Auditorías Energéticas y ESCO

III SIMPOSIO INTERNACIONAL DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

AUDITORÍA ENERGÉTICA-ESCO: detección y aprovechamiento de los activos energéticoslos activos energéticos

Miraflores, 29 de Noviembre de 2013

Xavier Saltó – Gerente General - Caba sostenibilidad SAC

Cel: 951 410 819 e-mail: [email protected]

III SIMPOSIO INTERNACIONAL DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

AUDITORÍA ENERGÉTICA-ESCO:detección y aprovechamiento de los

activos energéticos

Servicios para la sostenibilidad

Auditoría energética - ESCO: guión contenidos

1 ¿Qué son y dónde están los activos energéticos?1. ¿Qué son y dónde están los activos energéticos?2. ¿Qué soluciones existen para la mejora energética?3 Có id fi l j é i ?3. ¿Cómo idenficamos las mejoras energéticas?4. Métodos de financiación y contratos ESCOy5. Caso Aeropuerto Internacional6 C H it l d bl ió6. Caso Hospital en doble generación7. Conclusiones


¿Qué son y dónde están los activos energéticos?

Los factores de influencia en el comportamiento energético de los edificios son:

Climatológicos: temperatura, humedad, altura sobre el nivel del mar, vientosdominantes… Situación y ubicación: altura relativa a su entorno, orientación y altura deledificio… Arquitectónicos: factor de forma, composición de la envolvente térmica,exposición solar, ventilación natural… De ingeniería: diseño de las instalaciones energéticas, monitoreo, tipo decombustibles y fuentes energéticas disponibles… De uso y explotación: comportamiento de los usuarios para con losconsumos, necesidades funcionales del edificio…



Pero ¿cuales son los aspectos primarios y secundarios?

Demanda energética: cantidad de energía, en kWh, que es necesaria paramantener un edificio en régimen de confort para cualquiera de sus necesidades,ya sea térmico, lumínico, de calidad de aire, producción de agua caliente, etc.

Consumo final: cantidad de energía que los equipos que tienen por objetoaportar confort (pe HVAC systems, equipos de iluminación, etc.) consumendurante su función, y de la cual se debe abastecer al edificio.


¿Qué soluciones existen para la mejora energética?

1. Mejora de la demanda energética del proceso o edificio:fachadas cubiertas aporte solar etcfachadas, cubiertas, aporte solar, etc.

2. Mejora de los sistemas e instalaciones:sistemas de calefacción y enfriamiento producción desistemas de calefacción y enfriamiento, producción deACS, procesos térmicos industriales, iluminación, etc.

3 Mejora del uso y actividad:3. Mejora del uso y actividad:racionalización del uso del edificio, sensibilización…



M j d l d d éti d l difi iMejora de la demanda energética del edificio

Mediante simulaciones computacionales somos capaces deMediante simulaciones computacionales, somos capaces deconocer el comprtamiento energético de un edificio inclusoantes de su construcción o ejecución de las mejorasantes de su construcción o ejecución de las mejorasenergéticas. Éstas serán de los siguientes rubros:

Mejora en muros cortina, ventanas y huecos acristaladosdel edificio: comportamiento solar y lumínico Mejora de las fachadas y coberturas del edificio,cubiertas verdes, protección a vientos. Mejora del comportamiento del resto de envolvente,entradas, accesos, programa funcional.



M j d l i t i t l iMejora de los sistemas e instalaciones

Las instalaciones de los edificios son los sistemasLas instalaciones de los edificios son los sistemasque transforman y consumen energía para dar confortcubriendo las necesidades de sus ocupantescubriendo las necesidades de sus ocupantes.Mediante la ingeniería sostenible podemos:

Aplicar mejoras en los sistemas eléctricos depotencia, iluminación, redes de consumo, etc. Aplicar mejoras en los sistemas de climatización yproducción de agua, ventilación, free-cooling. Aplicación de las energías renovables y de altaeficiencia (solar, geotermia, co y trigeneración, etc.)


