Carlos Bondoni, División DM, 2011 Ing. Carlos Bondoni, Eficiencia Energética, abril 2012 II Jornada sobre Ahorro y Eficiencia Energética Eficiencia y gestión de la energía © ABB Group March 31, 2017 | Slide 1

El problema energético Aumento de la demanda UE y América del Norte China 7.1% 25% 98% 210% M. Oriente y África India Escenario 2008-35 IEA Demand for energy is rising steadily and is set to increase by some 47% by 2035 under current policies. Electricity consumption is rising even faster and is expected to rise by 90% over the same period. More than 80% of incremental electricity demand between 2008 and 2035 will come from non-OECD countries, led by China, where, in 2035, demand is projected to exceed that of the United States and European Union combined. América Latina 66% 128% Demanda de energía primaria 148% 292% 61% 89% Demanda de electricidad Valores calculados por ABB a partir de datos en Current Policies Scenario de IEA’s World Energy Outlook © ABB Group March 31, 2017 | Slide 2 © ABB Group March 31, 2017 | Slide 2 2

Calentamiento global: “muy serio” Alto grado de preocupación pública Porcentaje de la población que dice que el calentamiento global es “un problema muy serio” Fuente: Encuesta Pew Global Attitudes, May/June 2009 Public concern for the environment is strong, as the results of this global survey show Public concern is leading to government action EU leaders agreed in 2008 to cut energy consumption by 20% by 2020 (based on 1990 levels) China made improving energy efficiency a central part of its last five-year plan Negotiations are under way for a global treaty to curb emissions © ABB Group March 31, 2017 | Slide 3 © ABB Group March 31, 2017 | Slide 3 3

El desafío energético Cortar el vínculo entre crecimiento, consumo energético y emisiones Para estar a la altura de este desafío debemos: Reducir la correlación entre crecimiento económico y consumo energético Reducir la correlación entre consumo energético y emisiones Eficiencia energética Fuentes de energía renovable The rise in energy consumption and greenhouse gas emissions has paralleled growth in the world’s economies. The link between economic growth and energy consumption can be reduced or even broken by using the energy we need more efficiently. And the link with rising greenhouse-gas emissions can also be reduced or broken by increasing the use of low-emission, renewable energy sources. © ABB Group March 31, 2017 | Slide 4 © ABB Group March 31, 2017 | Slide 4 4

Potencial de ahorro de CO2 2008 2035 2020 Emisiones de CO2 (Gigatoneladas) 40 30 20 48% 21% 8% 19% Eficiencia energética Renovables Nuclear CCS* Tendencia actual Escenario 450 *Carbon capture and storage (Captura y almacenamiento de carbono) Biocombustibles (3%) Fuente: IEA, World Energy Outlook 2010 © ABB Group March 31, 2017 | Slide 5

Situación energética argentina Algunos indicadores Intensidad energética: energía necesaria para aumentar un punto del PBI ++: muy bien +: bien -: mal --: muy mal Fuente: Trends in global energy efficiency 2011 – Enerdata & Economist Intelligence Unit © ABB Group March 31, 2017 | Slide 6

Gestión de la energía Introducción ¿Qué se entiende por gestión de la energía? El uso sensato y efectivo de la energía para minimizar costos (maximizar ganancias) y mejorar la posición competitiva. La estrategia para ajustar y optimizar la energía, usando sistemas y procedimientos que permitan reducir los requerimientos energéticos por unidad de producción mientras se mantienen constantes o se reducen los otros costos de producción. © ABB Group March 31, 2017 | Slide 7

Gestión de la energía Pasos importantes para la gestión energética básica 1°) Conocer el gasto en energía Cuánta energía se utiliza El pico de consumo en el intervalo de medición Tarifas diferenciales Otros costos © ABB Group March 31, 2017 | Slide 8

Gestión de la energía Pasos importantes para la gestión energética básica 2°) Tomar el control del uso de energía Clasificar los procesos por su consumo Saber cuánta energía utilizan las maquinas y las instalaciones Iniciativas de eficiencia energética Detectar casos fáciles y rápidos de mejora para generar impulso © ABB Group March 31, 2017 | Slide 9

Gestión de la energía Pasos importantes para la gestión energética básica 3°) Encontrar la tecnología apropiada El desafío es encontrar la tecnología adecuada Una solución probada y establecida, utilizada por muchos usuarios, minimiza el riesgo (p.e. velocidad variable en ventiladores) Entender el período de repago y cómo contribuyen las actualizaciones tecnológicas con el resultado © ABB Group March 31, 2017 | Slide 10

Gestión de la energía Pasos importantes para la gestión energética básica 4°) Aprovechar iniciativas favorables Auditorías de energía Financiamiento para proyectos de Eficiencia Energética © ABB Group March 31, 2017 | Slide 11

Reducir la correlación entre consumo energético y emisiones Energía renovable Reducir la correlación entre consumo energético y emisiones Fuentes de energía renovable © ABB Group March 31, 2017 | Slide 12

