que saportar los esfuerzos como que aquellos que síí lo hicieron.lo hicieron.

A pesar de la A pesar de la eficientizacieficientizacióónn ya logradaya lograda::Europa, en su Plan de AcciEuropa, en su Plan de Accióón en vigencia, apunta a reducir n en vigencia, apunta a reducir su demanda de recursos primarios hasta alcanzar en el asu demanda de recursos primarios hasta alcanzar en el añño o 2020, una reducci2020, una reduccióón del 20% respecto al consumo de 2005.n del 20% respecto al consumo de 2005.

Alemania, mas del 40% en el aAlemania, mas del 40% en el añño 2050 respecto a 2005.o 2050 respecto a 2005.

Nosotros no podemos llegar al Nosotros no podemos llegar al ““businessbusiness as usualas usual””, o , o ““mas mas de lo mismode lo mismo”” ? (elasticidad de la intensidad energ? (elasticidad de la intensidad energéética de 1)tica de 1)

Los costos energLos costos energééticos internos, ticos internos, U$SU$S//MM.BTUMM.BTU Precios actuales, mercado local de gas natural, Precios actuales, mercado local de gas natural,

((1 1 U$SU$S//MM.BTUMM.BTU = aprox. 0.5 $/m= aprox. 0.5 $/m33 de gas de 8400 de gas de 8400 kcalkcal/m/m33 PCIPCI))

Precios actuales, mercado mundial de fPrecios actuales, mercado mundial de fóósiles siles U$SU$S//MM.BTUMM.BTU

Como mejorar nuestra eficiencia Como mejorar nuestra eficiencia energenergééticatica

Medidas genMedidas genééricas para el URE ricas para el URE

Consisten en acciones para evitar derroches de energConsisten en acciones para evitar derroches de energííaa

Que la iluminaciQue la iluminacióón sea utilizada solo lo necesario, empleando en lo posible n sea utilizada solo lo necesario, empleando en lo posible la iluminacila iluminacióón natural. n natural. IdemIdem la ventilacila ventilacióón de ambientes.n de ambientes.

Apagar luces innecesarias, usar lApagar luces innecesarias, usar láámparas eficientes.mparas eficientes.

Controlar el funcionamiento de quemadores, y sistemas de combustControlar el funcionamiento de quemadores, y sistemas de combustiióónn

Aislar tAislar téérmicamente carmicamente cañños, paredes, aberturas, equipos, etc.os, paredes, aberturas, equipos, etc.

Regular los termostatos a niveles razonables.Regular los termostatos a niveles razonables.

Abrir las puertas de los refrigeradores solo lo necesario.Abrir las puertas de los refrigeradores solo lo necesario.

Operar mOperar mááquinas motrices y operatrices eficientes y en un entorno quinas motrices y operatrices eficientes y en un entorno razonable de su polo econrazonable de su polo econóómico. Uniformizar cargas en lo posible.mico. Uniformizar cargas en lo posible.

Usar los modos de transporte energUsar los modos de transporte energéética y ambientalmente mas tica y ambientalmente mas adecuados.adecuados.

Conducir y mantener automotores en forma razonable.Conducir y mantener automotores en forma razonable.

Etc.Etc.Son medidas conocidas como de Son medidas conocidas como de ““housekeepinghousekeeping””, espec, especííficas, pero obvias, ficas, pero obvias, y y no las trataremos en esta presentacino las trataremos en esta presentacióónn..

Minimizar las pMinimizar las péérdidas de energrdidas de energíía en los sistemas energa en los sistemas energééticosticos..Este es el punto central de la presente exposiciEste es el punto central de la presente exposicióón, es mas complejo, y se n, es mas complejo, y se basa fuertemente en el Segundo Principio de la Termodinbasa fuertemente en el Segundo Principio de la Termodináámica.mica.

EnergEnergíía. Conceptos ba. Conceptos báásicossicosLa energLa energíía es una magnitud conservatriz, no se crea ni destruye a es una magnitud conservatriz, no se crea ni destruye

Solo puede transformarse de una forma a otra. Solo puede transformarse de una forma a otra. 11erer Principio de Principio de la Termodinla Termodináámicamica, que permite el an, que permite el anáálisis mediante los balances lisis mediante los balances para las determinaciones cuantitativas en las transformaciones.para las determinaciones cuantitativas en las transformaciones.Pero 1 Pero 1 kcalkcal de calor no sirve si no existe un desequilibrio de de calor no sirve si no existe un desequilibrio de

temperaturas que la temperaturas que la ““movilicemovilice””, y pueda transferir su energ, y pueda transferir su energíía en a en la forma de calor o trabajo como efecto energla forma de calor o trabajo como efecto energéético tico úútil, til, El segundo principio nos indica que la transferencia de El segundo principio nos indica que la transferencia de energenergíía a

en la forma de trabajoen la forma de trabajo solo puede realizarse en una porcisolo puede realizarse en una porcióón de n de la energla energíía, que denominamos a, que denominamos ““exergexergíía (fa (fíísica)sica)””, , (m(mááxima capacidad xima capacidad del sistema de transferir energdel sistema de transferir energíía en la forma de trabajo desde el estado en el a en la forma de trabajo desde el estado en el que se encuentra, hasta un estado de referencia).que se encuentra, hasta un estado de referencia).

Se refiere pues a aspectos cualitativos de la energSe refiere pues a aspectos cualitativos de la energíía. Una a. Una ““creacicreacióón de entropn de entropííaa””, , ““destruccidestruccióón de exergn de exergííaa””, , ““degradacidegradacióónn””, , o o ““irreversibilidadirreversibilidad””, conceptualmente se refieren a lo mismo, a la , conceptualmente se refieren a lo mismo, a la reduccireduccióón deln del desequilibrio que desequilibrio que ““movilizamoviliza”” a la energa la energííaa, o sea su , o sea su ““transformabilidadtransformabilidad””, o , o ““transferibilidadtransferibilidad””..