¿Qué soluciones existen para la mejora energética?T l í P d ió F t i it i F t d iTecnología Producción Factor prioritario Factores secundarios

Energía solar fotovoltaica Eléctrica

Consumos energéticos durante horas Baja demanda energética eléctrica

debido a la limitación en elen autoconsumo

Eléctricadiurnas y sin estacionalidad anual

debido a la limitación en el

rendimiento de los módulos solares

Baja demanda energética eléctrica debidoEnergía solar fotovoltaica

conectada a redEléctrica

Baja demanda energética eléctrica debido

a la limitación en el rendimiento de los

módulos solares

Buena calidad de red pública para

optimizar la conexión de producciónmódulos solares

Energía eólica Eléctrica

Demandas energéticas no intensivas para

poder regular la intermitencia en la Entorno próximo abierto y libre de

g p g

producciónobstáculos naturales y artificiales

Alta intensidad en el uso para Niveles lumínicos medios y no

Sistemas iluminación LED Eléctrica

p

aprovechamiento de la larga vida de los

equipos LED frente a convencionales

y

focalizados si no trabajando en

ámbitos genéricos


¿Qué soluciones existen para la mejora energética?T l í P d ió F t i it i F t d iTecnología Producción Factor prioritario Factores secundarios

Cogeneración Eléctrica TérmicaDemanda energética de producción de

Equilibrio entre cargas térmicas y

eléctricas para buena sincronización deCogeneración Eléctrica + Térmicacalor estable durante todo el año

eléctricas para buena sincronización de

ambas producciones


TrigeneraciónEléctrica + Térmica

(calor y frío)


eléctricas para buena sincronización de

ambas produccionesambas producciones

Geotermia de BT sistema Trabajo térmico a baja temperatura

Tener un edificio con demandas

energéticas de calor y frío equilibradas,

cerrado (close-loop)Térmica

j j p

(<45ºC) para obtener COPs interesantes

g y q ,

para no descompensar cíclicamente la

temperatura del subsuelop

Geotermia de BT sistema

abierto (open-loop)Térmica

Trabajo térmico a baja temperatura

(<45ºC) para obtener COPs interesantes

Disponer de caudales de agua vivos y a

poca profundidad



M j d l ti id d d l difi iMejora del uso y actividad del edificio

La ocupación y el uso de los edificios es uno de losLa ocupación y el uso de los edificios es uno de losfactores principales en el consumo energético,atribuyéndosele entre el 20% y el 33% sobre laatribuyéndosele entre el 20% y el 33% sobre laenergía total. Las soluciones son:

Implantación en el uso del edificio deindicadores y objetivos energéticos Implantación de planes de uso racional de laenergía y control de la actividadSistemas inteligentes de regulación y control delos sistemas de iluminación y climatización.


¿Cómo identificamos las mejoras energéticas?

Las auditorías y diagnósticos energéticos son

l b d l t bilid d étila base de la contabilidad energética, para

poder identificar los pasivos (aquello quepoder identificar los pasivos (aquello que

nos está costando dinero) y los activos os es á cos a do d e o) y os ac os

(oportunidades de ahorro energético)



Auditorías y diagnósticos energéticos: objetivos

1. Identificación de los consumos energéticos y sus variables: cantidad,

lugar de consumo tiempo periodicidad y calidad de consumolugar de consumo, tiempo, periodicidad y calidad de consumo

2 Presentación a la propiedad de las oportunidades de ahorro en pro de la2. Presentación a la propiedad de las oportunidades de ahorro en pro de la

sostenibilidad económica y ambiental

3 Acompañamiento en la implantación de las medidas de ahorro escogidas3. Acompañamiento en la implantación de las medidas de ahorro escogidas,

mediante Gerencia de Obra y Project Management



Auditorías y diagnósticos energéticos: proceso

Estudio deEstudio de Estudio de Estudio de Estudio de parámetros

iniciales

Estudio de parámetros

iniciales

Layout del edificio

Estudio de facturación

eléctrica

facturación otros

combustibles

Medición y simulación de la situación actual

Medición y simulación de la situación actual

Medición de datos físicos (energía, luz, calor, radiación

solar)

