metrologia anese

USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA Y SISTEMAS DE MONITORIZACIÓN Y GESTIÓN ENERGÉTICA:

MEDIR PARA EVALUAR Y GESTIONAR

Rafael Herrero Presidente

Persona Esica o jurídica que proporciona servicios energéOcos o de mejora de la eficiencia energéOca en las instalaciones o locales de un usuario y afronta cierto grado de riesgo económico al hacerlo. El pago de los servicios prestados se basará (en parte o totalmente) en la obtención de mejoras de la eficiencia energéOca y en el cumplimiento de los demás requisitos de rendimiento convenidos (ArZculo 3.i DirecOva 2006/32/CE)

ESE: Empresa de Servicios

EnergéOcos

POCAS FUERZAS HUMANAS SON TAN FUERTES COMO UNA VISIÓN

COMPARTIDA

Peter Senger – La quinta disciplina

ALCANZAR EL DESARROLLO SOSTENIBLE DE NUESTRA SOCIEDAD REDUCIENDO EL CONSUMO DE LA ENERGÍA Y LAS EMISIONES CONTAMINANTES UTILIZANDO LOS RECURSOS NATURALES Y TECNOLÓGICOS DE FORMA EFICIENTE

VISIÓN

FACILITAR EL CRECIMIENTO DEL MERCADO DEL AHORRO Y LA EFICIENCIA ENERGÉTICA IMPULSANDO EL DESARROLLO DE LAS EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS

MISIÓN

COMPROMISO TRANSPARENCIA RIGOR VISIÓN INTEGRADORA AFÁN DE SUPERACIÓN TRABAJO EN EQUIPO

VALORES

© anese, 2011

Fuente Agencia Internacional de la Energía WEO 2011

Demanda de Energía Primaria Mundial Aumentó el 5% en 2010

El dilema energético

Record de Emisiones de CO2

Intensidad Energética Empeoró

4/5 Partes de las Emisiones están “Comprometidas”

Sin nuevas políticas nos encaminamos a un aumento de 6ºC o más

© anese, 2011

170.000

210.000

250.000

290.000

330.000

370.000

410.000

450.000

1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020

kton

CO

2eq/

año

Emisiones CO2eq

Objetivo 20-20-20

La Eficiencia Energética, el principal contribuidor a la resolución de este dilema

El 60% de la reducción de las emisiones mundiales de CO2 relacionadas con la energía en 2020 se conseguirá gracias a las medidas de eficiencia energética

La tendencia creciente de los precios energéticos, el comercio de los derechos de emisión y el triple compromiso 20-20-20 de la Unión Europea demandan la Eficiencia Energética.

60%

Fuente: IEA

La tendencia creciente en los precios energéticos contribuye a hacer más atractivos los periodos de retorno de los proyectos de Eficiencia Energética

Reducción del 20% de las emisiones GEI respecto a 1990

Fuente: MITYC

90110130150170190210230250

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

€/MWh

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Años

Evolución precios electricidad (Fuente: Eurostat)Previsión de precios electricidad (Fuente: interna)Pay-back proyecto

© anese, 2011

Eficiencia Energética - Acciones correctoras

Plan de Eficiencia Energética 2012 - 2020 Comisión Europea (Marzo 2011)

La Unión Europea no está en el camino para cumplir los objetivos marcados para el 2020

Borrador Directiva de Eficiencia Energética Comisión Europea (Junio 2011)

Se estima necesario actualizar el marco legal de la Eficiencia Energética con una Directiva que asuma el objetivo general de ahorrar un 20% antes del 2020, y que refuerce las directivas de Cogeneración (2004/8/EC) y los Servicios Energéticos (2006/32/EC)

Objetivo 20-20-20

El Plan de Eficiencia Energética 2012 – 2020 y la Directiva de Eficiencia Energética (en borrador) pretenden establecer las medidas necesarias para cumplir con el triple objetivo 20-20-20.

© anese, 2011

Eficiencia Energética – Beneficios

Eficiencia Energética

COMPETIVIDAD •  Reducción de la factura energética

•  Creación de empleo

•  Efecto positivo sobre el I+D+i

SEGURIDAD DE SUMINISTRO •  Reducción de la dependencia energética del exterior

•  Mejora del balance energético

SOSTENIBILIDAD •  Reducción de las emisiones de CO2

•  Disminución de la degradación medioambiental

© anese, 2011

Eficiencia Energética – Realidad

4.996 40%

5.567 45%

295 2%

1.665 13%

Ahorro Acumulado 2020 (ktep)

INDUSTRIA

EDIFICACIÓN Y EQUIPAMIENTO

SERVICIOS PÚBLICOS

AGRICULTURA Y PESCA

BASES EMPRESARIALES 2.151 25%

5.096 59%

131 1%

1.289 15%

Ahorro Acumulado 2016 (ktep)

