Oportunidades en Cogeneración para la Industria … · En algunos casos puede ser beneficioso establecer ... des de los procesos, que son de varios tipos. En escurrimiento de fluidos,

4as JORNADAS DE ACTUALIZACI4as JORNADAS DE ACTUALIZACIÓÓN PETROQUN PETROQUÍÍMICAMICAMaterias Primas y EnergMaterias Primas y Energíía para la Petroqua para la Petroquíímica del Futuromica del Futuro

Buenos Aires, 21 y 22 de Abril de 2008Buenos Aires, 21 y 22 de Abril de 2008

Oportunidades en CogeneraciOportunidades en Cogeneracióón n para la Industria Petroqupara la Industria Petroquíímicamica..

MScMSc. Ing. Alberto . Ing. Alberto FushimiFushimiDirector de pasantes, convenio Tycsa Director de pasantes, convenio Tycsa -- UNLPUNLP

Profesor de la MaestrProfesor de la Maestríía, UNLA. Profesor Jubilado, UNLPa, UNLA. Profesor Jubilado, UNLPMiembro Titular de la Academia de la IngenierMiembro Titular de la Academia de la Ingenieríía de la a de la PciaPcia de de Bs.AsBs.As..

IntroducciIntroduccióónnLa Industria petroquLa Industria petroquíímica requiere energmica requiere energíía para la a para la operacioperacióón de sus sistemas, generalmente en la forma de n de sus sistemas, generalmente en la forma de trabajo mectrabajo mecáánico (o electricidad), y calor (o frnico (o electricidad), y calor (o fríío).o).

La generaciLa generacióón de los correspondientes vectores puede n de los correspondientes vectores puede ser optimizado mediante procesos integrados que ser optimizado mediante procesos integrados que denominamos de Cogeneracidenominamos de Cogeneracióón en los que se producen n en los que se producen ambos con el mambos con el míínimo consumo de recursos.nimo consumo de recursos.

En algunos casos puede ser beneficioso establecer En algunos casos puede ser beneficioso establecer interacciones con otros sistemas externos.interacciones con otros sistemas externos.

Aspectos Aspectos termodintermodináámicos bmicos báásicossicos

Aspectos termodinAspectos termodináámicos bmicos báásicossicos.. (1)(1)

La energLa energíía de un sistema es una magnitud fa de un sistema es una magnitud fíísica sica abstracta, asociada a las propiedades del mismo en abstracta, asociada a las propiedades del mismo en cuanto a su capacidad de transformacicuanto a su capacidad de transformacióón en trabajo u n en trabajo u otras formas de energotras formas de energíía.a.La energLa energíía es una magnitud conservatriz, no se crea a es una magnitud conservatriz, no se crea

ni destruye, solo puede transformarse de una forma a ni destruye, solo puede transformarse de una forma a otra.otra.Existen relaciones cuantitativas entre las diferentes Existen relaciones cuantitativas entre las diferentes

formas de energformas de energíía, por ejemplo entre la ta, por ejemplo entre la téérmica y rmica y mecmecáánica, si la conversinica, si la conversióón es total (100%):n es total (100%):

1 1 kWhkWh = 860 kcal.= 860 kcal.Si la conversiSi la conversióón es del 30%, la cantidad de calorn es del 30%, la cantidad de calor

860/30% = 2867 860/30% = 2867 kcalkcal//kWhkWhque se conoce como que se conoce como ““consumo especconsumo especííficofico””

Aspectos termodinAspectos termodináámicos bmicos báásicossicos.(2).(2)La La ““calidadcalidad”” de la energde la energíía ta téérmica, asociada a su rmica, asociada a su temperatura, tiende a reducirse esponttemperatura, tiende a reducirse espontááneamente neamente hasta desaparecer cuando su temperatura iguala a hasta desaparecer cuando su temperatura iguala a la del sistema con el que interactla del sistema con el que interactúúa. Este a. Este fenfenóómeno se conoce como meno se conoce como ““degradacidegradacióón de la n de la energenergííaa””, o , o ““destruccidestruccióón de exergn de exergííaa””, , irreversibilidad, etc. irreversibilidad, etc.

Interesa pues no perder inInteresa pues no perder inúútilmente el tilmente el desequilibrio a travdesequilibrio a travéés de las s de las ““irreversibilidadesirreversibilidades””, , sino maximizar su utilizacisino maximizar su utilizacióón convirtiendo la n convirtiendo la exergexergíía disponible en energa disponible en energíía que el sistema a que el sistema transfiere al exterior en la forma de trabajo o calor transfiere al exterior en la forma de trabajo o calor úútiles.tiles.

Aspectos termodinAspectos termodináámicos bmicos báásicossicos.(3).(3)

La energLa energíía no se crea ni destruye (1er Principio)a no se crea ni destruye (1er Principio)Esto permite los balances (relaciones cuantitativas)Esto permite los balances (relaciones cuantitativas)

No es posible convertir totalmente el calor en No es posible convertir totalmente el calor en trabajo (2trabajo (2ºº Principio).Principio).Esto permite calificar los esquemas conceptuales o Esto permite calificar los esquemas conceptuales o detalles de disedetalles de diseñño y operacio y operacióón de los sistemas con el n de los sistemas con el objetivo de minimizar las irreversibilidades.objetivo de minimizar las irreversibilidades.

La optimizaciLa optimizacióón de un sistema tn de un sistema téérmico implica la rmico implica la optimizacioptimizacióón acorde a ambos principiosn acorde a ambos principios

Aspectos termodinAspectos termodináámicos bmicos báásicossicos.(4).(4)Es posible interpretar el fenEs posible interpretar el fenóómeno de la degradacimeno de la degradacióón de n de la energla energíía en sistemas ta en sistemas téérmicos circulantes como:rmicos circulantes como:

En : energEn : energíía del sistema = H = entalpa del sistema = H = entalpíía (conservatriz)a (conservatriz)Ex : exergEx : exergíía del sistema = parte convertible en trabajoa del sistema = parte convertible en trabajoAnAn: anerg: anergíía del sistema = parte no convertible en trabajoa del sistema = parte no convertible en trabajoEx y Ex y AnAn no son funciones de estado (no conservatrices)no son funciones de estado (no conservatrices)

En = Ex + En = Ex + AnAn

La exergLa exergíía ta téérmica, respecto a un mismo estado de rmica, respecto a un mismo estado de referencia, aumenta con la temperatura del sistema. referencia, aumenta con la temperatura del sistema.

Cuando la temperatura se reduce hasta la del sistema Cuando la temperatura se reduce hasta la del sistema con el que interactcon el que interactúúa, toda su energa, toda su energíía es anerga es anergíía, o sea a, o sea es energes energíía ina inúútil. No puede ser transferida ni en forma til. No puede ser transferida ni en forma de trabajo ni de calor.de trabajo ni de calor.

Aspectos termodinAspectos termodináámicos bmicos báásicossicos.(5).(5)La degradaciLa degradacióón se produce por las n se produce por las irreversibilidairreversibilida--des de los procesos, que son de varios tipos.des de los procesos, que son de varios tipos.En escurrimiento de fluidos, por las pEn escurrimiento de fluidos, por las péérdidas de cargardidas de cargaEn mecanismos, por la fricciEn mecanismos, por la friccióónnEn electricidad por las pEn electricidad por las péérdidas en el cobre y en el hierrordidas en el cobre y en el hierroEn transferencia tEn transferencia téérmica, por diferenciales de temperaturasrmica, por diferenciales de temperaturas

En calderas industriales este En calderas industriales este úúltimo es el ltimo es el dominante siendo necesario encontrar soluciones, dominante siendo necesario encontrar soluciones, especialmente en unidades grandes en la que la especialmente en unidades grandes en la que la sustitucisustitucióón de la degradacin de la degradacióón por una n por una transformacitransformacióón en trabajo es muy significativa.n en trabajo es muy significativa.