Simulación computacional de los

datos no medibles

Plan de medidas Plan de medidas Cálculo de las variables técnicas (ahorro energético y

Cálculo de las variables financieras (inversión

energéticasenergéticastécnicas (ahorro energético y

emisiones )financieras (inversión,

TIR, VAN)

Decisión sobre medidas a implantar

Decisión sobre medidas a implantar

Presentación del Plan de MEE a la propiedad

Redacción del Plan de inversiones durante los

3 años



Auditorías y diagnósticos energéticos: profesionales acreditados

Efficiency Valuation Organization

Certified Measurement&Verification

Professional



Auditorías y diagnósticos energéticos: resultados

Análisis de consumos actuales según combustible

P t d j l ifi d ti (d d éti Propuesta de mejoras clasificadas por tipo (demanda energética, consumo

en instalaciones, uso y actividad) Consumo vs. ahorro (kWh/año), y )

Valor de la inversión en ahorro energéticoELECTRICIDAD

( )

Ahorro energético, económico y ambiental

V l fi i (TIR VAN b k)VENTILACIÓN

ACS

OTROS

Consumo actual

Ahorro potencial Valores financieros (TIR, VAN, payback)

EQUIPOS

CALEFACCIÓN

REFRIGERACIÓN

Ahorro potencial


ILUMINACIÓN


Ahorro energéticoAhorro de costesAhorro de costesRendimiento del sistemaAhorro en costes ambientales

óInversión inicialPeríodo de retornoTIRVAN

4 variables técnicas +4 variables financieras


Métodos de financiación y ESCO

Los ahorros energéticos requieren de una inversión inicial, pero esto no significa

que la propiedad tenga que desembolsar con fondos propios.

1. Energy Service Companies (ESCO)

2. Subvenciones y préstamos del Estado

3 Préstamos de entidades financieras3. Préstamos de entidades financieras



A d l E S i C i (ESCO) l ESCO f d d i ióAcerca de las Energy Service Companies (ESCO): las ESCO son fondos de inversión

orientados específicamente a la inversión en activos energéticos.p g

S i ió l i ió fi i b d l i i tSu misión es la inversión financiera, observando el siguiente proceso:

1. Estudian la inversión mediante ingenieros y consultores especializados1. Estudian la inversión mediante ingenieros y consultores especializados

2. Si ésta es viable, realizan la inversión bajo un contrato de uso y explotación del

ahorro energético por un período de tiempo determinado

3 Al fi l d l í d bt id l tilid d d l i ió l ti3. Al final del período, y una vez obtenida la utilidad de la inversión, el activo

energético queda en poder del propietario


g q p p p


L b i é t d l E t d i tili d lLas subvenciones y préstamos del Estado son mecanismos utilizados por los

Gobiernos para incentivar el ahorro y la eficiencia energética, buscando aumentar lap y g ,

productividad de sus industrias y servicios. Un país más eficiente en el uso final de

la energía será menos dependiente energéticamente, lo cual equilibrará las

b l d i t i di i i á l t d l i ibalanzas de comercio exterior o disminuirá el monto de las nuevas inversiones

en generación eléctrica. En otros países existen, por ejemplo, subvenciones para:g p , p j p , p

1. Hasta el 75% de la Auditoría Energética realizada por profesionales acreditados

2. Subvenciones y financiación de bajo costo hasta el 90% para ejecutar las

j éti t l dit í


mejoras energéticas propuestas por las auditorías.


Finalmente, las entidades financieras en países como Colombia, Chile o el Brasil y

l E l USA i f i d fó l d fi i ió d tien la Eurozona y los USA vienen ofreciendo fórmulas de financiación de activos

energéticos.g

En dichas fórmulas, y bajo una Auditoría realizada por un profesional acreditado y

b t d d bilid d til i t d l t dcon cobertura de seguro de responsabilidad mercantil, se introduce el concepto de

leasing y renting sobre el activo energético adquirido, entendiéndolo como ung y g g q

elemento financiero al producir una utilidad en forma de ahorro energético.


