S.Gil UNSAM - ENARGAS
UNSAM 2014
Eficiencia energética, un camino sustentable hacia el
autoabastecimiento
Eficiencia energética, un camino sustentable hacia el autoabastecimiento
El gas en Argentina Uso eficiente de la energía y el gas en Argentina – Residencial+Com.+Ofic. Calentamiento de agua Etiquetado y equipos híbridos Calefacción de interiores-Termostatos Conclusiones
UNSAM 2014
Consumo de Gas Natural
Residencial 24%
Com+EO 5%
Industrial 31%
Centrales Electr.
33%
GNC 7%
Consumo de Gas Nat - Año=2009
Hidráulica 4%
Nuclear 3%
Gas Natural 49%
Petroleo 37%
Otros(leña, carb) 5%
Import 2%
Producción de Energía Primaria Año=2009
S. Gil -UNSAM 2014
El Gas Natural es el principal insumo de
nuestra matriz energética con una participación
cercana al 50%
UNSAM 2014
Acondicionamiento térmico de interiores
Aproximadamente el 18% (igual 58% del 31%) del total de la energía se utiliza en acondicionamiento térmico de ambientes (calefacción y aire acondicionado).
S. Gil -UNSAM 2014
Residencial
27%
Com+EO 4%
Industrial 29%
Centrales Eléctricas
34%
GNC 6%
Consumo de gas natural - Año=2013
50
60
70
80
90
100
110
120
130
1990 1995 2000 2005 2010 2015C
onsu
mo
[Mill
ones
[m3 /
día]
Año
Consumo de gas en Argentina
Crecimiento ≈ 3% cada ≈ 20 años se duplica
6
Consumo de gas natural (GN) En aproximadamente 14 años duplicamos nuestro
consumo de GN
Gas Natural - Argentina
50
75
100
125
150
175
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015
Q M
ill. M
3/d
Producción
Consumo (picos)
Proyección
Import.
Dependemos fuertemente de la importación de gas !!!
145 Mill. m3/día
S. Gil -UNSAM 2014
Importaciones de Gas
S. Gil -UNSAM 2014
Costo (Mill. U$S) = 1304,8*Año - 375,93
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Mill
ones
U$S
/año
Importación Gas0
10
20
30
40
2009 2010 2011 2012 2013
Mill
ones
m3 /
día
Importación Gas35 Mill. m3/d
Características del consumo Residencial, Comercial y Oficial - RA
En lo que sigue, nos concentraremos en
Consumos Termo-dependientes
Residencial
Comercial
Entes Oficiales S. Gil -UNSAM 2014
30% del consumo de gas
Características del consumo Residencial (R)
Consumo específico El consumo (R) diario por usuario, tiene un comportamiento muy similar y regular en casi todo el país. 51% calefacción y (49%) es el consumo base.
S. Gil -UNSAM 2014
02468
101214
- 5 10 15 20 25 30
Con
sum
o es
pecí
fico
R [
m3/
d]
Temperatura efectiva media mensual [°C]
Zona central y norte del País 1993-2011
Consumo R
Consumo Base
Calefacción ≈ 51%
Consumo base ≈ 49%
S. Gil -UNSAM 2014
Consumo residencial de gas natural
012345678
ene-
11
feb-
11
mar
-11
abr-
11
may
-11
jun-
11
jul-1
1
ago-
11
sep-
11
oct-1
1
nov-
11
dic-
11
Con
sum
o (m
3 /día
)
mes
Consumo medio
Base(m3/d) Cal(m3/d)
Calefacción =50 %
Base=50 %
Consumo de gas residencial
S. Gil -UNSAM 2014
0
50
100
150
200
250
300
Ene
ro
Febr
ero
Mar
zo
Abr
il
May
o
Juni
o
Julio
Ago
sto
Set
iem
bre
Oct
ubre
Nov
ienb
re
Dic
iem
breC
onsu
mo.
(m3/
mes
)
mes
Consumo Residencial Año=2007 Calefac.(m3/mes)
Base(m3/mes)
Base=49.7%
Calef.=50.2%
0
50
100
150
200
250
300
Ene
ro
Febr
ero
Mar
zo
Abr
il
May
o
Juni
o
Julio
Ago
sto
Set
iem
bre
Oct
ubre
Nov
ienb
re
Dic
iem
breC
onsu
mo.
