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Eficiencia energética en la industriaEnfoque integral
Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias
Manuel Fernández Montiel
Agosto 2016
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Contenido
• Compromisos nacionales e internacionales en materia de calentamiento global
• Consumos de energía en la industria– Intensidad energética nacional
– Electricidad
– Energía térmica relacionada a combustibles
• ¿Por qué la industria debe disminuir su consumo energético?
• Estrategias y programas para disminuir el consumo de energía– Sistemas de gestión de la energía
– Energías limpias
• Proyectos del INEEL relacionados a eficiencia energética– Políticas públicas
– Eficiencia energética
– Cogeneración eficiente
• Conclusiones
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Compromisos en materia del calentamiento global
• La ruta planteada en la LGCC (1) es reducir en el 2050 el 50% de emisiones con respecto a las emisiones del 2000
• En el 2024, 35% de la energía eléctrica debe proceder de energías limpias
• Compromisos de México a nivel internacional al 2030 (2):
– Compromiso no condicionado del 25% de sus emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y de Contaminantes Climáticos de Vida Corta (bajo BAU) al año 2030
─ Este compromiso implica una reducción del 22% de GEI y una reducción del 51% de Carbono Negro1
─ La intensidad de emisiones por unidad de PIB se reduce alrededor de 40% en el periodo del 2013 al 2030
(1) Ley General de Cambio Climático
(2) Fuente: “México Comunica a Las Naciones Unidas sus Compromisos de Mitigación y Adaptación ante el Cambio Climático para el Período 2020 – 2030” emitido por el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático
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Intensidad energética
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ño
200
1Tendencia del crecimiento del consumo nacional de energía y el PIB de México
Indice de Consumo nacional de energía Indice de PIB nacional
• El crecimiento del consumo de energía muestra el inicio de una desvinculación en 2014 respecto al
crecimiento económico del país (34% vs 38%).
• En el período, el crecimiento del PIB estuvo por debajo del crecimiento en el consumo de energía.
Fuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015.
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Intensidad energética en México
500
550
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750
Índice de Intensidad energética (kJ/$ producido)
• A partir del 2009 se inicia una declinación en el índice de intensidad energética.
• El Índice de Intensidad Energética del 2015 es menor al del 2001 (598 kJ/$ vs. 626 kJ/$). Se espera mantener
esa tendencia.
Fuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015.
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35%
39%
5%
4%
7% 8%
2%
Consumo final energético en la industria (1,568.44) - 2014
Electricidad
Gas seco
Carbón
Coque de carbón
Coque de petróleo
Petrolíferos
Bagazo de caña
Energía solar
Consumos de energía en la industria
Fuente: Balance Nacional de Energía 2014, SENER
19%
46%3%
32%
Consumo energético total en México (4,895 PJ) - 2014
Residencial, comercial y público
Transporte
Agropecuario
Industrial
Nota: Energía destinada a la combustión en los procesos y actividades económicas
Aproximadamente 42% del gas seco se importó en 2014
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Consumo final de energía del sector industrial –
subsectores (PJ/año)
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200
250
2000 2003 2006 2009 2012 2015
Siderurgia Química Azúcar Petroquímica de PEMEX Cemento
Minería Celulosa y papel Vidrio Cerveza y malta Fertilizantes
Automotriz Aguas envasadas Construcción Hule Tabaco
Nota: No se incluye lo que en el Sistema de Información Energética corresponde a OTRAS RAMASFuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015
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Consumo final de energía del sector industrial –
subsectores (PJ/año)
Por ejemplo, de acuerdo a la Base de Indicadores de Eficiencia Energética de CONUEE:
• Hoy el sector manufacturero consume 12% menos energía para el mismo VA que hace 20 años
• La industria cementera ha incrementado en forma importante el consumo de energía en los últimos 15 años (70%), pero solo ha disminuido en 3% su intensidad energética en los últimos 24 años
• La industria acerera consume 50% menos energía para producir la misma tonelada de acero que hace 24 años
• La industria de la celulosa y el papel consume 41.4% menos energía para producir la misma tonelada de papel que hace 20 años, sin embargo su producción se incrementó 72%
• La industria Azucarera consume 79.5% menos energía para producir la misma tonelada de azúcar que hace 20 años, sin embargo su producción se incrementó 74%
• NOTA: La eficiencia térmica de generación de electricidad del SEN ha mejorado de 34% a 41% en 24 años.