Caso Aeropuerto Internacional

Caso para el ahorro y eficiencia energética en la instalación de iluminación de unAeropuerto Internacional con las siguientes características:p g

Uso 24 horas al día durant 365 días al año

Altos costos energéticos y en reposición de materiales (materiales + mano deg y pobra)

Potencia total instalada 75,77kW

Nivel lumínico exigible 200lux (zonas de tránsito)


Caso Aeropuerto Internacional: descripción del sistema propuesto

La propuesta es la sustitución de las pantallas actuales, formadas porlámparas de florescencia de 4x36W con reactancia electrónica, por pantallasp p pcon tecnología electrónica LED de 64W. La sustitución será de toda la pantalladescartando la integración de la tecnología LED en las pantallas actuales porg g p pmotivos de funcionalidad y capacidad lumínica.



Además, se propone la instalación de un sistema de control de luz diurna queapagará las pantallas en funcion de la variable fija, que será el nivel lumínico dep g p j qla zona. De este modo se optimiza el consumo en una importante parte deltiempo, dadas las buenas condiciones climáticas del entorno así como delpdiseño del edificio.

En relación al sistema de gestión, control y medición, se propone laimplantación de un sistema que permite controlar cada elemento lumínicop q pinstalado de forma individual o en grupos de elementos. Cada elemento lumínicoo sensor llevará instalado un nodo de comunicación que le proporcionará elq p pcontrol individual. Estos nodos se comunican con la base de datos y control conel software vía radio mediante la frecuencia permitida.


p


Monitorización del estado de funcionamiento de la luminaria

Monitorización de los consumos energéticos de cada luminaria Monitorización de los consumos energéticos de cada luminaria

La gestión del apagado y encendido en relación a un sensor de flujo luminoso

La gestión del apagado y encendido mediante asignación horaria

A i d í d l l i i Avisos de averías de la luminarias

Gestión de zonas


Caso Aeropuerto Internacional: resultados técnicos de la auditoría energética

-70,5%


Caso Aeropuerto Internacional: resultados técnicos de la auditoría energética


Caso Aeropuerto Internacional: resultados financieros de la auditoría energética

Los aspectos financieros principales de la inversión serán:

Ahorro económico por consumo de energía en general Ahorro económico por consumo de energía en general Ahorro económico por consumo de energía en horas punta (diurnas) Ahorro económico por menor potencia disponible Ahorro económico por menor potencia disponible Ahorro económico por menos reposición material + mano de obra)


Caso Hospital en doble generación: datos generales

Hospital en Barcelona construido en 1889

199 camas, 5 quirófanos, 42 locales de consulta y 421 trabajadores

31.584 visitas y 5.604 intervenciones quirúrgicas

Superfície de 17.400m2


Caso Hospital en doble generación: análisis de demanda de calor y frío

Para la obtención de las demandas energéticas, se realiza una auditoríaenergética durante un año completo, monitorizando y analizando losg p , yconsumos de cada unidad


Caso Hospital en doble generación: sistema energético actual

El edificio contaba antes de la actuación con 4 calderas a gas de 465 kW cadauna y dos enfriadoras eléctricas de 465 kW cada una.y

El suministro eléctrico se realiza mediante una conexión a la red públicap


Caso Hospital en doble generación: sistemas de trigeneración

L t i ió i t f d i d ióLa trigeneración es un sistema formado por un equipo de cogeneración y unaplanta de absorción, en este caso. El equipo de cogeneración produce energía

lé t i di t t f i t leléctrica mediante un motor que funciona con gas natural, y comosubproducto se obtiene calor útil gratuito, el cual es aprovechado para el ACS yl l f ióla calefacción


