calefacción distrital para Temuco y PLC
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Evaluación de alternativas de calefacción distrital para las comunas
de Temuco y Padre Las Casas
Noviembre 2012
![Page 2: calefacción distrital para Temuco y PLC](https://reader035.fdocuments.ec/reader035/viewer/2022062221/55cf9db7550346d033aedb16/html5/thumbnails/2.jpg)
Objetivos del estudio
1. Desarrollar un diagnóstico de los aspectos ambientales, sociales, económicos y normativos relacionados con la implementación de sistemas de Calefacción Distrital.
2. Determinar el sistema de calefacción distrital que mejor se aplica a las comunas de Temuco y Padre Las Casas.
3. Evaluar técnica y económicamente la factibilidad de implementar cuatro proyectos de calefacción distrital en las comunas de Temuco y Padre Las Casas.
4. Evaluar los impactos ambientales de esta tecnología en relación a la reducción de emisiones de MP10.
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• La Calefacción Distrital o District Heating (DH) es un sistema centralizado de producción de calor.
• Esta compuesto por tres componentes básicos:1. La planta de producción de calor.2. La red de distribución. 3. La central en vivienda.
• Un sistema DH, entrega servicio de calefacción y/o agua caliente sanitaria (ACS) mediante una red de tuberías que distribuye vapor o agua caliente a las viviendas o instalaciones conectadas.
• Los sistemas DH, pueden utilizar diversas fuentes de energía en forma eficiente y controlada, reduciendo a su vez las emisiones de Material Particulado y de Gases de Efecto Invernadero (GEI).
¿Qué es la calefacción distrital?
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¿Qué es la calefacción distrital?
Fuente: Technical Research Institute of Sweden (2008).
Planta de Producción de
Calor
Red de Distribución
Central en Vivienda
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Pasos metodológicos efectuados en el estudio
1° Recopilación de antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas.
1° Recopilación de antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas.
2° Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH.
2° Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH.
3° Evaluación de factibilidad técnico-económica de sistema DH, en proyectos inmobiliarios de
Temuco y Padre las Casas.
3° Evaluación de factibilidad técnico-económica de sistema DH, en proyectos inmobiliarios de
Temuco y Padre las Casas.
4.- Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH.
4.- Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH.
![Page 6: calefacción distrital para Temuco y PLC](https://reader035.fdocuments.ec/reader035/viewer/2022062221/55cf9db7550346d033aedb16/html5/thumbnails/6.jpg)
Antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las CasasAntecedentes Climáticos• Clima Templado lluvioso con influencia mediterránea • Temperaturas medias anuales 6,3°C mínimas y 17,7°C máximas.• Velocidad de viento máxima promedio entre 2,5 y 3,2 [m/s].
Antecedentes Demográficos
• Densidad de viviendas es de 1.952 viviendas/km² en Temuco y 2.446 viviendas/km² en Padre las Casas.
Comuna
Superficie (km²)Población Censo 2002
(habitantes)
Densidad
(habitantes/km²)
Total Urbana Rural Total Urbana Rural Total Urbana Rural
Temuco 464 32,5 431,4 245.347 232.528 12.819 529 7.146 30
PLC 400,7 3,8 396,8 58.795 33.697 25.098 147 8.821 63
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Antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas
Reglamentación Térmica
• La reglamentación térmica vigente en Chile, determina que las comunas de Temuco y Padre las Casas corresponden a la zona 5, definida en base al criterio de los Grados Día de Calefacción anuales:
– T° de confort (21°C)– T° exterior– N° días a calefaccionar
Fuente: MINVU (2009).
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Pasos metodológicos efectuados en el estudio
1° Recopilación de antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas.
1° Recopilación de antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas.
2° Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH.
2° Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH.
3° Evaluación de factibilidad técnico-económica de sistema DH, en proyectos inmobiliarios de
Temuco y Padre las Casas.
3° Evaluación de factibilidad técnico-económica de sistema DH, en proyectos inmobiliarios de
Temuco y Padre las Casas.
4.- Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH.
4.- Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH.
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Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH
Marco Regulatorio
Instrumentos de planificación territorial
Normativa ambiental y sectorial
Plan de descontaminación
Tipos de combustible
Disponibilidad y precios de combustibles
Proveedores de combustible
Oferta y Demanda de combustible
Características de la tecnología disponible
Costos de la tecnología
Aplicabilidad de la tecnología existente
Oferta de la tecnología disponible
Características de Barrios y Vivienda
Configuración espacial del barrio y espacio común para instalar el sistema
Características vivienda y aislación térmica
Demanda de energía (calefacción, agua caliente)
Aspectos Económicos y Sociales de la Población
Nivel socioeconómico
Organización del barrio y aceptabilidad social y cultural
Evaluación de factibilidad económica del sistema
Financiamiento de la inversión
Aspectos de gestión y administración del sistema
Administración del sistema (gestión y operación).