EXISTEN ENORMES OPORTUNIDADES EVITANDO EXISTEN ENORMES OPORTUNIDADES EVITANDO PPÉÉRDIDAS Y DEGRADACIONES MASIVAS DE LA ENERGRDIDAS Y DEGRADACIONES MASIVAS DE LA ENERGÍÍAA

Las actividades humanas requieren energLas actividades humanas requieren energíía ba báásicamente en sicamente en dos formas: trabajo mecdos formas: trabajo mecáánico (o nico (o electricidadelectricidad), y ), y calorcalor, ambas , ambas pueden ser obtenidas a partir de un pueden ser obtenidas a partir de un combustiblecombustible..

Los procesos en los que se Los procesos en los que se ““conviertenconvierten””::

Combustible a electricidad Combustible a electricidad ““PowerPower onlyonly”” (centrales)(centrales)Combustible a calorCombustible a calor ““HeatHeat onlyonly”” ((calderascalderas……))

fueron utilizados desde la Revolucifueron utilizados desde la Revolucióón Industrial acorde a los n Industrial acorde a los viejos paradigmas pero son intrviejos paradigmas pero son intríínsecamente ineficientes.nsecamente ineficientes.

La integraciLa integracióón de procesos, (Cogeneracin de procesos, (Cogeneracióón, ciclos combinados, n, ciclos combinados, ambos, etc.) , pueden implementarse en nuevas instalaciones, ambos, etc.) , pueden implementarse en nuevas instalaciones, o agregarse o agregarse ““por encima (por encima (toppingtopping))”” o o ““por debajo (por debajo (bottomingbottoming))”” de un sistema industrial o de generacide un sistema industrial o de generacióón existentes. Se tratan n existentes. Se tratan de tareas de elevadde tareas de elevadíísima creatividad para nuestra Ingeniersima creatividad para nuestra Ingenieríía, a, para lo que es necesaria la formacipara lo que es necesaria la formacióón de nuestros jn de nuestros jóóvenes, venes, YAYA..

Un viejo concepto a corregir:Un viejo concepto a corregir: ““La generaciLa generacióón de calor en calderas y hornos n de calor en calderas y hornos

convencionales del 90% de rendimiento es eficienteconvencionales del 90% de rendimiento es eficiente””

EntradaEntrada: combustible (gas) + aire: combustible (gas) + aireGases de combustiGases de combustióón a 1500n a 1500ooC +C +

SalidaSalida: Vapor de agua saturado: Vapor de agua saturadoVapor industrial de 10 bar a 180Vapor industrial de 10 bar a 180ooCC

Sistema de referencia: Alrededores a 40Sistema de referencia: Alrededores a 40ooCCEl El ““desequilibriodesequilibrio”” de 1500 de 1500 –– 40 = 146040 = 1460ooC C

se reduce a 180 se reduce a 180 –– 40 = 14040 = 140ooCCEs una enorme degradaciEs una enorme degradacióón (pn (péérdida de valor). Irracionalidad que rdida de valor). Irracionalidad que

se produce en las calderas y hornos convencionales.se produce en las calderas y hornos convencionales.Una caldera, aunque con 90%+ de rendimiento esUna caldera, aunque con 90%+ de rendimiento es

ENERGENERGÉÉTICAMENTE INEFICIENTE !!!TICAMENTE INEFICIENTE !!!

En los Estados Unidos el FUA (1978) prohibiEn los Estados Unidos el FUA (1978) prohibióó el uso de gas natural en el uso de gas natural en grandes calderas que operan en servicio de base. Actualmente estgrandes calderas que operan en servicio de base. Actualmente esta a

restriccirestriccióón no existe.n no existe.

RANGOS DE UTILIZACIÓN DEL DESEQUILIBRIO DISPONIBLE La combustión permite obtener energía con un elevado desequilibrio, siendo técnicamente posible usarlo desde unos 1500oC (continuos)

Eficiencia energEficiencia energééticatica en sistemas ten sistemas téérmicos rmicos

Una caldera del 90% de rendimiento tUna caldera del 90% de rendimiento téérmico es rmico es ententáálpicamentelpicamente eficiente, pero el rendimiento exergeficiente, pero el rendimiento exergéético es pobre, no produce tico es pobre, no produce trabajo, trabajo, potencialidad que el combustible tenpotencialidad que el combustible teníía, y se perdia, y se perdióó..

Un ciclo combinado del 60% es exergUn ciclo combinado del 60% es exergééticamente eficiente, pero ticamente eficiente, pero ententáálpicamentelpicamente disipa el 40%. Tampoco es eficiente.disipa el 40%. Tampoco es eficiente.

Entonces, quEntonces, quéé es eficiencia energes eficiencia energéética en sistemas ttica en sistemas téérmicos ?rmicos ?

1) : Un sistema 1) : Un sistema monopropmonopropóósitosito no puede ser eficiente.no puede ser eficiente.

2) : La expresi2) : La expresióón n [W + Q] /C[W + Q] /C es impropia por sumar formas de es impropia por sumar formas de energenergíía de diferente calidad. Adema de diferente calidad. Ademáás, s, [W + Q] es indefinido.[W + Q] es indefinido.

3) : un sistema integrado (electricidad + calor) se podr3) : un sistema integrado (electricidad + calor) se podráá considerar eficiente, cuando para una cantidad de recursos considerar eficiente, cuando para una cantidad de recursos utilizados utilizados CC, maximiza , maximiza [W + Q] /C,[W + Q] /C, y tambiy tambiéén la relacin la relacióón W / Qn W / Q..

[W + Q] /C[W + Q] /C es conocido como es conocido como ““rendimiento global del sistemarendimiento global del sistema””, aunque debe , aunque debe tenerse en cuenta lo indicado arriba.tenerse en cuenta lo indicado arriba.

ObservacionesObservaciones El vector de trabajo mecEl vector de trabajo mecáánico (electricidad) es posible nico (electricidad) es posible

transportarlo, por lo que su demanda puede ser considerada transportarlo, por lo que su demanda puede ser considerada tan grande como la capacidad de la red. Si esta fuera tan grande como la capacidad de la red. Si esta fuera insuficiente, se debe analizar la posibilidad de su adecuaciinsuficiente, se debe analizar la posibilidad de su adecuacióón.n.

Un vector calUn vector calóórico (vapor, lrico (vapor, lííquido, etc.) solo puede ser quido, etc.) solo puede ser transportado en distancias cortas desde el sistema que lo transportado en distancias cortas desde el sistema que lo produce hasta su demandaproduce hasta su demanda..

