Jornadas de capacitación sobre los instrumentos CORFO en Eficiencia Energética Pedro Maldonado Santiago, 14 de enero de 2009 Comisión Nacional de Energía.

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1 Jornadas de capacitación sobre los instrumentos CORFO en Eficiencia Energética Pedro Maldonado Santiago, 14 de enero de 2009 Comisión Nacional de Energía Programa País de Eficiencia Energética Eficiencia energética en la PYME

2 Programa de estudios e investigaciones en energía 2 Índice  El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética  Eficiencia energética: concepto, pérdidas, áreas de mejoramiento  Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética  Conclusiones

3 Programa de estudios e investigaciones en energía 3 I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética  UEE: concepto y objetivos  Necesidad y urgencia de la eficiencia energética a nivel del país y de la industria

4 Programa de estudios e investigaciones en energía 4 UEE: Concepto y objetivo  El uso eficiente de la energía apunta a entregar los mismos servicios que ésta presta (fuerza motriz, uso de calor, cocción de alimentos, iluminación, procesos electroquímicos) utilizando menos energía sin sacrificar el confort o la actividad económica a la que sirve.  La eficiencia energética tiene por objeto reducir los costos de producción, contribuir al cumplimiento de las exigencias ambientales, reducir la dependencia energética y mejorar la competitividad global. I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

5 Programa de estudios e investigaciones en energía 5 Necesidad y urgencia de la eficiencia energética en la industria La urgencia de actuar en este campo deriva de:  la dependencia energética nacional,  la vulnerabilidad del sistema eléctrico,  las significativas potencialidades detectadas por estudios previos,  el fin de la energía barata  el impacto ambiental de la energía en Chile, y  las exigencias derivadas de compromisos internacionales I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

6 Programa de estudios e investigaciones en energía 6 La dependencia energética nacional afecta la sustentabilidad de su desarrollo energético I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

7 Programa de estudios e investigaciones en energía 7 Vulnerabilidad eléctrica del SIC Evolución de la demanda y oferta eléctrica I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

8 Programa de estudios e investigaciones en energía 8 Potencialidades de ahorro de energía El ahorro total estimado a nivel país, al cabo de un período de 15 años, es del orden de 10.000 kTep/año, lo que implica 3.500 a 7.000 MM US$ millones I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

9 Programa de estudios e investigaciones en energía 9 Fuente: PRIEN, 2008 Composición del ahorro debido a la eficiencia energética 26% I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

10 Programa de estudios e investigaciones en energía 10 Fuente: Elaboración Propia en base a consumos de la Comisión Nacional de Energía y datos económicos de CEPAL. I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

11 Programa de estudios e investigaciones en energía 11 La necesidad y urgencia de actuar en este campo deriva de:  la dependencia energética nacional,  la vulnerabilidad del sistema eléctrico,  las significativas potencialidades detectadas por estudios previos,  el fin de la energía barata  el impacto ambiental de la energía en Chile,  las exigencias derivadas de compromisos internacionales I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

12 Programa de estudios e investigaciones en energía 12 Precio de importación promedio del petróleo en países de la IEA US$/barril I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

13 Programa de estudios e investigaciones en energía 13 Evolución de los precios de la electricidad en el SIC Fuente: CNE, SIC = Alto Jahuel; SING = Antofagasta I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

14 Programa de estudios e investigaciones en energía 14  Renovable, no contaminante y altamente rentable para el usuario y el país.  Cuya explotación contribuirá a la diversificación de la matriz energética y  a la seguridad y calidad del abastecimiento de energía del país En conclusión: el UEE es un recurso energético I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica y urgente de la política energética

15 Programa de estudios e investigaciones en energía 15 II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales  Principio de conservación y transformación de la energía  Principales usos finales de la energía  Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de los combustibles  Vapor  Calor directo  Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de la electricidad  Conversión eléctromécanica  Distribución eléctrica  Iluminación  Tarifas ?

