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TECNOLOGÍA Y SERVICIO EN COGENERACIÓN
46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista
Pedro Manuel Roldán – Director de Desarrollo de Negocio 10/07/2013
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46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013
Índice
1 Presentación Sampol.
2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.
3 Tecnología y Sectores.
4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.
5 Ejemplos de Aplicación de la Cogeneración.
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1 Presentación Sampol
Grupo independiente de capital español.
Fundado en 1934.
Facturación en países no-UE: 30%.
Focalización: Instalaciones electromecánicas, energía, telecomunicaciones, sistemas de control y automatización.
Presencia Internacional desde 1980 Tres continentes
1.000 Profesionales
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1 Presentación Sampol
MADRID · CANARIAS · PALMA DE MALLORCA · SEVILLA
COLOMBIA · MÉXICO · R. DOMINICANA · JAMAICA · CABO VERDE · COSTA RICA ·
PANAMÁ
Presencia
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1 Presentación Sampol
U.N. Instalaciones: Dentro de esta Unidad de Negocio, como gestor integral de
obras y servicios, podemos hacer frente a la construcción, suministro e instalación
de equipos, puestas en marcha, así como a los servicios de operación y
mantenimiento derivados.
Una alta especialización técnica nos capacita para hacer estudios de viabilidad e
ingeniería básica y de detalle en instalaciones electromecánicas de todo tipo.
U.N. Energía: desarrollo, ingeniería, ejecución y explotación de Proyectos
Energéticos: Suministro eléctrico y de emergencia, Generación en Base,
Cogeneración, Proyectos Solares… Gestión y Comercialización de la Energía:
Agente del mercado eléctrico español (POOL).
U.N. Integración Tecnológica: desarrolla proyectos y servicios de Ingeniería
Aplicada en los ámbitos de las Telecomunicaciones, la Automatización y la
Integración de Sistemas, proyectos multidisciplinares.
Unidades de Negocio
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c
b
a
46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013
1 Presentación Sampol.
2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.
3 Tecnología y Sectores.
4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.
Ejemplos de Aplicación de la Cogeneración.
Índice
¿Qué es Cogeneración?
Máquinas Térmicas.
Cogeneración, Trigeneración y Tetrageneración.
5
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a
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Es transformar la energía contenida en un combustible, en otros
dos tipos de energía útil, normalmente a través de una maquina
térmica.
• Motores alternativos de combustible liquido o gaseoso
- Ciclo Diésel
- Ciclo Otto
• Turbinas de combustible liquido o gaseoso
- Ciclo Bryton – Joule
• Turbina de vapor:
- Ciclo Rankine
• Ciclo Otto, Diésel o Bryton-Joule+Rankine= Ciclo Combinado
2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.
¿Qué es Cogeneración?
Máquinas Térmicas.
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2 Cogeneración como Motor de Desarrollo
• Se obtiene:
- Energía mecánica en forma de par motor sobre un eje.
- Energía térmica (calorífica y/o frigorífica).
- CO2.
Rendimiento neto hasta un 90%.
c Cogeneración, Trigeneración y Tetrageneración.
• COGENERACIÓN:
- Energía eléctrica y calor alternador + calor.
- Energía mecánica y calor arrastre compresor o bomba +
calor.
En la mayoría de los casos la carga mecánica es un alternador,
así lo consideraremos en adelante.
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2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.
• TRIGENERACIÓN:
- Energía eléctrica + Calor + Frio.
- Elemento clave en Trigeneración Maquina de Absorción.
La máquina de Absorción utiliza como fuente energía, el calor
obtenido en el proceso de Cogeneración, es utilizado para producir
agua enfriada, a una temperatura de entre 5 y 7 ºC.
• TETRAGENERACIÓN:
- Energía eléctrica + Calor + Frio + CO2
- Elemento clave en Tetrageneración Recuperación del CO2:
- Fertilización.
- Bebidas carbónicas.
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c
a
b
Índice
1 Presentación Sampol.
2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.
3 Tecnología y Sectores.
4
5 Ejemplos de Aplicación de la Cogeneración.
Comparación Máquinas Térmicas.
Motor Alternativo de Combustión Interna.
Comparación entre Tecnologías.
6
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Sectores. d
Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.
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3 Tecnología y Sectores.
0.1 1 10 100
Potencia (MW)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Ren
dim
en
to
Turbina Gas (Ciclo Simple)
Ciclo Combinado
Motor Gas (mezcla pobre)
Motor Gas (stequiiometrica)
a Comparación Máquinas Térmicas.
• Máquinas Térmicas en Cogeneración:
- Los de mayor utilización son Motores y Turbinas de Gas.
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3 Tecnología y Sectores.
b Motor Alternativo de Combustión Interna.
• En el rango de 0,3 a 10 MWe, la opción mas utilizada en una
central de cogeneración (coste, disponibilidad, flexibilidad, …)
es el motor de combustión interna a Gas Natural.
