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USO EFICIENTE  DE  LA  ENERGÍA  Y  SISTEMAS  DE   MONITORIZACIÓN  Y  GESTIÓN  ENERGÉTICA:    

MEDIR PARA  EVALUAR  Y  GESTIONAR  

Rafael Herrero   Presidente  

 


ESE:

Empresa de   Servicios   EnergéOcos

Persona Esica  o  jurídica  que  proporciona  servicios   energéOcos  o  de  mejora  de  la  eficiencia  energéOca  en  las   instalaciones  o  locales  de  un  usuario  y  afronta  cierto  grado   de  riesgo  económico  al  hacerlo.  El  pago  de  los  servicios   prestados  se  basará  (en  parte  o  totalmente)  en  la   obtención  de  mejoras  de  la  eficiencia  energéOca  y  en  el   cumplimiento  de  los  demás  requisitos  de  rendimiento   convenidos  (ArZculo  3.i  DirecOva  2006/32/CE)    


POCAS FUERZAS  HUMANAS  SON  TAN   FUERTES  COMO  UNA  VISIÓN   COMPARTIDA    

Peter Senger  –  La  quinta  disciplina  


VISIÓN

ALCANZAR  EL  DESARROLLO  SOSTENIBLE  DE   NUESTRA  SOCIEDAD    REDUCIENDO  EL   CONSUMO  DE  LA  ENERGÍA    Y    LAS   EMISIONES    CONTAMINANTES  UTILIZANDO   LOS  RECURSOS  NATURALES  Y   TECNOLÓGICOS  DE  FORMA  EFICIENTE  


MISIÓN

FACILITAR EL  CRECIMIENTO  DEL  MERCADO  DEL   AHORRO  Y  LA  EFICIENCIA  ENERGÉTICA   IMPULSANDO  EL  DESARROLLO  DE  LAS  EMPRESAS   DE  SERVICIOS  ENERGÉTICOS  


VALORES

COMPROMISO   TRANSPARENCIA   RIGOR   VISIÓN  INTEGRADORA   AFÁN  DE  SUPERACIÓN   TRABAJO  EN  EQUIPO


El dilema energético Demanda de Energía Primaria Mundial Aumentó el 5% en 2010

Record de Emisiones de CO2

Intensidad Energética Empeoró

4/5 Partes de las Emisiones están “Comprometidas”

Sin nuevas políticas nos encaminamos a un aumento de 6ºC o más Fuente Agencia Internacional de la Energía WEO 2011 © anese,  2011  


La Eficiencia Energética, el principal contribuidor a la resolución de este dilema La tendencia creciente de los precios energéticos, el comercio de los derechos de emisión y el triple compromiso 20-20-20 de la Unión Europea demandan la Eficiencia Energética. Reducción del 20% de las emisiones GEI respecto a 1990

El 60% de la reducción de las emisiones mundiales de CO2 relacionadas con la energía en 2020 se conseguirá gracias a las medidas de eficiencia energética

450.000

Emisiones CO2eq Objetivo 20-20-20

60%

410.000

370.000

kton CO2eq/año

Fuente: IEA

La tendencia creciente en los precios energéticos contribuye a hacer más atractivos los periodos de retorno de los proyectos de Eficiencia Energética Evolución precios electricidad (Fuente: Eurostat) Previsión de precios electricidad (Fuente: interna) Pay-back proyecto

230

€/MWh

210

290.000

3,5

250.000

3

190

2,5

170 2

150 130

Años

250

330.000

210.000

1,5

110 90

1 2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

170.000 1990

1995

2000

2005

2010

Fuente: MITYC

© anese,  2011  

2015

2020


Eficiencia Energética - Acciones correctoras El Plan de Eficiencia Energética 2012 – 2020 y la Directiva de Eficiencia Energética (en borrador) pretenden establecer las medidas necesarias para cumplir con el triple objetivo 20-20-20.