La cogeneraciLa cogeneracióón es una de tales soluciones.n es una de tales soluciones.

GeneraciGeneracióón de calor en calderas y hornos n de calor en calderas y hornos convencionalesconvencionales

EntradaEntrada: combustible (gas) + aire: combustible (gas) + aire–– Gases de combustiGases de combustióón a 1400n a 1400ooC +C +

SalidaSalida: Vapor de agua saturado: Vapor de agua saturado–– Vapor industrial de 10 bar a 180Vapor industrial de 10 bar a 180ooCC

InteractInteractúúa con alrededores a 40a con alrededores a 40ooCC

El El ““Rendimiento tRendimiento téérmicormico”” puede ser del 90% o mas, lo puede ser del 90% o mas, lo que implica que el 90% + de la energque implica que el 90% + de la energíía del combustible a del combustible se ha transferido al aguase ha transferido al aguaPero el Pero el ““desequilibriodesequilibrio”” de 1400 de 1400 –– 40 = 136040 = 1360ooC C

se reduce a 180 se reduce a 180 –– 40 = 14040 = 140ooCCEs una enorme degradaciEs una enorme degradacióón (pn (péérdida de valor). rdida de valor). Irracionalidad que se produce en las calderas y hornos Irracionalidad que se produce en las calderas y hornos convencionales. La cogeneraciconvencionales. La cogeneracióón puede remediarlo.n puede remediarlo.

ExergExergíía del vapor de aguaa del vapor de aguaSe desea conocer la exergSe desea conocer la exergíía del vapor un funcia del vapor un funcióón de su n de su estado y el del estado de referencia.estado y el del estado de referencia.

La exergLa exergíía no es funcia no es funcióón de estado, requiere de un estado de n de estado, requiere de un estado de referencia, que se ha definido aqureferencia, que se ha definido aquíí como el vapor de agua a como el vapor de agua a 4040ooC indicativo de las condiciones de condensaciC indicativo de las condiciones de condensacióón de la TV. n de la TV. (que generalmente para esta temperatura es vapor h(que generalmente para esta temperatura es vapor húúmedo y medo y cuyos parcuyos paráámetros dependen del estado inicial).metros dependen del estado inicial).

El El ““costo de la exergcosto de la exergííaa”” es la entalpes la entalpíía que se debe transferir al a que se debe transferir al agua lagua lííquida en la caldera para alcanzar el estado del vapor quida en la caldera para alcanzar el estado del vapor cuya exergcuya exergíía se desea evaluar. Se ha supuesto que la a se desea evaluar. Se ha supuesto que la temperatura del agua que ingresa a la caldera es de 40temperatura del agua que ingresa a la caldera es de 40ooC. (no C. (no se considera el precalentamiento regenerativo del BFW o agua se considera el precalentamiento regenerativo del BFW o agua de alimentacide alimentacióón)n)

Bajo estos supuestos se han calculado las Bajo estos supuestos se han calculado las exergexergííasas del vapor del vapor de agua para varios estados del mismo, los que se presentan de agua para varios estados del mismo, los que se presentan en la figura siguiente.en la figura siguiente.

Aspectos termodinAspectos termodináámicos bmicos báásicossicos.(5).(5)

Procesos de conversiProcesos de conversióón y utilizacin y utilizacióónnSe denominan asSe denominan asíí a los procesos (sucesia los procesos (sucesióón de n de

transformaciones) destinados a convertir un transformaciones) destinados a convertir un recurso recurso disponibledisponible en un en un vector energvector energééticotico apto para su apto para su utilizaciutilizacióón y obtencin y obtencióón del n del efecto energefecto energééticotico buscado buscado (como ser calefacci(como ser calefaccióón, refrigeracin, refrigeracióón, transportacin, transportacióón, n, operacioperacióón de electrodomn de electrodoméésticos, electrsticos, electróónicos, etc.)nicos, etc.)

Importancia de utilizar al mImportancia de utilizar al mááximo el ximo el desequilibrio disponibledesequilibrio disponible

El valor de la energía depende pues del desequilibrio que permite movilizarla. (exergía)En sistemas térmicos el desequilibrio es de temperaturas, y debe ser utilizado al máximo para producir energía ya sea trabajo o calor útiles.Los sistemas térmicos integrados permiten una mayor obtención de energía utilizable (trabajo + calor) respecto a los procesos “monopropósito” de utilización convencional.

RANGOS DE UTILIZACIÓN DEL DESEQUILIBRIO DISPONIBLE

Procesos monopropProcesos monopropóósito e integradossito e integradosLa generaciLa generacióón monopropn monopropóósito de electricidad tiene en sito de electricidad tiene en la actualidad un tope del orden del 45% en unidades la actualidad un tope del orden del 45% en unidades no integradas, 60% + en ciclos combinados.no integradas, 60% + en ciclos combinados.En estos ciclos, mas del 35% de la energEn estos ciclos, mas del 35% de la energíía del a del combustible se disipa al medio ambiente. Se pierde.combustible se disipa al medio ambiente. Se pierde.La cogeneraciLa cogeneracióón permite recuperar gran parte.n permite recuperar gran parte.En Dinamarca, el 60% de la energEn Dinamarca, el 60% de la energíía generada para el a generada para el servicio pservicio púúblico se hace por cogeneraciblico se hace por cogeneracióón. En la n. En la UniUnióón Europea, que en promedio estaba a principios n Europea, que en promedio estaba a principios del siglo en 9%, se apunta al 18% para el 2020.del siglo en 9%, se apunta al 18% para el 2020.En nuestro PaEn nuestro Paíís esa proporcis esa proporcióón es del 2%, y no se n es del 2%, y no se apunta a nada.apunta a nada.

Procesos de conversiProcesos de conversióón monopropn monopropóósitosito

Combustible a trabajoCombustible a trabajo: m: mááquinas quinas ttéérmicas, motores trmicas, motores téérmicos, centrales rmicos, centrales elelééctricas.ctricas.MMááquinas de combustiquinas de combustióón interna y externa. n interna y externa. Requieren un sumidero de calor (de escape)Requieren un sumidero de calor (de escape)

Combustible a calorCombustible a calor: Hornos, calderas, : Hornos, calderas, quemadores, etc.quemadores, etc.Generalmente producen una fuerte degradaciGeneralmente producen una fuerte degradacióón n de la energde la energíía o a o ““destruccidestruccióón de exergn de exergííaa””

Procesos de ConversiProcesos de Conversióón integrados (1)n integrados (1)

Ciclo combinadoCiclo combinadoCombinaciCombinacióón de turbina de gas (altas temperaturas) y n de turbina de gas (altas temperaturas) y turbina de vapor (bajas temperaturas) para maximizar turbina de vapor (bajas temperaturas) para maximizar la la ““producciproduccióónn”” de trabajo.de trabajo.

CogeneraciCogeneracióónnProceso integrado para la Proceso integrado para la ““producciproduccióónn”” de trabajo y de trabajo y calor, por reduccicalor, por reduccióón de la degradacin de la degradacióón evitable de la n evitable de la energenergíía, o aprovechamiento del calor de escape de a, o aprovechamiento del calor de escape de mmááquinas tquinas téérmicas.rmicas.