Luego, y en general, se deberLuego, y en general, se deberáá procurarprocurar:: Que el sistema abastezca y mantenga en paridad la demanda Que el sistema abastezca y mantenga en paridad la demanda

calcalóórica, con los elementos de flexibilizacirica, con los elementos de flexibilizacióón necesarios.n necesarios. Que maximice la producciQue maximice la produccióón eln elééctrica, (trabajo mecctrica, (trabajo mecáánico), nico),

aunque sujeto a las condiciones de la demanda.aunque sujeto a las condiciones de la demanda. Que minimice las pQue minimice las péérdidas (transferencia de energrdidas (transferencia de energíía ina inúútil, y los til, y los

consumos internos).consumos internos). en el estado actual de la tecnologen el estado actual de la tecnologíía, es frecuente apuntar a un a, es frecuente apuntar a un

rendimiento [W + Q] / C del 90%, y W/Q de aprox. 1.rendimiento [W + Q] / C del 90%, y W/Q de aprox. 1.(Mas adelante se ver(Mas adelante se veráá un ejemplo al respecto)un ejemplo al respecto)

Anders Anders HasselagerHasselager, Danish Energy Authority, Ministry of Climate and Energy., Danish Energy Authority, Ministry of Climate and Energy. EnergyEnergy SeminarSeminar, Buenos Aires, 19 , Buenos Aires, 19 SeptemberSeptember 20082008

““DoingDoing more, more, withwith lessless””, , GreenGreen Paper Paper onon EnergyEnergy EfficiencyEfficiency, General , General DirectorateDirectorate ofof EnergyEnergy andand TransportTransport, , CommissionCommission ofof thethe EuropeanEuropean CommunitiesCommunities, , BrusselsBrussels, 2005, 2005

Impacto en el ahorro de combustibleImpacto en el ahorro de combustible por mejoras de la eficienciapor mejoras de la eficiencia

Eficiencia EnergEficiencia Energéética en sistemas ttica en sistemas téérmicosrmicos

La TermodinLa Termodináámica ensemica enseñña que se debe:a que se debe:a) Maximizar el rango de temperaturas en que el sistema operaa) Maximizar el rango de temperaturas en que el sistema operab) Minimizar las irreversibilidades (reducen la b) Minimizar las irreversibilidades (reducen la ““usabilidadusabilidad””).).c) Minimizar las pc) Minimizar las péérdidas formulando creativamente el sistema.rdidas formulando creativamente el sistema.

Veremos algunas formas de hacerlo:Veremos algunas formas de hacerlo:

1) Reducci1) Reduccióón de las irreversibilidades que ocurren en la n de las irreversibilidades que ocurren en la transferencia de calor, espectransferencia de calor, especííficamente en calderas ficamente en calderas convencionales, y en la laminaciconvencionales, y en la laminacióón en los n en los ““letlet downdown stationsstations””

2) El calor que generalmente que se requiere es de baja 2) El calor que generalmente que se requiere es de baja temperatura (industria) o muy baja temperatura (calefaccitemperatura (industria) o muy baja temperatura (calefaccióón y n y el el ““warmwarm taptap waterwater””). Puede ser obtenido del calor residual de ). Puede ser obtenido del calor residual de mmááquinas tquinas téérmicas, o extracciones de turbinas de vapor, rmicas, o extracciones de turbinas de vapor, evitando su generacievitando su generacióón ineficiente consumiendo combustible. n ineficiente consumiendo combustible. (combustible evitado).(combustible evitado).

ReducciReduccióón de irreversibilidades en la generacin de irreversibilidades en la generacióón de vaporn de vapor

Transferencia de energTransferencia de energíías as úútiles de un sistema TG+HRSG 1 presitiles de un sistema TG+HRSG 1 presióónn de cogeneracide cogeneracióónn

ComparaciComparacióón de las performances den de las performances delas turbinas de vaporlas turbinas de vaporde contrapreside contrapresióón, yn, yde condensacide condensacióónn

en un sistema industrial de vaporen un sistema industrial de vapor

Permite observar el resultado de evitar la Permite observar el resultado de evitar la degradacidegradacióón producida por un LDSn producida por un LDS

((letlet downdown stationstation))

Ejemplo de un anEjemplo de un anáálisis realizado por la UID FI, UNLP en 1997lisis realizado por la UID FI, UNLP en 1997

Un Un casocaso informadoinformado en la en la bibliografbibliografííaa COSPP Cogeneration and On Site Power Production. COSPP Cogeneration and On Site Power Production.

ee--update from COSPP magazine May 2010update from COSPP magazine May 2010

13 May 2010 13 May 2010 -- Siemens Energy has received an order from Siemens Energy has received an order from Bulgaria for erection of Bulgaria for erection of a combined cycle cogeneration district a combined cycle cogeneration district heating power plant (CC, CHP, DH)heating power plant (CC, CHP, DH)

The power plant, to be built in the city of The power plant, to be built in the city of PlovdivPlovdiv, , is scheduled to is scheduled to startstart supplying approximately 50 MW of electricity and as much as supplying approximately 50 MW of electricity and as much as 55 MW of district heat55 MW of district heat in late 2011.in late 2011.

Siemens will supply an SGTSiemens will supply an SGT--700 gas turbine, an SST700 gas turbine, an SST--300 steam 300 steam turbine, a turbine, a heat recovery steam generator with supplementary heat recovery steam generator with supplementary firingfiring, and other auxiliary systems. With the plant operating in , and other auxiliary systems. With the plant operating in combined cycle duty the turbines will combined cycle duty the turbines will cogeneratecogenerate both power and both power and district heatdistrict heat. The order also includes a long term service . The order also includes a long term service agreement.agreement.

In the future our power plant will supply power and heat to In the future our power plant will supply power and heat to PlovdivPlovdiv. At the same time the . At the same time the up to 90% efficiencyup to 90% efficiency attained by the attained by the cogeneration plant will also make a significant contribution towcogeneration plant will also make a significant contribution toward ard operating economy and environmental protection.operating economy and environmental protection.