Borrador Directiva de Eficiencia Energética Comisión Europea (Junio 2011) Se estima necesario actualizar el marco legal de la Eficiencia Energética con una Directiva que asuma el objetivo general de ahorrar un 20% antes del 2020, y que refuerce las directivas de Cogeneración (2004/8/EC) y los Servicios Energéticos (2006/32/EC)

Plan de Eficiencia Energética 2012 - 2020 Comisión Europea (Marzo 2011) La Unión Europea no está en el camino para cumplir los objetivos marcados para el 2020

© anese,  2011  

Objetivo 20-20-20


Eficiencia Energética – Beneficios

COMPETIVIDAD •  Reducción de la factura energética •  Creación de empleo •  Efecto positivo sobre el I+D+i

SEGURIDAD DE SUMINISTRO Eficiencia Energética

•  Reducción de la dependencia energética del exterior •  Mejora del balance energético

SOSTENIBILIDAD •  Reducción de las emisiones de CO2 •  Disminución de la degradación medioambiental

© anese,  2011  


Eficiencia Energética – Realidad

© anese,  2011  


BASES EMPRESARIALES  

Ahorro Acumulado  2016  (ktep) INDUSTRIA

1.289      1 5%

2.151      2 5%

131      1 %

EDIFICACIÓN Y   EQUIPAMIENTO

SERVICIOS PÚBLICOS AGRICULTURA  Y  PESCA 5.096        59%

Ahorro Acumulado  2020  (ktep) 1.665        13% 295        2%

4.996      4 0%

INDUSTRIA

EDIFICACIÓN Y  EQUIPAMIENTO SERVICIOS  PÚBLICOS

5.567      45%

AGRICULTURA Y  PESCA

EQUIVALENCIAS AHORROS  A  2020

3.197.238     3.500.000       3.000.000       2.500.000      

2.000.000     1.500.000       1.000.000      

220.483    

50.372    

500.000     -­‐

EQUIVALENCIA EN  LUMINARIAS  A   CAMBIAR

EQUIVALENCIA EN  PANELES  SOLARES  DE   VACIO

EQUIVALENCIA EN  SUSTITUCIONES   CALDERAS  DE  100  Kw


MODELO ECONÓMICO  1  :  Ahorros  ComparOdos   Empresa     Servicios     EnergéOcos   Pago  de  la  deuda  

Préstamo

EnOdad Financiera  

Cliente


MODELO ECONÓMICO  1  :  Ahorros  ComparOdos   •  ETAPAS  DE  DESARROLLO  DE  UN  PROYECTO  ESE  :  Ahorros  ComparCdos   • 

Podemos dividir  el  proceso  de  un  proyecto  ESE  en  tres  etapas:     a).-­‐  Antes  de  la  realización  del  proyecto.  Aún  no  se  han  realizado  inversiones  y,  por  lo  tanto,  no  se  ha   aprovechado  el  potencial  de  ahorros  energéCcos  y  económicos.     b).-­‐  Duración  del  contrato  (Ppicamente  3  a  15  años).  Una  vez  realizado  el  proyecto,  y  durante  un  Cempo   menor  a  la  vida  úCl  del  mismo,  los  ahorros  son  comparCdos  entre  el  usuario  y  la  ESE  hasta  la  recuperación   de  su  inversión.  Los  equipos  son  propiedad  de  la  ESE  .  La  operación  y  mantenimiento  corren  por  cuenta  de   la  ESE.     c).-­‐  Vida  úCl  después  del  período  de  contrato.  Los  equipos  son  ya  propiedad  del  usuario  de  energía   (contrato  de  compra-­‐venta  con  un  precio  nulo)  y  todos  los  ahorros  generados  son  en  beneficio  del  usuario   de  energía,  quien  se  responsabiliza  de  la  operación  y  mantenimiento;  ya  no  existe  relación  contractual.    


MODELO ECONÓMICO  1  :  Ahorros  ComparOdos   •  ETAPAS  DE  DESARROLLO  DE  UN   PROYECTO  ESE  :  Ahorros  ComparCdos   • 

La gráfica  muestra  esquemáCcamente  la  comparCción  de   100% los  ahorros  económicos  generados  por  los  proyectos  ESE,   90% considerando  tres  etapas.   80%   70% En  la  etapa  (b),  que  comprende  la  duración  del  Contrato  de   60% Desempeño  y,  por  lo  tanto,  la  relación  económica  entre  la   50% ESE  y  el  usuario  de  energía,  los  ahorros  económicos   40% generados  por  el  proyecto  se  comparten  de  manera  de   pagar  por  un  lado  los  equipos  y  servicios  de  la  ESE  (zona   30% roja)  y,  por  el  otro,  generar  ahorros  económicos  para  su   20% cliente  (zona  verde).  En  la  etapa  (c),  una  vez  que  se  ha   10% terminado  la  relación  contractual,  y  los  equipos  y  sistemas   0% han  pasado  a  ser  propiedad  del  usuario  de  energía,  este   disfruta  de  la  totalidad  de  los  ahorros  económicos   generados.      