(m3/
mes
)
mes
Consumo Residencial Año=2007
Calefac.(m3/mes)
Base(m3/mes)
Base=47.4%
Calef.=52.5%
Aprox imadamente
Consumo Calefacción 52% Calentamiento de agua y cocción 47% = Consumo base
≈ 2 m 3/ día
Consumo base Base 2 m3
Cocción 0,5 m3
Calentamiento Agua 1 m3
Cons. Pasivo (Piloto) 0,5 m3
Piloto: 0,5 m3/d x 10 Millones= = 5.5 Millones de m3 (Eq.)/día=2,3 GWT ≈ 1,2 GWe
Usuarios de Gas Natural 7.7 millones Usuarios de GLP
3.5 millones Usuarios totales 11 millones
Comparable la energía que Atucha 1+Embase
O ¼ de las Importaciones
S. Gil -UNSAM 2014
Cocción; 25%
Agua caliente;
50%
Pasivo; 25%
Consumo base 2 m3/día
S. Gil - Nov.2013 PIUBAES
NAG 313 – Los consumos pasivos están incluidos
equigaspil
equiglob QQ /11
+⋅=ηη
η0 = Eficiencia asociada al quemador solamente (convencional) ηGlob= Eficiencia global asociada al quemador y el piloto Esta expresión relaciona ambas eficiencias y es lo que se intenta validar experimentalmente a través de ensayos.
)()(
)( kcalQkcalQ
globgas
aguaglob =η
Pilotoequipo
gasglob
gas QQQ += )()(
gasgas
aguaaguaequiagua
equi VHTmC
gas⋅
∆⋅⋅==η
Eficiencia de calefones –En el calculo de la eficiencia TODOS los consumos.
Clase de eficiencia energética
Rendimiento η (*)
(%) A
B
C
D
E
F
G
Sin Piloto Con Piloto 100% 66.2% 90% 59.6% 80% 53.0% 70% 46.4% 60% 39.7%
)/(019.111
30
0 dmPpasg ⋅⋅+
=η
ηη
.
Con Piloto S. Gil - Nov.2013 PIUBAES
TERMOTANQUES
Aquí el ahorro proviene de mejoras en las aislación térmica del tanque. Potenciales ahorros: al menos 0,5 m3/día
S. Gil -UNSAM 2014
16
Calefones sin Piloto Existen en el mercado
modelos que poseen encendido electrónico que elimina el piloto Costo del orden de 20 U$S Costo de mercado 400 U$S Diferencia de costo 100 U$S
S. Gil -UNSAM 2014
Calentamiento de agua sanitaria Un panel solar de 3,5 m2 de área, la energía solar equivale ≈1,5 m3 /día Toda el agua caliente de una familia tipo
Con un sistema híbrido, ahorros de ≈ 1 m3/día En 10 años el ahorro sería de 3 650 m3 (GN) x 0,6 U$S/m3 ≈ 2 160 U$S Aptas para zonas con población dispersa.
S. Gil -UNSAM 2014
UNSAM 2014
Economizadores de agua o aireadores
Costo en Amazon : 10 a 20 U$S Ahorran entre el 30% a 60% de agua.
Se usan en EE.UU., EU, Canadá, Japón, etc.
S. Gil -UNSAM 2014
Programa de recambio de equipos de calentamiento de agua.