PennWellPennWell Corporation 1421 South Sheridan Road Tulsa, OK 74112 USACorporation 1421 South Sheridan Road Tulsa, OK 74112 USA

50 MW el50 MW elééctricos, 55 MW tctricos, 55 MW téérmicos, 90% rendimiento globalrmicos, 90% rendimiento global

VerificaciVerificacióón con el modelo de cogeneracin con el modelo de cogeneracióón con CC 1 presin con CC 1 presióónn

Concepto de Concepto de ““combustible evitadocombustible evitado””::

Si un sistema de generaciSi un sistema de generacióón tn téérmica, rmica, TV, TG, o CC suministra a un usuario TV, TG, o CC suministra a un usuario un vector calun vector calóórico, evita que este lo rico, evita que este lo genere quemando mas combustible.genere quemando mas combustible.

Pero en Pero en TVsTVs la produccila produccióón eln elééctrica se ctrica se reduce en funcireduce en funcióón del estado y caudal n del estado y caudal del vector caldel vector calóórico extrarico extraíído de la TV.do de la TV.

Esto no sucede en cogeneraciEsto no sucede en cogeneracióón con n con TG + HRSG.TG + HRSG.

ReducciReduccióón de la potencia de una TV por extraccin de la potencia de una TV por extraccióón de vaporn de vapor

Ciclo Ciclo ““solo electricidadsolo electricidad”” de 40.5 MW, 30.9% netos disipa por condensador 76 MWde 40.5 MW, 30.9% netos disipa por condensador 76 MW

Opciones de abastecimiento Opciones de abastecimiento energenergéético,tico,(W + Q)(W + Q)

a una industriaa una industria

Demanda de energDemanda de energíía de una industriaa de una industria::

VAPORVAPOR

5 Ton/h vapor de AP, 42 bar, 254.75 Ton/h vapor de AP, 42 bar, 254.7ooCC95 Ton/h vapor de BP, 8 bar, 17095 Ton/h vapor de BP, 8 bar, 170ooCC

CONDENSADO DEVUELTOCONDENSADO DEVUELTO4.9 Ton/h de l4.9 Ton/h de lííquido a 246.6quido a 246.6ooCC38.5 Ton/h de l38.5 Ton/h de lííquido a 94.3quido a 94.3ooCC

ELECTRICIDADELECTRICIDAD30 MW, se genera, o compra a terceros30 MW, se genera, o compra a terceros

Se presentan 3 esquemas: convencional, con TV y con TGSe presentan 3 esquemas: convencional, con TV y con TG

Convencional: compra de electricidad y combustibleConvencional: compra de electricidad y combustible

Agregado de TV contrapresiAgregado de TV contrapresióón en paralelo con el LDS. 7,3 n en paralelo con el LDS. 7,3 MWeMWe

Reemplazo de la caldera por un grupo TG + HRSG. 73,2 Reemplazo de la caldera por un grupo TG + HRSG. 73,2 MWeMWe

““DoingDoing more, more, withwith lessless””, , GreenGreen Paper Paper onon EnergyEnergy EfficiencyEfficiency, General , General DirectorateDirectorate ofof EnergyEnergy andand TransportTransport, , CommissionCommission ofof thethe EuropeanEuropean CommunitiesCommunities, , BrusselsBrussels, 2005, 2005

Hemos recogido las recomendaciones de la Hemos recogido las recomendaciones de la ComisiComisióón de la Comunidad Europea ?n de la Comunidad Europea ?

Sustituir las centrales de generaciSustituir las centrales de generacióón n por unidades mas eficientes.por unidades mas eficientes.

Utilizar la mejor tecnologUtilizar la mejor tecnologííaa

Se han sustituido centrales convencionales por Se han sustituido centrales convencionales por ciclos combinados (ciclos integrados), pero no ciclos combinados (ciclos integrados), pero no de la mejor tecnologde la mejor tecnologíía.a.

Las unidades de las nuevas centrales son de Las unidades de las nuevas centrales son de dos presiones sin recalentamiento, las mejores dos presiones sin recalentamiento, las mejores son de tres presiones con recalentamiento.son de tres presiones con recalentamiento.

Son unidades Son unidades ““solo electricidadsolo electricidad””, en zonas , en zonas donde hay grandes demandas de calor que se donde hay grandes demandas de calor que se satisfacen quemando mas combustible.satisfacen quemando mas combustible.

No se practica el No se practica el ““combustible evitadocombustible evitado””, , Campana y Campana y TimbuesTimbues son zonas industriales, son zonas industriales, BarraganBarragan de Ensenada en el complejo de de Ensenada en el complejo de Ensenada, con unas 800 Ton/h de consumo de Ensenada, con unas 800 Ton/h de consumo de vapor.vapor.

No hay proyectos de repotenciaciNo hay proyectos de repotenciacióón.n.

Datos del GTW Datos del GTW HandbookHandbook 2009 sobre 2009 sobre CCsCCs grandesgrandes

Hemos recogido las recomendaciones Hemos recogido las recomendaciones de la Comiside la Comisióón de la Comunidad n de la Comunidad

Europea ?Europea ?

Fomentar la generaciFomentar la generacióón distribuidan distribuida

Fomentar la cogeneraciFomentar la cogeneracióónn

La importancia de la generaciLa importancia de la generacióón distribuida en la n distribuida en la cogeneracicogeneracióón y las energn y las energíías renovablesas renovables

La distribuciLa distribucióón de grandes cantidades de calor tropieza con las n de grandes cantidades de calor tropieza con las dificultades de su transporte. Que podemos hacer con las dificultades de su transporte. Que podemos hacer con las enormes cantidades de calor que eliminan al Renormes cantidades de calor que eliminan al Ríío las tres o las tres megacentralesmegacentrales (Puerto, Costanera y Dock (Puerto, Costanera y Dock SudSud) ubicadas en ) ubicadas en zonas densamente pobladas, pero donde el calor se zonas densamente pobladas, pero donde el calor se ““fabricafabrica”” ineficientemente quemando mas gas natural ?ineficientemente quemando mas gas natural ?

Es mucho mas fEs mucho mas fáácil hacerlo en unidades menores dimensionadas cil hacerlo en unidades menores dimensionadas en funcien funcióón de los n de los ““heatheat sinkssinks”” que existan. En Europa los que existan. En Europa los heatheat sinkssinks estestáán relevados por su importancia en la eficiencia.n relevados por su importancia en la eficiencia.