Procesos de ConversiProcesos de Conversióón integrados (2)n integrados (2)

Los rendimientos de los ciclos de cogeneraciLos rendimientos de los ciclos de cogeneracióón y n y combinados no son comparables, por referirse a combinados no son comparables, por referirse a calidades diferentes de energcalidades diferentes de energíías producidas.as producidas.No deberNo deberíían competir, deben complementarse. Segan competir, deben complementarse. Segúún n el BEN 2006 el uso de electricidad del Pael BEN 2006 el uso de electricidad del Paíís es 17%.s es 17%.La cogeneraciLa cogeneracióón resulta muy adecuada cuando existe n resulta muy adecuada cuando existe una demanda tuna demanda téérmica grande y de baja temperatura.rmica grande y de baja temperatura.En climatizaciEn climatizacióón de ambientes el DH y el DHC n de ambientes el DH y el DHC obtienen el calor de baja temperatura (<100obtienen el calor de baja temperatura (<100ooC) de C) de centrales de vapor o ciclo combinado maximizando el centrales de vapor o ciclo combinado maximizando el aprovechamiento de los combustibles utilizados.aprovechamiento de los combustibles utilizados.

La cogeneraciLa cogeneracióón n en la Industria Petroquen la Industria Petroquíímicamica

La Industria PetroquLa Industria Petroquíímicamica

La Industria PetroquLa Industria Petroquíímica en general presenta mica en general presenta condiciones tcondiciones téécnicas favorables para la cogeneracicnicas favorables para la cogeneracióónnDe no recibir los subsidios y preferencias que se De no recibir los subsidios y preferencias que se otorgan al sector domotorgan al sector domééstico, la prstico, la prááctica de la ctica de la cogeneracicogeneracióón le permitirn le permitiráá::–– Tener mayor seguridad de suministro (Tener mayor seguridad de suministro (energyenergy securitysecurity))–– Reducir sus costos energReducir sus costos energééticos (ticos (energyenergy affordabilityaffordability))–– Como consecuencia, mejorar su competitividad, y Como consecuencia, mejorar su competitividad, y –– Reducir el impacto ambiental negativo.Reducir el impacto ambiental negativo.

Siempre que las condiciones especSiempre que las condiciones especííficas de cada ficas de cada caso sean adecuadas y el Proyecto sea bueno.caso sean adecuadas y el Proyecto sea bueno.

CogeneraciCogeneracióón en la Industria Petroqun en la Industria Petroquíímica 1mica 1

La existencia de una demanda tLa existencia de una demanda téérmica es rmica es condicicondicióón necesaria para la cogeneracin necesaria para la cogeneracióón.n.

Es conveniente que esta demanda sea de Es conveniente que esta demanda sea de magnitud elevada, constante, y continua.magnitud elevada, constante, y continua.

La magnitud de la demanda elLa magnitud de la demanda elééctrica no es ctrica no es relevante pudiendo ser nula o negativa si existe relevante pudiendo ser nula o negativa si existe una red que actuna red que actúúe como variable de ajuste.e como variable de ajuste.

La mLa mááquina tquina téérmica adoptada puede ser del rmica adoptada puede ser del tipo tipo reciprocantereciprocante o rotativa, estas o rotativa, estas úúltimas son ltimas son recomendables para el servicio industrial.recomendables para el servicio industrial.

CogeneraciCogeneracióón en la Industria Petroqun en la Industria Petroquíímica 2mica 2OptimizaciOptimizacióón energn energééticatica

Existiendo requerimientos de trabajo y calor, es Existiendo requerimientos de trabajo y calor, es posible recurrir a la integraciposible recurrir a la integracióón de procesos, de n de procesos, de tal forma de maximizar la eficiencia energtal forma de maximizar la eficiencia energéética.tica.En cada caso especEn cada caso especíífico se debe buscar:fico se debe buscar:Maximizar el desequilibrio disponible y su usoMaximizar el desequilibrio disponible y su usoMinimizar las irreversibilidades en generalMinimizar las irreversibilidades en general

En otras palabras, buscar el diseEn otras palabras, buscar el diseñño del sistema o del sistema que satisfaga los requerimientos planteados, que satisfaga los requerimientos planteados, pero que adempero que ademáás cumpla con los dos conceptos s cumpla con los dos conceptos mencionados arriba.mencionados arriba.Veamos algunos ejemplos:Veamos algunos ejemplos:

ComparaciComparacióón de Esquemas Tn de Esquemas Téérmicos (1)rmicos (1)

Se compararSe compararáán 3 alternativas de 2 presiones:n 3 alternativas de 2 presiones:1. Sistema convencional (no cogeneraci1. Sistema convencional (no cogeneracióón).n).2. Con las mismas demandas t2. Con las mismas demandas téérmicas, con rmicas, con reemplazo del reemplazo del ““LetLet DownDown StationStation”” por una TV por una TV de contrapreside contrapresióón y desobrecalentador. n y desobrecalentador. (reducci(reduccióón de irreversibilidades de laminacin de irreversibilidades de laminacióón)n)3. Agregado de TG + HRSG por encima 3. Agregado de TG + HRSG por encima ((toppingtopping) del sistema anterior. (aumento del ) del sistema anterior. (aumento del rango de temperaturas, por encima del caso rango de temperaturas, por encima del caso anterior).anterior).Se realizarSe realizaráán las comparaciones de los n las comparaciones de los resultados.resultados.


Se desarrolla a continuaciSe desarrolla a continuacióón un ejemplo de un n un ejemplo de un sistema de vapor, cuyas demandas son:sistema de vapor, cuyas demandas son:

Vapor de AP: 43 bar, saturado 255Vapor de AP: 43 bar, saturado 255ooC , 10 Ton/hC , 10 Ton/hCondensado devuelto: 95% a 240Condensado devuelto: 95% a 240ooCC

Vapor de BP: 8 bar. Saturado 170Vapor de BP: 8 bar. Saturado 170ooC, 55 Ton/hC, 55 Ton/hCondensado devuelto: 70% a 90Condensado devuelto: 70% a 90ooCC

Se ha previsto un generador de vapor saturado Se ha previsto un generador de vapor saturado de 43 bar del 90% de rendim., un de 43 bar del 90% de rendim., un ““letlet downdownstationstation””, un recuperador de vapor flash, y un , un recuperador de vapor flash, y un desaireador tdesaireador téérmico. rmico.