16 Programa de estudios e investigaciones en energía 16  La energía que entra en un equipo o en una industria (de cualquier tipo que sea), es igual a la energía útil más las perdidas.  Energía útil (U) es la que es estrictamente necesaria para el proceso. Por ejemplo :  Modificar las características físicas o químicas de un material o conjunto de elementos  Enfriar un alimento hasta la temperatura necesaria para su conservación en un frigorífico.  Pérdidas; son todas las energías no útiles como : Pérdida de calor en transformadores, líneas eléctricas y motores, en gases calientes que salen por la chimenea, pérdidas por radiación en las paredes de los hornos, etc. Principio de Conservación y Transformación de la Energía II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

17 Programa de estudios e investigaciones en energía 17 Eficiencia en la Producción de Vapor Fuente: GAMMA Ingenieros

18 Programa de estudios e investigaciones en energía 18 Horno de Fusión Balance térmico de un horno de fusión Pérdidas en la Pared Aire parásito Intercambiador Aire Secundario Humos Producto Fundido Pérdidas en la Pared + Fugas Aire y Agua de Refrigeración Electricidad Mat. Primas Aire y Agua de Refrigeración Aire Parásito Aire Primario Combustible E = U + P U E U = mC f *(T f – T 0 ) P = H + R + C

19 Programa de estudios e investigaciones en energía 19  Principio de conservación y transformación de la energía  Principales usos finales de la energía  Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de los combustibles  Vapor  Calor directo  Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de la electricidad  Conversión eléctromécanica  Distribución eléctrica  Iluminación  Tarifas ? II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

20 Programa de estudios e investigaciones en energía 20  Vapor de proceso  Calor directo  Usos no energéticos  Iluminación  Fuerza motriz  Procesos electroquímicos Principales usos finales de la energía II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

21 Programa de estudios e investigaciones en energía 21 II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

22 Programa de estudios e investigaciones en energía 22 II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

23 Programa de estudios e investigaciones en energía 23  Principio de conservación y transformación de la energía  Principales usos finales de la energía  Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de los combustibles  Vapor  Calor directo  Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de la electricidad  Conversión eléctromécanica  Distribución eléctrica  Iluminación  Tarifas ? II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

24 Programa de estudios e investigaciones en energía 24 Vapor (Calderas)  Combustión (exceso de aire o combustión incompleta)  Mejor aislación (envolvente, tuberías y equipo usuario)  Reparación de trampas de vapor  Recuperación de calores residuales (humos, condensado)  Cambio de combustibles Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de los combustibles II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

25 Programa de estudios e investigaciones en energía 25 Calor directo (Hornos)  Combustión  Utilización de calores residuales  Reducción de infiltraciones  Aislamiento de las paredes del horno  Selección del combustible Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de los combustibles II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

26 Programa de estudios e investigaciones en energía 26  Principio de conservación y transformación de la energía  Principales usos finales de la energía  Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de los combustibles  Vapor  Calor directo  Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de la electricidad  Conversión eléctromécanica  Distribución eléctrica  Iluminación  Tarifas ? II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

27 Programa de estudios e investigaciones en energía 27 Conversión electromecánica (sistema motriz)  El motor (eficiencia operacional y nominal)  Transmisión  Equipos usuarios  Sobredimensionamiento del sistema  Mejoramiento del factor de potencia (PYME y país)  Control de velocidad en sistemas de flujo variable Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de la electricidad

28 Programa de estudios e investigaciones en energía 28 Sistema motriz 85% 97% 70% 80%70% VSD: 30% mejora bombas y ventiladores 15% compresores y correas Aplicabilidad VSD 32% II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

29 Programa de estudios e investigaciones en energía 29 Distribución eléctrica  Transformadores  Dimensionamiento de conductores  Gestión de la demanda máxima (cuándo es EE y cuándo no?)  Sobrecarga de líneas  Niveles de voltaje  Factor de carga (cuándo es EE y cuándo no?) Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de la electricidad II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