Energía renovable Eólica Convertidores de BT Sistemas y productos de BT Transformador BT / MT Generador Conexión con la red Motores de BT Transformador MT / AT Celdas de MT Límite de la planta de generación eólica © ABB Group March 31, 2017 | Slide 13

Energía renovable Solar © ABB Group March 31, 2017 | Slide 14

Energía renovable Solar ABB Argentina – Planta Valentín Alsina 160 m2 de paneles solares 3 inversores monofásicos ABB PVS300 Capacidad de generación pico: 26 kW Expectativa de generación anual: 40 MWh Ahorro de CO2 : 19 Tn / año © ABB Group March 31, 2017 | Slide 15

Eficiencia energética Reducir la correlación entre crecimiento económico y consumo energético Aumentar el rendimiento de Procesos Productos Equipos Eficiencia energética © ABB Group March 31, 2017 | Slide 16

Eficiencia energética Reducir las pérdidas a lo largo de la cadena Procesos industriales Producción industrial Energía primaria Transporte Generación T&D La tecnología ABB permite duplicar la productividad energética Mejora de la eficiencia de pozos Caudales mayores en ductos y mayor eficiencia en propulsión eléctrica Menos pérdidas en líneas, mayor eficiencia de subestaciones Combustión más eficiente Mejoras de productividad Motores y convertidores más eficientes Energía disponible ABB’s energy-efficient technologies can help reduce the waste of energy at every step of the chain, doubling energy productivity to about 40% from just 20%: In oil and gas extraction: ABB’s pipeline solutions can improve production rates and recovery factors. In coal mining: efficient motor and drives for hoist systems and conveyor belts can bring cost and efficiency improvements. In transport: ABB is a world-leader in large turbochargers, and pioneered podded propulsion systems (Azipods). Both technologies increase the efficiency of transportation, in diesel engines and for a range of vessels, respectively In generation: ABB’s optimization systems can improve the efficiency of fuel combustion, boiler operations and energy consumption in support operations. Losses in electrical transmission and distribution systems can be reduced using optimized high-voltage transmission infrastructure, efficient transformers and power electronics technologies, which enhance the capacity of power systems, making the best possible use of existing resources. In industry: high-efficiency motors and drives lower power consumption in many industrial processes. Process automation reduces waste and increases output at lower energy consumption. In commercial and residential buildings, automated heating, lighting and air conditioning systems can contribute significant energy savings. Control de procesos Naval y poliductos Automatización de plantas Operación de redes Automatización de procesos Convertidores y motores © ABB Group 31 de marzo de 2017 | Slide 17 © ABB Group March 31, 2017 | Slide 17 17 17

Uso eficiente de la energía La energía más cara es la que necesito y no está disponible. La eficiencia es una fuente barata y segura de energía © ABB Group March 31, 2017 | Slide 18

Lámparas de bajo consumo Relevancia de la eficiencia energética desde el punto de vista del cliente 1 2 3 4 5 No relevante Facilitador Diferenciador menor Diferenciador mayor Disparador Productos y soluciones que no tienen un impacto práctico en la eficiencia energética para el cliente Productos y soluciones necesarios para identificar (medir) el potencial de eficiencia energética o mejorar la eficiencia energética, pero que no producen ahorros por sí mismos Productos y soluciones que al ser comprados incluyen a la eficiencia energética entre los 4-6 criterios de compra más importantes para el cliente Productos y soluciones que al ser comprados incluyen a la eficiencia energética entre los 3 criterios de compra más importantes para el cliente La eficiencia energética es la razón principal para la compra de un producto o solución Mouse de PC Termómetro Electrodomésticos Autos eficientes Lámparas de bajo consumo Interruptores Tableros Relés de protección Motores estándar IE1 Subestaciones Instrumentación / Control Productos de medición DCS Interruptores con comunicaciones Motores eficientes (IE2) de baja potencia Electrificación de planta Transformadores de distribución Motores de alta potencia IE2 y eficiencia premium IE3 Generadores FACTS Convertidores KNX Control para edificios HVDC de baja potencia Ejemplo Productos ABB relevancia de eficiencia energética © ABB Group March 31, 2017 | Slide 19

¿Qué sucede a nivel mundial? Si se considera la eficiencia energética por su importancia en las decisiones de compra de nuestros clientes: el 23% de las ventas de ABB en 2010 incluye a la eficiencia energética entre las 3 razones más importantes (diferenciador mayor / disparador) para decidir la compra de productos o soluciones; en el 57% de las ventas, la eficiencia energética estuvo incluida entre las 4 a 6 razones más importantes de compra (diferenciador menor) o correspondió a una tecnología facilitadora. © ABB Group March 31, 2017 | Slide 20