Los resultados, de acuerdo al modelo son:Los resultados, de acuerdo al modelo son:Sistema convencional de distribuciSistema convencional de distribucióón de vapor:n de vapor:

Suministro de vapor de AP:Suministro de vapor de AP: 5.05 MW neto5.05 MW netoSuministro de vapor de BP: 38.27 MW netoSuministro de vapor de BP: 38.27 MW netoTotal usos calTotal usos calóóricos: 43.32 MW netoricos: 43.32 MW neto

ProducciProduccióón de electricidad: 0 MWn de electricidad: 0 MW

Combustible consumido: 47.75 MWCombustible consumido: 47.75 MWRendimiento tRendimiento téérmico 89.7%rmico 89.7%


Los resultados, de acuerdo al modelo son:Los resultados, de acuerdo al modelo son:

Sistema con turbina de vapor de contrapresiSistema con turbina de vapor de contrapresióón:n:

Suministro de vapor de AP:Suministro de vapor de AP: 5.05 MW neto5.05 MW netoSuministro de vapor de BP: 38.27 MW netoSuministro de vapor de BP: 38.27 MW netoTotal usos calTotal usos calóóricos: 43.32 MWricos: 43.32 MW

ProducciProduccióón neta de electricidad: n neta de electricidad: 3.95 MW3.95 MW

Combustible consumido: 52.52 MWCombustible consumido: 52.52 MWPara el caso convencional era: 47.75 MWPara el caso convencional era: 47.75 MWIncremento cantidad de combustible Incremento cantidad de combustible 4.76 MW4.76 MWRendimiento marginal Rendimiento marginal generacgenerac. el. elééctrica: 82.98%ctrica: 82.98%Rendimiento tRendimiento téérmico (electricidad + calor) 89.07%rmico (electricidad + calor) 89.07%


Los resultados, de acuerdo al modelo son:Los resultados, de acuerdo al modelo son:Sistema con TG + TV de contrapresiSistema con TG + TV de contrapresióón:n:Suministro de vapor de AP:Suministro de vapor de AP: 5.05 MW neto5.05 MW netoSuministro de vapor de BP: 38.27 MW netoSuministro de vapor de BP: 38.27 MW netoTotal usos calTotal usos calóóricos: 43.32 MWricos: 43.32 MWProducciProduccióón de electricidad n de electricidad 46.52MW46.52MWCombustible consumido: 116.10 MWCombustible consumido: 116.10 MWPara el caso convencional era: 47.75 MWPara el caso convencional era: 47.75 MWIncremento cantidad de combustible Incremento cantidad de combustible 68.35 MW68.35 MWRendimiento marginal Rendimiento marginal generacgenerac. el. elééctrica: 68.06%ctrica: 68.06%Rendimiento tRendimiento téérmico (electricidad + calor) 77.38%rmico (electricidad + calor) 77.38%



ComparaciComparacióón de Esquemas Tn de Esquemas Téérmicos (8)rmicos (8)ConclusionesConclusiones

El agregado de la TV de contrapresiEl agregado de la TV de contrapresióón es la forma mas n es la forma mas eficiente de generacieficiente de generacióón eln elééctrica marginal. La cantidad (4 MW) ctrica marginal. La cantidad (4 MW) producida es reducida debido a la degradaciproducida es reducida debido a la degradacióón previa que ha n previa que ha ocasionado la caldera convencional.ocasionado la caldera convencional.La mencionada degradaciLa mencionada degradacióón puede ser cuantificada en el tercer n puede ser cuantificada en el tercer esquema en el que se reemplaza la caldera por la TG + HRSG esquema en el que se reemplaza la caldera por la TG + HRSG (46 MW) cuya eficiencia ent(46 MW) cuya eficiencia entáálpica es baja (los gases de chimelpica es baja (los gases de chime--nea salen a unos 200nea salen a unos 200ooC), penalizando la eficiencia C), penalizando la eficiencia ““(W + Q)(W + Q)””del ciclo, y la eficiencia marginal de generacidel ciclo, y la eficiencia marginal de generacióón eln elééctrica, ctrica, aunque con valores del 68% (mayor que el de un CC).aunque con valores del 68% (mayor que el de un CC).Los flujos financieros asociados a los flujos de energLos flujos financieros asociados a los flujos de energíía indican a indican que el tercer esquema es el mas conveniente, para los valores que el tercer esquema es el mas conveniente, para los valores de 1, 1,2 y 2,5 asignados al combustible, vapor, y electricidad de 1, 1,2 y 2,5 asignados al combustible, vapor, y electricidad respectivamente.respectivamente.

Otros aspectosOtros aspectosde la Cogeneracide la Cogeneracióónn

Consideraciones, respecto a cogeneraciConsideraciones, respecto a cogeneracióónn

Se afianza cada vez mas el concepto de la limitaciSe afianza cada vez mas el concepto de la limitacióón de n de nuestras reservas de gas natural, que aporta el 50% de la nuestras reservas de gas natural, que aporta el 50% de la matriz energmatriz energéética actual, y permite usarlo a precios muy bajos.tica actual, y permite usarlo a precios muy bajos.Las alternativas para enfrentar esta situaciLas alternativas para enfrentar esta situacióón (mas exploracin (mas exploracióón, n, ““tighttight sandssands””, importaci, importacióón de Bolivia o mediante el GNL, etc.) n de Bolivia o mediante el GNL, etc.) implican variaciones de costos de aprox. implican variaciones de costos de aprox. 22,, a a 8 o mas8 o mas..En la mayorEn la mayoríía de las aplicaciones del gas natural, en especial a de las aplicaciones del gas natural, en especial en el sector domen el sector domééstico, el requerimiento es de calor de baja stico, el requerimiento es de calor de baja temperatura, no necesariamente de gas natural cuya calidad temperatura, no necesariamente de gas natural cuya calidad excede enormemente a la requerida por la aplicaciexcede enormemente a la requerida por la aplicacióón.n.Evitar usar el recurso en estos casos, (mediante cogeneraciEvitar usar el recurso en estos casos, (mediante cogeneracióón, n, DH, etc.) dejarDH, etc.) dejaríía amplias disponibilidades de gas para las a amplias disponibilidades de gas para las aplicaciones en las que resulta mas conveniente. (CC, GNC, aplicaciones en las que resulta mas conveniente. (CC, GNC, etc.).etc.).

Consideraciones, respecto a cogeneraciConsideraciones, respecto a cogeneracióónn

Si idealmente se implementara un sistema DH que reemplace Si idealmente se implementara un sistema DH que reemplace todo el gas que se consume para calefaccitodo el gas que se consume para calefaccióón de espacios y el n de espacios y el WarmWarm TapTap WaterWater, el gran pico de consumo de gas en invierno , el gran pico de consumo de gas en invierno no ocurrirno ocurriríía. Y este calor puede ser barato. (calor recuperado).a. Y este calor puede ser barato. (calor recuperado).En el En el sector industrialsector industrial, la contribuci, la contribucióón de la cogeneracin de la cogeneracióón n puede ser la generacipuede ser la generacióón de mas electricidad que la que n de mas electricidad que la que consume, dado que globalmente consume por cada aprox. consume, dado que globalmente consume por cada aprox.

9 kW t9 kW téérmicos, solo 1 kW elrmicos, solo 1 kW elééctrico. (*)ctrico. (*)y en cogeneraciy en cogeneracióón es posible generar por cada aprox.n es posible generar por cada aprox.

9 kW t9 kW téérmicos, entre 1 y 10 kW elrmicos, entre 1 y 10 kW elééctricosctricossegsegúún se trate de cogeneracin se trate de cogeneracióón con TV, con TG, o CC.n con TV, con TG, o CC.Con las condiciones que regulan la actividad energCon las condiciones que regulan la actividad energéética actual, tica actual, las fuerzas del mercado no pueden impulsar la transformacilas fuerzas del mercado no pueden impulsar la transformacióón n necesaria a un nivel razonable.necesaria a un nivel razonable.