AHORRO DEL  USUARIO PAGO  A  ESE FACTURACIÓN

ANTES

DURANTE

DESPUÉS


MODELO ECONÓMICO  2  :  Ahorros  garanOzados   Ahorros  EnergéOcos  

El Cliente  se  queda  con  el  100%  de  los  ahorros  

Cliente El  Banco  presta  al   cliente  quien    provee   garanZas  

EnOdad Financiera  

El Cliente   reembolsa  el   préstamo  al   banco  

Si los  ahorros  no  se   cumplen,  la  ESE   rembolsará  la   diferencia  

El Cliente  paga  a  la  ESCO   después  de  la   implementación  según  el   desempeño  

Empresa   Servicios     EnergéOcos  


MODELO ECONÓMICO  2  :  Ahorros  garanOzados   •  ETAPAS  DE  DESARROLLO  DE  UN  PROYECTO  ESE  :  Ahorros  GaranCzados   •   

En este  caso  las  fases  del  proyecto  en  formato  Ahorros  GaranCzados  son:   a).-­‐    La  ESE  propone  y  estructura  el  proyecto  de  implantación  de  las  medidas  de  Eficiencia  EnergéCca   evaluando  el  valor  de  la  inversión  en  equipamiento  y  servicios  así  como  los  ahorros  de  consumo  que  se   obtendrán.  

 b).-­‐  El  cliente  paga  el  importe  total  del  proyecto  a  la  ESE  que  lo  implementa        c).-­‐  Durante  la  duración  del  contrato  la  ESE  opera  y  manCene  las  medidas  de  eficiencia  instaladas        d).-­‐  De  acuerdo  al  contrato,  una  enCdad  independiente  cerCfican  el  ahorro  conseguido.  En  el  caso  de  no   alcanzarse  los  objeCvos  de  ahorro  la  ESE  aporta  la  diferencia  al  cliente  


MODELO ECONÓMICO  2  :  Ahorros  garanOzados   •  ETAPAS  DE  DESARROLLO  DE  UN   PROYECTO  ESE  :  Ahorros   GaranCzados  

100% 90% 80%

• 

• 

En este  caso  la  gráfica  muestra  como  durante  la   duración  del  contrato  el  100%  de  los  ahorros   repercuten  en  la  propiedad  además  de  estar   garanCzados  por  la  empresa  de  servicios   energéCcos  que  opera  y  manCene  el  sistema   implementado.   Después  de  alcanzado  el  objeCvo  de  ahorro   recogido  en  el  contrato  ,  la  propiedad  dispone   libremente  de  los  equipos  y  sistemas.  

70% 60%

AHORRO GARANTIZADO

50%

AHORRO

40%

COSTES ENERGÉTICOS

30% 20% 10%

0% ANTES

DURANTE

DESPUÉS


MODELO ECONÓMICO  2  :  Ahorros  garanOzados    

•  • 

• 

BASES CONTRACTUALES  Modelo  Ahorros  ComparCdos   «Contrato  de  rendimiento  energéOco  EPC»,  el  acuerdo  contractual  entre  el  beneficiario  y  la  Empresa  de   Servicios  EnergéCcos    de  una  medida  de  mejora  de  la  eficiencia  energéCca,  cuando  las  inversiones  en   dicha  medida  se  abonen  respecto  de  un  nivel  de  mejora  de  la  eficiencia  energéCca  convenido  por  contrato   «Financiación  de  la  inversión  por  parte  de  ESE»,  el  acuerdo  contractual  recoge  el  nivel  de  inversión  que   será  necesario  realizar  por  parte  de  ESE  para  la  instalación  de  las  medidas  energéCcas  diseñadas  .  Una  vez   realizadas  las  inversiones  la  ESE  cobrará  al  beneficiario  un  canon  equivalente  a  una  parte  del  ahorro  de   energía  obtenido  como  resultado  de  una  medida  de  mejora  de  la  eficiencia  energéCca.    