Caso Hospital en doble generación: resultados auditoría energética

Para cada uno de los equipos propuestos se analizarán 3 variables técnicas:cobertura de demanda de calor, cobertura de demanda de frío y tasa deoperación anual (%)

100,00

80,00

40,00

60,00

20,00

TRI‐50 TRI‐70 TRI‐100 TRI‐150 TRI‐200 TRI‐400

COBERTURA DE CALOR (%) 15,51 21,14 26,76 40,13 54,14 82,94

COBERTURA DE FRIO (%) 1 97 6 06 9 14 10 03 26 36 42 05

0,00


COBERTURA DE FRIO (%) 1,97 6,06 9,14 10,03 26,36 42,05

FUNCIONAMENTO ANNUAL (%) 91,67 91,67 91,67 91,65 88,49 78,78

Caso Hospital en doble generación: resultados auditoría energética

Asimismo se analizarán dos variables económicas: beneficios generados por lasplantas y tiempo de amortización

25,00

15,00

20,00

10,00

15,00

5,00

TRI‐50 TRI‐70 TRI‐100 TRI‐150 TRI‐200 TRI‐400

BENEFICIOS (€ / HORA) 3,04 4,34 6,60 9,42 12,96 23,40

0,00


, , , , , ,

AMORTITZACIÓN (AÑOS) 8,82 6,57 5,62 6,06 5,29 5,12

Caso Hospital en doble generación: resultados financieros

De los análisis anteriores se definió la instalación óptima como la TRI-400, porsus resultados técnicos y económicos.

Parámetros Cálculo o medida Unidad Definición

h 7.359,00 h/año Horas totales de funcionamento

hcalor 5.365,00 h/año Horas de funcionamento de producción de frío

TABLA RESUMEN

Dicha implantación tenia unainversión $1.273.715 que han

hfrio 1.994,00 h/año Horas de funcionamento de producción de calor

Q 7.690.155,00 kWh/año Combustible consumido por el equipo de cogeneración

E 2.973.036,00 kWh/año Calor útil producido por el equipo de cogeneración

V 3.450.900,73 kWh/año Electricidad producida por el equipo de cogeneración

inversión $1.273.715 que hansido financiados al 50% entre elpropio Hospital y un grupo de ƞ0 75,00 % Rendimiento global mínimo segun el RD 616/2007

ƞ 83,53 % Rendimiento global del equipo de cogeneración

ƞE 38,66 % Rendimiento eléctrico del equipo de cogeneración

ƞV 49,09 % Rendimiento térmico del equipo de cogeneraciónV l d f i d l fi i i l d ió d d l

propio Hospital y un grupo deinversores en formato ESCO(Energy Service Companies). Los

Ref Hƞ 90,00 %Valor de referencia de la eficiencia para la producción separada de calor. Decisión de la Comisión de 21 de diciembre del 2006

Ref Eƞ 49,60 %Valor de referencia de la eficiencia para la producción separada de calor. Decisión de la Comisión de 21 de diciembre del 2006

REEmin 49,50 % Rendimiento eléctrico equivalente mínimo exigido por el RD 661/2007

(Energy Service Companies). Losresultados financieros de lainversión son pay-back de 4 REEmin 49,50 % Rendimiento eléctrico equivalente mínimo exigido por el RD 661/2007

REE 77,11 % Rendimiento eléctrico equivalente

AEP 2.138.203,33 kWh/año Ahorro de energía primaria segun el RD 616/2007

PESmin 10,00 %Ahorro porcentual de energía primaria mínimo para que la instalación sea de alta eficiencia según la Directiva Europea 2004/8/CE

PES 21 76 % Ah t l d í i i

inversión son pay back de 4años y 9 meses y una TIR delproyecto del 21,35%


PES 21,76 % Ahorro porcentual de energía primariaAhorro Emisiones 431,66 Tn CO₂ Ahorro de emisiones de CO₂

proyecto del 21,35%

Caso Hospital en doble generación: implantación del proyecto y obra


Mapa energético futuro del Perú

TODOS los edificios y procesos cuentan con activos energéticos

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