(*) Valores aproximados, derivados de trabajos de (JICA (*) Valores aproximados, derivados de trabajos de (JICA -- INTI) , (GTZ INTI) , (GTZ -- S.deS.de E)E)

Desarrollo de los proyectos de cogeneraciDesarrollo de los proyectos de cogeneracióónnLa rentabilidad de los proyectos de cogeneraciLa rentabilidad de los proyectos de cogeneracióón mejoran al n mejoran al aumentar el tamaaumentar el tamañño del Proyecto. (polos industriales)o del Proyecto. (polos industriales)Es conveniente Es conveniente ““juntarjuntar”” una demanda de calor de unas 100 una demanda de calor de unas 100 Ton/h de vapor o mayor, con lo que se puede usar una TG de Ton/h de vapor o mayor, con lo que se puede usar una TG de unos 70 MW. Una planta de este tipo cuesta en el orden de unos 70 MW. Una planta de este tipo cuesta en el orden de 500 U$S/kW, o sea unos 35 MM.U$S. 500 U$S/kW, o sea unos 35 MM.U$S. Unidades menores tienen costos especUnidades menores tienen costos especííficos mayores, en ficos mayores, en unidades chicas pueden ser prunidades chicas pueden ser próóximas a 1000 ximas a 1000 U$SU$S/kW, con lo /kW, con lo que no se alcanzan rentabilidades aceptables con las tarifas que no se alcanzan rentabilidades aceptables con las tarifas actuales. En el futuro, seguramente sactuales. En el futuro, seguramente síí..Estos valores son menores si se utilizan Estos valores son menores si se utilizan TGsTGs en desuso del en desuso del tipo tipo FrameFrame 5 de unos 25 MW (aprox. 50 Ton/h de vapor), pero 5 de unos 25 MW (aprox. 50 Ton/h de vapor), pero la eficiencia del sistema es penalizado por su bajo rendimiento.la eficiencia del sistema es penalizado por su bajo rendimiento.El leasing de equipos ayuda al financiamiento del Proyecto.El leasing de equipos ayuda al financiamiento del Proyecto.El MDL (CDM) es una ayuda importante para estos proyectos.El MDL (CDM) es una ayuda importante para estos proyectos.

Desarrollo de los proyectos de cogeneraciDesarrollo de los proyectos de cogeneracióónn

Una planta de cogeneraciUna planta de cogeneracióón para 100 Ton/h de vapor (unos n para 100 Ton/h de vapor (unos 80 MW80 MWtt) se puede resolver con TG de unos 70MW) se puede resolver con TG de unos 70MWee..Pero en promedio, la industria consume por cada 1 MWPero en promedio, la industria consume por cada 1 MWee de de electricidad, 9 MWelectricidad, 9 MWtt de calor, por lo que el consumo tde calor, por lo que el consumo tíípico de pico de electricidad de la industria serelectricidad de la industria seríía de 80/9 = 9 MWa de 80/9 = 9 MWe e (aprox.).(aprox.).DifDifíícilmente un inversor industrial decida invertir en producir cilmente un inversor industrial decida invertir en producir 70 MW70 MWee de electricidad si solo necesita 9. Para el, es lde electricidad si solo necesita 9. Para el, es lóógico gico comprar una caldera convencional de 80 MWcomprar una caldera convencional de 80 MWtt (100 Ton/h), (100 Ton/h), aunque degrade masivamente la energaunque degrade masivamente la energíía.a.Pero es una mala utilizaciPero es una mala utilizacióón del combustible en especial si n del combustible en especial si se trata de gas natural, esto es malo para la Sociedad, y se trata de gas natural, esto es malo para la Sociedad, y para el planeta. Los intereses micro y macro no convergen.para el planeta. Los intereses micro y macro no convergen.Que se puede hacer ? Que se puede hacer ?

Desarrollo de los proyectos de cogeneraciDesarrollo de los proyectos de cogeneracióónnSe puede al menos intentar:Se puede al menos intentar:Convocar a explotar el Convocar a explotar el HeatHeat SinkSink a una a una ESCOESCO o a un o a un GeneradorGenerador para quienes vender energpara quienes vender energíía es su negocio, a es su negocio, concretando un contrato a largo plazo para la provisiconcretando un contrato a largo plazo para la provisióón del n del vapor y la electricidad que la actividad industrial requiere, covapor y la electricidad que la actividad industrial requiere, con n lo que:lo que:El generador minimiza la torre de enfriamiento y sus sistemEl generador minimiza la torre de enfriamiento y sus sistemas as asociados que la instalaciasociados que la instalacióón de generacin de generacióón requiere. Ademn requiere. Ademáás s obtiene una instalaciobtiene una instalacióón muy eficiente.n muy eficiente.El industrial no requiere generar vapor (no necesita la caldEl industrial no requiere generar vapor (no necesita la caldera) era) ni tiene que preocuparse por la operacini tiene que preocuparse por la operacióón y mantenimiento de n y mantenimiento de las instalaciones asociadas. Se beneficia con solo movilizar su las instalaciones asociadas. Se beneficia con solo movilizar su ventaja de ser propietario del ventaja de ser propietario del heatheat sinksink..Es el Es el ““First PartyFirst Party””, o , o ““HostHost”” del emprendimiento. Sin del emprendimiento. Sin éél, no hay l, no hay proyecto.proyecto.

Proyectos de cogeneraciProyectos de cogeneracióón y generacin y generacióónnEl poder polEl poder políítico debertico deberíía al menos intentar:a al menos intentar:Que las industrias con grandes demandas de vapor se Que las industrias con grandes demandas de vapor se establezcan prestablezcan próóximas a centrales termoelximas a centrales termoelééctricas a efecto de ctricas a efecto de comprarles vapor en lugar de generarlas en las ineficientes comprarles vapor en lugar de generarlas en las ineficientes calderas convencionales calderas convencionales a gas.a gas.Centrales termoelCentrales termoelééctricas se establezcan en polos industriales ctricas se establezcan en polos industriales con grandes consumos de vapor y les provean vapor con grandes consumos de vapor y les provean vapor cogenecogene--radorado evitando que lo hagan en calderas convencionales evitando que lo hagan en calderas convencionales a gas.a gas.Dependiendo del caso especDependiendo del caso especíífico, las centrales deberfico, las centrales deberáán hacer n hacer modificaciones en sus mmodificaciones en sus mááquinas.quinas.Crear las condiciones para impulsar el establecimiento de un Crear las condiciones para impulsar el establecimiento de un mercado del calor recuperado disponible a travmercado del calor recuperado disponible a travéés de la s de la cogeneracicogeneracióón, calor solar o geotn, calor solar o geotéérmico, excedentes de rmico, excedentes de industrias, residuos biomindustrias, residuos biomáásicos, etc. con posibilidades de sicos, etc. con posibilidades de provisiprovisióón de calefaccin de calefaccióón a la poblacin a la poblacióón, y con precios que n, y con precios que pueden ser subsidiados a los sectores de bajos ingresos.pueden ser subsidiados a los sectores de bajos ingresos.

Conceptos generalesConceptos generalesNecesariamente el ciclo de generaciNecesariamente el ciclo de generacióón tn téérmica debe rmica debe entregar a la fuente frentregar a la fuente fríía parte del calor que recibe, la que a parte del calor que recibe, la que se trata de minimizar para mejorar su eficiencia.se trata de minimizar para mejorar su eficiencia.Las cantidades netas recuperables dependen del caso Las cantidades netas recuperables dependen del caso especespecíífico, las brutas se dan para indicar el enorme fico, las brutas se dan para indicar el enorme potencial de sustitucipotencial de sustitucióón de combustible por calor, y son n de combustible por calor, y son para 3 unidades de 100 MW de generacipara 3 unidades de 100 MW de generacióón eln elééctrica : ctrica : (sumados = 300 MW)(sumados = 300 MW)

Equivalencia de gas evitadoEquivalencia de gas evitado1 Dm1 Dm3 3 de gas/hora = 8 400 000.de gas/hora = 8 400 000.kcalkcal/h = 9,77 MW/h = 9,77 MW

o sea aproximadamente:o sea aproximadamente:1 1 MWhMWh ttéérmico = calor de 0,1 Dmrmico = calor de 0,1 Dm33/h de PCI de gas./h de PCI de gas.