Fuente: “La eficiencia energética global: Una receta para el éxito”, Mtro. Juan Ignacio Navarrete Barbosa, CONUEE, Dirección General Adjunta de Políticas y Programas, presentado en el curso de actualización en Sistemas energéticos del consejo mundial de energía (WEC)
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Comparación de la evolución de la intensidad energética
del sector industrial
Esto muestra que
en la actualidad, la
productividad de la
industria en el
mundo es similar
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1971
1972
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2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Intensidad energética del sector industrial (toe por 1000 USD @2005ppp)
Alemania Japón México Estados Unidos
Fuente: Base de datos de la Agencia Internacional de Energía (AIE).
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Consumos de energía en la industria
El sector Industrial es un consumidor intensivo de energía térmica
• Solo 35% de los 1,565 PJ que utiliza la industria corresponden a electricidad
¿Por qué utilizar más este insumo?
o Para optimizar los procesos
o Para contar con energía limpia y de calidad más uniforme
• Hay oportunidades en disminuir los consumos de electricidad, pero también
de combustibles fósiles aprovechando sinergias entre ambos
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¿Por qué la industria debe disminuir su consumo
energético?
• Para ser más competitiva nacional e internacionalmente
• Para destinar a los procesos sustantivos, los recursos que se ahorren por disminuir el
consumo energético
• Al ser consumidor calificado y disminuir el consumo de electricidad, requerir menor
número de Certificados de Energías Limpias (CEL’s)
• Para disminuir la huella de carbono
• Para apoyar la seguridad energética del país
Se estima que para un incremento máximo de 2°C en el 2050
• La eficiencia energética en el uso final (electricidad y combustibles) contribuirá con el 38%
• Las energías renovables con el 30%
La importancia de la eficiencia energética
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Estrategias y programas para disminuir el consumo de
energía – Sistemas de gestión de energía (SiGEn)
Junio 2011 se emite la norma internacional ISO 50001, cuya aplicación global contribuirá a una mayordisponibilidad de suministro de energía, mejora de competitividad y a un impacto positivo sobre el cambioclimático
Fases propuestas en ISO 50001:1. Planeación – definir condición de referencia,
establecer objetivos, metas, indicadores y acciones para buscar resultados de acuerdo a la política
2. Ejecución – Implementar las acciones3. Verificación – Monitorear y medir los procesos, así
como las características clave de las operaciones para establecer cual es el desempeño comparando contra la política y los objetivos
4. Revisión – Tomar acciones en forma continua y sistemática para mejorar el desempeño energético
En México la Norma equivalente es:NMX-J-SAA-50001-ANCE-IMNC-2011• Sistemas de gestión de la energía eléctrica –
Requisitos con orientación para su uso
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Situación en México
• En 2014 se implementaron Disposiciones Administrativas de carácter general para eficiencia energética.
– En inmuebles, flotas vehiculares e instalaciones industriales de la Administración Pública Federal.
• Los resultados relevantes obtenidos por la aplicación de dichas disposiciones en 2014fueron:
– Un ahorro de electricidad de 20.59 GWh
• Representa una disminución del consumo de energía de 4.5%.
– Un ahorro económico aproximado de 37 millones de pesos en la facturación eléctrica.
– Una reducción de 10,291 toneladas de CO2 equivalente. .