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3 Tecnología y Sectores.
c Comparación entre Tecnologías.
COSTE DE INVERSIÓN.
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3 Tecnología y Sectores.
c Comparación entre Tecnologías.
EFICIENCIA MECÁNICA. (Ciclo Simple)
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3 Tecnología y Sectores.
c Comparación entre Tecnologías.
COSTE DE MANTENIMIENTO.
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3 Tecnología y Sectores.
c Comparación entre Tecnologías.
CLICLO DE VIDA. (MANTENIMIENTO MAYOR (h))
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3 Tecnología y Sectores.
c Comparación entre Tecnologías.
NIVEL DE EMISIONES.
>> Biogas y Landfill Gas son neutrales-CO2! >>Las emisiones de SO2 son las responsables de la “llúvia acida”
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3 Tecnología y Sectores.
c Comparación entre Tecnologías.
EMISIONES DE SO2
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• TERCIARIO: Las centrales de Trigeneración son de mayor aplicación.
ET/EE = Relación Energía Térmica / Energía Eléctrica.
- Hospitales, relación media ET/EE, alrededor de 1,25.
- Hoteles, relación media ET/EE, alrededor de 1,20.
- Aeropuertos, relación media ET/EE, alrededor de 1,20.
- Edif. Comerc. y Ofici., relación media ET/EE, alrededor de 1,5.
- Industria Textil, relación media ET/EE, alrededor de 2,5.
• CONDICIONES BASICAS DE UTILIZACIÓN (Técnico-
Económicas):
- A partir de 3,500 horas/año de funcionamiento.
- Curvas de Demanda eléctrica y/o mecánica, y térmicas: uniformes y
paralelas.
- Utilizar combustible apropiado.
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3 Tecnología y Sectores.
d Sectores.
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• INDUSTRIAL:
Prevalecen las centrales de Cogeneración, frente a las de Trigeneración. - Minería y extracción, relación media ET/EE, alrededor de 1,5 - Forestal, relación media ET/EE, alrededor de 0,85 - Agroalimentario, relación media ET/EE, alrededor de 2,25 - Papeleras, relación media ET/EE, alrededor de 2.35 - Química, relación media ET/EE, alrededor de 3 - Industria Textil, relación media ET/EE, alrededor de 2.5 - Cerámicas y cementos, relación media ET/EE, alrededor de 2 - Automóvil y auxiliares, relación media ET/EE, alrededor de 1.65 - Siderometalúrgia, relación media ET/EE, alrededor de 2.5
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3 Tecnología y Sectores.
d Sectores.
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Índice
1 Presentación Sampol.
2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.
3 Tecnología y Sectores.
4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.
5 Ejemplos de Cogeneración.
a Suma de Capacidades.
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• AUMENTO DE LA CAPACIDAD DE LAS REDES:
- Red de Gas.
- Red Eléctrica.
• ALTERNATIVA REAL DE SUMINISTRO:
- Suministro ante fallo de Red (eléctrica), en isla, suministro único..
• MEJORAS CONDICION DE OPERACIÓN:
- Contribuye al alisado de las puntas de demanda Eléctrica y de Gas.
- Mejora en los parámetros de la red eléctrica (V, Cos φ), mejora en la
capacidad de transporte de gas natural. Variaciones suaves en la demanda.
• DISMINUCION DE PERDIDAS:
- Electricidad: De la generación al consumo -> 0 perdidas en Transporte y
Distribución.
- Gas: Disminución del volumen de transporte para un mismo consumo
final de energía.
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4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad
a Suma de capacidades.
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46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013
Índice
1 Presentación Sampol.
2 Cogeneración como Motor de Desarrollo.
3 Tecnología y Sectores.
4 Cogeneración, Redes de Gas y Electricidad.
5 Ejemplos de Cogeneración.
a
b
Centrales con Planta Satélite de GNL.
Suministro desde Gaseoducto.
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5 Ejemplos de Cogeneración
a Centrales con Planta Satélite de GNL.
• COMPLEJOS HOTELEROS:
- Generación en Isla (Zona Caribe).
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• COMPLEJOS HOTELEROS:
Hotel Bahía Príncipe San Juan, República Dominicana.
Potencia Eléctrica Instalada: 3,570 kWe.
Suministro Térmico: Agua Caliente Sanitaria y Vapor.
Capacidad de Almacenamiento GNL (Disposición Vertical): 106 m3
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5 Ejemplos de Cogeneración
a Centrales con Planta Satélite de GNL.
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• COMPLEJOS HOTELEROS:
Hotel Bahía Príncipe El Portillo, República Dominicana.
Potencia Eléctrica Instalada: 2.690 kWe.
Suministro Térmico: Agua Enfriada y Agua Caliente Sanitaria.
Capacidad de Almacenamiento GNL (Disposición Horizontal): 59 m3
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5 Ejemplos de Cogeneración
a Centrales con Planta Satélite de GNL.