Si de una Si de una TG de 100 MWTG de 100 MW se eliminan 150 MWse eliminan 150 MWtt, del , del que el 75% = 110 MWque el 75% = 110 MWtt es recuperable para un DH, que es recuperable para un DH, que entrega el 90% = 100 MWentrega el 90% = 100 MWtt a usuarios, considerando a usuarios, considerando que un calefactor de tiro balanceado a gas tiene una que un calefactor de tiro balanceado a gas tiene una eficiencia del 50% (*), mientras que el calor del DH eficiencia del 50% (*), mientras que el calor del DH queda en su casi totalidad dentro de la vivienda, el queda en su casi totalidad dentro de la vivienda, el ahorro en gas serahorro en gas seráá de 2 x 100 MW = 20 Dmde 2 x 100 MW = 20 Dm33/h/h ==480 Dm480 Dm33/d/dííaa. Cerca de medio mill. Cerca de medio millóón de mn de m33/d/díía.a.

(*) (*) JuanicJuanicóó y otros: y otros: ““Eficiencia tEficiencia téérmica de calefactores de tiro balanceadormica de calefactores de tiro balanceado”” AvermaAverma 0707--pppp 2525--32.32.

InteracciInteraccióón con el generador tn con el generador téérmicormicoEl objetivo del generador tEl objetivo del generador téérmico es maximizar la rmico es maximizar la potencia y eficiencia de sus instalaciones.potencia y eficiencia de sus instalaciones.En la actualidad, las mejores En la actualidad, las mejores chanceschances le son ofrecidas le son ofrecidas por el ciclo combinado CC = TG + HRSG + TV.por el ciclo combinado CC = TG + HRSG + TV.Pero la TV tiene un condensador que elimina aprox. el Pero la TV tiene un condensador que elimina aprox. el 30% o mas de la energ30% o mas de la energíía del vapor que insume.a del vapor que insume.Si encontrara un usuario de calor que le comprara Si encontrara un usuario de calor que le comprara vapor para usos calvapor para usos calóóricos en las condiciones que su ricos en las condiciones que su instalaciinstalacióón le permite, podrn le permite, podríía vender lo que de otra a vender lo que de otra forma deberforma deberíía eliminar sin ninga eliminar sin ningúún beneficio. Lo n beneficio. Lo denominamos denominamos ““uso del calor de baja exerguso del calor de baja exergííaa””..Esta interacciEsta interaccióón ofrece importantes beneficios en n ofrece importantes beneficios en operaciones de repotenciacioperaciones de repotenciacióón.n.

100 MW 100 MW

Turbogrupo de gas Energía Turbogrupo de gas Energía Rendimiento 40% 40 MW Rendimiento 40% 40 MW

60 MW 60 MWgases de combustión gases de combustión

60 MW 60 MW HRSG A chimenea HRSG A chimenea Rendimiento 80% 12 MW Rendimiento 70% 18 MW

48 MW 42 MW Vapor recuperado Vapor recuperado

48 MW 42 MW Ciclo de vapor Energía Usos calóricos Calor Rendimiento 35% 16,8 MW 42 MW

31,2 MW Calor residual

Condensador

Sistemas integrados modernosC. Combin. Cogeneración

Calor de escape de la TVCalor de escape de la TVAun en el CC, la TV debe eliminar alrededor del 30% de Aun en el CC, la TV debe eliminar alrededor del 30% de la energla energíía al condensador.a al condensador.Dado que el vapor al condensador es energDado que el vapor al condensador es energíía ina inúútil, es til, es necesario extraerlo a parnecesario extraerlo a paráámetros mayores, lo que metros mayores, lo que implica modificaciones en la turbina que reducen la implica modificaciones en la turbina que reducen la potencia de la mpotencia de la mááquina.quina.SerSeríía ideal plantear esto en proyectos nuevos, por a ideal plantear esto en proyectos nuevos, por cuanto habrcuanto habríían ahorros de inversian ahorros de inversióón importantes en n importantes en menor condensador, torre de enfriamiento, etc.menor condensador, torre de enfriamiento, etc.El generador estarEl generador estaráá dispuesto a hacerlo si esto le dispuesto a hacerlo si esto le resulta conveniente desde el punto de vista econresulta conveniente desde el punto de vista econóómico.mico.Para investigar este asunto, se confeccionPara investigar este asunto, se confeccionóó un modelo un modelo que fue corrido para vapor de caracterque fue corrido para vapor de caracteríísticas usuales sticas usuales en la industria.en la industria.

Corridas del modeloCorridas del modeloEl modelo se corriEl modelo se corrióó para caudales de vapor a venta, para caudales de vapor a venta, para presiones de entre 3 y 20 bar, y caudales entre 0 para presiones de entre 3 y 20 bar, y caudales entre 0 y 14 y 14 kgkg/s./s.

En las tres lEn las tres lááminas siguientes se dan:minas siguientes se dan:

Rendimiento elRendimiento elééctrico y (W+Q), para vapor de 12 bar, y ctrico y (W+Q), para vapor de 12 bar, y caudales de entre 0 y 15 caudales de entre 0 y 15 kgkg/s (54 Ton/h)./s (54 Ton/h).

Flujos de energFlujos de energíía y finanzas para vapor de 4 bar, y a y finanzas para vapor de 4 bar, y caudales de entre 0 y 12 caudales de entre 0 y 12 kgkg/s (43,2 Ton/h)./s (43,2 Ton/h).

Flujos de energFlujos de energíía y finanzas para vapor de 20 bar, y a y finanzas para vapor de 20 bar, y caudales de entre 0 y 12 caudales de entre 0 y 12 kgkg/s (43,2 Ton/h)./s (43,2 Ton/h).

Los valores son indicativos, en cada caso especLos valores son indicativos, en cada caso especíífico deben ser fico deben ser analizados con la rigurosidad necesaria. En la pranalizados con la rigurosidad necesaria. En la prááctica, los ctica, los intervalos de caudales no son tan amplios.intervalos de caudales no son tan amplios.

Rendimiento eléctrico y total,( W+Q )

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Caudal extracc. kg/s

Ren

dim

ient

o, %

Rendimiento ( W + Q )

Rendimiento eléctrico

Vapor admisión: 64 bar, 450C, 15 kg/s

Condensación 0,06 bar, 36,2C

Presión de extracción: 12 bar

Rendimiento elRendimiento elééctrico y total en funcictrico y total en funcióón del caudal vendido de n del caudal vendido de vapor SAT de extraccivapor SAT de extraccióón de 12 bar, de 0 a 14 n de 12 bar, de 0 a 14 kgkg/s/s

Flujos de energFlujos de energíía y finanzas, para venta de a y finanzas, para venta de vapor saturado de 4 bar, entre 0 y 12 vapor saturado de 4 bar, entre 0 y 12 kgkg/s/s

Valores de referencia 1$ / kW para el combustible. 1,2 $ / kW pValores de referencia 1$ / kW para el combustible. 1,2 $ / kW para el vapor, ara el vapor, y de 3.394 $ / kW para la electricidad.y de 3.394 $ / kW para la electricidad.

Flujos de energFlujos de energíía y finanzas, para venta de vapor a y finanzas, para venta de vapor saturado de 20 bar, entre 0 y 12 saturado de 20 bar, entre 0 y 12 kgkg/s/s

Valores de referencia 1$ / kW para el combustible. 1,2 $ / kW pValores de referencia 1$ / kW para el combustible. 1,2 $ / kW para el vapor, ara el vapor, y de 3.361 $ / kW para la electricidad.y de 3.361 $ / kW para la electricidad.