30 Programa de estudios e investigaciones en energía 30 Pérdidas tipo de energía eléctrica en una PYME TransformadorFuerza motrizOtros equiposIluminaciónTotal Consumo5 a 8%70%15 a 20%5 a 7%100% Perdidas5 a 8%8 a 20%30 a 40%75 a 96%20 a 30% Ahorros potenciales 10 a 20% Notas: En fuerza motriz se considera sólo el motor En iluminación no se considera el consumo de los ballast Otros considera: hornos, distribución, soldadoras, sistemas electroquímicos

31 Programa de estudios e investigaciones en energía 31 Iluminación  Iluminación natural  Iluminación no uniforme  Revisión de niveles  Selección de luminarias Áreas de mejoramiento de la eficiencia en el uso de la electricidad II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

32 Programa de estudios e investigaciones en energía 32 Eficiencia en uso de combustibles en 55 industrias. Logros efectivos de ahorro: máximo 53%, mínimo 5% Ahorros Típicos en Industrias Fuente: GAMMA Ingenieros II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

33 Programa de estudios e investigaciones en energía 33 Realización de Economías de Energía Detectadas Industrias que realizaron un cierto % de las modificaciones sugeridas Modificaciones realizadas en relación a las recomendaciones Nº% 6300 84025 31550 1575 210100 20100TOTAL INDUSTRIAS Verificación posterior en 20 de las 55 industrias Fuente: GAMMA Ingenieros II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

34 Programa de estudios e investigaciones en energía 34 EmpresasAhorro MWh eq /año Ahorro en $ * % del consumo base 1Revestimientos ind. minera.1.21552.480.60034% 2Industria forestal1.48074.000.00029% 3Agroindustria1.77077.000.00028% 4Fab. Celdas electrolíticas12912.712.80016% 5Prod. para molienda minerales8.000559.000.00012% 6Hotelería1147.130.00027% 7Envases moldeados3.423116.500.00017% 8Industria porcina82263.570.00044% 9Taller Eléctrico11.400.0007% TOTAL16.954963.793.400 Nota: Conversión 1US$=530, hay ahorros por manejo demanda. Resultados de auditorías cofinanciadas con el PIEE II. Eficiencia energética: energía útil, pérdidas, áreas de mejoramiento, potenciales

35 III. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética

36 Programa de estudios e investigaciones en energía 36 III. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética Objetivos  Flujo de la Energía en la empresa. Información técnica y energética de base Evaluación de la mantención y de la gestión  Balances de masa y energía, desarrollo de indicadores. Listado, evaluación y priorización de proyectos Implementación de proyectos: Capacitación, definición de metas y presupuestos energéticos y difusión de resultados, seguimiento y control

37 Programa de estudios e investigaciones en energía 37 Flujo de la energía en la empresa III. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética Conversión de Energía Transformadores, Calderas, etc Suministro de Energía E.Eléct. - Combust. Distribución de Energía Agua Caliente, Vapor, Electricidad, etc. Conversión de Energía para el Consumo Motores, hornos, I.C. Energía Residual Energía Utilizable Recuperación de Calor Calor no Utilizable Pérdidas

38 Programa de estudios e investigaciones en energía 38 III. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética Objetivos  Flujo de la Energía en la empresa. Información técnica y energética de base Evaluación de la mantención y de la gestión  Balances de masa y energía, desarrollo de indicadores. Listado, evaluación y priorización de proyectos Implementación de proyectos: Capacitación, definición de metas y presupuestos energéticos y difusión de resultados, seguimiento y control

39 Programa de estudios e investigaciones en energía 39 BALANCE DE MASA DE VIDRIO PRENSADO Fusión Materias Primas Dosificación y Mezcla Alimentación Conformado Acabado Requemado y Temple Aportación Aportación (kg) Subproductos Efluentes (kg) Producto Saliente (kg) Materias Primas: 1.203 Mezcla 1.203 V° Fundido 1.000 Producto 960 Producto 771 Producto acabado 771 Producto acabado 761 Producto 960 Pérdidas al fuego 203 Casco de vidro 40 Casco de vidro 189 Casco de vidro 10 V° Fundido 1.000 Proceso 23

40 Programa de estudios e investigaciones en energía 40 Diagrama de Flujo Energético (Sankey) Diagrama para Auditoría de Energía III. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética

41 Programa de estudios e investigaciones en energía 41 Desarrollo de indicadores III. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética

42 Programa de estudios e investigaciones en energía 42 III. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética Objetivos Flujo de la Energía en la empresa. Información técnica y energética de base Evaluación de la mantención y de la gestión Balances de masa y energía, desarrollo de indicadores. Listado, evaluación y priorización de proyectos Implementación de proyectos: Capacitación, definición de metas y presupuestos energéticos y difusión de resultados, seguimiento y control

43 Programa de estudios e investigaciones en energía 43 IV. Conclusiones  La eficiencia energética (EE) es una opción estratégica de la política energética, prácticamente inexplotada  La auditoría energética constituye un paso previo y fiundamental para concretar las significativas potencialidades de mejoramiento de la eficiencia con que se usa la energía en la industria.

44 Programa de estudios e investigaciones en energía 44 IV. Conclusiones  Es urgente para el país y las empresas realizar un esfuerzo mayor de EE para asegurar el abastecimiento energético, mejorar la productividad y competitividad internacional y proteger el medio ambiente.  Existen áreas específicas donde concentrar la atención y las medidas de EE, pero para la concreción de las medidas identificadas se requiere de decididas políticas públicas y empresariales e instrumentos ágiles y eficaces.

45 Jornadas de capacitación sobre los instrumentos CORFO en Eficiencia Energética Pedro Maldonado Santiago, 14 de enero de 2009 Comisión Nacional de Energía Programa País de Eficiencia Energética Eficiencia energética en la PYME

46 Programa de estudios e investigaciones en energía 46 Diapositivas anexas

47 Programa de estudios e investigaciones en energía 47 Patrones de Consumo Energético Datos de Dinamarca, Francia, Alemania Federal, Reino Unido, Estados Unidos y Japón, período 1973-1994, obtenidos de IEA, Energy Efficiency Initiative Vol I. Datos de Chile período 1990-2002, Elaboración propia. I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica de la política energética

48 Programa de estudios e investigaciones en energía 48 Evolución supuesta del Consumo de energía en Chile aplicando un programa de eficiencia energética. I. El uso eficiente de energía: una opción estratégica de la política energética 5264 [kTEP] 20 %

49 Programa de estudios e investigaciones en energía 49 Dependencia energética nacional Fuente: Balance Nacional de Energía, CNE III: Necesidad y urgencia de la eficiencia energética en la industria

50 Programa de estudios e investigaciones en energía 50 Indice de precios de distintos combustibles III: Necesidad y urgencia de la eficiencia energética en la industria

51 Programa de estudios e investigaciones en energía 51 Balance de energía Transporte CribadoCocción Pasteurización Envasado Enfriado Evaporación Varios Secado Pérdidas Electricidad 8% 4%3%1%4%28%8%10%5%35% 2% Pérdidas Combustibles 92% 15%2%1% 48% 17% Industria de conservas vegetales II. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética

52 Programa de estudios e investigaciones en energía 52 Información energética de base II. Las auditorías energéticas: una herramienta indispensable para la eficiencia energética

53 Programa de estudios e investigaciones en energía 53 E = U + P U = m Cp (Tf - T0) P = H + R + C Eficiencia Global = U/E x 100 C = Calentamiento Inicial del Horno (Proporcional) Eficiencia de un Horno de Calentamiento Fuente: GAMMA Ingenieros

54 Programa de estudios e investigaciones en energía 54 El exceso de aire y el rendimiento de la combustión

55 Programa de estudios e investigaciones en energía 55

56 Programa de estudios e investigaciones en energía 56

57 Programa de estudios e investigaciones en energía 57 Él reemplazo de las trampas de vapor:una medida rentable energética y económicamente

58 Programa de estudios e investigaciones en energía 58 Cogeneración vs sistema convencional

59 Programa de estudios e investigaciones en energía 59 Evolución del consumo de energía a nivel país, con política de eficiencia energética Fuente: PRIEN, 2008