Sistema tarifario
Disposición a cambiar y a pagar por sistema DH
Implementación de Sistemas de
calefacción distrital
(Solución)
Análisis cualitativo de los factores que condicionan un sistema DH
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Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH
• Se destaca la influencia de normas como la Ley 20.417 que modifica la Ley 19.300 (institucionalidad ambiental), el PDA para las comunas bajo estudio y sus planos reguladores correspondientes, entre otros.
• Respecto a la oferta y demanda de combustible, se destacan:
Análisis cualitativo de los factores que condicionan un sistema DH
Fuente: DICTUC (2008).
Meses Meses
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Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH
• El consumo de promedio de leña por vivienda en Temuco y Padre las Casas es de 9 y 8 m3 estéreo/año respectivamente, con un precio aproximado de $20.000/m3 estéreo.
• El consumo promedio de hogares , en otros combustibles, se resume en:
Nivel
socioeconómico
Consumo promedio de hogares que usan:
Electricidad
(kwh/mes)
Gas de
Cañería
(m3/mes)
Gas Licuado (kg/mes) Parafina (Lt/mes)
Fríos Calurosos Fríos Calurosos
Bajo 99,98 21,67 18,32 16,54 20 0
Medio 119,97 20,96 27,49 23,68 24 0
Alto 149,09 31,24 25,97 17,34 20 0
Fuente: Elaboración propia en base a DICTUC (2008).
Análisis cualitativo de los factores que condicionan un sistema DH
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Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH
• Referente a la tecnología disponible para sistema DH, esta tiene que ser importada desde países fabricantes de calderas (Alemania, Suecia, otros.) = USD.
• Respecto de los barrios y viviendas, se destacan la necesidad de espacio físico para la central, accesos adecuados para el abastecimiento de combustible, la densidad y n° de viviendas del barrio, la aislación térmica de las viviendas, entre otros.
• Entre los aspectos socioeconómicos, se estima en $19.500/mes la disposición a pagar por vivienda, para cambiarse de sistema de calefacción y ACS (encuestas realizadas).
• Respecto a la gestión y administración de un sistema DH, según la experiencia internacional, los municipios y empresas privadas reguladas por ley administran y gestionan los sistemas DH.
Análisis cualitativo de los factores que condicionan un sistema DH
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Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH
• Los sistemas de DH están condicionados por disponibilidad y tipo de combustible.
• En análisis de ventajas y desventajas de cada combustible se descartan las fuentes de energía no renovable como el petróleo y el carbón por su generación de GEI, son estratégicamente vulnerables y ambientalmente insustentables.
• Se descartan fuentes de energía renovable como los residuos agroindustriales por su baja disponibilidad y logística y la geotermia de alta entalpía por la alta inversión inicial y plazo de desarrollo.
• Sistemas simulados de DH en base a leña, astillas, pellet y gas se evaluaron con el software RETScreen, comparándolo con una situación base o sin proyecto.
Definición del sistema de DH que mejor se aplica en Temuco y PLC.
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Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH
• El sistema tipo corresponde a la calefacción distrital de un barrio de 200 viviendas, de 50 m² c/u, con una tasa de calefacción de 118 Kcal/h/m2 ó 137 W/m2, y una demanda por ACS del 25%.
• Según la evaluación con RETScreen, que considera precio de la energía, reducción de emisiones, ahorros, entre otras variables, destacan los sistemas en base a astillas y leña, sin embargo, la leña presenta la complejidad técnica asociada al control del consumo.
Definición del sistema de DH que mejor se aplica en Temuco y PLC.
Gráfico de evaluación RETScreen, de sistema DH a astillas.
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Pasos metodológicos efectuados en el estudio
1° Recopilación de antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas.
1° Recopilación de antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas.
2° Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH.
2° Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH.
3° Evaluación de factibilidad técnico-económica de sistema DH, en proyectos inmobiliarios de
Temuco y Padre las Casas.
3° Evaluación de factibilidad técnico-económica de sistema DH, en proyectos inmobiliarios de
Temuco y Padre las Casas.
4.- Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH.
4.- Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH.
![Page 16: calefacción distrital para Temuco y PLC](https://reader035.fdocuments.ec/reader035/viewer/2022062221/55cf9db7550346d033aedb16/html5/thumbnails/16.jpg)
Evaluación técnico-económica de sistema DH
En esta etapa se evaluaron técnica y económicamente implementación de sistemas DH en 4 barrios o proyectos Inmobiliarios, previamente seleccionados por la contraparte técnica:
• Lomas de Mirasur: Proyecto nuevo de 66 viviendas nivel socioeconómico alto, comuna de Temuco.
• Barrio Vista el Volcán: Proyecto nuevo de 527 viviendas nivel socioeconómico medio, comuna de Temuco.
• Villa Mankemalen: Barrio antiguo de 948 viviendas sociales, comuna de Padre Las Casas.
• Establecimientos educacionales en barrio Balmaceda: Barrio antiguo, donde se ubican 7 establecimientos educacionales, comuna de Temuco.
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Evaluación técnico-económica de sistema DH
• Mediante un estudio de ingeniería básica de DH en los proyectos seleccionados, se evaluó la factibilidad técnica y económica, privada y social.
• Consideraciones técnicas destacables:
ProyectoN° de Viviendas
y/o colegios
Superficie
Total (m2)
Tasa de energía
para calefacción
(kcal/hm2)
Energía total requerida
para ACS y Calefacción
(Kcal/h)
Lomas de Mirasur 66 6.133 118,6 1.599.313
Vista el Volcán 527 36.462 118,6 7.080.881
Villa Mankemalen 948 47.891 79 6.878.871
Colegios en Balmaceda 7 23.652 85 3.616.798
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• Según el diseño de POCH Ingeniería y las cotizaciones recibidas, la estimación de los costos de inversión para la implementación de un sistema de DH, en base a astillas, incluyendo central de calor, red de distribución y sistema de entrega de calor intradomiciliaria son:
Evaluación técnico-económica de sistema DH
Proyecto
Costo de Inversión
(USD/Vivienda)
(USD/Colegio)
Costo de Inversión
(USD/Total)
(USD/Total Colegios)
Lomas de Mirasur 8.575 565.990
Vista el Volcán 6.052 3.189.320
Villa Mankemalen 3.854 3.653.697
Colegios en Balmaceda 117.914 825.398
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• De acuerdo a los costos de inversión, costos de operación y considerando el cobro de una tarifa equivalente al gasto actual en calefacción y ACS, los resultados de la evaluación privada de cada proyecto, en términos del Valor Actual Neto (VAN), son los indicados a continuación.
* Considera costos de leña no certificada. Precios no negociados.
Evaluación técnico-económica de sistema DH
ProyectoVAN PRIVADO (USD)
Caso Leña* Caso Astillas Caso Pellet
Lomas de Mirasur -1.198.123 -975.550 -1.698.864
Vista el Volcán -4.445.722 -3.524.836 -6.517.513
Villa Mankemalen -3.779.877 -2.874.955 -5.815.752
Colegios en Balmaceda -2.186.820 -1.779.746 -3.102.648
Evaluación privada de implementación de sistema de DH.
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• Para que el VAN privado sea 0, la tarifa a cobrar por vivienda y/o por los colegios al año, se presenta en la siguiente tabla.
Evaluación técnico-económica de sistema DH
Proyecto
Tarifas anuales, VAN =0 (CLP)
Caso Leña Caso Astillas Caso Pellet
Lomas de Mirasur $ 1.459.082 $ 1.233.009 $ 1.967.695
Vista el Volcán $ 792.806 $ 675.664 $ 1.056.350
Villa Mankemalen $ 455.882 $ 391.891 $ 599.849
Colegios en Balmaceda $ 166.432.330 $ 139.143.044 $ 227.827.199
Evaluación privada de implementación de sistema de DH.
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• En la evaluación social de la implementación de sistema DH, se comparó la situación con y sin proyecto internalizando los costos sociales de salud y ambiental (datos entregados por Gore en base a casos peak de MP) estimados para cada caso.
• La rentabilidad social de un sistema DH, está correlacionada con el número de viviendas conectadas al sistema, como es el caso de Villa Mankemalen
Evaluación técnico-económica de sistema DH
ProyectoVAN SOCIAL (USD)
Caso Leña Caso Astillas Caso Pellet
Lomas de Mirasur - 780.103 - 379.934 - 1.508.368
Vista el Volcán 1.834.826 3.598.838 - 1.375.483
Villa Mankemalen 7.442.388 9.164.341 4.308.622
Colegios en Balmaceda 1.249.608 2.158.934 - 405.267
Evaluación social de implementación de sistema de DH.
![Page 22: calefacción distrital para Temuco y PLC](https://reader035.fdocuments.ec/reader035/viewer/2022062221/55cf9db7550346d033aedb16/html5/thumbnails/22.jpg)
Pasos metodológicos efectuados en el estudio
1° Recopilación de antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas.
1° Recopilación de antecedentes generales de las comunas Temuco y Padre las Casas.
2° Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH.
2° Evaluación del escenario actual, para implementar un sistema DH.
3° Evaluación de factibilidad técnico-económica de sistema DH, en proyectos inmobiliarios de
Temuco y Padre las Casas.
3° Evaluación de factibilidad técnico-económica de sistema DH, en proyectos inmobiliarios de
Temuco y Padre las Casas.
4.- Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH.
4.- Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH.
![Page 23: calefacción distrital para Temuco y PLC](https://reader035.fdocuments.ec/reader035/viewer/2022062221/55cf9db7550346d033aedb16/html5/thumbnails/23.jpg)
Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH
• En esta etapa, se evalúan principalmente los potenciales beneficios ambientales de los sistemas DH comparando las emisiones de MP10 y CO2 en la situación con y sin proyecto. El resumen de la reducción de emisiones se presenta en la siguiente tabla.
ProyectoS/Proyecto
(ton CO2/año)
S/Proyecto
(ton MP10/año)
Sistema DH
“Astillas”
(ton MP10/año)
Reducción
de
emisiones
MP10 (%)
Villa Mankemalen 238 34,0 1,8 95
Vista Volcán 194 21,3 1,8 91
Lomas de Mirasur 21 2,7 0,4 85
Colegios en
Balmaceda
19811,5 0,9 92
![Page 24: calefacción distrital para Temuco y PLC](https://reader035.fdocuments.ec/reader035/viewer/2022062221/55cf9db7550346d033aedb16/html5/thumbnails/24.jpg)
Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH
• Cabe destacar, que los valores de estimación de emisiones de CO2 de la situación sin proyecto, corresponden a las emisiones generadas por el consumo de gas para ACS, las que equivalen a la reducción de emisiones de CO2.
• Lo anterior es debido a que las emisiones de CO2 generadas por un sistema en base a biomasa forestal (astillas), se consideran nulas, ya que el CO2 liberado en la combustión de biomasa es capturado en el proceso de fotosíntesis.
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Evaluación costo-beneficio de los sistemas DH
• Se realizó una proyección a nivel comunal de la reducción de emisiones por nivel socioeconómico, en un escenario en el que se simula la conexión de todas las viviendas a un sistema DH. El resultado de esta estimación se presenta en la siguiente tabla.
Nivel
Socioeconómico
Número
de
viviendas
S/Proyecto
(ton MP10/año)
Sistema DH “Astillas”
(ton MP10/año)
ReducciónSistema DH “Astillas”
(ton MP10/año)
BAJO 49.038 1.759 91 1.667
MEDIO 32.063 1.294 110 1.183
ALTO 13.203 533 82 451
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Conclusiones
• Los sistemas DH, son técnicamente aplicables a barrios nuevos o existentes de las comunas de Temuco y Padre las Casas.
• Los sistemas DH, con mayores ventajas son en base a fuentes de energía a partir de biomasa (astillas).
• Los sistemas DH en base de biomasa forestal, tienen beneficios ambientales, ya que reducen emisiones de MP10 y tienen un balance neutro de generación de GEI.
• La implementación de sistemas de DH para un inversionista privado no es un proyecto atractivo, sin embargo para la sociedad podría ser interesante considerando el costo en salud e impacto ambiental.
![Page 27: calefacción distrital para Temuco y PLC](https://reader035.fdocuments.ec/reader035/viewer/2022062221/55cf9db7550346d033aedb16/html5/thumbnails/27.jpg)
Conclusiones
• En términos generales un mayor número de viviendas conectadas a un sistema DH, hace cada vez más atractiva su implementación, debido a economías de escala.
• Para la implementación de los sistemas DH, es necesario el apoyo gubernamental mediante un sistema de incentivos (a la implementación/inversión).
• Se requiere construir un caso de éxito. Barrio Balmaceda sería la opción (además permite contrato directo entre proveedor y Gobierno regional).
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Proyecto Eje Balmaceda:M$ 151.000