INDUSTRIA

EDIFICACIÓN Y EQUIPAMIENTO

SERVICIOS PÚBLICOS

AGRICULTURA Y PESCA

-‐

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

EQUIVALENCIA EN LUMINARIAS A CAMBIAR

EQUIVALENCIA EN PANELES SOLARES DE VACIO

EQUIVALENCIA EN SUSTITUCIONES CALDERAS DE 100 Kw

220.483

3.197.238

50.372

EQUIVALENCIAS AHORROS A 2020

MODELO ECONÓMICO 1 : Ahorros ComparOdos

Cliente

Empresa Servicios

EnergéOcos Préstam

o

Pago de la deuda

EnOdad Financiera

€

•  ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTO ESE : Ahorros ComparCdos

•  Podemos dividir el proceso de un proyecto ESE en tres etapas: a).-‐ Antes de la realización del proyecto. Aún no se han realizado inversiones y, por lo tanto, no se ha aprovechado el potencial de ahorros energéCcos y económicos. b).-‐ Duración del contrato (Ppicamente 3 a 15 años). Una vez realizado el proyecto, y durante un Cempo menor a la vida úCl del mismo, los ahorros son comparCdos entre el usuario y la ESE hasta la recuperación de su inversión. Los equipos son propiedad de la ESE . La operación y mantenimiento corren por cuenta de la ESE. c).-‐ Vida úCl después del período de contrato. Los equipos son ya propiedad del usuario de energía (contrato de compra-‐venta con un precio nulo) y todos los ahorros generados son en beneficio del usuario de energía, quien se responsabiliza de la operación y mantenimiento; ya no existe relación contractual.


•  ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTO ESE : Ahorros ComparCdos

•  La gráfica muestra esquemáCcamente la comparCción de los ahorros económicos generados por los proyectos ESE, considerando tres etapas. En la etapa (b), que comprende la duración del Contrato de Desempeño y, por lo tanto, la relación económica entre la ESE y el usuario de energía, los ahorros económicos generados por el proyecto se comparten de manera de pagar por un lado los equipos y servicios de la ESE (zona roja) y, por el otro, generar ahorros económicos para su cliente (zona verde). En la etapa (c), una vez que se ha terminado la relación contractual, y los equipos y sistemas han pasado a ser propiedad del usuario de energía, este disfruta de la totalidad de los ahorros económicos generados.

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%

ANTES DURANTE DESPUÉS

AHORRO DEL USUARIO

PAGO A ESE

FACTURACIÓN


MODELO ECONÓMICO 2 : Ahorros garanOzados

Empresa Servicios

EnergéOcos

EnOdad Financiera

Cliente

El Cliente reembolsa el préstamo al

banco

Si los ahorros no se cumplen, la ESE rembolsará la diferencia

El Cliente se queda con el 100% de los ahorros

El Banco presta al cliente quien provee

garanZas

Ahorros EnergéOcos

€

El Cliente paga a la ESCO después de la

implementación según el desempeño

•  ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTO ESE : Ahorros GaranCzados

•  En este caso las fases del proyecto en formato Ahorros GaranCzados son:

a).-‐ La ESE propone y estructura el proyecto de implantación de las medidas de Eficiencia EnergéCca evaluando el valor de la inversión en equipamiento y servicios así como los ahorros de consumo que se obtendrán.

b).-‐ El cliente paga el importe total del proyecto a la ESE que lo implementa

c).-‐ Durante la duración del contrato la ESE opera y manCene las medidas de eficiencia instaladas

d).-‐ De acuerdo al contrato, una enCdad independiente cerCfican el ahorro conseguido. En el caso de no alcanzarse los objeCvos de ahorro la ESE aporta la diferencia al cliente


•  ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTO ESE : Ahorros GaranCzados

•  En este caso la gráfica muestra como durante la duración del contrato el 100% de los ahorros repercuten en la propiedad además de estar garanCzados por la empresa de servicios energéCcos que opera y manCene el sistema implementado.

•  Después de alcanzado el objeCvo de ahorro recogido en el contrato , la propiedad dispone libremente de los equipos y sistemas.

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%

ANTES DURANTE DESPUÉS

AHORRO GARANTIZADO

AHORRO

COSTES ENERGÉTICOS


•  BASES CONTRACTUALES Modelo Ahorros ComparCdos •  «Contrato de rendimiento energéOco EPC», el acuerdo contractual entre el beneficiario y la Empresa de

Servicios EnergéCcos de una medida de mejora de la eficiencia energéCca, cuando las inversiones en dicha medida se abonen respecto de un nivel de mejora de la eficiencia energéCca convenido por contrato

•  «Financiación de la inversión por parte de ESE», el acuerdo contractual recoge el nivel de inversión que será necesario realizar por parte de ESE para la instalación de las medidas energéCcas diseñadas . Una vez realizadas las inversiones la ESE cobrará al beneficiario un canon equivalente a una parte del ahorro de energía obtenido como resultado de una medida de mejora de la eficiencia energéCca.