Se trata de una tendencia mundial que obliga a una innovaciSe trata de una tendencia mundial que obliga a una innovacióón n radical respecto a lo que conocemos aquradical respecto a lo que conocemos aquíí sobre las redes de sobre las redes de transporte y distribucitransporte y distribucióón eln elééctrica, tema en el que en los Pactrica, tema en el que en los Paííses ses Avanzados se trabaja muy activamente. (Avanzados se trabaja muy activamente. (SmartSmart GridsGrids).).

Anders Anders HasselagerHasselager, Danish Energy Authority, Ministry of Climate and , Danish Energy Authority, Ministry of Climate and Energy.Energy. EnergyEnergy SeminarSeminar, Buenos Aires, 19 , Buenos Aires, 19 SeptemberSeptember 20082008

Argentina: < 500 Argentina: < 500

Hemos recogido las recomendaciones Hemos recogido las recomendaciones de la Comiside la Comisióón de la Comunidad n de la Comunidad

Europea ?Europea ?

CHP en la calefacciCHP en la calefaccióón urbanan urbana

Mejorar la eficiencia de las centrales Mejorar la eficiencia de las centrales a carba carbóón por encima del 50%n por encima del 50%

Ausencia de acciones Ausencia de acciones innovativasinnovativas

Ushuaia: suministro actual 800 000 mUshuaia: suministro actual 800 000 m33//diadia

Lista de espera de usuarios de gas.Lista de espera de usuarios de gas.

Pedido de nuevo gasoducto.Pedido de nuevo gasoducto.

CalefacciCalefaccióón con estufas de tiro balanceadon con estufas de tiro balanceado

Rendimiento de estos aparatos: 50% aprox.Rendimiento de estos aparatos: 50% aprox.

Deficiente Deficiente aislaciaislacióónn de viviendas y edificios.de viviendas y edificios.

Central tCentral téérmica eliminando 25 MW a 500rmica eliminando 25 MW a 500ooCC

Hay gente que sufre de indisponibilidad de Hay gente que sufre de indisponibilidad de gas, que se soluciona con GLP.gas, que se soluciona con GLP.

Otras localidades australes en situaciOtras localidades australes en situacióón n similar.similar.

Nueva central a carbNueva central a carbóón en n en RioRio Turbio, con 2 unidades Turbio, con 2 unidades de 125 MW nominales cada uno, solo electricidad.de 125 MW nominales cada uno, solo electricidad.

Su potencia y rendimiento netos son de 200 MW, 35%.Su potencia y rendimiento netos son de 200 MW, 35%.

La energLa energíía necesaria para su operacia necesaria para su operacióón es de 570 MW.n es de 570 MW.

Para poder llegar a un rendimiento superior al 50%, Para poder llegar a un rendimiento superior al 50%, deberdeberíía ser del tipo [W + Q].a ser del tipo [W + Q].

Si el calor que escapa por chimenea es del 10%, por los Si el calor que escapa por chimenea es del 10%, por los aeroaero--condensadores se debercondensadores se deberáán eliminar unos 300 MW.n eliminar unos 300 MW.

Este calor serEste calor seríía adecuado para un DH (a adecuado para un DH (districtdistrict heatingheating), ), pero en la zona no hay poblacipero en la zona no hay poblacióón que demande tal n que demande tal cantidad. Una generacicantidad. Una generacióón distribuida sern distribuida seríía adecuada.a adecuada.

En En RioRio Gallegos, 90 000 habitantes, o en otras ciudades Gallegos, 90 000 habitantes, o en otras ciudades se podrse podríía aplicar el concepto CTM.a aplicar el concepto CTM.

ConclusionesConclusionesEs posible mejorar sustancialmente la eficiencia energEs posible mejorar sustancialmente la eficiencia energéética en tica en

nuestro Panuestro Paíís, si se la impulsa. Los conocimientos necesarios s, si se la impulsa. Los conocimientos necesarios son simples y se suponen conocidos.son simples y se suponen conocidos.

Algunas decisiones que vemos que se toman, son acordes a Algunas decisiones que vemos que se toman, son acordes a paradigmas obsoletos que ignoran los cambios que paradigmas obsoletos que ignoran los cambios que permaperma-- nentementenentemente ocurren en el mundo. A pesar de la baja eficiencia ocurren en el mundo. A pesar de la baja eficiencia en que incurrimos, el precio de la energen que incurrimos, el precio de la energíía sigue siendo barato a sigue siendo barato por los cada vez mas onerosos subsidios del Estado.por los cada vez mas onerosos subsidios del Estado.

Es altamente probable que el bajo precio del gas natural en el Es altamente probable que el bajo precio del gas natural en el mercado internacional (7 mercado internacional (7 U$SU$S//MM.BTUMM.BTU) se ponga en ) se ponga en linealinea con con el del petrel del petróóleo (aprox. 12.3 leo (aprox. 12.3 U$SU$S//MM.BTUMM.BTU, para 70 , para 70 U$SU$S//bblbbl).).

Considerando tarifas actuales de gas natural de 0.8, 2.5, y 3 Considerando tarifas actuales de gas natural de 0.8, 2.5, y 3 U$SU$S//MM.BTUMM.BTU (sectores residencial, generaci(sectores residencial, generacióón e industrias), n e industrias), se comprende la enorme gravitacise comprende la enorme gravitacióón sobre las finanzas n sobre las finanzas ppúúblicas, del mantenimiento de los subsidios necesarios.blicas, del mantenimiento de los subsidios necesarios.

Estos subsidios son crecientes, situaciEstos subsidios son crecientes, situacióón insustentable. Es n insustentable. Es preferible destinar estos recursos a mejorar nuestra eficiencia preferible destinar estos recursos a mejorar nuestra eficiencia energenergéética.tica.

RecomendacionesRecomendaciones

Una polUna políítica energtica energéética debe tener continuidad mas alltica debe tener continuidad mas alláá de los de los cambios de personas o partidos polcambios de personas o partidos polííticos que ocurran. Para ticos que ocurran. Para ello deben tener el consenso de la Sociedad, y ser expresado ello deben tener el consenso de la Sociedad, y ser expresado en un documento (en un documento (GreenGreen Paper, Paper, ActionAction Plan, Plan, WhiteWhite Paper, etc.)Paper, etc.)