BASE EMPRESARIAL  DE  UN  PROYECTO  ESE    

•  UNA ESE  BASA  SU  NEGOCIO  EN  LA  “EXISTENCIA  DEL   AHORRO  ENERGÉTICO”     • 

«SI NO  EXISTE  AHORRO  LA  ESE    NO  PUEDE  COMPARTIR  EL  RÉDITO  ECONÓMICO   O  BIEN  SERÁ  PENALIZADA»,    

• 

«LA GESTIÓN  DE  LA  INSTALACIÓN  ES  VITAL  E  IMPRESCINDIBLE  PARA  LA   CONTABILIDAD  ENERGÉTICA»  


CADENA DE  VALOR  DEL  SERVICIO  ENERGÉTICO   FASE  1   COMERCIAL  

AUDITORÍA

INGENIERÍA

ANÁLISIS   FINANCIERO  

FASE  2   INSTALACIÓN   MAES  

               MONITORIZACIÓN  

CONTABILIDAD ENERGÉTICA  

MANTENIMIENTO PREVENTIVO  

MANTENIMIENTO CORRECTIVO  


RENDIMIENTO :  el  factor  diferencial                    MONITORIZACIÓN  

CONTABILIDAD ENERGÉTICA  

MANTENIMIENTO PREVENTIVO  

MANTENIMIENTO CORRECTIVO  

•  Nivel  de  Servicio   •   Mejora  de  la  disponibilidad   •   Inversión       •   Disponibilidad   •   Mejoras  de  rendimiento     •   OperaCvidad   •   Análisis  ConCnuo   •   Patrones  de  Funcionamiento   •   Análisis  de  Rendimiento   •   Análisis  de  PrácCcas  y  Métodos   •   Alarmas   •   Límites  de  funcionamiento   •   Consignas   •   Actuación  Remota  


MONITORIZACIÓN


MONITORIZACIÓN


PATRONES


¿QUIEN CERTIFICA  AL  QUE  CERTIFICA?  

CerCfied Energy     Manager  


PROTOCOLO DE  MEDIDA  Y  VERIFICACIÓN   ¿Cómo  medimos  /  calculamos  la  Energía  de  Referencia?  


MEDIDA Y  VERIFICACIÓN   La  M  en  la  M&V  representa:      

MEDIDA  

NO MONITORIZACIÓN  

(La  monitorización  es  una  acOvidad  que  Oene  lugar  después  de   la  Medida  de  los  ahorros.  La  monitorización  es  la  evaluación  de   los  ahorros  y  la  toma  de  acciones  necesarias.)    


CONTRATOS DE  RENDIMIENTO  ENERGÉTICO   La  M&V  juega  un  papel  críOco  en  los  Contratos  de  Rendimiento   EnergéOco:      

•  Maximiza los  ahorros  y  la  conOnuidad  de  los  ahorros  por  encima  de   los  términos  del  contrato.     •  Documenta  qué  ahorros  se  lograron  y  actúa  como  “caja  registradora”   para  el  pago  o  el  alcance  de  los  objeOvos  (garanZa).    

Los Contratos  de  Rendimiento  EnergéOco  reparten  los  costes  y   los  beneficios  de  la  precisión  de  la  M&V  entre  la  ESE  y  el  cliente.       Hay  que  considerar  cuidadosamente  todas  las  moOvaciones  del   contrato  para  cada  una  de  las  partes  antes  de  diseñar  el  plan  de   M&V.  Adjuntar  el  plan  de  M&V  al  contrato.      


MEDIR LOS  AHORROS  ???   Los  ahorros  son  la  ausencia  de  consumo  de  energía.       •  No  podemos  medir  lo  que  no  tenemos.       •  ¡No  medimos  los  ahorros  directamente!     •  Debemos  medir  el  consumo  de  energía.     •  Debemos  analizar  los  consumos  de  energía  medidos  para   determinar  los  ahorros.    


