Aumento de la eficiencia energética en una empresa de galvanoplastia (5ª parte)

4.5 Evaluación de la utilización de una unidad de producción combinada de calor y electricidad (CHP) para sustituir la generación de energía reactiva y para el suministro de calefacción

Como se ha descrito anteriormente, a continuación se analiza el uso de una unidad de cogeneración de calor y electricidad (CHP) para calentar las piscinas. La unidad de cogeneración está diseñada para mantener constante la temperatura de los baños, para sustituir la generación de energía reactiva y para el suministro proporcional de calefacción (consumidores de calor estáticos y dinámicos) en la nueva nave de producción.

Fig. 20: Curva de duración anual ordenada de la futura demanda de energía para calefacciónPorrazones medioambientales y de costes, la estabilización de la temperatura no debe ser eléctrica.

La figura 20 muestra la futura demanda de energía para calefacción, teniendo en cuenta los consumidores de calor mencionados y la potencia térmica proporcional de una unidad de cogeneración.

Se puede observar que la proporción de generación de potencia reactiva de la unidad de cogeneración es de aproximadamente el 85%.

El resto de la energía necesaria para la generación de potencia reactiva, aproximadamente el 15%, es suministrada por una caldera.

En cuanto a las necesidades de calefacción, aproximadamente el 48% se cubre con la cogeneración y el 52% con una caldera.

La tabla 18 muestra la demanda futura de energía para calefacción prevista para la caldera y la unidad de cogeneración.

Fig . 21: Curva de duración anual ordenada de la futura demanda de electricidadLa figura 21 muestra la futura demanda de electricidad, teniendo en cuenta los consumidores de electricidad evaluados anteriormente y la producción eléctrica de una unidad de cogeneración. La figura 21 también muestra que el 100% de la electricidad generada por la unidad de cogeneración puede integrarse en el proceso de producción.

Un diseño mucho mayor de la unidad de cogeneración no tiene sentido debido a la generación de calor acoplada, como se muestra en la figura 20.

En cuanto a la demanda de electricidad, aproximadamente el 7% de la demanda futura de electricidad quedará cubierta por la unidad de cogeneración y el 93% de la demanda futura de electricidad quedará cubierta por la red eléctrica pública.

Además, el consumo de electricidad restante podría reducirse considerablemente instalando un sistema fotovoltaico.

Sin embargo, sólo se podrán hacer afirmaciones más concretas al respecto más adelante, cuando se disponga de los planos de construcción de la nueva nave de producción.

El cuadro 19 muestra el consumo residual de electricidad previsto en el futuro y la proporción de funcionamiento con cogeneración.

Según una primera estimación aproximada de los costes, el periodo estático de amortización de capital es de unos 7,5 años. Esto no incluye los costes de las medidas de adaptación, como la sustitución de los intercambiadores de calor tubulares o las tuberías proporcionales, etc.

5 Evaluación del consumo futuro previsto de energía primaria y susemisiones de CO2

A continuación se evalúa el consumo de energía primaria previsto para la empresa de galvanoplastia resultante de la aplicación de las medidas descritas anteriormente.

Para ello, se comparan las_{emisiones de CO2} en el estado actual con las que cabe esperar en el futuro.

Para obtener el aporte de energía primaria del gas natural, se evalúa la necesidad de energía para calefacción de la caldera según la Tabla 18 con una eficiencia anual del sistema de ή = 85% y la de la unidad de cogeneración con una eficiencia anual del sistema térmico de ή = 52%.

El aporte futuro de energía primaria para la electricidad se toma de la Tabla 19.

La tabla 20 contiene los datos sobre el aporte futuro de energía primaria para el gas natural y la electricidad.

Con el consumo futuro de energía primaria indicado en la Tabla 20, las_emisiones futuras_{de CO2} se recogen en la Tabla 21. En la evaluación se utilizan los factores de emisión indicados anteriormente.

La Tabla 22 muestra el ahorro de energía primaria y de_{emisiones de CO2}.

La Tabla 22 muestra que las_{emisiones de CO2} de la fuente de energía primaria electricidad se redujeron en un 26%, las de la fuente de energía primaria gas natural en un 40% y en un 44% en total.

La Figura 22 compara las_{emisiones de} CO2 de 2017 con las previstas en el futuro.

6 Análisis de viabilidad económica y subvenciones

Fig. 22: Comparaciónde las_{emisiones de CO2En}este artículo no hemos entrado en un análisis en profundidad de la eficiencia económica. Sin embargo, en el capítulo en el que se describen las medidas de ahorro energético y de costes, se ha dado a título indicativo el periodo estático de amortización de capital de cada medida. A este respecto, puede hacerse una evaluación empresarial cualitativa.

Los costes de adquisición de energía primaria de electricidad y gas natural se reducen en total un 44%. Para la empresa de galvanoplastia aquí evaluada, esto supone un ahorro anual de costes de unos 175.000 euros (netos).

Para alcanzar los objetivos medioambientales, se han creado programas de financiación para el asesoramiento energético y para medidas de inversión en instalaciones y procesos de producción, por ejemplo por parte de la Oficina Federal de Economía y Control de las Exportaciones (BAFA) y el Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). A continuación se enumeran algunos de estos programas, aunque no se pretende que estén completos:

• Programa de financiación "Asesoramiento energético para PYME", BAFA
• Financiación federal para "Eficiencia energética en la industria", Módulo 1, "Tecnologías transversales", Módulo 2: "Calor de proceso a partir de energías renovables", Módulo 3: "I&C, tecnología de sensores y software de gestión energética" y Módulo 4: "Optimización energética de sistemas y procesos", siendo el Módulo 4 idéntico al siguiente programa de financiación; BAFA es responsable de ello
• Programa de financiación "Programa de eficiencia energética - instalaciones/procesos de producción", KfW

En casos individuales, debe aclararse qué combinación de programas de financiación es la óptima.

Conclusión

En resumen, puede decirse que

• En el futuro será necesario aumentar significativamente la eficiencia energética y aplicar las medidas técnicas adecuadas para reducir_{las emisiones de CO2} y los costes de la energía primaria en las empresas galvánicas. Para las empresas de galvanoplastia, esto significa evaluar y aplicar las medidas adecuadas.
• Debe quedar claro que la consecución de los objetivos de protección del clima sólo es posible si se aprovechan todos los_{potenciales de reducción de las emisiones de CO2}.
• Los programas de financiación pueden utilizarse para reducir la carga financiera de las empresas galvánicas.
• En el futuro, será de vital importancia reducir significativamente la proporción del consumo residual de electricidad mediante el uso de energías renovables (por ejemplo, fotovoltaica). En este sentido, los sistemas inteligentes de almacenamiento y gestión de la energía tienen un papel especial que desempeñar.

Bibliografía

[1] TU Berlin, Programa de Formación Continua Consultoría Energética, Gestión Energética, Prof. Dr Dietmar Winje, 1995
[2] Oficina Estatal de Baviera para la Protección del Medio Ambiente, Augsburgo, Efficient energy utilisation in the electroplating industry, 2003.
[3] Instituto Internacional de Análisis y Estrategias de Sostenibilidad, GEMIS Factores de emisión de gases de efecto invernadero, 2017.
[4] Fachverband Oberflächentechnik e. V., Hilden, Directrices para el diseño de sistemas de extracción de aire, 2003.