•  UNA ESE BASA SU NEGOCIO EN LA “EXISTENCIA DEL AHORRO ENERGÉTICO”

•  «SI NO EXISTE AHORRO LA ESE NO PUEDE COMPARTIR EL RÉDITO ECONÓMICO O BIEN SERÁ PENALIZADA»,

•  «LA GESTIÓN DE LA INSTALACIÓN ES VITAL E IMPRESCINDIBLE PARA LA CONTABILIDAD ENERGÉTICA»

BASE EMPRESARIAL DE UN PROYECTO ESE

CADENA DE VALOR DEL SERVICIO ENERGÉTICO

COMERCIAL AUDITORÍA INGENIERÍA ANÁLISIS FINANCIERO

FASE 1

INSTALACIÓN MAES

MONITORIZACIÓN CONTABILIDAD ENERGÉTICA

MANTENIMIENTO PREVENTIVO

MANTENIMIENTO CORRECTIVO

FASE 2

RENDIMIENTO : el factor diferencial

MONITORIZACIÓN CONTABILIDAD ENERGÉTICA

MANTENIMIENTO PREVENTIVO

MANTENIMIENTO CORRECTIVO

•  Alarmas •  Límites de funcionamiento •  Consignas •  Actuación Remota

•  Análisis ConCnuo •  Patrones de Funcionamiento •  Análisis de Rendimiento •  Análisis de PrácCcas y Métodos

•  Disponibilidad •  Mejoras de rendimiento •  OperaCvidad

•  Nivel de Servicio •  Mejora de la disponibilidad •  Inversión

MONITORIZACIÓN

PATRONES

¿QUIEN CERTIFICA AL QUE CERTIFICA?

CerCfied Energy Manager

PROTOCOLO DE MEDIDA Y VERIFICACIÓN

¿Cómo medimos / calculamos la Energía de Referencia?

MEDIDA Y VERIFICACIÓN

La M en la M&V representa:

MEDIDA

NO MONITORIZACIÓN (La monitorización es una acOvidad que Oene lugar después de la Medida de los ahorros. La monitorización es la evaluación de los ahorros y la toma de acciones necesarias.)

CONTRATOS DE RENDIMIENTO ENERGÉTICO La M&V juega un papel críOco en los Contratos de Rendimiento EnergéOco:

•  Maximiza los ahorros y la conOnuidad de los ahorros por encima de los términos del contrato.

•  Documenta qué ahorros se lograron y actúa como “caja registradora” para el pago o el alcance de los objeOvos (garanZa).

Los Contratos de Rendimiento EnergéOco reparten los costes y los beneficios de la precisión de la M&V entre la ESE y el cliente. Hay que considerar cuidadosamente todas las moOvaciones del contrato para cada una de las partes antes de diseñar el plan de M&V. Adjuntar el plan de M&V al contrato.

MEDIR LOS AHORROS ???

Los ahorros son la ausencia de consumo de energía. •  No podemos medir lo que no tenemos. •  ¡No medimos los ahorros directamente!

•  Debemos medir el consumo de energía.

•  Debemos analizar los consumos de energía medidos para determinar los ahorros.

REFERENCIA NOTACIONAL

Energía Medida

¿Qué estamos midiendo? : ENERGÍA


¿Qué estamos midiendo? : AUSENCIA DE ENERGÍA


ECUACIÓN BÁSICA DEL IPMV

La ecuación básica de ahorro #1 del IPMVP es: Ahorros determinados para cualquier periodo = Energía (Periodo de referencia) -‐ Energía (Periodo demostraOvo de ahorro) +/-‐ Ajustes Un ejemplo de por qué se necesitan ajustes: Se implementó una mejora de eficiencia en la instalación pero la producción de la planta fue menor este año que el anterior. ¿Qué canOdad de la disminución del coste se debe a la mejora, y qué canOdad se debe a la disminución de la producción?

CUANTO MEDIR

DOS MÉTODOS BÁSICOS 1-‐ Método de verificación de toda la instalación •  Mide todos los efectos en la instalación: •  Mejoras Y otros cambios (intencionados o no intencionados). •  Suele uOlizar los contadores de las empresas suministradoras. •  Los ajustes pueden ser complejos. 2-‐ Método de verificación aislada de medidas de mejora de eficiencia energéOca (MMEE) •  Únicamente mide el efecto de la mejora •  Los ahorros no se ven afectados por los cambios más alla del límite de •  medida. •  Normalmente es necesario la instalación de un nuevo equipo de medida. •  Los ajustes pueden ser simples.