REFERENCIA NOTACIONAL  

Energía Medida


REFERENCIA NOTACIONAL   ¿Qué  estamos  midiendo?  :  ENERGÍA  


REFERENCIA NOTACIONAL   ¿Qué  estamos  midiendo?  :  AUSENCIA  DE  ENERGÍA  


ECUACIÓN BÁSICA  DEL  IPMV   La  ecuación  básica  de  ahorro  #1  del  IPMVP  es:       Ahorros  determinados  para  cualquier  periodo  =       Energía  (Periodo  de  referencia)  -­‐  Energía  (Periodo  demostraOvo   de  ahorro)  +/-­‐  Ajustes       Un  ejemplo  de  por  qué  se  necesitan  ajustes:       Se  implementó  una  mejora  de  eficiencia  en  la  instalación  pero  la  producción   de  la  planta  fue  menor  este  año  que  el  anterior.       ¿Qué  canOdad  de  la  disminución  del  coste  se  debe  a  la  mejora,  y  qué   canOdad  se  debe  a  la  disminución  de  la  producción?    

 


CUANTO MEDIR  


DOS MÉTODOS  BÁSICOS   1-­‐  Método  de  verificación  de  toda  la  instalación       •  •  •  • 

Mide todos  los  efectos  en  la  instalación:     Mejoras  Y  otros  cambios  (intencionados  o  no  intencionados).     Suele  uOlizar  los  contadores  de  las  empresas  suministradoras.     Los  ajustes  pueden  ser  complejos.    

2-­‐  Método  de  verificación  aislada  de  medidas  de  mejora  de   eficiencia  energéOca  (MMEE)       •  •  •  •  • 

       

Únicamente mide  el  efecto  de  la  mejora     Los  ahorros  no  se  ven  afectados  por  los  cambios  más  allá  del  límite  de     medida.     Normalmente  es  necesario  la  instalación  de  un  nuevo  equipo  de  medida.     Los  ajustes  pueden  ser  simples.    


PASOS BÁSICOS  EN  LA  M&V  DE  AHORROS   Pasos  básicos  en  la  M&V       1-­‐  Antes  de  la  implementación  de  un  proyecto  de  eficiencia     energéOca:      

•  a)  Diseñar  el  proceso  de  M&V     •  b)    Obtener  los  datos  del  periodo  de  referencia  (con  todas  las  condiciones   de  operación  y  del  consumo  de  energía)     •  c)    Documentar  el  plan  de  M&V  .    

2-­‐ Después  de  la  implementación  del  proyecto:      

•  a)  Verificar  que  los  equipos/sistemas  hayan  sido  instalados   correctamente  y  estén  trabajando  según  las  especificaciones.     •  b)    Calibrar  los  aparatos  de  medida  si  es  necesario.     •  c)    Obtener  los  datos  del  consumo  energéOco  y  de  operación.     •  d)    Calcular  los  ahorros  tal  y  como  se  define  en  el  plan  de  M&V.    


PASO 1  A:  Diseño  del  Proceso   •  Establecer  el  límite  de  medida  definiendo  qué  hay  que  medir.     •  Decidir  cuanto  Oempo  se  debe  medir.     •  Considerar  factores  como:    

•  la complejidad  de  las  MMEE  y  de  la  instalación.     •  la  estabilidad  de  los  datos  del  periodo  de  referencia.     •  la  variabilidad  de  las  cargas  de  los  equipos  y  de  las  horas  de   funcionamiento.     •  los  impactos  de  consumo  energéOco  no  medidos  más  allá  de   cualquier  límite  de  medida  inferior  a  la  instalación  completa.     •  la  necesidad  de  un  control  conOnuo  o  una  “prueba  del   funcionamiento”  durante  un  periodo  reducido.    


PASO 1  B:  Recopilación  de  Datos  del  Período  de   Referencia   •  Obtener  información,  dentro  de  los  límites  de  medida,  para  el   periodo  de  referencia  sobre:       •   Consumos  (y  demanda)  de  energía  

•  Variables  independientes:  datos  de  producción  de  la  planta,  datos   climatológicos,...     •   Factores  estáOcos:    Inventario  de  equipos,  caracterísOcas  construcOvas  •  Ocupación    Procedimientos  de  operación,  consignas,  averías    

Este Opo  de  información  se  suele  obtener  como  parte  de  una  auditoría  energéOca   Zpica.    