Auspiciado por el estado nacional
Se subsidia a usuarios residenciales a cambiar: 11 millones de equipos
Calefón o termotanques ( medio 400 U$S/Usuario) O Solar Híbrido (Subsidio medio 1100 U$S/usuario ) + Economizadores de agua (25 U$S / usuario) Duración del plan: 10 años – Reemplazo total
S. Gil -UNSAM 2014
Escenario 1: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación
0,000,020,040,060,080,100,12
0 5 10 15
Inve
rsió
n
Años
Arranque
Duración del programa = 10
5
10
15
20
25
30
35
40
1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029
Cons
umo
Med
io [M
ill. m
3/d]
Año
Programa de recambio de equipos de calentam. de agua
Modelo BAU
Modelo URE
Proporción de equip. solares=0 %
Porcent. ahorro de agua 0 %
S. Gil -UNSAM 2014
Escenario 1: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación
02004006008001.0001.2001.4001.6001.800
5
10
15
20
25
30
35
40
1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029
Mill
ones
de
U$S
Cons
umo
med
io [M
ill. m
3/d]
Año
Programa de recambio de equipos de calentam. de agua
Ahorro neto =12,1 Mil Mill. U$S en 15 años
Inversión
Modelo BAU
Modelo UREE
Ahorro
En cuatro años se recupera la inversión. 12.1 GU$S
S. Gil -UNSAM 2014
Escenario 2: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación + Economizadores
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
5
10
15
20
25
30
35
40
1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029
Mill
ones
de
U$S
Cons
umo
med
io [M
ill. m
3/d]
Año
Programa de recambio de equipos de calentam. de agua
Ahorro neto =20,1 Mil Mill. U$S en 15 años
Inversión
Modelo BAU
Modelo UREE
Ahorro
Proporción de equip. solares=0 %
Porcent. ahorro de agua 25 %
En tres años se recupera la inversión. 20.1 GU$S
S. Gil -UNSAM 2014
Escenario 3: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación + Economizadores
En dos años se recupera la inversión. 23,4 GU$S
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
5
10
15
20
25
30
35
40
1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029
Mill
ones
de
U$S
Cons
umo
med
io [M
ill. m
3/d]
Año
Programa de recambio de equipos de calentam. de agua
Ahorro neto =23,4 Mil Mill. U$S en 15 años
Inversión
Modelo BAU
Modelo UREE
Ahorro
Proporción de equip. solares=0 %
Porcent. ahorro de agua 25 %
Ahorro neto =23,4 Mil Mill. U$S en 15 años
Inversión
Modelo BAU
Modelo UREE
Ahorro
Proporción de equip. solares=0 %
Porcent. ahorro de agua 35 %
S. Gil -UNSAM 2014
Escenario 5: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación +
Economizadores+ Solares Híbridos (65%)
En tres años se recupera la inversión. 21.9 GU$S
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
5
10
15
20
25
30
35
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1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029
Mill
ones
de
U$S
Cons
umo
med
io [M
ill. m
3/d]
Año
Programa de recambio de equipos de calentam. de agua
Ahorro neto =21,9 Mil Mill. U$S en 15 años
Inversión
Modelo BAU
Modelo UREE
Ahorro
Proporción de equip. solares=0 %
Porcent. ahorro de agua 25 %
Ahorro neto =21,9 Mil Mill. U$S en 15 años
Inversión
Modelo BAU
Modelo UREE
Ahorro
Proporción de equip. solares=25 %
Porcent. ahorro de agua 25 %
S. Gil -UNSAM 2014
Escenario 6: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación +
Economizadores+ Solares Híbridos
En tres años se recupera la inversión. 25.3 GU$S
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
5
10
15
20
25
30
35
40
1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029
Mill
ones
de
U$S
Cons
umo
med
io [M
ill. m
3/d]
Año
Programa de recambio de equipos de calentam. de agua
Ahorro neto =25,3 Mil Mill. U$S en 15 años
Inversión
Modelo BAU
Modelo UREE
Ahorro
Proporción de equip. solares=0 %
Porcent. ahorro de agua 25 %
Ahorro neto =25,3 Mil Mill. U$S en 15 años
Inversión
Modelo BAU
Modelo UREE
Ahorro
Proporción de equip. solares=35 %
Porcent. ahorro de agua 35 %
Ahorro en Calefacción Aislación térmica de paredes, techo y aberturas Diseño bioclimático Ventilación controlada y la reducción de las infiltraciones de aire a través de grietas. Equipos de alta eficiencia, uso de bombas de calor Sistemas geotérmicos Ahorro por ajuste apropiado del termostato, disminuyendo un par de grados en invierno como incrementando su valor en verano. ETC
Consumo de gas para calefacción
Hipótesis, el consumo para calefacción es proporcional al Déficit Grado Día (DGD)
O sea el área entre la curva de temperatura efectiva (roja) y la temperatura de Ref. línea Verde
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T(ºC
)
Mes
GBA Año=2007 DGD_c=1026 DGD_r=902
DGD
Antecedentes
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T(ºC
)
Mes
Tref
Representación de la temperatura media diaria a la largo de un año, la línea horizontal, representa la temperatura de Tref=18ºC, la DGD_a viene dada por el área sombreada de esta gráfico.
DGD
Antecedentes
Variación del consumo específico residencial como función de la Deficiencia Grado Día (DGD_d). Ajuste a los datos de la zona centro-norte del país.
Se observa que consumo es proporcional a la DGD.
0
2
4
6
8
10
12
14
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Con
sum
o es
pecí
fico
R [
m3/
d]
DGD (dia)
Q_R_espec(resto País)
Q_R_espec(BB)
Bajas temperaturas
Por qué el consumo es proporcional al la DGD?