Otro ejemplo: RepotenciaciOtro ejemplo: Repotenciacióón de un CVn de un CV

Se desea repotenciar un ciclo de TV existente a CC de una Se desea repotenciar un ciclo de TV existente a CC de una presionpresion, con la condici, con la condicióón que el ciclo de la TV se conserve n que el ciclo de la TV se conserve operable cuando por limitacioperable cuando por limitacióón de disponibilidad de gas la n de disponibilidad de gas la TG queda fuera de servicio, (mTG queda fuera de servicio, (míínima inversinima inversióón)n)El ciclo de la TV es convencional, se muestra en la fig. El ciclo de la TV es convencional, se muestra en la fig. siguiente. Opera con vapor de 103 bar, 525siguiente. Opera con vapor de 103 bar, 525ooC, C, condensacicondensacióón a 0,06 bar.n a 0,06 bar.Tiene 1 desaireador y 4 precalentadores regenerativos a Tiene 1 desaireador y 4 precalentadores regenerativos a vapor.vapor.Produce 50 MW netos, con un rendimiento neto del 32,16%.Produce 50 MW netos, con un rendimiento neto del 32,16%.

Se corriSe corrióó el modelo para varias unidades TG existentes en el modelo para varias unidades TG existentes en el mercadoel mercado

RepotenciaciRepotenciacióón simple, resultadosn simple, resultados

Rendimiento Temp Vapor saturado generableTurbogrupo Potencia neta neto Mejora chimen. HRSG con pinch = 15C

Tipo TG TV Total CC % HRSG 20 bar 10 bar 5 bar MW MW MW % % oC kg/s kg/s kg/s

W501D5A 116,3 50,0 166,3 44,3% 38,9% 265 7,8 13,7 18,3 PG9171E 121,7 50,0 171,7 44,3% 39,2% 269 9,6 15,8 20,8

M701 139,1 50,0 189,1 44,8% 40,7% 272 10,8 17,4 22,6 V94,2 151,5 50,0 201,5 44,9% 41,1% 283 15,6 23,1 29,0

PG7241 FA 165,7 50,0 215,7 46,6% 46,4% 307 19,5 25,6 30,5

Performances ISO turbogrupos de gas HRSG Consumo de combustibleTurbogrupo Potencia Rendim G gases Tg (TG) Tmax Pinch Pt TG C.Supl Total

Tipo MW % kg/s oC oC oC MW MW MW W501D5A 116,9 34,2% 379 534,2 611,1 10,00 341,32 34,43 375,76PG9171E 122,3 33,4% 412 547,1 589,4 10,00 366,62 20,51 387,14

M701 139,8 34,3% 434 546,5 575,9 10,00 406,90 15,00 421,90V94,2 152,3 34,0% 506 544,3 544,3 13,21 448,33 0,00 448,33

PG7241 FA 166,5 36,0% 438 605,9 605,9 43,99 462,62 0,00 462,63

InteracciInteraccióón con el sector de la generacin con el sector de la generacióón,n,Conclusiones.Conclusiones.

Existen beneficios que derivan de una hipotExisten beneficios que derivan de una hipotéética integracitica integracióón n entre el sector de la generacientre el sector de la generacióón y el industrial, que el poder n y el industrial, que el poder polpolíítico debertico deberíía movilizar en beneficio principalmente de la a movilizar en beneficio principalmente de la Sociedad.Sociedad.En operaciones de repotenciaciEn operaciones de repotenciacióón a ciclo combinado de ciclos n a ciclo combinado de ciclos existentes de vapor, aparecen excedentes de calor de baja existentes de vapor, aparecen excedentes de calor de baja exergexergíía cuya demanda, de existir, favorecera cuya demanda, de existir, favoreceríían su factibilidad an su factibilidad en forma significativa.en forma significativa.La Industria PetroquLa Industria Petroquíímica, como asmica, como asíí tambitambiéén las refinern las refineríías, las as, las aceiteras, alimenticias, etc. con grandes consumos de calor de aceiteras, alimenticias, etc. con grandes consumos de calor de baja exergbaja exergíía, tienen a trava, tienen a travéés de la cogeneracis de la cogeneracióón, excelentes n, excelentes posibilidades de contribuir a mejorar la sustentabilidad posibilidades de contribuir a mejorar la sustentabilidad energenergéética y ambiental, y al mismo tiempo obtener una tica y ambiental, y al mismo tiempo obtener una rentabilidad aceptable.rentabilidad aceptable.

FinFin

Muchas gracias por su atenciMuchas gracias por su atencióón.n.

Ing. Alberto Ing. Alberto FushimiFushimi

Federal Federal MinistryMinistry ofof EnvironmentEnvironment, , NativeNative ConservationConservation andand Nuclear Nuclear SafetySafety, Federal , Federal MinistryMinistry ofof FoodFood, , AgricultureAgriculture andand ConsumerConsumer ProductionProduction: 2nd : 2nd ExpertExpert Meeting Meeting ononNationalNational BiomassBiomass ActionAction Plan, Plan, GermanGerman ActionAction Plan, Plan, MarchMarch 13, 200713, 2007

Consumos de energConsumos de energíía secundariaa secundaria

UtilizaciUtilizacióón de la energn de la energíía: Electricidad: 17%, Combustibles:83%a: Electricidad: 17%, Combustibles:83%

segsegúún BEN an BEN añño 2006 (S. de E.)o 2006 (S. de E.)

Gas licuado5%

Gas natural44%

Electricidad17%

Otros combustibles

6%

Destilados28%

Observaciones al esquema anteriorObservaciones al esquema anterior

Temperatura mTemperatura mááxima del vapor 450xima del vapor 450ooCCEs muy inferior a lo que es posibleEs muy inferior a lo que es posible

No utiliza el rango posible de temperaturasNo utiliza el rango posible de temperaturas

LetLet DownDown StationsStations entre entre AP,AP, MPMP, y , y BP BP Las laminadoras degradan la energLas laminadoras degradan la energííaaEs una irreversibilidad no evitadaEs una irreversibilidad no evitada

La temperatura del condensadoLa temperatura del condensadodel orden de 160 a 170del orden de 160 a 170ooC, puede producir C, puede producir efectos de calefacciefectos de calefaccióón si esto se requiriera.n si esto se requiriera.

Observaciones al esquema anteriorObservaciones al esquema anterior

Temperatura mTemperatura mááxima del vapor 450xima del vapor 450ooCCEs muy inferior a lo que es posibleEs muy inferior a lo que es posibleNo utiliza el rango posible de temperaturasNo utiliza el rango posible de temperaturas

ReduccionesReducciones de preside presióón entre n entre APAP, , MPMP, y , y BP BP mediante mediante TVsTVs de contrapreside contrapresióón.n.Se suprimen la irreversibilidades de laminaciSe suprimen la irreversibilidades de laminacióón.n.

SerSeríía conveniente analizar las posibilidades de a conveniente analizar las posibilidades de reduccireduccióón de presin de presióón de MP y BP (irreversibilidades n de MP y BP (irreversibilidades de la transferencia de calor), lo que permitirde la transferencia de calor), lo que permitiríía una a una mayor generacimayor generacióón de las n de las TVsTVs de contrapreside contrapresióón. n.