El El ééxito de la polxito de la políítica depende de la participacitica depende de la participacióón de toda la n de toda la Sociedad y de sus mecanismos de EducaciSociedad y de sus mecanismos de Educacióón. Pueden ser n. Pueden ser incentivados por concursos, realizaciincentivados por concursos, realizacióón de eventos, etc. que n de eventos, etc. que premien los esfuerzos realizados y resultados obtenidos.premien los esfuerzos realizados y resultados obtenidos.

Es altamente recomendable que el poder polEs altamente recomendable que el poder políítico consulte al tico consulte al sector acadsector acadéémico antes de tomar decisiones importantes. Este mico antes de tomar decisiones importantes. Este sector, debe esta preparado para responder adecuadamente, sector, debe esta preparado para responder adecuadamente,

En especial las Universidades, que deben preparar los En especial las Universidades, que deben preparar los recursos humanos de calidad que se requieren. recursos humanos de calidad que se requieren.

El tema es de suma importancia. Los escenarios que vemos El tema es de suma importancia. Los escenarios que vemos cambian y demandan innovaciones incesantemente. Si no cambian y demandan innovaciones incesantemente. Si no hacemos lo que se debe hacer, vendrhacemos lo que se debe hacer, vendráán otros a llenar el vacn otros a llenar el vacíío, o, en desmedro de Nuestra Ingenieren desmedro de Nuestra Ingenieríía.a.

Acorde a nuestra organizaciAcorde a nuestra organizacióón institucional, la n institucional, la orientaciorientacióón de la Poln de la Políítica Energtica Energéética es funcitica es funcióón de los n de los Representantes del Pueblo de la NaciRepresentantes del Pueblo de la Nacióónn..

Pero Pero la la viabilizaciviabilizacióónn de los objetivos es funcide los objetivos es funcióón de la n de la IngenierIngenierííaa, de sus investigadores, acad, de sus investigadores, acadéémicos, micos, docentes, profesionales y tdocentes, profesionales y téécnicos en general, cnicos en general, quienes quienes deben cooperar en el marco de sus deben cooperar en el marco de sus incumbenciasincumbencias. En este contexto, la presente charla, . En este contexto, la presente charla, referida a referida a eficiencia energeficiencia energéética en sistemas ttica en sistemas téérmicosrmicos, , intenta ofrecer una modesta contribuciintenta ofrecer una modesta contribucióón al respecto.n al respecto.

Muchas gracias,Muchas gracias,

por su atencipor su atencióón, y paciencia.n, y paciencia.

Ing. Alberto FushimiIng. Alberto Fushimi

La Plata, 23 de Junio de 2010La Plata, 23 de Junio de 2010

TecnologTecnologíía de los ciclos combinadosa de los ciclos combinados

Ciclo combinado chico, de 1 presiCiclo combinado chico, de 1 presióón, con 2 TG n, con 2 TG MarsMars, 10.2 MW, 10.2 MW

Ciclo Combinado: 27.9 MW, rendimiento 42.7% netosCiclo Combinado: 27.9 MW, rendimiento 42.7% netos

Ciclo combinado de dos presiones sin recalentamientoCiclo combinado de dos presiones sin recalentamiento

HRSG de 13 paquetes de un CC de tres presiones con recalentamienHRSG de 13 paquetes de un CC de tres presiones con recalentamientoto.. 11 TG PG 9331FA de 226.5MW, 37.5% Ciclo TG PG 9331FA de 226.5MW, 37.5% Ciclo CombComb: 330.7 MW, 55.7% netos: 330.7 MW, 55.7% netos

Comentarios sobre algunos casos:Comentarios sobre algunos casos:1. Ciclos combinados de 800 MW.1. Ciclos combinados de 800 MW.

TecnologTecnologíía del ciclo combinadoa del ciclo combinadoExploraciExploracióón de las posibilidades de n de las posibilidades de ““gas evitadogas evitado””

2. Ausencia de acci2. Ausencia de accióón orientadora Generacin orientadora Generacióón n –– Industria para la Industria para la producciproduccióón de electricidad y calor con la mn de electricidad y calor con la mááxima eficiencia.xima eficiencia.

3. Escasa (o nula) valoraci3. Escasa (o nula) valoracióón del desarrollo de la cogeneracin del desarrollo de la cogeneracióón.n.4. Generaci4. Generacióón n ““solo electricidadsolo electricidad”” en zonas de clima fren zonas de clima fríío. Centrales o. Centrales

con turbinas de gas de ciclo abierto en Ushuaia y Rcon turbinas de gas de ciclo abierto en Ushuaia y Ríío Grande, o Grande, y de la zona austral del continente.y de la zona austral del continente.

5. Central a vapor dise5. Central a vapor diseññada para operar con carbada para operar con carbóón quemando n quemando gas natural o fuel oil. gas natural o fuel oil. (comentario limitado solo al aspecto t(comentario limitado solo al aspecto téécnico)cnico)

6. Nueva central con ciclo de vapor, a carb6. Nueva central con ciclo de vapor, a carbóón, de Rn, de Ríío Turbio.o Turbio.7. Ausencia de proyectos de repotenciaci7. Ausencia de proyectos de repotenciacióón de centrales a vaporn de centrales a vapor8. Faltantes de vapor, se corta a la producci8. Faltantes de vapor, se corta a la produccióón. (aumenta costos)n. (aumenta costos)

Caso Polo Industrial de EnsenadaCaso Polo Industrial de Ensenada

Entre la RefinerEntre la Refineríía (570 Ton/h) y la Petroqua (570 Ton/h) y la Petroquíímica (200+ mica (200+ Ton/h), hay una demanda de unas 800 Ton/h de vapor Ton/h), hay una demanda de unas 800 Ton/h de vapor de 30 bar, 400de 30 bar, 400ooC.C.

““La Plata CogeneraciLa Plata Cogeneracióónn”” genera 123 MW de electricidad genera 123 MW de electricidad en una TG tipo 9E, y recupera de los gases, 200 Ton/h en una TG tipo 9E, y recupera de los gases, 200 Ton/h vapor. Operacivapor. Operacióón continua, a carga nominal.n continua, a carga nominal.