S.Gil
Interior
A Temperatura Tref
Exterior
A Temperatura Texterior
Flujo calor
Envolvente
aDGDkQcal _⋅≈
( ) ( )ExtRefExtRef TTKTTlAk
dtdQP −⋅=−⋅
⋅−==
( )∑ −⋅=dias
iExtRefcal tTTKQ )(
Variación de Déficit Grado Día con la Temperatura de Referencia
0
500
1.000
1.500
2.000
15 16 17 18 19 20 21 22
Defic
it G
rado
Dia
(ºC.
d)
Temperatura de referencia (ºC)
Buenos Aires Calefacción 2013
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T(ºC
)
Mes
Tref
-60%
-40%
-20%
0%
20%
40%
60%
15 16 17 18 19 20 21
Ahor
ro %
Temperatura de referencia (ºC)
Buenos Aires Calefacción
10C10C
20 %20 %
Una variación de 1 0C equivale a 20% de variación en el consumo
Consumo es proporcional al DGD Podemos estimar el ahorro en función de la Temperatura de
Referencia En invierno, en los días más fríos (picos) el consumo de calefacción es de 50 Mill. m3/día. 10% de este consumo son 5 Mill. m3/día.
Experiencia Internacional
EE.UU. Y Gran Bretaña: “Have you ever heard that ‘reducing your thermostat setting by 1°C (1.8°F) can cut your heating bill by 10%.” Una variación de 1 0C equivale a 5% a 10% de variación en el consumo. Por qué difiere?
0
500
1.000
1.500
2.000
15 16 17 18 19 20 21 2
Defic
it G
rado
Dia
(ºC.
d)
Temperatura de referencia (ºC)
Buenos Aires Calefacción 2013
y = 355,4x - 2861R² = 0,9997
01.0002.0003.0004.0005.0006.000
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Defic
it G
rado
Dia
(ºC.
d)
Temperatura de refeencia (ºC)
Bariloche
2006
Lineal (2006)
-5
0
5
10
15
20
25
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T(ºC
)
Mes
Bariloche Año=2006 DGD_c=3514, DGD_r=0
Variación del DGD con la Temperatura de Referencia Bariloche
Consumo es proporcional al DGD Podemos estimar el ahorro en función de la Temperatura de
Referencia
-30%
-20%
-10%
0%
10%
20%
30%
15 16 17 18 19 20 21 22
Ahor
ro %
Temperatura de referencia (ºC)
Bariloche
10%
10%
1ºC 1ºC
Una variación de 1 0C equivale a 10% de variación en el consumo
Coincidente con la experiencia internacional
Zonas frías y templadas
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T(ºC
)
Mes
GBA Año=2007 DGD_c=1026 DGD_r=902
-5
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T(ºC
)
Mes
Bariloche Año=2006 DGD_c=3514, DGD_r=9,75
Conclusión Por cada grado que se aumenta la
temperatura de seteo de la calefacción el consumo aumenta en 10 % al 20%
Sería importante hacer una estudio de “campo” Intervenir en uno o más edificios (Públicos?), y monitorear el consumos de calefacción y refrigeración, a lo largo de 1 año con variaciones en el seto de los termostatos.
De comprobarse cierto estas predicciones, incorporar en la normativa la obligatoriedad de termostatos en artefactos y edificios.
Educar a los usuarios a un uso eficiente de los mismos
S. Gil -UNSAM 2014 38
Conclusiones No subsidiar el consumo, si la eficiencia Un programa de recambio de equipos de
calentamiento de agua se amortiza en 2 o 3 años y a lo largo de su vida útil genera ahorros muy significativos en importación. Promover y educar a los usuarios en el uso
responsable de la energía Hacer mandatorio el etiquetado artefactos y
viviendas. Bajar el costo de la eficiencia. Importancia de los termostatos Invertir más en el desarrollo e investigación
en eficiencia energética.