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• COMPLEJO HOSPITALARIO:
Hospital Son Llàtzer. Central de Trigeneración.
Potencia eléctrica instalada: 3,35 Me.
Potencia térmica Calorífica: 10 MW.
Potencia térmica Frigorífica: 8,3 MW.
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5 Ejemplos de Cogeneración
b Suministro desde Gaseoducto.
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5 Ejemplos de Cogeneración
b Suministro desde Gaseoducto.
• INDUSTRIA ALIMENTARIA:
Campofrio Food Group, Burgos.
Potencia Eléctrica Instalada: 15 MWe
Suministro Térmico: - Vapor: 36 Tm/h. - Agua Caliente 90 ºC: 6,2 MWt
- Agua Caliente 50 ºC: 3,4 MWt
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• AEROPUERTOS:
Aeropuerto Internacional MADRID-BARAJAS
Central de Trigeneración
Potencia eléctrica instalada: 33 MWe
Potencia térmica Calorífica: Agua sobrecalentada, 33,6 MWt
Potencia térmica Frigorífica: Agua enfriada, 40,2 MWf
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5 Ejemplos de Cogeneración
b Suministro desde Gaseoducto.
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• AEROPUERTOS:
Aeropuerto Internacional MADRID-BARAJAS
Central de Trigeneración.
- Alimentación de combustible duplicados (Gas + Gasoil).
- Central de emergencia del Aeropuerto Cargas Esenciales
- Doble interruptor de grupo, e interconexión a red.
46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 30
5 Ejemplos de Cogeneración
b Suministro desde Gaseoducto.
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A) Escenario “Bussiness as usual” - De no acometerse un plan urgente de recuperación de la rentabilidad razonable se estima que un 40% de las instalaciones cerrarán (*) progresivamente para el 2015.
El efecto en la demanda de gas natural estimado es una reducción progresiva de 35 – 40 TWh/ año para 2015 (un -10% demanda nacional actual)
B) Escenario Mantenimiento del parque actual. Si se implementan soluciones para recuperar la rentabilidad razonable y el segundo ciclo de operación de las plantas.
Se conserva la demanda de gas natural por cogeneración de 85 – 90 TWh / año
C) Escenario Crecimiento previsto en el Plan de acción de ahorro y eficiencia energética PAEE 2011-2020. No se considera probable sin recuperación de la confianza y seguridad jurídica.
Acometer las medidas y desarrollos previstos en el PAEE aprobado implicaría para 2016 el mantenimiento del parque actual y crecimiento en unos 2.000 MW de potencia de cogeneración, con un incremento de demanda de gas asociado de unos 30 TWh/año (un 8% de la demanda nacional actual).
Escenarios 2013-2015 para la cogeneración y su incidencia
en la demanda de Gas Natural
(*) Estimación realizada por acogen en base a situación de rentabilidad actual y plantas que alcanzan los 15 años de operación, al entrar en rentabilidades negativas. Se estima un 50% del parque que alcance los 15 años de operación. Resulta incierto conocer el periodo que aguantarán las plantas asociadas principalmente a industrias, dado que en muchas de ellas no existen otras medios para satisfacer la demanda térmica por lo que la parada de la cogeneración conllevaría parada de actividad industrial.
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46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 33
Conclusiones
- Eficiencia energética ( (<) perdidas y (<) emisiones).
- Posibilidad de regulación y fragmentación de potencia.
- Pieza clave en la Generación Distribuida.
- Aumento de la capacidad de transporte - utilización (Redes
eléctricas y gas).
- Garantía de suministro.
- Pieza clave en la competitividad en la instalación donde
está conectada la cogeneración. Mayor competitividad.
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46ª Reunión del Comité de Seguimiento del Sistema Gasista - Madrid, 10/07/2013 34
Referencias Documentales
- Eficiencia Energética Eléctrica, Tomo I y II. J. Mª Merinero.
Editorial URMO, S.A. Año 2.001.
- Eficiencia Energética Eléctrica, Tomo II. J. Mª Merinero.
Editorial URMO, S.A. Año 2.003.
- Fundamentos de Termodinámica Técnica, Tomo I y II. M.J.
Morán y H.N. Shappiro. Editorial Reverte, S.A. Año 1.998.
- Cogeneración. Mario Villares Martín. FC Editorial. 2ª Edición
2.003.
- The economics of gas combined – cycle operation. Brian Gainey.
Power Generation Technology. 1.999
- Caterpillar: www.cat.com
- Wärtsilä: www.wartsila.com
- Rolls Royce Marine: www.rolls-royce.com/marine
- Jenbacher: www.jenbacher.com
- Cummnis Power Generation: www.cumminspower.com
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Palma de Mallorca – Madrid – Las Palmas – Barcelona – Sevilla
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07009 Palma de Mallorca (España)
T. (+34) 971 764 476
F. (+34) 971 459 410
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¡MUCHAS GRACIAS!
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