Queda pues un Queda pues un ““heatheat sinksink”” de 500 de 500 –– 600 Ton/h de 600 Ton/h de vapor de 30/400 que podrvapor de 30/400 que podríían ser generados sin quemar an ser generados sin quemar gas natural, que es el combustible mas barato.gas natural, que es el combustible mas barato.

Se podrSe podríían obtener los an obtener los ““Bonos VerdesBonos Verdes””, que mejorar, que mejoraríían an la rentabilidad del proyecto de cogeneracila rentabilidad del proyecto de cogeneracióón.n.

Repsol YPF no tiene interRepsol YPF no tiene interéés en hacerlo porque su s en hacerlo porque su consumo elconsumo elééctrico se satisface (en exceso) con lo que ctrico se satisface (en exceso) con lo que produce la planta construida por CMS.produce la planta construida por CMS.

Una ESCO (ESE) podrUna ESCO (ESE) podríía solucionar el problema, pero a solucionar el problema, pero los funcionarios que tienen que ocuparse de mover el los funcionarios que tienen que ocuparse de mover el asunto, no lo hacen.asunto, no lo hacen.

Esquema de la caEsquema de la caññereríía de vapor de AP de CILPa de vapor de AP de CILP 30 bar, 40030 bar, 400ooC, 570 Ton/hC, 570 Ton/h

AnAnáálisis realizado para CIE, 2001lisis realizado para CIE, 2001

Caso Caso RioRio TurbioTurbio

Los procesos simples no integrados Los procesos simples no integrados ““solo solo electricielectrici-- daddad”” y y ““solo calorsolo calor”” son ineficientes comparados a los son ineficientes comparados a los integrados integrados ““Ciclo combinadosCiclo combinados”” o de o de ““cogeneracicogeneracióónn””..

La eficiencia de un ciclo termoelLa eficiencia de un ciclo termoelééctrico a gas o a ctrico a gas o a vapor puede mas que duplicarse en ciclos integrados.vapor puede mas que duplicarse en ciclos integrados.

El proyecto REl proyecto Ríío Turbio es un to Turbio es un tíípico caso de pico caso de ““hacer hacer mas de lo mismomas de lo mismo””, o sea , o sea ““solo electricidadsolo electricidad”” con con eficiencia del orden del 33%, cuando con CHP + DH eficiencia del orden del 33%, cuando con CHP + DH se podrse podríía llegar a valores del orden de 90% (Ver a llegar a valores del orden de 90% (Ver ChristensenChristensen...)...)

Se elimina Se elimina aproxaprox el 50% de la energel 50% de la energíía del recurso, a del recurso, por enormes y costosos aerogeneradores.por enormes y costosos aerogeneradores.

Se deberSe deberíía reformular el proyecto a varios menores a reformular el proyecto a varios menores de tal forma de utilizar el calor en lugar de de tal forma de utilizar el calor en lugar de eliminarlo.eliminarlo.

AerocondensadoresAerocondensadores

Se muestra a continuaciSe muestra a continuacióón un aerocondensador n un aerocondensador de una turbina de vapor de unos 40 MW de de una turbina de vapor de unos 40 MW de potencia en bornes, ubicado en potencia en bornes, ubicado en PtoPto MadrynMadryn..

El Proyecto El Proyecto RioRio Turbio es de 240 MW, o sea 6 Turbio es de 240 MW, o sea 6 veces mayor, aunque el clima es mas veces mayor, aunque el clima es mas friofrio..

El El entibiamientoentibiamiento del agua (del agua (taptap waterwater warmingwarming) ) es otra aplicacies otra aplicacióón del calor de bajas n del calor de bajas temperaturas, que se utiliza en CTM. Esta agua temperaturas, que se utiliza en CTM. Esta agua puede servir como portador de calor a ser puede servir como portador de calor a ser ““upgradedupgraded”” mediante bombas de calor, sin mediante bombas de calor, sin necesidad de quemar gas en estufas de tiro necesidad de quemar gas en estufas de tiro balanceado.balanceado.

Caso de los 2 CC de 800 MWCaso de los 2 CC de 800 MW

No hay informaciNo hay informacióón sobre estos sistemas. Tn sobre estos sistemas. Téécnicos de cnicos de SenerSener expusieron en el COPIME que se tratan de CC de expusieron en el COPIME que se tratan de CC de dos presiones, con rendimientos entre el 49 y 60%. dos presiones, con rendimientos entre el 49 y 60%. ((¿¿?).?).

Rendimientos del 60% se obtienen con ciclos de 3 Rendimientos del 60% se obtienen con ciclos de 3 presiones con recalentamiento, que son mas caros que presiones con recalentamiento, que son mas caros que los de dos presiones, pero en el contexto de las los de dos presiones, pero en el contexto de las perspectivas de suministro de gas en el Paperspectivas de suministro de gas en el Paíís, podrs, podríía a haber sido conveniente.haber sido conveniente.

Son ciclos Son ciclos ““solo electricidadsolo electricidad””. Se sabe que los ciclos . Se sabe que los ciclos ““electricidad + calorelectricidad + calor”” son mucho mas eficientes si son mucho mas eficientes si existe la demanda de calor necesaria. Pero hay existe la demanda de calor necesaria. Pero hay industrias que utilizan calor para lo que demandan gas industrias que utilizan calor para lo que demandan gas (que no sobra). Vale la pena intentar que esas (que no sobra). Vale la pena intentar que esas industrias se radiquen prindustrias se radiquen próóximas a centrales tximas a centrales téérmicas rmicas para poder utilizar calor para poder utilizar calor cogeneradocogenerado, con lo que el , con lo que el ““COMBUSTIBLE EVITADOCOMBUSTIBLE EVITADO”” queda para otras queda para otras aplicaciones.aplicaciones.

Caso Buenos AiresCaso Buenos Aires

La zona capitalina tiene en su jurisdicciLa zona capitalina tiene en su jurisdiccióón o n o alrededores 3 alrededores 3 megacentralesmegacentrales termoeltermoelééctricas: ctricas: Puerto, Costanera y Dock Sud, con unidades Puerto, Costanera y Dock Sud, con unidades antiguas de 40% de eficiencia o menos, y antiguas de 40% de eficiencia o menos, y modernas de mas del 55%.modernas de mas del 55%.

Pero aun deben eliminar la energPero aun deben eliminar la energíía (que deriva a (que deriva de la energde la energíía del combustible), del orden del 35 a del combustible), del orden del 35 al 50% como calor de baja temperatura.al 50% como calor de baja temperatura.

El pico de demanda de calefacciEl pico de demanda de calefaccióón hace n hace insuficiente el suministro de gas, por lo que es insuficiente el suministro de gas, por lo que es necesario cortar la alimentacinecesario cortar la alimentacióón a la industria n a la industria (incluso la generaci(incluso la generacióón). Se trata de un problema n). Se trata de un problema estructural que el mercado no puede solucionar, estructural que el mercado no puede solucionar, por lo que no se lo solucionarpor lo que no se lo solucionaráá. El problema se . El problema se repetirrepetiráá todos los atodos los añños, y seros, y seráá cada vez peor, si cada vez peor, si se sigue sin hacer nada.se sigue sin hacer nada.

Caso IndustriaCaso Industria

Para la industria, la energPara la industria, la energíía es un insumo necesario sin a es un insumo necesario sin el cual no puede funcionar. Lo requiere en la forma de el cual no puede funcionar. Lo requiere en la forma de electricidad y calor.electricidad y calor.

Eso sugiere la posibilidad de un sistema integrado Eso sugiere la posibilidad de un sistema integrado electricidad electricidad –– calor, o calor, o ““CogeneraciCogeneracióónn””, o CHP, o , o CHP, o KraftKraft WarmeWarme KopplungKopplung””, que permiten importantes ahorros , que permiten importantes ahorros de combustibles. En el Pade combustibles. En el Paíís, la electricidad generada s, la electricidad generada por cogeneracipor cogeneracióón es menos del 2% de la energn es menos del 2% de la energíía a generada. En Dinamarca este porcentaje estgenerada. En Dinamarca este porcentaje estáá por por encima del 60% (es uno de los paencima del 60% (es uno de los paííses de mayor ses de mayor eficiencia energeficiencia energéética del mundo)tica del mundo)

En Europa se hacen grandes esfuerzos para aumentar En Europa se hacen grandes esfuerzos para aumentar la participacila participacióón de la cogeneracin de la cogeneracióón en la generacin en la generacióón.n.

En Argentina tal esfuerzo no existe, la regulaciEn Argentina tal esfuerzo no existe, la regulacióón es n es totalmente inadecuada y evidencia la falta de totalmente inadecuada y evidencia la falta de conocimientos necesarios de naturaleza tconocimientos necesarios de naturaleza téérmica. rmica. (Anexo 12 de Los Procedimientos)(Anexo 12 de Los Procedimientos)

Caso repotenciaciCaso repotenciacióónn

La repotenciaciLa repotenciacióón, si bien no alcanza las n, si bien no alcanza las performances de los CC dedicados, es la forma performances de los CC dedicados, es la forma mmáás econs econóómica y rmica y ráápida de implementar un pida de implementar un ““retrofitretrofit”” con aumentos muy significativos de la con aumentos muy significativos de la potencia y eficiencia.potencia y eficiencia.

A pesar de ello, no se han implementado estos A pesar de ello, no se han implementado estos tipos de operaciones, que pueden solucionarse tipos de operaciones, que pueden solucionarse si se pudiera comercializar el vapor de BP que si se pudiera comercializar el vapor de BP que sobra e inviabiliza estas iniciativas.sobra e inviabiliza estas iniciativas.

EnergEnergíía ta téérmica, o calor. Conceptos brmica, o calor. Conceptos báásicossicos

El calor es una de las formas en que se presenta la energEl calor es una de las formas en que se presenta la energíía, a, siendo su parsiendo su paráámetro caractermetro caracteríístico la temperatura.stico la temperatura.

Para que pueda haber interacciPara que pueda haber interaccióón caln calóórica entre dos sistemas rica entre dos sistemas es necesario un gradiente de temperaturas, pudiendo el de es necesario un gradiente de temperaturas, pudiendo el de mayor temperatura transferir energmayor temperatura transferir energíía en la forma de calor al de a en la forma de calor al de menor temperatura, cesando al desaparecer el desequilibrio.menor temperatura, cesando al desaparecer el desequilibrio.

Concepto Concepto ““creacicreacióón de entropn de entropííaa””,,““destruccidestruccióón de exergn de exergííaa””““degradacidegradacióónn””““IrreversibilidadIrreversibilidad””..

Solo puede evitarse siSolo puede evitarse siTT11 = T= T22

Sistemas simples e integradosSistemas simples e integradosNo integradosNo integrados (Monoprop(Monopropóósito).sito).

Motores de CI, turbinas de vapor, calderas convencionalesMotores de CI, turbinas de vapor, calderas convencionales

Sistemas IntegradosSistemas Integrados

Ciclos CombinadosCiclos CombinadosCombinaciCombinacióón de turbina de gas (altas temperaturas) y turbina n de turbina de gas (altas temperaturas) y turbina de vapor (bajas temperaturas) para maximizar la de vapor (bajas temperaturas) para maximizar la ““producciproduccióónn”” de trabajode trabajo..

Ciclo de CogeneraciCiclo de Cogeneracióónn Proceso integrado para la Proceso integrado para la ““producciproduccióónn”” de trabajo y calor, por de trabajo y calor, por reduccireduccióón de la degradacin de la degradacióón evitable de la energn evitable de la energíía, o a, o aprovechamiento del calor de escape de maprovechamiento del calor de escape de mááquinas tquinas téérmicas.rmicas.

Los sistemas integrados son mucho mas eficientes que los no Los sistemas integrados son mucho mas eficientes que los no integrados, integrados, cada uno tiene su rango de aplicacicada uno tiene su rango de aplicacióón especn especííficofico y y no deben ser considerados competidores entre ellos.no deben ser considerados competidores entre ellos.

Archivo 2009_03_15 Archivo 2009_03_15 esdesd efficiencyefficiency potentialspotentials short short report.pdfreport.pdf (en la parte final (en la parte final del trabajo resumido de 20 paginas (el trabajo tiene unas 200 padel trabajo resumido de 20 paginas (el trabajo tiene unas 200 paginas)ginas)