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Industria automotriz – Metas a nivel internacional de
algunas armadoras
Fuente: Informes de sustentabilidad de las armadoras referidas (2014 – 2015)
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Estrategias y programas para disminuir el consumo de
energía – Sistemas de gestión de energía / Componentes
Realizar “benchmark” energético
Propuestas de optimización energética
de los procesos industriales
Definición de Cartera de proyecto(s)
Estudio de viabilidad técnica:
Requerimientos eléctricosDisponibilidad de
combustiblesRestricciones de espacio
Distancia a transmitir energía térmica
Sistema eléctricoOtros
Factibilidad económica
Ejecución de proyecto(s)
Definir características de
proyecto(s)
Identificar metas energéticas
Política de energía
si
no
Medición y monitoreo
Revisión y evaluación
Ajustessi
Continuar
no
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Estrategias y programas para disminuir el consumo de
energía – Sistemas de gestión de energía / Clasificación
de proyectos
• CORTO PLAZO– Nula o baja inversión
– Involucran cambios operativos o de cultura
– Impacto inmediato
– Rápida recuperación de la inversión
• MEDIANO PLAZO– Modificación parcial de procesos
– Inversión de baja a media
• LARGO PLAZO– Cambio de tecnología
– Inversión importante
– Recuperación de inversión debe fluctuar entre 3 y 4 años
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Estrategias y programas para disminuir el consumo de
energía – Sistemas de gestión de energía / Clasificación
de proyectos
• CORTO PLAZO– Cambio de lámparas en sistemas de iluminación
Focos ahorradores
LED’s
– Cambio de modos de operación
En industrias que tienen para una misma función un motor eléctrico y una turbina de vapor, utilizar el motor eléctrico
– Disminuir o evitar fugas mediante programas de mantenimiento bien establecidos (eléctricas y térmicas)
Sistemas de aire comprimido
Vapor
Distribución de energía
• MEDIANO PLAZO– Cambios en las condiciones de operación
Presión
Temperatura
Tensión eléctrica
− Aprovechamiento de corrientes de deshecho en los procesos para la generación de electricidad o energía térmica
• LARGO PLAZO– Sistemas de cogeneración eficiente
– Utilización de sistemas de generación con energías limpias
– Cambio de sistemas de acondicionamiento de aire
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Caso de Ejemplo - Pasos recomendados en un proyecto
de cogeneración
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Caso de Ejemplo - Pasos recomendados en un proyecto
de cogeneración
• Se reduce consumo de combustible (marginal)• Se puede producir de 6 a 7 veces más energía eléctrica y la misma energía térmica• La energía eléctrica excedente se puede aprovechar mediante un esquema de autoabasto o para venta• Inversión en planta eléctrica y subestación
Energías como:
• Solar (fotovoltaica y térmica)
• Cogeneración eficiente
• Minihidráulica
• Celdas de combustible
Pueden ser utilizadas en la industria para abastecer electricidad
• De acuerdo a la Ley de la Industria Eléctrica (LIE) y la Ley de Transición Energética (LTE) se consideran energías limpias:– Eólica
– Solar: Fotovoltaica y Termosolar
– Las de los océanos
– Nuclear
– Hidráulica: ciadas de agua y minihidráulica
– Cogeneración eficiente
– Las que utilicen el H2 como combustible
– Celdas de combustible
– Biomasa y biocombustibles
– Geotérmica
Energías limpias
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Proyectos del INEEL relacionados a eficiencia energética
• Políticas públicas– Programa del horario de verano
– Participación en comités y desarrollo de la normatividad para mejorar la eficiencia de:
• Refrigeradores
• Bombas de agua (domésticas, sumergibles y de pozo profundo)
• Luminarias para alumbrado
• Alumbrado para edificios
• Eficiencia energética– Diagnósticos energéticos térmicos y eléctricos
• Instalaciones industriales de PEMEX
• Centrales generadoras de CFE
• Empresas privadas
• Cogeneración– Medición para la certificación de cogeneración eficiente (autorizado por la CRE)
– Definición del potencial de Cogeneración de PEMEX
– Apoyo a PEMEX en su estrategia de cogeneración
– Términos de referencia del proyecto de Nuevo Pemex
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Conclusiones
• En la industria, implementar Sistemas para la Gestión de Energía permite:– Contar con recursos adicionales para los procesos sustantivos
– Mejorar la competitividad de las empresas
– Reducir la huella de carbono
– En el caso mexicano, para optimizar el uso de la electricidad y planear mejor su incursión al mercado eléctrico
– Incursionar en sistemas propios para generación limpia
• La eficiencia energética es un medio importante para lograr una contribución significativa en la reducción del GEI
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Gracias por su atención
Manuel Fernández Montiel
Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL)