Sistema de Manejo de Energía (SMEn)
Entrenamiento para Implementación
Ph. D. Juan Carlos Campos
Basado en
Contenido del Manual en SMEn de la ONUDI
la Norma ISO 50.001 Aportes y experiencias practicas del Grupo de Investigación Gestión Energética de la
UA y de la ESCO E2 energía Eficiente S.A.E.S.P.
INDICACIONES DE GUÍA DENTRO DE ESTE LUGAR
Salidas de emergencia Baños Teléfonos móviles Recesos (Coffee breaks) Por favor restringir los
e-mails para el período de recesos
PRESENTACIÓN
Herramientas para la Planeación Energética:
Análisis y Uso del Consumo de Energía en la Empresa
CONTENIDO
Introducción Herramientas para la revisión energética
o Balances de energía o Flujogramas de procesos o Gráficos de tendencia anualizada o Huella de Energía o Análisis del desempeño energético en base al presupuesto o Influencia del nivel de producción en el desempeño
energético. o Presupuesto de consumo energético o Identificación de los USE o Identificación de variables significativas en los USE o Evaluación y propuesta del sistema de medición o Identificación y clasificación de oportunidades de mejora
INTRODUCCIÓN
Pasos para el diseño e Implementación de un SGEN
SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA (SGEN)
Source: Guía Implementación SGE. CONUE, México
Pla
ne
ar
Identificar el escenario Paso 1 determinar el contexto de la organización Paso 2 Definir responsabilidades de alta dirección
Establecer el compromiso SGEN
Paso 3 definir alcance y límites del SGEn Paso 4 Designar un representante de la dirección Paso 5 Establecer un equipo de gestión de la energía Paso 6 Definir política energética
Evaluar el desempeño energético
Paso 7 Identificar y evaluar requisitos legales y otros Paso 8 Recopilar datos Paso 9 Establecer usos significativos Paso 10 Definir LB e IDE Paso 11 Registrar oportunidades de mejora Paso 12 Desarrollar un sistema de seguimiento
Establecer objetivos y metas
Paso 13 Determinar el marco de trabajo Paso 14 Estimar el potencial de mejora Paso 15 Definir objetivos y metas
Crear planes de acción Paso 16 Definir etapas y fines Paso 17 Asignar funciones y destinar recursos
Pasos para el diseño e Implementación de un SGEN
SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA (SGEN)
Source: Guía Implementación SGE. CONUE, México
Hac
er
Poner en práctica los planes de acción
Paso 18 Fortalecer competencias Paso 19 Elaborar un plan de comunicación y sensibilización Paso 20 Establecer documentación SGEn Paso 21 Incorporar el desempeño energético del proceso Paso 22 Establecer criterios de compra
Ve
rifi
car
Evaluar los procesos
Paso 23 Dar seguimiento y control Paso 24 Medir resultados Paso 25 Revisar los planes de acción y el SGEn
Act
uar
Reconocer logros Paso 26 Realizar revisiones por dirección Paso 27 Tomar decisiones para mejorar el SGEn Paso 28 Evaluar la conformidad
Resultados Proyecto Greenpyme para Colombia 2015
40 empresas tipo PYMES
INDICADORES FINANCIEROS POR ESTRATEGIAS GREENPYME COLOMBIA 2014
Inversión $USD Pot. Ahorro $USD/año
TIR %
Pay Back años
VAN USD $
Emisiones TON CO2/año
Impacto Energético
%
Estrategia de Optimización por Gestión Energética
2.887.273 5.736.456 117 0,5 7.933.973 25.536 12
Estrategia de Optimización por Gestión Tecnológica
5.105.667 3.276.261 51 1,56 6.571.117 13.830 3
El 64% de los potenciales de ahorro identificados en las empresas son por optimización de la gestión energética.
Optimización por Gestión Energética 1,98 US/año x cada dólar invertido
Optimización por Gestión Tecnológica 0,64 US/año x cada
dólar invertido
SITUACIÓN ACTUAL DE LA GESTIÓN ENERGÉTICA EN LA EMPRESA COLOMBIANA
Gestión del mantenimiento:
centrada en la disponibilidad no en
la eficiencia. Cambio:
Mantenimiento centrado en la
eficiencia
Gestión de la producción:
centrada en los costos, calidad y los tiempos
de entrega considerando los
consumos energéticos como un gasto.
Cambio: Manejo de la energía según régimen
de producción.
Gestión de la operación:
centrada en la continuidad y calidad de la producción no responde por los
consumos energéticos.
Cambio: Criterios operacionales para
parámetros de control de la eficiencia
energética.
Gestión de indicadores de
eficiencia:
sin indicadores de eficiencia ,
erróneamente con índices de consumo.
No hay mediciones en áreas claves.
Cambio: Líneas de base energética e
indicadores de desempeño en los USE
SITUACIÓN ACTUAL DE LA GESTIÓN ENERGÉTICA EN LA EMPRESA COLOMBIANA – Continuación.
Gestión de compra equipos:
Centrada en reducir el costo de inversión inicial y tiempos de entrega.
Cambio: evaluar costos de ciclo de vida, uso de
nuevas tecnologías eficientes.
Gestión energética:
buen contrato de energía, diagnósticos energéticos y programas de eficiencia
energética.
Cambio: planificación energética, objetivos,
metas y planes de acción.
implementación, operación y verificación.
Nuevos diseños: Garantizando los costos
presupuestados, la capacidad de producción y
el tiempo de entrega.
Cambio: criterios de eficiencia y gestión
energética en nuevos diseños.
Requisitos legales y otros
requisitos
Revisión energética
Parámetros de desempeño energético
( LB, IDEn)
Objetivos, metas y planes
de acción
PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA
La planificación energética demanda un inventario de todas las actividades de consumo energético significativas.
¿Qué se entiende por “significativas”?
Aunque la norma no establece ningún criterio, se puede intuir que la categorización lógica de “significancia” sería según el mayor o menor consumo que tenga cada indicador. Una correcta valoración es muy importante para el éxito del proceso.
REVISIÓN ENERGÉTICA
1. Identificar las fuentes de
energía y recopilar el máx # de
datos sobre el uso y consumo
2. Identificar las áreas que
afectan significativamente al uso de
la energía
3. Determinar y analizar el desempeño energético
actual de esas áreas de uso significativas
4. Identificar las variables que impactan el consumo energético
5. Estimar el uso y consumo
futuro de la energía.
6. Identificar y proponer
oportunidades de mejora
Claves para asegurar el éxito de la Revisión Energética según ISO
50001
¿Cuáles son mis fuentes de energía, usos y niveles de consumo?
REVISIÓN ENERGÉTICA
• Fuentes: ¿Electricidad, gas natural, propano, energía hidroeléctrica, eólica?
• Usos: ¿Qué instalaciones, sistemas o equipos utilizan energía? Qué tipo de energía secundaria o primaria utilizan? Aire comprimido, vapor, gases calientes, electricidad, agua fría, agua caliente etc…
• Niveles de consumo:
– ¿Qué datos tenemos, dónde y cómo los obtenemos?
– ¿Qué datos necesitamos y dónde y cómo los obtenemos?
– ¿Cuánta energía estamos utilizando?
– ¿Cuánta usamos en el pasado?
– ¿Cuánta estimamos que usaremos en el futuro?
– ¿Cuáles son las tendencias del uso de la energía?
– ¿Cómo hemos usado la energía en el pasado?
¿Herramientas para la revisión energética
REVISIÓN ENERGÉTICA
1. Balances de energía
2. Flujogramas de procesos
3. Gráficos registros y de tendencia anualizada
4. Huella de Energía
5. Análisis del desempeño energético en base al presupuesto
6. Influencia del nivel de producción en el desempeño energético.
7. Presupuesto de consumo energético
8. Identificación de los USE
9. Identificación de variables significativas en los USE
10. Evaluación y propuesta del sistema de medición
11. Identificación y clasificación de oportunidades de mejora
1. Balance de Energía
REVISIÓN ENERGÉTICA
Conocer a nivel global los tipos de energéticos primarios que se usan en al empresa y sus magnitudes ( facturas de energía)
Conocer la relación entre los energéticos primarios y los energéticos secundarios que se utilizan en la empresa ( corrientes energéticas)
Si es posible cuantificar los consumos de energéticos primarios mensuales y los energéticos secundarios mensuales que se utilizan en la empresa ( medición, estimación, calculo, mediciones temporales etc…), al menos en las áreas y equipos mayores consumidores.
Partiendo de los energéticos primarios hasta el uso final. Identifique cuanto le cuesta cada uno de ellos mensualmente y cuanto representan esos costos en sus costos de producción (energéticos secundarios se costean a partir de los primarios asumiendo la eficiencia)
Conocer los equipos, procesos, líneas de producción o áreas, donde se usan los energéticos primarios y secundarios de la empresa, sus costos y sus consumos estimados.
Conocer si existen residuos energéticos importantes no utilizados su magnitud y costos.
Cierre de los consumos y costos energéticos con las facturas
SANKEY DIAGRAM. BALANCE POR PROCESOS
Source: National University of Colombia
BALANCE POR TIPO DE ENERGÉTICO
BALANCE POR TIPO DE ENERGÉTICO/EQUIPOS
Electricidad Calor
8.651.145
1.584.839
821.876
1.525.654
809.185
1.063.759
3.838.640
47%
9%
4%
8%
4%
6%
21%
Refrigeration
Comp Air
Lighting
Dryers
Pumps
Ovens
Others
0 5.000.000 10.000.000
kWh per year
4.250.300
6.146.639
9.297.205
22%
31%
47%
Steam
Hot water
Dryers
0 5.000.000 10.000.000
kWh per year
Electricidad y Calor
170.012
245.866
371.888
692.092
126.787
65.750
122.052
64.735
85.101
307.091
8%
11%
17%
31%
6%
3%
5%
3%
4%
14%
Steam
Hot water
Dryers
Refrigeration
Comp Air
Lighting
Dryers
Pumps
Ovens
Others
0 200.000 400.000 600.000 800.000
euros per year
secadores; hornos; bombas.
2. Flujogramas de Procesos
REVISIÓN ENERGÉTICA
o Conocer cómo se realizan los procesos de servicios energéticos y productivos de la empresa.
( continuos, baches, tipo de MP; tiempo de trabajo, etc..)
o Evaluar si se pueden independizar los procesos desde el punto de vista energético y productivo creando unidades independientes de control. Realizar un esquema con la mayor cantidad de unidades de control enlazadas posible.
o Conocer si es posible asociar los costos de energia de cada unidad de control a sus costos de producción.
o Conocer los equipos principales consumidores de energía por cada tipo de energético que componen cada unidad de control
o Conocer el valor estimado del consumo y costos de los equipos mayores consumidores de las unidades de control y de toda la unidad de control ( usar el balance energético)
Planta de producción de TRIPLEX.
ESQUEMA ENERGÉTICO DEL PROCESO PRODUCTIVO PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ACEITES
Empresa 3. Molinos Atlántico
MES KW-H TonCO2/mes TON PROC Kg CO2/TonProc Ton Proc./10 suma últimos doce datos
ene-98 134880 53,952 2385730 0,02261446 238573 consumo prodcción
feb-98 138240 55,296 2040070 0,02710495 204007
mar-98 138480 55,392 2161680 0,02562451 216168
abr-98 122880 49,152 2103370 0,02336821 210337
may-98 155280 62,112 2401320 0,02586577 240132
jun-98 157920 63,168 2537565 0,02489316 253757
jul-98 159600 63,84 2303359 0,02771604 230336
ago-98 177600 71,04 2811775 0,02526518 281178
sep-98 158880 63,552 2337090 0,02719279 233709
oct-98 131040 52,416 2157733 0,02429216 215773
nov-98 143760 57,504 2300890 0,02499207 230089
dic-98 153840 61,536 2282175 0,02696375 228218 1772400 2782275,7
ene-99 150480 60,192 2595580 0,02319019 259558 1788000 2803260,7
feb-99 108240 43,296 1929556 0,02243832 192956 1758000 2792209,3
mar-99 153120 61,248 2420295 0,02530601 242030 1772640 2818070,8
abr-99 159720 63,888 2509785 0,02545557 250979 1809480 2858712,3
may-99 165817 66,3268 2656455 0,02496816 265646 1820017 2884225,8
jun-99 198000 79,2 2875225 0,02754567 287523 1860097 2917991,8
jul-99 176880 70,752 2804464 0,02522835 280446 1877377 2968102,3
ago-99 171600 68,64 2635296 0,02604641 263530 1871377 2950454,4
sep-99 235580 94,232 3145100 0,02996153 314510 1948077 3031255,4
oct-99 210560 84,224 3505180 0,02402844 350518 2027597 3166000,1
nov-99 246570 98,628 3967284 0,02486033 396728 2130407 3332639,5
dic-99 217654 87,0616 4550585 0,01913196 455059 2194221 3559480,5
3. Gráficos registros y de tendencia anualizada
REVISIÓN ENERGÉTICA
3. Gráficos registros y de tendencia anualizada
REVISIÓN ENERGÉTICA
0
100000
200000
300000
400000
500000
sept.-97 ene.-98 abr.-98 jul.-98 nov.-98 feb.-99 may.-99 ago.-99 dic.-99 mar.-00
KW
h/m
es o
To
n /
mes
*1
0
meses del año
Relación Consumo de energia con la producción realizada
KW-H Ton Proc./10
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
3500000
4000000
nov.-98 dic.-98 feb.-99 mar.-99 may.-99 jul.-99 ago.-99 oct.-99 dic.-99 ene.-00
KW
h/a
ño
y T
on
/añ
o *
10
Meses del año
Tendencia anualizada del consumo de energía Tendencia anualizada de la producción
El consumo de energía presenta una curva muy parecida a la curva de la producción. Carga base de consumo anual 1.772.400 Kwh Incremento de consumo a partir de agosto 98. Incremento debido a incremento de producción anual a partir de ese mes. Mejora de la intensidad energética anual a partir de agosto 98. Intensidad año 98 =1772400/27822750=0,064 KWh/Ton Intensidad año 99 =2194221/35594805=0,062 KWh/Ton
REVISIÓN ENERGÉTICA
Mes Producción Actual
Pa (t/mes)
Consumo Actual
Ea(Kw.H)
Yprom X-Xprom Y-Yprom (y-Yprom)2 (X-Xprom)2 SUM (X-Xprom)*(y-Yprom)
Pendiente=SUM (X-Xprom)*(y-Yprom) / SUM(X-Xprom)2
Intercepto= Yprom - Pendiente*Xprom
r= Pend*DESVESTX/DESVESTY r2
Enero 1.370,00 35.280,00 32.852,08 370,00 2.427,92 5.894.779,34 136.900,00 898.329,17 24,52 8335,8289 0,9001 0,8103
Febrero 1.030,00 34.180,00 32.852,08 30,00 1.327,92 1.763.362,67 900,00 39.837,50
Marzo 1.270,00 40.050,00 32.852,08 270,00 7.197,92 51.810.004,34 72.900,00 1.943.437,50
Abril 780,00 26.530,00 32.852,08 -220,00 -6.322,08 39.968.737,67 48.400,00 1.390.858,33
Mayo 985,00 29.940,00 32.852,08 -15,00 -2.912,08 8.480.229,34 225,00 43.681,25
Junio 1.310,00 42.040,00 32.852,08 310,00 9.187,92 84.417.812,67 96.100,00 2.848.254,17
Julio 725,00 26.400,00 32.852,08 -275,00 -6.452,08 41.629.379,34 75.625,00 1.774.322,92
Agosto 490,00 14.160,00 32.852,08 -510,00 -18.692,08 349.393.979,34 260.100,00 9.532.962,50
Septiembre 1.110,00 35.600,00 32.852,08 110,00 2.747,92 7.551.046,01 12.100,00 302.270,83
Octubre 1.100,00 34.800,00 32.852,08 100,00 1.947,92 3.794.379,34 10.000,00 194.791,67
Noviembre 980,00 31.800,00 32.852,08 -20,00 -1.052,08 1.106.879,34 400,00 21.041,67
Diciembre 1.080,00 35.290,00 32.852,08 80,00 2.437,92 5.943.437,67 6.400,00 195.033,33
Enero 1.000,00 35.150,00 32.852,08 0,00 2.297,92 5.280.421,01 0,00 0,00
Febrero 1.010,00 34.550,00 32.852,08 10,00 1.697,92 2.882.921,01 100,00 16.979,17
Marzo 1.290,00 38.110,00 32.852,08 290,00 5.257,92 27.645.687,67 84.100,00 1.524.795,83
Abril 970,00 34.100,00 32.852,08 -30,00 1.247,92 1.557.296,01 900,00 -37.437,50
Mayo 940,00 34.230,00 32.852,08 -60,00 1.377,92 1.898.654,34 3.600,00 -82.675,00
Junio 850,00 32.780,00 32.852,08 -150,00 -72,08 5.196,01 22.500,00 10.812,50
Julio 480,00 16.620,00 32.852,08 -520,00 -16.232,08 263.480.529,34 270.400,00 8.440.683,33
Agosto 1.080,00 37.750,00 32.852,08 80,00 4.897,92 23.989.587,67 6.400,00 391.833,33
Septiembre 1.300,00 37.740,00 32.852,08 300,00 4.887,92 23.891.729,34 90.000,00 1.466.375,00
Octubre 970,00 34.190,00 32.852,08 -30,00 1.337,92 1.790.021,01 900,00 -40.137,50
Noviembre 710,00 30.590,00 32.852,08 -290,00 -2.262,08 5.117.021,01 84.100,00 656.004,17
Diciembre 1.170,00 36.570,00 32.852,08 170,00 3.717,92 13.822.904,34 28.900,00 632.045,83
PROM 1.000,00 32.852,08 0,00 0,00 973.115.995,83 1.311.950,00 32.164.100,00
DESVEST 238,83 6.504,57
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜: 1000 + − 3 ∗ 238,8 𝑇𝑜𝑛/𝑚𝑒𝑠 ; 283,6 − 1716,4 𝑇𝑜𝑛 /𝑚𝑒𝑠 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜: 32.852 + − 3 ∗ 6504,6 𝐾𝑊ℎ/𝑚𝑒𝑠 ; 13.338,2 − 39.356,6 𝐾𝑊𝐻/𝑚𝑒𝑠 𝐼𝐶 = 23 – 47 𝐾𝑊𝐻/ 𝑇𝑜𝑛 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠: 0,4 𝑡𝑜𝑛 𝐶𝑂2/𝑀𝑊ℎ; 0,0092 𝑇𝑜𝑛 𝐶𝑂2/𝑇𝑜𝑛 – 0,019 𝑇𝑜𝑛 𝐶𝑂2/𝑡𝑜𝑛 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜 ∶ 8335,82 𝐾𝑊ℎ/𝑚𝑒𝑠 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑛𝑜 𝑎𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎𝑑𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 8335,82 ∗ 100/32.852 = 25,3% 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒: 24,52 𝐾𝑊ℎ/𝑇𝑜𝑛. 𝑅𝑎𝑧ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎. 81% 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛; 19% 𝑐𝑜𝑛 𝑜𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑒𝑠. ( 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙)
4. Huella Ecológica de Energía
REVISIÓN ENERGÉTICA
La HE es definida como “la superficie de tierra productiva o ecosistema acuático necesario para mantener el consumo de recursos y energía, así como para absorber los residuos producidos por una determinada población humana o economía, considerando la tecnología existente, independientemente de en qué parte del planeta está situada esa superficie” . (Wackernagel et al 1999, Wackernagel y Silverstein 2000)
Su punto de partida es la asunción de que, tanto el consumo de recursos, como la generación de residuos pueden ser convertidos en la superficie productiva necesaria para mantener estos niveles de consumo, o, en otros términos, en la HE.
4. Huella Ecológica de Energía
REVISIÓN ENERGÉTICA
La HE es comparada con la superficie disponible, asumiendo que las poblaciones con una huella superior a la superficie de la que disponen son insostenibles (Lenzen et al., 2003), existiendo lo que se denomina déficit ecológico .
La HE es dividida en distintas subhuellas, : Cultivos; Pastos; Bosques, Mar; Construcción y Energía: La Huella de Energía se define como:
El área de bosque necesaria para absorber las emisiones de CO2 procedentes de la quema de combustibles
fósiles..
4. Huella Ecológica de Energía
REVISIÓN ENERGÉTICA
0
20
40
60
80
100
120
ene.
-98
feb
.-9
8
mar
.-9
8
abr.
-98
may
.-9
8
jun
.-98
jul.-
98
ago
.-98
sep
t.-9
8
oct
.-9
8
no
v.-9
8
dic
.-98
ene.
-99
feb
.-9
9
mar
.-9
9
abr.
-99
may
.-9
9
jun
.-99
jul.-
99
ago
.-99
sep
t.-9
9
oct
.-9
9
no
v.-9
9
dic
.-9
9
Ton
CO
2 e
mit
idas
/mes
Meses
Huella de consumo de energia de la empresa
0
20
40
60
80
100
120
ene.
-98
feb
.-9
8
mar
.-9
8
abr.
-98
may
.-9
8
jun
.-9
8
jul.-
98
ago
.-9
8
sep
t.-9
8
oct
.-9
8
no
v.-9
8
dic
.-9
8
ene.
-99
feb
.-9
9
mar
.-9
9
abr.
-99
may
.-9
9
jun
.-9
9
jul.-
99
ago
.-9
9
sep
t.-9
9
oct
.-9
9
no
v.-9
9
dic
.-9
9
Hec
táre
as r
equ
erid
as p
ara
abso
rver
las
emis
ion
es
Meses
Huella Ecologica Energética
Indicadores 0,401 tCO2/MW (Res 843-2016 UPME) 5,21 tCO2/Ha/año (Panel internacional sobre Cambio Climático (IPCC, 2001).
5. Análisis del desempeño energético en base al presupuesto
REVISIÓN ENERGÉTICA
Meses 2014
Presupuesto 2014 Real 2014
KWh/m (Real-Presup) T/mes KWh/mes
T/mes KWh/mes real real
Ene 487.101,00 438.390,90 503.457,00 438.007,59 -383,31
Feb 827.256,00 744.530,40 768.905,00 692.014,50 -52.515,90
Mar 872.326,00 785.093,40 967.542,00 677.279,40 -107.814,00
Abr 792.066,00 712.859,40 654.321,00 647.777,79 -65.081,61
May 818.828,00 736.945,20 820.091,00 713.479,17 -23.466,03
Jun 862.606,00 776.345,40 876.543,00 859.012,14 82.666,74
Jul 764.047,00 687.642,30 765.000,00 699.975,00 12.332,70
Ago 906.156,00 815.540,40 1.000.123,00 820.100,86 4.560,46
Sep 887.879,00 799.091,10 873.456,00 847.252,32 48.161,22
Oct 866.848,00 780.163,20 678.904,00 590.646,48 -189.516,72
Nov 874.410,00 786.969,00 894.410,00 787.080,80 111,8
Dic 640.477,00 576.429,30 678.904,00 611.013,60 34.584,30
TOTAL -256.360,35
Convencional También se muestran los valores reales de consumo de energía y producción realizada en cada mes del año 2014. En la última columna de la tabla se muestra la diferencia mensual entre el consumo real de energía y el presupuestado del año 2014. La diferencia total entre el consumo presupuestado y el real del año 2014 fue de – 256.360,35 KWH. Esto indica que el año 2014 se consumió menos de lo presupuestado.
En la tabla se muestran los valores de producción y consumo de energía de la compañía presupuestados para el 2014.
¿Significa esto que el año 2014 fue un año eficiente en el uso de la energía?
¿Es cierto que en el año 2014 se consumieron 256.360,35 KWH menos
de lo que se debería haber consumido en ese año? Source: Universidad del Atlántico
5. Análisis del desempeño energético en base al presupuesto
REVISIÓN ENERGÉTICA
La diferencia entre el consume de energía presupuestado y el real de cada mes del año 2014 pudo haberse producido por: o Cambios en el valor de la producción presupuestada en el mes o Cambios en la eficiencia Energética con que se produjo en el mes Ambos efectos a la vez. Con la información que tenemos en la tabla no es posible saber si las diferencias del consumo real al presupuestado mes a mes se debieron a alguno de los casos anteriores. A nosotros nos interesa conocer el desempeño energético es decir, cuales fueron los meses que consumieron menos energía de la presupuestada, sin tener la influencia en el consumo de energía de la variación de la cantidad de producción realizada.
Source: Universidad del Atlántico
5. Análisis del desempeño energético en base al presupuesto
REVISIÓN ENERGÉTICA
Mes 2014
Presupuesto 2014 Real 2014 KWh/m
( Real -
Presupuesto)
Consumo de
energia para la
producción real
según el modelo
presupuestado.
KWh/mes
Diferencia
entre el
consume real
del mes y el
consume según
el modelo T/mes KWh/mes T/mes KWh/mes Ene 487.101,00 438.390,90 503.457,00 438.007,59 -383,31 453111,3 -15.103,71
Feb 827.256,00 744.530,40 768.905,00 692.014,50 -52.515,90 692014,5 0
Mar 872.326,00 785.093,40 967.542,00 677.279,40 -107.814,00 870787,8 -193.508,40
Abr 792.066,00 712.859,40 654.321,00 647.777,79 -65.081,61 588888,9 58.888,89
May 818.828,00 736.945,20 820.091,00 713.479,17 -23.466,03 738081,9 -24.602,73
Jun 862.606,00 776.345,40 876.543,00 859.012,14 82.666,74 788888,7 70.123,44
Jul 764.047,00 687.642,30 765.000,00 699.975,00 12.332,70 688500 11.475,00
Ago 906.156,00 815.540,40 1.000.123,00 820.100,86 4.560,46 900110,7 -80.009,84
Sep 887.879,00 799.091,10 873.456,00 847.252,32 48.161,22 786110,4 61.141,92
Oct 866.848,00 780.163,20 678.904,00 590.646,48 -189.516,72 611013,6 -20.367,12
Nov 874.410,00 786.969,00 894.410,00 787.080,80 111,8 804969 -17.888,20
Dic 640.477,00 576.429,30 678.904,00 611.013,60 34.584,30 611013,6 0
TOTAL -256.360,35 TOTAL -149.850,75
Modelo de presupuesto de energia y = 0,9x R² = 1
0,00
100.000,00
200.000,00
300.000,00
400.000,00
500.000,00
600.000,00
700.000,00
800.000,00
900.000,00
0,00 200.000,00 400.000,00 600.000,00 800.000,00 1.000.000,00
KW
h/m
es p
resu
pu
esta
do
s
Toneladas mes presupuestadas
Modelo presupuesto de energia
El error fue de 106.510 KWh/año en estimación del ahorro. (
41,5%)
2014 realmente fue mas eficiente que lo presupuestado.
La Energía
ahorrada fue 149.850,75 KWh/año y no 256.360 KWh/año
6. Influencia de la producción en el consumo específico de energía
REVISIÓN ENERGÉTICA
• Conocemos que en una planta, línea, proceso o equipo, el factor de carga (producción real/producción nominal) influye en el consumo especifico de energía.
• Ello se debe a la influencia de la variación del consumo fijo y variable de la energia:
IC =Cf/ P + Cv/P, si P aumenta CF/P baja y Cv/P tiende a mantenerse constante.
• Cada planta, línea, proceso o equipo tiene una producción nominal a la cual fue diseñado
• El propósito del análisis es conocer si existe influencia del factor de carga actual en el índice de consumo de energia, lo que haría que se consuma mas energia por unidad de producto de la que se debiera.
6. Influencia de la producción en el consumo específico de energía
REVISIÓN ENERGÉTICA
• La determinación del valor de P a la cual la variación del IC es mínimo para la empresa se puede apreciar de un gráfico de IC vs P, para ello es necesario determinar el valor de P donde la razón de cambio de la pendiente de este gráfico comienza a mantenerse prácticamente constante.
• El grafico IC vs P se puede obtener a partir de los datos de consumo y producción mensual de la planta de producción, si convertimos esos datos en un modelo lineal significativo.
𝐸 = 𝑚 ∗ 𝑃 + 𝐸𝑜 𝐸/ 𝑃 = 𝑚 ∗ 𝑃 / 𝑃 + 𝐸𝑜 / 𝑃
𝐼𝐶 = 𝑚 + 𝐸𝑜 / 𝑃. Modelo de variación de IC con P
6. Influencia de la producción en el consumo específico de energía
REVISIÓN ENERGÉTICA
y = 0,0574x + 14881 R² = 0,9124
0,00
50.000,00
100.000,00
150.000,00
200.000,00
250.000,00
300.000,00
350.000,00
400.000,00
0 1.000.000 2.000.000 3.000.000 4.000.000 5.000.000 6.000.000
Co
snu
mo
KW
h/m
es
Producción Ton/mes
Grafico E vs P
0,04
0,045
0,05
0,055
0,06
0,065
0,07
0,075
0,08
1.000.000 2.000.000 3.000.000 4.000.000 5.000.000 6.000.000Ind
ice
de
con
sum
o K
Wh
/To
n
Producción Ton/mes
Grafico de comportamiento del indice de consumo en los ultimos años
MES KWh/mes Ton/mes IC Ict ene 134.880,00 2.385.730,00 0,057 0,0636
feb. 138.240,00 2.040.070,00 0,068 0,0647
mar. 138.480,00 2.161.680,00 0,064 0,0643
abr. 122.880,00 2.103.370,00 0,058 0,0645
may. 155.280 2.401.320 0,065 0,0636
jun. 157.920 2.537.565 0,062 0,0633
jul. 159.600 2.303.359 0,069 0,0639
ago. 177.600 2.811.775 0,063 0,0627
sep. 158.880 2.337.090 0,068 0,0638
oct. 131.040 2.157.733 0,061 0,0643
nov. 143.760 2.300.890 0,062 0,0639
dic. 153.840 2.282.175 0,067 0,0639
ene. 150.480 2.595.580 0,058 0,0631
feb. 108.240 1.929.556 0,056 0,0651
mar. 153.120 2.420.295 0,063 0,0635
abr. 159.720 2.509.785 0,064 0,0633
may. 165.817 2.656.455 0,062 0,063
jun. 198.000 2.875.225 0,069 0,0626
jul. 176.880 2.804.464 0,063 0,0627
ago. 171.600 2.635.296 0,065 0,063
sep. 235.580 3.145.100 0,075 0,0621
oct. 210.560 3.505.180 0,06 0,0616
nov. 246.570 3.967.284 0,062 0,0612
dic. 217.654 4.550.585 0,048 0,0607
ene. 328.361 4.681.015 0,07 0,0606
feb. 258.819 4.335.570 0,06 0,0608
mar. 282.864 4.691.278 0,06 0,0606
abr. 245.657 4.305.090 0,057 0,0609
may. 268.620 4.463.940 0,06 0,0607
jun. 333.564 5.428.388 0,061 0,0601
REVISIÓN ENERGÉTICA
6. Influencia de la producción en el consumo específico de energía
La producción nominal de la planta es 5 millón ton / mes
El promedio de producción mensual real fue de 3.044.094 ton/mes
El índice de consumo promedio real fue de 0,062 KWh/ton
El índice de consumo alcanzable a mayores ratas de producción puede ser 0,06 KWH/t
Podemos obtener una mejora en el IC de 0,002 KWh/t ; equivalentes a 6088 KWh/mes; 3% del consumo promedio mes.
FUNCIÓN Ton/mes ICmodelo
PROM 3.044.094,77 0,062 DESVEST 1.000.229,83 0,072
MAX 5.428.388 0,060 MIN 1.929.556 0,065
Factor carga(%) 56,08
0,04
0,045
0,05
0,055
0,06
0,065
0,07
0,075
0,08
1.000.000 2.000.000 3.000.000 4.000.000 5.000.000 6.000.000
Ind
ice
de
con
sum
o K
Wh
/To
n
Producción Ton/mes
Grafico de comportamiento del indice de consumo en los ultimos años
El impacto que esta produciendo trabajar al 56 % de factor de carga es de un incremento del consumo
de energía del 3%
REVISIÓN ENERGÉTICA
7. Presupuesto de energía
Realizando el presupuesto de energía de forma correcta.
Cómo se elabora hoy el presupuesto de energía ?
E presupuesto anual = IC promedio * Producción presupuestada anual * tarifa estimada de energía para el año.
E presupuesto mensual = IC promedio * Producción presupuestada mensual * tarifa estimada de energía.
Cómo se debe elaborar el presupuesto de consumo de energía anual de la empresa o procesos ?
1. Debo conocer la capacidad de eficiencia de mi proceso para diferentes niveles de producción: E = m *P + Eo .
2. Debo conocer el valor de producción de cada mes planificado para el año.
3. Debo hallar mediante la ecuación E mes = m*P + Eo mes, el valor del consumo posible alcanzar ese mes para la P planificada.
4. Debo sumar todos los valores de consumo mensual presupuestados para hallar el valor presupuestado anual: E año = Suma de E mes (i)
5. Para estimar el costo anual debo afectar el Emes por la tarifa estimada o contratada mensual y luego sumar todos los costos energéticos mensuales.
La elaboración del presupuesto de energía es la forma de predecir el consumo de energía que requiero para la producción deseada.
PRESUPUESTO DE ENERGÍA ELABORADO CORRECTAMENTE
MES 2006 T/mes KWh/mes
Ene 496706 643362
Feb 843568 905671
Mar 889527 971228
Abr 807684 856493
May 834974 962137
Jun 879615 933272
Jul 779113 930917
Ago 924024 999920
Sep 905387 946412
Oct 883941 930052
Nov 891652 989000
Dic 653102 661146
Sum 9789293 10729610
SAC 1,09605566
Método Convencional Valor promedio del índice de consumo del 2006 :1,096
KWh/ton
Valor planificado de la producción anual para el 2007:9.600.000 T/año
Valor de consumo planificado año 2007:
1,096 KWh / ton * 9,600,000 Ton = 10.521.600 kWh / año
Presupuesto en pesos: ( tarifa 210 pesos/KWh)
10.521.600 KWh / año * $ 210 / kWh = $ 2.209.536.000 / año
MES 2007 T/mes
presupuesto KWh/mes
presupuesto SAC
presupuesto SAC 2006
Ene 487101 600207,4243 1,23 1,096
Feb 827256 904408,0408 1,09 1,096
Mar 872326 944714,1418 1,08 1,096
Abr 792066 872937,6238 1,10 1,096
May 818828 896870,8804 1,10 1,096
Jun 862606 936021,5458 1,09 1,096
Jul 764047 847880,2321 1,11 1,096
Ago 906156 974968,3108 1,08 1,096
Sep 887879 958623,1897 1,08 1,096
Oct 866848 939815,1664 1,08 1,096
Nov 874410 946577,863 1,08 1,096
Dic 640477 737371,5811 1,15 1,096
Total 9600000 10.560.396
Método Correcto
0,4 % Error
$ 2.209.536.000 – 2.217.683.160 = $-8.147.160 / año
PRESUPUESTO DE ENERGÍA ELABORADO CORRECTAMENTE
Por qué ocurre el error?
Porque el índice de consumo no es constante con la producción realizada
Cuando se hace la planificación del consumo en base al índice de consumo constante ( 1,096 KWh/ton) no se considera su cambio con el cambio de la producción realizada.
Source: Universidad del Atlántico
Error
Valor presupuestado convencional IC = Cte
Desempeño real, IC variable
Por el presupuesto convencional producciones por debajo de 8300 ton/mes tendrán mayores índices de consumos que el presupuestado y por encima de ese valor serán menores que el presupuestado independiente del desempeño energético.
8. Identificación de los usos significativos de energía (USE)
REVISIÓN ENERGÉTICA
Organizar y subdividir la empresa por áreas productivas y
de servicios
El área productiva se puede dividir en unidades de control (
flujograma de procesos)
Las áreas de servicio también debemos subdividirlas en unidades de control por su función ( producción de vapor, de aire
comprimido, de agua fría, de aire caliente, de energía eléctrica etc..)
también tiene una entrada de energéticos y una salida de producto
(energía transformada)
Identificar de cada unidad de control los equipos de mayores consumos y costos por tipo de
energético
Hacer lista de unidades de control con sus consumos y
costos que incluya los equipos mayores consumidores por tipo
de energético.
Realizar Pareto de unidades de control y Pareto de equipos. Buscar el 20% de equipos y
unidades de control que consumen el 80% de la energía
Registrar los USE
ESQUEMA ENERGÉTICO DEL PROCESO PRODUCTIVO PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ACEITES
EMPAQUES 44%
REFINERIAS 37%
OTROS CONSUMOS 12%
MEGABODEGA 7%
Consumo total a Nivel de Áreas Principales (kWh)
MATRIZ CONSUMOS ENERGÉTICOS. PLANTA PRODUCCIÓN DE ACEITES. ÁREAS PRINCIPALES. ENERGÍA ELECTRICA
187.882
143.584
83.285 82.846
46.922 41.491
23.351 20.427 17.479 16.516 12.214
5.616 2.459 1.290 545
36,1%
45,8%
54,4% 62,2%
69,3%
76,0%
84,5% 87,8%
90,9% 93,9%
96,7%
27,4%
99,1%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
180.000
200.000
% A
CU
MU
LA
DO
DE
L C
ON
SU
MO
DE
EE
CO
NS
UM
O D
E E
NE
RG
ÍA P
RO
ME
DIO
ME
NS
UA
L (
kW
h)
ÁREA
DIAGRAMA DE PARETO DEL CONSUMO DE EE POR ÁREAS SECUNDARIAS
Promedio Mes (Kwh)
POrcentaje acumulado
MATRIZ CONSUMOS ENERGÉTICOS. PLANTA PRODUCCIÓN DE ACEITES. ÁREAS SECUNDARIAS. ENERGÍA ELECTRICA
46.464
27.720 26.910
22.500 21.168
17.581 15.015
15.015
14.651
14.651
10.465
7.455
7.455
7.116
5.233
5.233 5.233
3.600
3.600
2.268
2.268
2.268
2.268
2.268
2.040
1.600
1.365
1.320
1.320
756 700 660 0
7%
10%
14%
17%
20%
23%
25%
27%
29%
31% 33%
34% 35%
36% 36%
37% 38% 38% 39% 39% 39% 40% 40% 40% 41% 41% 41% 41% 41% 42% 42% 42% 42%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
45.000
50.000
Pérd
idas d
e E
nerg
ía D
iarias p
or
Áre
a (
kW
h)
Equipo
DIAGRAMA DE PARETO DEL CONSUMO DE ENERGÍA EL - EQUIPOS MAYORES CONSUMIDORES
CONSUMO MENSUAL kWh
MATRIZ CONSUMOS ENERGÉTICOS. PLANTA PRODUCCIÓN DE ACEITES. EQUIPOS PRINCIPALES. ENERGÍA ELECTRICA
USOS SIGNIFICATIVOS DE ENERGÍA ELÉRCTRICA
Áreas KWh/mes
Refinación Física
187.882
Soplado Pet
143.584
Tritiaux 83.285
Jabonería 82.846
27% de áreas que consume el 55% de energía eléctrica de la empresa
EQUIPOS CLAVE PARA EL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA
ÁREA EQUIPO CLAVE Código CONSUMO
DIARIO
DIAS QUE
TRABAJA
EL EQUIPO
CONSUMO
MENSUAL
kWh
% DEL EQUIPO
RESPECTO AL
TOTAL
% DEL
CONSUMO
ACUMULADO
Soplado PET Compresor 4HT Sop. PET 2.112 22 46.464 6,5% 6,5%
Soplado PET Compresor 6HT Sop. PET 1.260 22 27.720 3,9% 10,4%
R. Física B. De agua TE proc. P9401 P9401 1.035 26 26.910 3,8% 14,2%
Solidos Motor Comp. Solidos 1.500 15 22.500 3,2% 17,3%
Fraccionamiento Compresor Chiller Fracc 1.008 21 21.168 3,0% 20,3%
R. Física B. De agua TE proc. P9421RF P9421 676 26 17.581 2,5% 22,7%
Soplado Bidones Resist. eléct maq. 1 Sop. Bid. 683 22 15.015 2,1% 24,9%
Soplado Bidones Resist. eléct maq. 2 Sop. Bid. 683 22 15.015 2,1% 27,0%
R. Física B. De agua TE proceso P9402 P9402 564 26 14.651 2,1% 29,0%
R. Física Bomba de vacío. PV4271RF PV4271 564 26 14.651 2,1% 31,1%
R. Física B. Circuito agua enfri P4277 RF P4277 403 26 10.465 1,5% 32,5%
Soplado Bidones Motor Tornillo 1 Sop. Bid. 339 22 7.455 1,0% 33,6%
Soplado Bidones Motor Tornillo 2 Sop. Bid. 339 22 7.455 1,0% 34,6%
R. Física B. reci. de ácid gras. P4274 RF P4274 274 26 7.116 1,0% 35,6%
R. Física B. Filt. acei./tier dec.P3263 RF P3263 201 26 5.233 0,7% 36,3%
R. Física B. alim. del acei. desair. P4272 P4272 201 26 5.233 0,7% 37,1%
R. Física B. extr. del prod. acab. P4273 P4273 201 26 5.233 0,7% 37,8%
R.Química Separador 101-1-001 101-1-001 138 26 3.600 0,5% 38,3%
R.Química Separador 04-1-001 104-1-001 138 26 3.600 0,5% 38,8%
Fraccionamiento B. estear. (tolva) M4.PW201 M4.PW201 108 21 2.268 0,3% 39,1%
Fraccionamiento B. rec. agua cris1 C3.PW101 C3.PW101 108 21 2.268 0,3% 39,5%
Fraccionamiento B. rec. agua cris2 C3.PW201 C3.PW201 108 21 2.268 0,3% 39,8%
Fraccionamiento B. rec. agua cris3 C3.PW301 C3.PW301 108 21 2.268 0,3% 40,1%
Fraccionamiento B. rec.agua cris4 C3.PW401 C3.PW401 108 21 2.268 0,3% 40,4%
Solidos Motor del perfector 1 Izq 204 10 2.040 0,3% 40,7%
Solidos Motor combinator 3 derecha 160 10 1.600 0,2% 40,9%
R. Física B. Formac. de preca. P3264 P3264 53 26 1.365 0,2% 41,1%
Soplado Bidones Motor Bomba Hidr 1 60 22 1.320 0,2% 41,3%
Soplado Bidones Motor Bomba Hidr 2 60 22 1.320 0,2% 41,5%
Fraccionamiento Bomba de oleína M5.PW201 M5.PW201 36 21 756 0,1% 41,6%
Solidos Motor del perfector 1 Der 70 10 700 0,1% 41,7%
Solidos Motor Homogenizador 3 66 10 660 0,1% 41,8%
R. Física B. De agua TE proc. P9403 P9403 0 26 0 0,0% 41,8%
39% de equipos que consume el 35% de
energía eléctrica de la empresa
No.
Nombre del
Proceso del
USE
Cuál es su
principal
función?
Se mide
el
consumo
kW / año
estimados o
medidos
% de
capacidad
usado
Conoce qué
influencia el
uso de esta
energía?
Regímenes
de trabajo
típicos
Personal que
controla
Existen
indicador
es de
desempe
ño
Existen
metas
1
Sistema
Enfriamiento
del edificio Climatización No 4000 20%
Temperatura
ambiente
Lunes a
viernes 24 H.
Fin semana
apagado Mantenimiento No Si
2
Sistema de
enfriamiento
proceso Producción
Mide y
registra 6000 30%
Demanda del
proceso
Lunes a
viernes
24H,100% Fin
semana 50% Producción No No
3
Compresor
de aire
Aire a
sistemas de
control Manual 5000 25%
Fugas, demanda
del proceso 100% 24H
Producción y
mantenimiento No No
4 Iluminación
Garantizar
niveles de
iluminación No 3000 15%
Áreas
trabajando 100%,24H Producción No Si
EJEMPLO: REGISTRO DE LOS USE ÁREA SERVICIOS
9. Identificación de variables significativa de los USE
REVISIÓN ENERGÉTICA
Una vez identificados los USEn focalizar atención a estos:
Cada uso de la energía puede variar en función de algún factor. La cuestión es:
Cuál es ese factor?
Cómo interactúa con el consumo de energía ?
Conocer que variable controla su consumo: producción, clima, ocupación etc…Generalmente:
• Producción ( en la industria) • Clima ( grado-día de temperatura en edificaciones)
La variable significativa es necesaria para elaborar la línea base.
9. Identificación de variables significativa de los USE
Las variables significativas del desempeño energético son aquellas variables de proceso que influyen significativamente el consumo de energia en los
USE o a nivel global .
Variables independientes de la
operación y el mantenimiento:
Son aquellas variables que influyen significativamente sobre el consumo de energia pero sobre las cuales no puede actuar el operador ni el mantenedor. Ej. La producción a realizar en un proceso productivo, la cantidad de barriles a bombear, grados-día ( si afecta significativamente el consumo), la rata de bombeo, etc…
Variables dependientes de la operación:
Son aquellas variables que influyen significativamente en el consumo de energía y pueden ser controladas por la operación de forma manual o automática Ej. Tipo de agrupamiento de bombeo a utilizar; rpm de la bomba o el motor; relación aire combustible; cantidad de purgas al día; temperatura de calentamiento o enfriamiento, planeación de la producción, tiempo de arranque, trabajo en vacío sistemas auxiliares.
Variables dependientes del mantenimiento:
Son aquellas variables que influyen significativamente en el consumo de energía y pueden ser controladas por la actividad de mantenimiento de forma manual o automática Ej. Estado de ensuciamiento de filtros ( caída de presión) ; estado de lubricación ( temperatura de aceites); estado de alineación del acoplamiento ( nivel de vibraciones); fugas; estado de ventilación del motor (Temperatura del motor) etc…
Variables estáticas: Son variables que afectan significativamente el consumo de energia pero que no cambian en el tiempo Ej. Tipo de motor; tipo de bomba; tipo de variador de velocidad; factor de carga; pérdidas en tuberías, posibilidad de regulación de consumo de equipos auxiliares con la carga, tipo de materia prima, etc…
Identificación y Clasificación
El conocimiento de estas variables y de su influencia cuantitativa sobre el consumo de energia permite identificar oportunidades de mejora a partir del control operacional, de la gestión del mantenimiento y de cambios tecnológicos.
Tipo de variable Tipo de medida para la mejora del desempeño
Dependiente de la operación Procedimientos de control operacional. Gestión de la producción. Automatización
Dependiente del mantenimiento Procedimientos de la gestión del mantenimiento. MCE
Estáticas Cambios tecnológicos viables técnica y económicamente.
9. Identificación de variables significativa de los USE
Aplicación: Proceso de fabricación de atún donde tenemos 4 posibles variables
MONTH 2012
ELECTRICITY
CDD5(X1) Cured(X2) Cooked(X3) Sliced(X4) Total
Consumption(Y)
01/12 20 160,75 1373,46 723,66 1450461
02/12 30 144,00 1512,75 770,11 1414145
03/12 132 201,63 1560,68 789,71 1526610
04/12 68 149,44 1292,58 740,96 1340280
05/12 286 189,17 1686,87 871,84 1641128
06/12 411 186,50 1300,77 710,94 1544644
07/12 439 223,36 1480,37 858,71 1659025
08/12 505 317,88 1471,13 842,25 1757326
09/12 335 218,82 1474,62 819,41 1605133
10/12 201 224,80 1488,21 823,94 1592016
11/12 72 185,62 1426,50 784,28 1502998
12/12 40 174,60 1042,42 621,49 1361331
1. CDD- grados días de frio; °C 2. Cured- producción de atún
curado, Ton/mes 3. Cooked-producción de atún
cocinado, Ton/mes 4. Sliced-producción de atún
lasqueado, Ton/mes
Clasifique estas variables!
Para determinar cuales de estas variables influyen significativamente en el consumo aplicamos p-value, paso a paso. Primero a las y sacamos una no significativa, luego a las que quedan y sacamos otra no significativa y así hasta que todas queden significativas, es decir p-value < 0,05 . Primer paso.
Resumen
Estadísticas de la regresión
Coeficiente de correlación múltiple 0,97842026
Coeficiente de determinación R^2 0,95730621
R^2 ajustado 0,93290976
Error típico 32689,7527
Observaciones 12
ANÁLISIS DE VARIANZA
Grados de
libertad Suma de
cuadrados
Promedio de los
cuadrados F Valor crítico
de F
Regresión 4 1,6773E+11 4,1932E+10 39,23957 6,99556E-05
Residuos 7 7480339501 1068619929
Total 11 1,7521E+11
Coeficientes Error típico Estadístico t Probabilidad Inferior 95% Superior 95% Inferior 95,0% Superior 95,0%
Intercepción 830203,653 134172,829 6,18756912 0,00045068 512935,3278 1147471,978 512935,3278 1147471,978
Variable X 1 298,546737 93,2830564 3,20043905 0,01505663 77,96735921 519,1261143 77,96735921 519,1261143
Variable X 2 1193,17298 358,574749 3,32754323 0,01263357 345,2784325 2041,067529 345,2784325 2041,067529
Variable X 3 283,007937 163,660856 1,72923413 0,12739211 -103,988491 670,0043654 -103,9884912 670,0043654
Variable X 4 -0,36162075 431,59468 -0,00083787 0,99935485 -1020,92087 1020,197628 -1020,920869 1020,197628
eliminamos la 4
9. Identificación de variables significativa de los USE
9. Identificación de variables significativa de los USE
Segundo paso.
Resumen
Estadísticas de la regresión
Coeficiente de correlación múltiple 0,978420261
Coeficiente de determinación R^2 0,957306208
R^2 ajustado 0,941296036
Error típico 30578,46516
Observaciones 12
ANÁLISIS DE VARIANZA
Grados de
libertad Suma de cuadrados Promedio de los cuadrados F Valor crítico de
F
Regresión 3 1,67729E+11 55909581792 59,79362426 8,03545E-06
Residuos 8 7480340251 935042531,4
Total 11 1,75209E+11
Coeficientes Error típico Estadístico t Probabilidad Inferior 95% Superior 95% Inferior 95,0% Superior 95,0%
Intercepción 830128,8754 93715,99594 8,85792086 2,08278E-05 614019,4012 1046238,35 614019,4012 1046238,35
Variable X 1 298,5220169 82,77912493 3,606247556 0,006919252 107,6330125 489,4110213 107,6330125 489,4110213
Variable X 2 1193,062099 311,7367741 3,827145842 0,005038299 474,1958087 1911,928389 474,1958087 1911,928389
Variable X 3 282,881687 59,75347348 4,734146327 0,001475028 145,0899301 420,673444 145,0899301 420,673444
Todas son significativas p-value < 0,05
1. CDD- grados días de frio; °C 2. Cured- producción de atún curado, Ton/mes 3. Cooked-producción de atún cocinado, Ton/mes
Acá solo explicamos como identificar las variables. Su relación con el IDE se explica en el método de control operacional y el SMA
10. Evaluación y propuesta del sistema de medición
Qué se mide? Cómo se mide?
Tipo de medidor (Calibración del medidor) Frecuencia de medición Registro de medición
(Capacidad de registro) Unidades físicas de medición
Factor de corrección Posibilidad de transmisión de
datos Capacidad de almacenamiento
de datos Interfase de adquisición de
datos para software de análisis.
Consumo de energía Variable significativa que no depende de la operación y el
mantenimiento Variables significativas que dependen de la operación Variables significativas que
dependen del mantenimiento Parámetros estáticos.
Consiste en determinar las falencias en medición de los parámetros de medición de las siguientes variables operacionales de los USE: Consumo de energía
Variable significativa que no depende de la operación y el
mantenimiento ( con la que elaboramos la línea base)
Variables significativas que dependen de la operación y el mantenimiento( las que influyen en el consumo y puede ser modificadas por el operador y el mantenedor)
Estado del sistema de medición y registro de datos para establecer un SGE en una estación.
Cada USE debe contar con medición de consumo, del controlador y de las variables significativas.
La medición debe poder registrarse ya que necesitamos históricos. La medición debe permitir realizar investigaciones de las desviaciones del desempeño.
La medición esta estrechamente relacionada con la línea base y el control operacional. Debe definirse e implementarse un plan de medición energética apropiado
al tamaño y complejidad de la organización y a su equipamiento de seguimiento y medición.
NOTA La medición puede abarcar desde sólo los medidores de la compañía eléctrica, para pequeñas organizaciones, hasta sistemas completos de seguimiento y medición conectados a una aplicación de software capaz de consolidar datos y entregar análisis automáticos. Depende de cada organización el determinar los medios y métodos de medición.
Es posible que no todas las áreas que necesitan ser controladas en su desempeño
energético cuenten con la medición instalada requerida. Veamos un ejemplo!
Sin medición no hay control del desempeño
Estado de la medición actual
Planta de producción de TRIPLEX.
Medición propuesta para el SGEn
Indicadores Nivel I Energía Eléctrica
Medidor Energía Eléctrica USEn Medidor
Producción Descripción % Control EE
Unidades de energía y producción E Variable significtiva IC
M1 Lijadoras Producción Producción de láminas
lijadas 13,1% kWh/turno m3 lijados/turno kWh/m3 lijados
M2 Torno Cremona Producción Producción de madera a
partir del torneado de las trozas de madera
3,5% kWh/turno m3 torneados/turno kWh/m3 torneados
M3 Secadora # 5 Producción Madera obtenida del
proceso de torno 16,1% kWh/turno m3 secos/turno kWh/m3 secos
M4 Torno Coe Producción Producción de madera a
partir del torneado de las trozas de madera
1,9% kWh/turno m3 torneados/turno kWh/m3 torneados
M5 Torno Mainan Producción Producción de madera a
partir del torneado de las trozas de madera
2,0% kWh/turno m3 torneados/turno kWh/m3 torneados
M6 Secadora # 2 Producción Madera obtenida del
proceso de torno 2,8% kWh/turno m3 secos/turno kWh/m3 secos
M7 Secadora # 3 Producción Madera obtenida del
proceso de torno 3,2% kWh/turno m3 secos/turno kWh/m3 secos
M8 Secadora # 4 Producción Madera obtenida del
proceso de torno 4,2% kWh/turno m3 secos/turno kWh/m3 secos
M9 Compresor # 1 NA NA 3,6% Energía promedio M10 Compresor # 2 NA NA 4,0% Energía promedio
M11 Descortezadora y
serrucho Producción
Cantidad de madera sin corteza y cortada para torno
3,4% kWh/turno m2
descortezado/turno kWh/m2
descortezado
M12 Sierras Producción Cantidad de madera cortada
para lijado 1,8% kWh/turno m2 cortados/turno kWh/m2 cortados
M13 Unidoras + ventilador
NA NA 5,9% Energía promedio
M14 Caldera 800 BHP M21 Medición del vapor
generado en las calderas 3,5% kWh/turno Ton vapor /turno kWh/ton vapor
M15 Caldera 300 BHP M20 Medición del vapor
generado en las calderas 1,4% kWh/turno Ton vapor /turno kWh/ton vapor
M16 Prensa #1 Producción Producción de láminas
prensadas 1,5% kWh/turno m3 prensados/turno kWh/m3 prensados
M17 Prensa #2 Producción Producción de láminas
prensadas 2,2% kWh/turno m3 prensados/turno kWh/m3 prensados
% Control con medición directa 73,91% % Control con medición indirecta 26,09%
% Control Total 100,00%
Propuesta de áreas con líneas base, indicadores de desempeño y % de control del desempeño
Aspectos a tener en cuenta para elaborar un Plan de Medición
Uno de los objetivos de la planeación energética es: Fuentes de medidas de mejora: Auditorías energéticas, evaluaciones o diagnósticos Sugerencias de los empleados Revisar las ideas exitosas en otras Empresas Atender conferencias, entrenamientos y trabajo virtual, etc. Ingenieros de ventas, pero cuidado que ellos no son imparciales e independientes. Bibliografía, revistas, periódicos, guías de buenas prácticas Sitios en el internet, búsquedas, etc.
11. Identificación y clasificación de oportunidades de mejora
REVISIÓN ENERGÉTICA
Generalmente las oportunidades pueden ser:
11. Identificación y clasificación de oportunidades de mejora
REVISIÓN ENERGÉTICA
Mejoras Operacionales
Mejoras por Mantenimiento
Mejoras por Gestión de la Producción
Mejoras por Cambios
tecnológicos
OME Desviaciones del diseño
Deficiente instrumentación
Variabilidad operacional
Bajo factor de
carga
Mejora del
control Mala selección
Deficiente operación
Deficiente mtto
Ideas de operadores
y mtto
Fuentes de identification oportunidades de mejora
Tipo de Medidas
Campo de actuación
Identificación de
potenciales
Recuperación de potenciales
Medición
Monitoreo y control de gestión operacional, del mantenimiento y de la producción. (control de ineficiencias inesperadas)
Variabilidad de parámetros operacionales y de actividades de mantenimiento
Determinación de la variabilidad de consumo reducible para iguales niveles de producción realizada. Determinación de la reducción del consumo por variaciones en la tasa de producción.
Monitoreo y control operacional (USEn -LB – IDEn - VCEn- EPC-GT) Entrenamiento al personal para controlar la gestión operacional y del mantenimiento
Consumo real – Consumo base
Gestión de la producción Planeación de la producción, régimen de producción, tipo de productos y materia prima.
Determinación de la reducción del índice de consumo por incremento de rata de producción para la producción media.
Planeación de producción por encima de producción critica. Reducción de tiempos perdidos, reprocesos, rechazos, tiempos cambio de producto.
Consumo real-consumo base
Medidas de cambios operacionales y del mantenimiento
Estándares de operación, de mantenimiento o seguridad que pueden ser modificados.
Diagnóstico energético. Pruebas de campo
Cambio de estándares operacionales Entrenamiento de personal para cambio de cultura operacional
Consumo real – Consumo base
Medidas de cambios tecnológicos
Equipos, Procesos, Sistemas de control, automatización, residuales energéticos, fuentes energéticas.
Diagnostico, balances energéticos, evaluación técnica y económica.
Ingenieria conceptual-básica-detalle-selección de equipos-instalación-prueba y evaluación. Entrenamiento al personal para manejar la nueva tecnología.
Consumo real – Consumo base
Matriz de identification
Ejemplo de potenciales por control de variabilidad de parámetros operacionales y del mantenimiento. Cambio régimen de purga Cambio temperatura agua alimentar Cambios en preparación de combustibles Cambios relación aire combustible Cambio niveles de ensuciamiento Cambios estado de trampas de vapor Cambios en tiempos de: cambio de productos, trabajo en vacío, tiempos perdidos, tiempos de calentamiento, secuencias productivas, niveles de rechazos y reprocesos, ratas operacionales. Uso de equipos menos eficientes, No aprovechamiento de cambios climáticos. Cambios en las demandas de energía. Invariabilidad de sistemas auxiliares con la rata de producción Cambios en estado técnico de trampas, fugas, aislamientos.
Ejemplo de potenciales por medidas de cambios estándares operacionales:
Reducción de presión de vapor
Reducción de presión de aire comprimido Reducción de presiones de sistemas hidráulicos Cambio de aire comprimido a aire soplado. Aumentos de temperaturas de enfriamiento Reducción de temperaturas de calentamiento. Eliminación de “cuellos de botellas” productivos Eliminación de operaciones “innecesarias”. Presecados ambientales Reducción de tiempos de operación. Reducción de tiempos de arranque Reducción de tiempos de calentamiento y enfriamiento Aumento de frecuencia de mantenimientos. Mtto centrado en la eficiencia
Ejemplo de potenciales por medidas de cambios tecnológicos
Mejora en los sistemas de control
Mejora en los sistemas de automatización Cambios tecnológicos en equipos que reducen la demanda de energía Cambios tecnológicos en los procesos que reducen las pérdidas energéticas. Cambio de fuentes energéticas Introducción de fuentes renovables de energía Introducción de tecnologías para el aprovechamiento de la energía residual al medio ambiente. Cambio tecnológico o introducción de tecnologías para la integración energética de procesos productivos o de sistemas de transformación de la energía. Sustitución de equipos, materias primas o cambio de procesos.
+ +
Ejemplo de medidas
No.
Descripción de la oportunidad
Área o servicio
Tipo de inversión
Costo del capital
Tiempo recuperación inversión ( años)
Ahorros reales o estimados
Respon- sable
Fecha cumplimiento
Estado Riesgo y/o barrera
€/$ CO2 kWh
1
Instale VSD
en el
ventilador e la
caldera
vapor bajo 5000 1.43 3500 JB 01/04/12 Aprob
ado
2 Reemplace
luces en
almacén
iluminaci
ón Med 3000 2.00 1500 KL 01/05/12 Idea
3
Entrenamient
o de
operadores
en eficiencia
de sistemas
de
refrigeración
refrigera
ción bajo 1000 0.10 10000 JB 01/12/12 En progreso
4
Reduzca
presión de
condensación
en el chiller
Refrig No 0 - 4500 JB 01/02/12 Idea
Matriz de OPM
TABLA 1. MEDIDAS DE AHORRO - POR AJUSTES OPERACIONALES EN EQUIPOS Y SISTEMAS - ENERGÍA ELÉCTRICA (*)
Item ÁREA EQUIPOS MEDIDAS DE AHORRO APLICACIÓN
FASE 1
Ahorros Potenciales Reducción Emisiones de
CO2 (Ton/mes) PLANTA (%) EQUIPO (%) kWh/mes $/mes
1 Jarabe Terminado nuevo Aire Acondicionado Aumentar el setpoint del Sistema de Acondicionamiento de Aire, de 16,5°C, en lo posible subir, a 20°C.
Si 0,20% 10,86% 1501,3 $ 306.262 0,43
2 Línea OH Motores de bandas
transportadoras Enclavar los motores de las bandas transportadoras al funcionamiento del Tazón de la llenadora.
Si 0,19% 9,43% 1435,2 $ 292.781 0,41
3 SISTEMA REFRIGERACIÓN Condensadores
Evaporativos
Actualmente se tiene el condensador nuevo trabajando en una capacidad inferior a la nominal (33% - 50%), los otros dos condensadores operan regulando su carga con variador de velocidad en los ventiladores. Se recomienda tener el condensador nuevo en operación máxima según necesidades, cuando se superen el límite de temperatura permitida, entre uno de los dos condensadores evaporativos antiguos (el más eficiente), el tercero entra cuando sea necesario remover mas calor en el Sistema.