EJEMPLO DE  PROYECTO  DE  M&V:     Fábrica  de  Fundición  de  Acero  


EJEMPLO DE  PROYECTO  DE  M&V:     Definición  del  Límite  de  Medida  


EJEMPLO DE  PROYECTO  DE  M&V:     Definición  del  Límite  de  Medida   Para  definir  el  límite  de  medida,  hay  que  decidir:       •  ¿Que  afecta  al  consumo  energéOco  dentro  del  límite?     •  •  •  • 

Tasa de  producción     Eficiencia  del  horno     Temperatura  del  aire  inyectado  (en  menor  grado)     Temperatura  de  los  lingotes  a  la  entrada  (en  menor  grado)    

•  ¿Que efectos  están  relacionados  con  el  consumo  de  energía   fuera  del  límite?     •  Menos  calor  expulsado  por  el  horno  (despreciar)     •  Consumo  adicional  de  combusOón  de  aire  de  los  venOladores  –   (insignificante)    


EJEMPLO DE  PROYECTO  DE  M&V:     Plan  de  M&V   Periodo  de  referencia:      

•  Medir el  consumo  de  gas  y  la  producción  en  conOnuo  durante  un  mes.     •  Determinar  la  relación  entre  el  consumo  de  gas  y  la  producción    

Después de  la  implantación  de  la  mejora:    

a)    Medir  la  producción  de  forma  conOnua  durante  una  hora.     b)    Extrapolar  lo  que  el  consumo  de  gas  y  la  producción  del  periodo  de   referencia  habrían  sido  para  cada  hora  del  periodo  base  (punto  2  del   apartado  anterior).     c)    Medir  el  consumo  horario  de  gas  de  forma  conOnua.       Consumo  de  energía  evitado  =  b)  menos  c  )  


EJEMPLO DE  PROYECTO  DE  M&V:     Modelo  del  Período  de  Referencia  

El modelo  proviene  de  un  análisis  de  regresiónde  los  datos  de   producción  del  periodo  de  referencia:     Horno  de  gas  (unidades/h)  =  0,4574  *  toneladas/h  +  3,4078      


EJEMPLO DE  PROYECTO  DE  M&V:     Datos  del  Período  DemostraOvo  


EJEMPLO DE  PROYECTO  DE  M&V:     Consumo  de  Energía  Evitado   Para  la  primera  hora:     Consumo  de  gas  de  referencia  ajustado:      

(0,4574 *  13,7)  +  3,4078  =  9,67  Consumo  real  de  gas,  =  6,06     Consumo  de  gas  evitado  (ahorros)  =  3,61  unidades    

RepeOr  y  sumar  para  todas  las  horas.      

Nota: No  se  ha  realizado  ningún  cambio  en  el  horno  o  en  el  producto  desde  el   test  del  periodo  de  referencia,  así  que  el  modelo  definido  para  este  periodo   conOnua  siendo  válido.  (No  son  necesarios  más  ajustes  en  el  periodo  de   referencia).    


¿CUÁNTA M&V  ES  SUFICIENTE  ?   •  El  coste  total  anual  para  determinar  los  ahorros  debería  ser   inferior  al  10%  de  los  ahorros.    (Este  es  el  máximo  para  situaciones   especiales.)    

•  Un gasto  del  3-­‐5%  es  lo  más  habitual  (para  proyectos  de  ESE)     •  0%  es  a  veces  lo  elegido  (=“ahorro  considerado”).  Sin   mediciones  se  Oenen  ahorros  inciertos.     •  El  equilibrio  coste/precisión  es  parOcular  para  cada  proyecto    


Gestión eficiente de la energía www.anese.es anese@anese.es Tel. 91 131 06 15 C/ Velázquez 53, 2ºI. 28001 Madrid. RAFAEL HERRERO rherrero@anese.es @rafa_anese

© anese,  2011  

Rafael Herrero  

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