Aspectos Aspectos regulatoriosregulatorios. Conceptos b. Conceptos báásicos (1)sicos (1)La normativa apunta al URE, la cogeneraciLa normativa apunta al URE, la cogeneracióón es un medio n es un medio para propender al URE. Se debe analizar el contexto del para propender al URE. Se debe analizar el contexto del sistema energsistema energéético al que se integra.tico al que se integra.Los casos que se encuentran en la prLos casos que se encuentran en la prááctica pueden ser ctica pueden ser resueltos con soluciones genresueltos con soluciones genééricas, que no serricas, que no seráán las n las óóptimas si no se tiene en cuenta la especificidad de cada ptimas si no se tiene en cuenta la especificidad de cada caso. La calidad del proyecto tcaso. La calidad del proyecto téécnico es pues de suma cnico es pues de suma importancia para maximizar el URE.importancia para maximizar el URE.Se puede fomentar la excelencia a travSe puede fomentar la excelencia a travéés de concursos s de concursos transparentes con premios a los resultados alcanzados.transparentes con premios a los resultados alcanzados.La utilizaciLa utilizacióón de los mecanismos de flexibilizacin de los mecanismos de flexibilizacióón n reducen la eficiencia de los sistemas de cogeneracireducen la eficiencia de los sistemas de cogeneracióón, por n, por lo que es necesario lo que es necesario mimizarlamimizarla..

Aspectos Aspectos regulatoriosregulatorios. Conceptos b. Conceptos báásicos (2)sicos (2)No tiene sentido que la regulaciNo tiene sentido que la regulacióón de la cogeneracin de la cogeneracióón estn estéé en en un anexo de la regulaciun anexo de la regulacióón del sistema eln del sistema elééctrico, serctrico, seríía mas a mas adecuado que fuera parte de la regulaciadecuado que fuera parte de la regulacióón del URE por n del URE por cuanto su razcuanto su razóón de ser se identifica con este aspecto. n de ser se identifica con este aspecto. Esta confusiEsta confusióón es la que hace que se considere de la misma n es la que hace que se considere de la misma forma al autogenerador y al cogenerador, cuando desde el forma al autogenerador y al cogenerador, cuando desde el punto de vista del URE son totalmente distintos.punto de vista del URE son totalmente distintos. (Anexo XII).(Anexo XII).Como en toda innovaciComo en toda innovacióón, existen sectores afectados que n, existen sectores afectados que tratan de defender sus intereses sectoriales, aun a costa de tratan de defender sus intereses sectoriales, aun a costa de los de la Sociedad. La Legislacilos de la Sociedad. La Legislacióón de los Estados Unidos es n de los Estados Unidos es un buen ejemplo de cun buen ejemplo de cóómo se ha tratado este delicado asunto mo se ha tratado este delicado asunto ((PublicPublic UtilityUtility RegulatoryRegulatory PolicyPolicy ActAct, o PURPA, 1978), o PURPA, 1978)En el mismo paquete legislativo (En el mismo paquete legislativo (NationalNational EnergyEnergy ActAct, NEA, , NEA, 1978) el Fuel Use 1978) el Fuel Use ActAct prohibiprohibióó el uso de gas natural en el uso de gas natural en grandes calderas en servicio de carga base. Esto fue grandes calderas en servicio de carga base. Esto fue reemplazado por el reemplazado por el DifferentialDifferential PricingPricing. Actualmente estas . Actualmente estas restricciones no existen.restricciones no existen.

Aspectos Aspectos regulatoriosregulatorios. Conceptos b. Conceptos báásicos (3)sicos (3)La estimaciLa estimacióón del potencial tn del potencial téécnico de cogeneracicnico de cogeneracióón tiene una n tiene una componente subjetiva en cuanto a la evaluacicomponente subjetiva en cuanto a la evaluacióón de las n de las caractercaracteríísticas del sticas del ““Heat SinkHeat Sink””. En la medida en que aumente . En la medida en que aumente la atractividad del URE (por un previsible aumento de las la atractividad del URE (por un previsible aumento de las tarifas o necesidades de sustentabilidad), se movilizartarifas o necesidades de sustentabilidad), se movilizaráá la la creatividad de los tecncreatividad de los tecnóólogos, incrementando el potencial.logos, incrementando el potencial.A pesar del elevado potencial tA pesar del elevado potencial téécnico de cogeneracicnico de cogeneracióón n seseññalado, no hay actualmente proyectos en ejecucialado, no hay actualmente proyectos en ejecucióón, lo que n, lo que indica que el potencial actual real es nulo.indica que el potencial actual real es nulo.Esto es asignable a las barreras comentadas arriba, que la Esto es asignable a las barreras comentadas arriba, que la regulaciregulacióón debe remediar. No es tarea fn debe remediar. No es tarea fáácil, puesto que se cil, puesto que se tratan de proyectos privados de capital intensivo.tratan de proyectos privados de capital intensivo.El inversor industrial estEl inversor industrial estáá mas interesado en su propio mas interesado en su propio negocio que en la cogeneracinegocio que en la cogeneracióón de energn de energíía. Son pues los a. Son pues los funcionarios responsables de la conduccifuncionarios responsables de la conduccióón en materia n en materia energenergéética los que deben interesarse en impulsarla.tica los que deben interesarse en impulsarla.

Aspectos Aspectos regulatoriosregulatorios. Conceptos b. Conceptos báásicos (4)sicos (4)

Se ve conveniente que en la evaluaciSe ve conveniente que en la evaluacióón de la gestin de la gestióón de los n de los funcionarios, se incluya la valoracifuncionarios, se incluya la valoracióón de sus esfuerzos en n de sus esfuerzos en que se logren avances en la utilizacique se logren avances en la utilizacióón del potencial.n del potencial.La regulaciLa regulacióón debe alentar el aprovechamiento total del n debe alentar el aprovechamiento total del potencial, no el limitado a su demanda elpotencial, no el limitado a su demanda elééctrica propia.ctrica propia.Es recomendable que la autoridad de control del rEs recomendable que la autoridad de control del réégimen gimen regulatorio del URE revise los proyectos que se presenten regulatorio del URE revise los proyectos que se presenten para su inclusipara su inclusióón en el rn en el réégimen, y brinde asesoramiento en gimen, y brinde asesoramiento en los casos en que la calidad del sistema propuesto no sea la los casos en que la calidad del sistema propuesto no sea la adecuada, o existan localizaciones adecuadas en las que se adecuada, o existan localizaciones adecuadas en las que se pudiera comprar el calor residual de centrales de vapor o de pudiera comprar el calor residual de centrales de vapor o de ciclo combinado (con algunas modificaciones), reduciendo ciclo combinado (con algunas modificaciones), reduciendo las enormes cantidades de calor que se disipan a travlas enormes cantidades de calor que se disipan a travéés de s de las torres de enfriamiento, aunque reduciendo levemente la las torres de enfriamiento, aunque reduciendo levemente la generacigeneracióón eln elééctrica.ctrica.

Temas a tratarTemas a tratar

Aspectos termodinAspectos termodináámicos bmicos báásicossicos

La cogeneraciLa cogeneracióón en la Industria n en la Industria PetroquPetroquíímicamica

Otros aspectos de la cogeneraciOtros aspectos de la cogeneracióónn

InteracciInteraccióón con la generacin con la generacióón n termoeltermoelééctricactrica

InteracciInteraccióón con la n con la generacigeneracióónn termoeltermoelééctricactrica

Documents

Oportunidades en Cogeneración para la Industria … · En algunos casos puede ser beneficioso establecer ... des de los procesos, que son de varios tipos. En escurrimiento de fluidos,