PASOS BÁSICOS EN LA M&V DE AHORROS Pasos básicos en la M&V 1-‐ Antes de la implementación de un proyecto de eficiencia energéOca: •  a) Diseñar el proceso de M&V •  b) Obtener los datos del periodo de referencia (con todas las condiciones

de operación y del consumo de energía) •  c) Documentar el plan de M&V .

2-‐ Después de la implementación del proyecto: •  a) Verificar que los equipos/sistemas hayan sido instalados

correctamente y estén trabajando según las especificaciones. •  b) Calibrar los aparatos de medida si es necesario. •  c) Obtener los datos del consumo energéOco y de operación. •  d) Calcular los ahorros tal y como se define en el plan de M&V.

PASO 1 A: Diseño del Proceso •  Establecer el límite de medida definiendo qué hay que medir.

•  Decidir cuanto Oempo se debe medir.

•  Considerar factores como:

•  la complejidad de las MMEE y de la instalación. •  la estabilidad de los datos del periodo de referencia. •  la variabilidad de las cargas de los equipos y de las horas de

funcionamiento. •  los impactos de consumo energéOco no medidos más alla de

cualquier límite de medida inferior a la instalación completa. •  la necesidad de un control conOnuo o una “prueba del

funcionamiento” durante un periodo reducido.

PASO 1 B: Recopilación de Datos del Período de Referencia •  Obtener información, dentro de los límites de medida, para el

periodo de referencia sobre:

•  Consumos (y demanda) de energía

•  Variables independientes: datos de producción de la planta, datos climatológicos,...

•  Factores estáOcos: Inventario de equipos, caracterísOcas construcOvas • Ocupación Procedimientos de operación, consignas, averías

Este Opo de información se suele obtener como parte de una auditoría energéOca Zpica.

EJEMPLO DE PROYECTO DE M&V: Fábrica de Fundición de Acero

EJEMPLO DE PROYECTO DE M&V: Definición del Límite de Medida

EJEMPLO DE PROYECTO DE M&V: Definición del Límite de Medida Para definir el límite de medida, hay que decidir: •  ¿Que afecta al consumo energéOco dentro del límite?

•  Tasa de producción •  Eficiencia del horno •  Temperatura del aire inyectado (en menor grado) •  Temperatura de los lingotes a la entrada (en menor grado)

•  ¿Que efectos están relacionados con el consumo de energía fuera del límite?

•  Menos calor expulsado por el horno (despreciar) •  Consumo adicional de combusOón de aire de los venOladores –

(insignificante)

EJEMPLO DE PROYECTO DE M&V: Plan de M&V Periodo de referencia:

•  Medir el consumo de gas y la producción en conOnuo durante un mes. •  Determinar la relación entre el consumo de gas y la producción

Después de la implantación de la mejora: a) Medir la producción de forma conOnua durante una hora. b) Extrapolar lo que el consumo de gas y la producción del periodo de referencia habrían sido para cada hora del periodo base (punto 2 del apartado anterior). c) Medir el consumo horario de gas de forma conOnua. Consumo de energía evitado = b) menos c )

EJEMPLO DE PROYECTO DE M&V: Modelo del Período de Referencia

El modelo proviene de un análisis de regresiónde los datos de producción del periodo de referencia:

Horno de gas (unidades/h) = 0,4574 * toneladas/h + 3,4078

EJEMPLO DE PROYECTO DE M&V: Datos del Período DemostraOvo

EJEMPLO DE PROYECTO DE M&V: Consumo de Energía Evitado

Para la primera hora: Consumo de gas de referencia ajustado:

(0,4574 * 13,7) + 3,4078 = 9,67 Consumo real de gas, = 6,06 Consumo de gas evitado (ahorros) = 3,61 unidades

RepeOr y sumar para todas las horas. Nota: No se ha realizado ningún cambio en el horno o en el producto desde el test del periodo de referencia, asi que el modelo definido para este periodo conOnua siendo válido. (No son necesarios más ajustes en el periodo de referencia).

¿CUÁNTA M&V ES SUFICIENTE ?

•  El coste total anual para determinar los ahorros debería ser inferior al 10% de los ahorros. (Este es el máximo para situaciones especiales.)

•  Un gasto del 3-‐5% es lo más habitual (para proyectos de ESE)

•  0% es a veces lo elegido (=“ahorro considerado”). Sin mediciones se Oenen ahorros inciertos.

•  El equilibrio coste/precisión es parOcular para cada proyecto

© anese, 2011

www.anese.es [email protected] Tel. 91 131 06 15

C/ Velázquez 53, 2ºI. 28001 Madrid.

RAFAEL HERRERO [email protected]

@rafa_anese

Gestión eficiente de la energía

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