USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA Y SISTEMAS DE MONITORIZACIÓN Y GESTIÓN ENERGÉTICA:
MEDIR PARA EVALUAR Y GESTIONAR
Rafael Herrero Presidente
ESE:
Empresa de Servicios EnergéOcos
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)
POCAS FUERZAS HUMANAS SON TAN FUERTES COMO UNA VISIÓN COMPARTIDA
Peter Senger – La quinta disciplina
VISIÓN
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
MISIÓN
FACILITAR EL CRECIMIENTO DEL MERCADO DEL AHORRO Y LA EFICIENCIA ENERGÉTICA IMPULSANDO EL DESARROLLO DE LAS EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS
VALORES
COMPROMISO TRANSPARENCIA RIGOR VISIÓN INTEGRADORA AFÁN DE SUPERACIÓN TRABAJO EN EQUIPO
El dilema energético Demanda de Energía Primaria Mundial Aumentó el 5% en 2010
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 Fuente Agencia Internacional de la Energía WEO 2011 © anese, 2011
La Eficiencia Energética, el principal contribuidor a la resolución de este dilema 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. Reducción del 20% de las emisiones GEI respecto a 1990
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
450.000
Emisiones CO2eq Objetivo 20-20-20
60%
410.000
370.000
kton CO2eq/año
Fuente: IEA
La tendencia creciente en los precios energéticos contribuye a hacer más atractivos los periodos de retorno de los proyectos de Eficiencia Energética Evolución precios electricidad (Fuente: Eurostat) Previsión de precios electricidad (Fuente: interna) Pay-back proyecto
230
€/MWh
210
290.000
3,5
250.000
3
190
2,5
170 2
150 130
Años
250
330.000
210.000
1,5
110 90
1 2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
170.000 1990
1995
2000
2005
2010
Fuente: MITYC
© anese, 2011
2015
2020
Eficiencia Energética - Acciones correctoras 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.
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)
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
© anese, 2011
Objetivo 20-20-20
Eficiencia Energética – Beneficios
COMPETIVIDAD • Reducción de la factura energética • Creación de empleo • Efecto positivo sobre el I+D+i
SEGURIDAD DE SUMINISTRO Eficiencia Energética
• 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
© anese, 2011
BASES EMPRESARIALES
Ahorro Acumulado 2016 (ktep) INDUSTRIA
1.289 1 5%
2.151 2 5%
131 1 %
EDIFICACIÓN Y EQUIPAMIENTO
SERVICIOS PÚBLICOS AGRICULTURA Y PESCA 5.096 59%
Ahorro Acumulado 2020 (ktep) 1.665 13% 295 2%
4.996 4 0%
INDUSTRIA
EDIFICACIÓN Y EQUIPAMIENTO SERVICIOS PÚBLICOS
5.567 45%
AGRICULTURA Y PESCA
EQUIVALENCIAS AHORROS A 2020
3.197.238 3.500.000 3.000.000 2.500.000
2.000.000 1.500.000 1.000.000
220.483
50.372
500.000 -‐
EQUIVALENCIA EN LUMINARIAS A CAMBIAR
EQUIVALENCIA EN PANELES SOLARES DE VACIO
EQUIVALENCIA EN SUSTITUCIONES CALDERAS DE 100 Kw
MODELO ECONÓMICO 1 : Ahorros ComparOdos Empresa Servicios EnergéOcos Pago de la deuda
Préstamo
€
EnOdad Financiera
Cliente
MODELO ECONÓMICO 1 : Ahorros ComparOdos • 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.
MODELO ECONÓMICO 1 : Ahorros ComparOdos • ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTO ESE : Ahorros ComparCdos •
La gráfica muestra esquemáCcamente la comparCción de 100% los ahorros económicos generados por los proyectos ESE, 90% considerando tres etapas. 80% 70% En la etapa (b), que comprende la duración del Contrato de 60% Desempeño y, por lo tanto, la relación económica entre la 50% ESE y el usuario de energía, los ahorros económicos 40% generados por el proyecto se comparten de manera de pagar por un lado los equipos y servicios de la ESE (zona 30% roja) y, por el otro, generar ahorros económicos para su 20% cliente (zona verde). En la etapa (c), una vez que se ha 10% terminado la relación contractual, y los equipos y sistemas 0% han pasado a ser propiedad del usuario de energía, este disfruta de la totalidad de los ahorros económicos generados.
AHORRO DEL USUARIO PAGO A ESE FACTURACIÓN
ANTES
DURANTE
DESPUÉS
MODELO ECONÓMICO 2 : Ahorros garanOzados Ahorros EnergéOcos
El Cliente se queda con el 100% de los ahorros
Cliente El Banco presta al cliente quien provee garanZas
€
EnOdad Financiera
El Cliente reembolsa el préstamo al banco
Si los ahorros no se cumplen, la ESE rembolsará la diferencia
El Cliente paga a la ESCO después de la implementación según el desempeño
Empresa Servicios EnergéOcos
MODELO ECONÓMICO 2 : Ahorros garanOzados • 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
MODELO ECONÓMICO 2 : Ahorros garanOzados • ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTO ESE : Ahorros GaranCzados
100% 90% 80%
•
•
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.
70% 60%
AHORRO GARANTIZADO
50%
AHORRO
40%
COSTES ENERGÉTICOS
30% 20% 10%
0% ANTES
DURANTE
DESPUÉS
MODELO ECONÓMICO 2 : Ahorros garanOzados
• •
•
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.
BASE EMPRESARIAL DE UN PROYECTO ESE
• 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»
CADENA DE VALOR DEL SERVICIO ENERGÉTICO FASE 1 COMERCIAL
AUDITORÍA
INGENIERÍA
ANÁLISIS FINANCIERO
FASE 2 INSTALACIÓN MAES
MONITORIZACIÓN
CONTABILIDAD ENERGÉTICA
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
MANTENIMIENTO CORRECTIVO
RENDIMIENTO : el factor diferencial MONITORIZACIÓN
CONTABILIDAD ENERGÉTICA
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
MANTENIMIENTO CORRECTIVO
• Nivel de Servicio • Mejora de la disponibilidad • Inversión • Disponibilidad • Mejoras de rendimiento • OperaCvidad • Análisis ConCnuo • Patrones de Funcionamiento • Análisis de Rendimiento • Análisis de PrácCcas y Métodos • Alarmas • Límites de funcionamiento • Consignas • Actuación Remota
MONITORIZACIÓN
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
REFERENCIA NOTACIONAL ¿Qué estamos midiendo? : ENERGÍA
REFERENCIA NOTACIONAL ¿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 allá 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 allá 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, así 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
Gestión eficiente de la energía www.anese.es anese@anese.es Tel. 91 131 06 15 C/ Velázquez 53, 2ºI. 28001 Madrid. RAFAEL HERRERO rherrero@anese.es @rafa_anese
© anese, 2011