Eficiencia energética Los motores eléctricos representan aproximadamente el 65% del consumo eléctrico industrial, o 45% del consumo eléctrico total, seguidos por la iluminación con 19% Motores de alta eficiencia Los accionamientos de velocidad variable (AVV) pueden reducir el consumo energético entre 30% y 50% en ciertas aplicaciones Menos del 10% de los motores están equipados con convertidor de frecuencia (velocidad variable). © ABB Group March 31, 2017 | Slide 21

Eficiencia energética Normas IEC 60034-30 y 60034-31 Clases IEC – 4 polos Potencia kW 0.75 1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 250 315 355 375 81 83 85 87 89 91 93 95 97 IE4 IE3 IE2 IE1 Eficiencia % © ABB Group March 31, 2017 | Slide 22 22

Eficiencia energética Ahorro energético © ABB Group March 31, 2017 | Slide 23

Motores de alta eficiencia Ahorro energético © ABB Group March 31, 2017 | Slide 24

Aplicaciones de par cuadrático Relaciones Leyes de afinidad: Caudal Altura Potencia © ABB Group March 31, 2017 | Slide 25

Comparación de los diferentes métodos Recirculación Estrangulamiento Marcha/parada Convertidor Bomba Ahorro posible The chart indicates the power required by the different control methods at a given flow. It shows a huge energy saving potential by using variable speed drives. © ABB Group March 31, 2017 | Slide 26

Ahorro energético Efecto multiplicador de los rendimientos 98,5% 96,8% 95,6% 70,4% 62,5% 156 240 237 154 227 149 © ABB Group March 31, 2017 | Slide 27

Accionamientos de alta eficiencia Costos de ciclo de vida Elementos principales del costo de ciclo de vida de un motor y un convertidor* Compra del equipamiento:5% Consumo energético: 92% Mantenimiento:3% * Costo típico de reemplazar un motor e incluir un convertidor en un sistema existente El período de recuperación de la inversión utilizando accionamientos de velocidad variable es muy corto considerando sólo el ahorro energético. A pesar de eso, muchas compañías sólo evalúan el precio de compra para decidir una inversión. In place of “throttling,” a motor’s performance can be controlled by fitting it with a variable speed drive. This slows a motor by reducing the power it draws from the grid, rather than applying a brake. Drives save a lot of energy, but also allow precise speed control of motors that power applications such as conveyor belts, hoists, elevators and pumps. The installed base of ABB low-voltage drives alone (just one type of motor control device) saved about 140 million metric tons of CO2 emissions in 2008, equal to the yearly emissions of 35 million cars. Note on drives: An elevator without a speed drive would have a simple on/off switch and brake. The shuddering stops and starts would not only make an uncomfortable ride, but also inflict serious wear and tear on the equipment. A drive installed on its motor allows the elevator to make soft starts and stops, which are less stressful for both passengers and equipment. A conveyor belt that slows to the exact speed needed for the accurate application of pizza toppings, for example, is much better than a “throttling brake." Not only is energy consumption reduced, but toppings can be applied more accurately, raising quality and reducing the energy that is wasted by producing substandard products. © ABB Group March 31, 2017 | Slide 28 © ABB Group 31 de marzo de 2017 | Slide 28 28

Evaluaciones de energía ABB ha desarrollado un proceso simple y metódico de evaluación energética que permite presentar a los usuarios de motores eléctricos la información relevante que les permita evaluar mejoras para reducir el consumo energético. La evaluación se compone de 6 pasos: Definición del alcance Selección de aplicaciones y recopilación de información Análisis de los datos Recomendaciones Implementación Verificación y seguimiento © ABB Group March 31, 2017 | Slide 29

Evaluaciones de energía Herramientas de cálculo ABB has tools to compare the energy consumption between different flow control methods in pumps and fans. By entering pump and motor data, the pump operating profile, economic data such as energy costs, investment cost and interest rate, the energy savings, CO2 reduction and payback on investment period can be calculated. © ABB Group March 31, 2017 | Slide 30

Resumen Cómo reducir el consumo de energía La demanda de electricidad de un accionamiento se puede reducir: Con motores de alta eficiencia Empleando el motor adecuado para los requerimientos de la carga Controlando la velocidad y/o el par del motor con un convertidor de frecuencia Reemplazando dispositivos mecánicos ineficientes (p.e. válvulas y transmisiones) Con un programa adecuado de mantenimiento y reparación Conservando niveles aceptables de calidad de la energía eléctrica (factor de potencia / distorsión armónica) Sólo el 20% de la energía disponible crea valor al final de la cadena eléctrica. El resto se pierde en los procesos de extracción, transporte y combustión, en la transmisión y distribución, y en su uso ineficiente © ABB Group March 31, 2017 | Slide 31 © ABB Group March 31, 2017 | Slide 31

El problema de la eficiencia energética Politicians need to be seen – quite literally – to be doing something. No sale en la foto © ABB Group March 31, 2017 | Slide 32

Pero... La energía más “verde” es la energía que no se consume © ABB Group March 31, 2017 | Slide 33

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