Si 0,07% 5,26% 504 $ 102.816 0,14
4 SISTEMA REFRIGERACIÓN Compresores Poner en marcha el compresor Vilter VMC 450 N°4, en vez del N°3, cuando se pone en marcha uno de los dos.
Si 0,06% 6,26% 419 $ 85.456 0,12
5 SISTEMA REFRIGERACIÓN Compresores Bajar el valor del Setting de presión de condensación del Sistema a 165 -160 psig en lo posible.
Si 0,67% 3,42% 4971 $ 1.014.082 1,41
6 SISTEMA REFRIGERACIÓN Compresores Realizar ajustes de bandas de operación de control presión succión en los compresores Vilter de Pistón.
Si 0,21% 3,92% 1586 $ 323.573 0,45
7 SISTEMA REFRIGERACIÓN Compresores Realizar ajustes bandas de operación de control presión succión en compresores Vilter Monotornillo.
Si 0,70% 8,99% 5175 $ 1.055.723 1,47
8 SISTEMA REFRIGERACIÓN Compresores Realizar ajustes de las bandas de operación de control de presión de succión en el Compresor MYCOM.
Si 0,29% 4,49% 2127 $ 433.838 0,60
9 SISTEMA REFRIGERACIÓN Compresores Poner en marcha el compresor MYCOM como equipo líder del Sistema.
Si 0,11% 0,54% 786 $ 160.373 0,22
10 AIRE COMPRIMIDO Compresores
El modo de operación de los compresores debe ser ajustado. Poner el sistema en cascada es necesario colocar un compresor como líder ( el más eficiente), y dejar como respaldo el equipo Joys. Realizar ajuste de banda de presión: Líder 95 psi - 87 psi, respaldo 90 psi - 84 psi.
Si 0,46% 6,08% 3390 $ 691.560 0,96
11 AIRE COMPRIMIDO Compresores Cambiar el modo de operación al compresor Ingersoll rand, en lo posible verificar cual es la adecuada. Descarga, Modulante o Dual. Actual es de descarga, pasarlo a régimen de modulación.
Si 0,18% 2,04% 1338 $ 273.024 0,38
12 AIRE COMPRIMIDO Compresores
Durante los fines de semana poner en marcha el compresor más eficiente, en una banda de presión más baja. 85 psi - 75 psi. Modo de operación Carga - vacio - off (2 minutos despues de ir a vacío).
si 0,09% 1,01% 661 $ 134.844 0,19
13 AIRE COMPRIMIDO Compresores Reducir la presión de trabajo del sistema, operando en un rango de presión entre 90 psig - 80 psig.
si 0,18% 2,54% 1333 $ 271.932 0,38
TOTAL 3,47% 25739,4 $
5.250.828 7,3
Ejemplo de medidas
TABLA 3. MEDIDAS DE AHORRO DE MEDIA INVERSIÓN EN EQUIPOS Y SISTEMAS - ENERGÍA ELÉCTRICA
Item ÁREA EQUIPOS MEDIDAS DE AHORRO APLICACIÓN
FASE 1
Ahorros Potenciales Inversiones Reducción Emisiones
de CO2 (Ton/mes)
PLANTA (%)
EQUIPO (%) kWh/mes $/mes Inversión ($) PRI (meses)
1 Equipos Auxiliares Torre de Enfriamiento Instalar variador de velocidad en bomba de la torre de agua de compresores
Si 0,19% 39,51% 1422 $ 290.165 $ 4.500.000 16 0,404
2 SISTEMA REFRIGERACIÓN Compresores Sustituir correas de transmisión motor de los compresores Vilters Reciprocantes por unas más eficientes
Si 0,27% 5,0% 2021 $ 412.367 $ 7.616.000 18,47 0,574
3 TORRES DE ENFRIAMIENTO Torre de Jarabe Mejorar el desempeño de este equipo, en lo posible obtener un acercamiento de 7°C, actualmente este es de 8,9°C
Si 0,32% 79,2% 2387 $ 486.951 $ 6.500.000 13,35 0,678
4 TORRES DE ENFRIAMIENTO Torre de Equipos de Refrigeración y Aire
Comprimido
Mejorar el desempeño de este equipo, en lo posible obtener un acercamiento de 6°C, actualmente este es de 7,1°C
Si 0,14% 1,1% 1054 $ 214.915 $ 3.500.000 16,29 0,299
5 TORRES DE ENFRIAMIENTO Torre Compresor
MYCOM
La torre de enfriamiento toma aire caliente de las unidades condensadoras de aire acondicionado adyacentes, la temp es de 31°C. Se recomienda reubicar esta torre de enfriamiento para obtener menores temperaturas de agua de suministro.
Si 0,13% 2,3% 944 $ 192.625 $ 4.500.000 23,36 0,268
6 AIRE COMPRIMIDO Compresores
Existe un fugas de aire comprimido en los diferentes usuarios. De acuerdo a la ruta realiza durante un fin de semana se identificaron algunas fugas; tambien se escuchó el ruido de fugas en equipos en las líneas OH, Doble, 84 y Krones.
Si 1,17% 13,19% 8648 $ 1.764.192 - 2,456
7 AIRE COMPRIMIDO Compresores Instalar un tanque pulmón principal con las dimensiones adecuadas.
Si 0,49% 5,5% 3605 $ 735.420 $ 7.500.000 10 1,024
8 Planta Tratamiento de Aguas Bomba Línea 1,2,3 Instalar un variador de velocidad en esta bomba. Si 0,30% 60,73% 2215 $ 451.894 $ 6.750.000 15 0,629
TOTAL 3,00% 22297 $ 4.548.529
$ 40.866.000,0
TABLA 4. MEDIDAS DE AHORRO DE ALTA INVERSIÓN EN EQUIPOS Y SISTEMAS - ENERGÍA ELÉCTRICA
Item ÁREA EQUIPOS MEDIDAS DE AHORRO APLICACIÓN
FASE 1
Ahorros Potenciales Inversiones Reducción Emisiones
de CO2 (Ton/mes)
PLANTA (%)
EQUIPO (%) kWh/mes $/mes Inversión ($) PRI (meses)
1 Línea OH Tunel DIMAC Sustituir el sistema de calentamiento por resistencias por quemadores a gas.
Si 0,89% 48,68% 6601 $ 1.346.650 $ 14.840.000 11,02 1,9
2 SISTEMA REFRIGERACIÓN Compresores
Instalar un Sistema de Control de Regulación de carga del Sistema de Compresores en donde un mando central controle la entrada y salida de estos equipos de manera eficiente de acuerdo a la carga requerida en los procesos (control Psucción), teniendo siempre un equipo líder (el más eficiente) y los otros de soporte.
Si 3,77% 19,27% 27999 $ 5.711.884 $ 82.080.000 14,37 7,95
3 AIRE COMPRIMIDO Compresores Cambiar el compresor Ingersoll rand por uno de tipo tornillo, similar al atlas copco con las especificaciones de este último
Si 1,31% 19,88% 9748 $ 1.988.510 $ 80.000.000 40 2,77
TOTAL 5,98% 44348 $ 9.047.044
$ 176.920.000 19,6
Ejemplos medidas de ahorro identificadas
Criterios Descripción de la calificación
1 2 3 4
Nº 1 - Ahorros de
energía anuales
anticipados
Menos de $10.000/año $10.000-$25.000/año $25.000-$100.000/año Más de $100.000/año
Nº 2 - Tiempo de espera
estimado para la
implementación
Más de 12 meses 6-12 meses Menos de 6 meses Inmediata
Nº 3 - Amortización
simple Más de 36 meses 13-36 meses 6-12 meses Menos de 6 meses
Nº 4 - Costo estimado 20% ≤ costo del
presupuesto de capital
10% ≤ costo < 20% del
presupuesto de capital
5% ≤ costo < 10% del
presupuesto de capital
costo < 5% del
presupuesto de capital
Nº 5 - Impacto en el
medio ambiente, la
salud y la seguridad
Mayor impacto negativo
en las condiciones
medioambientales, de
salud y/o de seguridad
Mínimo impacto
negativo en las
condiciones
medioambientales, de
salud, y/o de seguridad
Sin cambios en las
condiciones
medioambientales, de
salud y/o de seguridad
Mejora en las condiciones
medioambientales, de
salud y/o de seguridad
Ejemplo de criterios de clasificación
Descripción de la
oportunidad
Clasificación de la oportunidad
Criterio Nº
1
Criterio Nº
2
Criterio Nº
3
Criterio Nº
4
Criterio Nº
5
Calificación
total
Aislar las tuberías de vapor 2 3 4 4 4 384
Reemplazar iluminación
fluorescente T-12 por
iluminación T-8
2 2 2 3 3 72
En cada criterio se pone el número del caso que esta la medida de la tabla anterior.
Calificación total = 2*3*4*4*4 = 384
Ejemplo de Priorización
GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
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