Posibilidades de ahorro de gas
Acciones Potencial Ahorro
Implementación parcial (≈50%)
[Mm3/día]
Implementación completa
[Mm3/día] Mejora en el aislamiento térmico de viviendas. 10 20 Eliminación de pilotos en calefones y mejora en eficiencia en termotanque
1,5 3 Promover un uso racional en el Sur de la Argentina 2 4 Etiquetado y estimulo al ahorro 1 1.5* Calefactores híbridos
Solar -gas 2,5 5 *
TOTAL(Millones m3/día) ≈ 17 ≈ 33
Comparable a las importaciones de gas
0
10
20
30
40
2009 2010 2011 2012 2013
Mill
ones
m3 /
día
Importación Gas 35 Mill. m3/d
S. Gil -UNSAM 2014
La energía más limpia y barata… es la que no se consume
S. Gil -UNSAM 2014
Muchas Gracias
UNSAM 2014
S. Gil - Marzo 2011 - UNSAM ENARGAS - GD - S.Gil 2010 42
Características de consumo Residencial en el sur
A una misma temperatura, el consumo por usuario
en el sur es el doble que en el resto del País
0
5
10
15
20
- 5 10 15 20 25 30Con
sum
o es
pecí
fico
R
[m3/
d]
Temparatura media mensual [°C]
Residencial -SUR Vs. Resto del País 1993-2012
Q_R_espec(sur)Q_R_esp(resto País)
Consumo residencial y Temperatura
La distribución de usuarios, sin factura mínima, en Argentina sigue una distribución log-normal.
02468
101214161820
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Con
sum
o es
pecí
fico
R [
m3 /d
]
DGD (día)
Q_R_espec(sur)
Q_R_espec(resto País)
Q_R_espec(BB)
Usuarios del sur
Usuarios centro-norte Bajas temparaturas
Usuarios de Bahía Blanca
R. Prieto- S.Gil Sep.2013 ELUREE
0
200
400
600
8000
500
1.00
0
1.50
0
2.00
0
2.50
0
3.00
0
3.50
0
4.00
0
4.50
0
5.00
0Cons
umo
Cal.[
kWh/
m2 .a
ño]
DGD [°C año]
Port
ugal
Espa
ña Fran
ciaAl
eman
iaIn
glat
erra
Suec
ia
Noru
ega
Sur Argentina
Fin de la presentación
Muchas Gracias
UNSAM 2014
Eficiencia Energética es una fuente de energía de bajo costo que no
contamina,
UNSAM 2014
Acondicionamiento térmico de interiores
Aproximadamente el 18% (igual 58% del 31%) del total de la energía se utiliza en acondicionamiento térmico de ambientes (calefacción y aire acondicionado).
Temperaturas Tierra - Buenos Aires
11
13
15
17
19
21
23
25
27
0 1 2 3 4 5 6
T (ºC
)
z (m)
T ≈ 18,2 ºC
T ≈ 19,8 ºCVerano (enero)
Invierno (julio)
Información inferida a partir de los datos medidos
47
A una profundidad ≈ 1 - 5 m, la T del suelo es muy próxima a la T de confort todo el año.
Vivienda con tubos enterrados Acondicionamiento Térmico
48
0
5
10
15
20
25
30
35
0 7 14 21 28 35 42 49
T (°C
)
t (días)
T_Entrada (°C)
T_Salida (°C)
T_Salida= 21,5 ± 1,5 °C
Experimento CasaE de BASF
T=25 ºC
T=18 ºC
Las temperaturas de salida del tubo están siempre en la zona de confort (18 ºC a 25 ºC)!!! 49 Referencia: www.lacasae.com.ar
Potenciales ahorros de Energía DGD_R, DGD_C y DGDtotal
Buenos Aires 2010 2011 2012 Promedio Porcentaje
DGD_R 259 205 289 251 21%
DGD_C 959 1000 951 970 79%
DGDtotal 1218 1205 1240 1221 100%
Exterior Tubos Factor de Ahorro
DGD_R 56 5,5 90%
DGD_C 1002 332 67%
DGDtotal 1058 338 68%
16/03/12 hasta 23/11/12
Calefacción
Refrigeración
Refrigeración Calefacción Ahorro
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S. Gil - Dic.2013 UNC
Precios de la Energía en Argentina
Ref: Los precios del gas y la electricidad. Proyectos Energéticos, P. 14, Octubre 2013
Decreto 140/2007 Declaró de interés y prioridad nacional el uso
racional y eficiente de la energía y puso en vigencia el Programa Nacional de Uso Racional y Eficiente de la Energía (PRONURE).
Las acciones a desarrollar en el corto plazo es de iniciar las gestiones conducentes al establecimiento de un régimen de etiquetado de eficiencia energética para ser aplicados a la producción, importación y/o comercialización de equipos consumidores de energía.
UNSAM 2014
Decreto 140/2007 Etiquetado de Eficiencia Energética
Establecer niveles máximos de consumo
específico de energía, o mínimos de eficiencia energética, de máquinas y/o artefactos consumidores de energía fabricados y/o comercializados en el país, basado en indicadores técnicos pertinentes.
UNSAM 2014