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Cogeneración: Tecnología para la industria calorintensiva
Javier Rodríguez Morales
Director General ACOGEN
LA DESCARBONIZACIÓN DE LA ECONOMIA
META DE LA TRANSICION ENERGÉTICA:
≈ 8-10% emisiones mundiales
≈ 0,8 % emisiones mundiales
Emergencia Climática Global que durará décadas…
Actualidad
Emergencia Industrial en España …
Urge dar confianza y aliar a la industria en la transición energética a 2030 y 2050
Integrando juntos energías y soluciones realistas y competitivas para una mayor sostenibilidad de la industria en España
Potenciador Incluyente Dialogante
Emergencia Industrial en España que durará …
Urge dar confianza y aliar a la industria en la transición energética a 2030 y 2050
“Estrategia energética para la industria” Integrando juntos energías y soluciones realistas y competitivas para una mayor sostenibilidad de la industria en España
IncluirPotenciar Dialogar
El GAS es un aliado imprescindible con la INDUSTRIA para acelerar una transición ecológica con viabilidad económica
Necesario Competitivo Eficiente
Escenarios de reducción de GEI de entre el 80% y el 100%(emisiones netas nulas) a 2050, con respecto a 1990.
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Estrategia largo plazo CE descarbonización
Pilares de la estrategia:
1. Maximizar las oportunidades de la eficiencia energética, incluyendo el despliegue deedificios de emisiones cero. La eficiencia energética deberá jugar un papel central a2050, reduciendo la demanda energética en un 50% con respecto a 2005.
2. Maximizar el despliegue de renovables y el uso de la electricidad para descarbonizarpor completo el suministro energético europeo.
3. Apostar por la movilidad limpia, segura y conectada.
4. Industria europea competitiva y economía circular, como elemento clave en lareducción de GEI.
5. Desarrollar las necesarias redes inteligentes e interconexiones.
6. Aprovechar plenamente los beneficios de la bioeconomía y crear sumideros decarbono.
7. Gestionar las emisiones restantes de CO2 por medio del CCS.
6
El calor supone el 50% de la energía final en la UELa electricidad el 22% y el transporte el 28%
ELECTRICITY
TRANSPORT
+
HEATING & COOLING
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El calor de la industria es muy difícil de electrificar por razones técnicas y económicas
La industria consume de 3 veces más energía como GAS que como Electricidad
El GAS de la industria supone casi tanta energía como toda la electricidad de España
El peso económico del gas y de la electricidad en la industria son “similares”
EN ESPAÑA, LA INDUSTRIA CONSUME DIRECTAMENTE EL 20% DE LA ENERGIA FINAL COMO ELECTRICIDAD Y CALOR
Calor útilEnergía Eléctrica
1/3 de toda la electricidad(70-80 TWhe)
2/3 de todo el Gas(210 TWh)
+
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Borrador RD electrointensivos – Informe CNMC
CNMC ha hecho público (abril-09) su informe sobre el proyecto de RD de estatuto de consumidores electrointensivos.
❑Según datos de la CNMC, 278 puntos de suministro (46,38 TWh en 2018) cumplirían con los
requisitos (consumo anual superior a 40 GWh, al menos en dos de los últimos tres años (2016-2018), y
un consumo superior al 50% en el periodo de valle). Ello supone el 36% del consumo anual en alta
tensión y el 20% del consumo total registrado en 2018. De ellos, 121 suministros (29,6 TWh) estarían
acogidos a interrumpibilidad.
LA INDUSTRIA ELECTROINTENSIVA CONSUME EL 60% DE TODA LA ELECTRICIDAD DE LA INDUSTRIA
= 20% DEL CONSUMO DE ELECTRICIDAD EN ESPAÑA
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La industria en España consume el 60% del consumo nacional de Gas:210 TWh/año que es casi tanta energia como toda la electricidad país
Industrias “Gasintensivas”: la cogeneración utiliza el 25% del consumo nacional de GAS en industrias calorintensivas.
El GAS es el combustible por excelencia para la transición energética de la industria y referente de su competitividad internacional
Técnica de alta eficiencia energética para la producción combinada de electricidad y CALOR, logrando Ahorros de Energía Primaría >10%
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Cogeneración: tecnología para la industria
CALORINTENSIVA
Energía Eléctrica
Calor útil
Gas natural –
Biocombustibles -
Otros fósiles
Eficiencia | Acción por el clima| Competitividad
Generación distribuida en los propios puntos de consumo e inmediaciones. Ahorro de pérdidas e infraestructuras. Disponibilidades >90% horas anuales, flexibilidad operación y garantía de potencia.
Operación Cogeneración Gas: 6.000 horas/año promedio. Alta proporción industrias proceso continuo>8000 h /año
El 20% del PIB industrial español es intensivo en calor y emplea cogeneración
La cogeneración genera el 12% de la electricidad y utiliza el 25% del consumo de gas del país
▪ El 20 % del PIB industrial (25.000 mill. €) se fabrica
con cogeneración
▪ El 50 % de los productos fabricados con cogeneración
se exportan
▪ 200.000 empleos industriales directos asociados
▪ Consume el 6 % de la electricidad en España
▪ La cogeneración produce el 12 % de la electricidad
nacional y utiliza el 25 % del gas natural del país en unas
600 instalaciones
▪ 2.750 millones € de facturación en producción eléctrica
y 2.300 millones € en compras de gas natural
▪ Ahorra al país energía primaria – 14 millones de barriles
petróleo - , emisiones de CO2 -8 millones de Ton- y
agua -25 Hm3- con energía distribuida que aporta
estabilidad, garantía de potencia y competitividad
industrial
INDUSTRIA CALORINTENSIVA Eficiente con Cogeneración
COGENERACIÓN Energía en la industria
% Parque cogeneración por sectores industriales
Fuente: Acogen
Fuente: Acogen 12
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Cogeneración: calor y electricidad eficientes y competitivos para la industria
6,1% 12%25%
TRANSFORMA CONSUME
LA COGENERACIÓN
del GAS total de España
GENERA
de la Electricidad Nacional
de energía primaria total de España
Energía EléctricaCalor útilLas industrias que cogeneran
demandan
20,1% = 13,5% 6,6% de la energía final del sector industrial
La industria que cogenera demanda el 19% de la electricidad y el 21% de la energía final (no eléctrica) del total de la industria española
29,303 GWh + 14.364 GWhe
50% de la electricidad producida por cogeneración se autoconsume en las propias plantas y 50% en las inmediaciones. Gran número de industrias proceso continuo > 8.000 h/año
Razones técnicas y económicas impiden electrificar el calor de alta temperatura que consumen las industrias que cogeneran
Calor útil
Energía Eléctrica
+Con + cogeneración
Un PNIEC más ambicioso de la mano de la cogeneración
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El borrador cerraría 1 de cada 3 plantas cogeneradoras asociadas a industrias calorintensivas, con grave pérdida de competitividad para el 6% del PIB industrial
De mantenerse así, la cogeneración -tecnología de mayor eficiencia energética y estabilidad para el Sistema Eléctrico promovida por la UE y la Comisión de Expertos-, recortaría un 27% su potencia y un 34% su producción, pasando de aportar el 11% de la generación eléctrica nacional a solo el 5%
Más cogeneración es más eficiencia para el país, menos emisiones, más seguridad de suministro y más competitividad y más actividad industrial
Mantener las 600 plantas actuales e incrementar un 2,2% anual la cogeneración entre 2021-2030, ahorraría 22,7 millones toneladas CO2 más y bajaría un 14% las emisiones de toda la electricidad nacional en 2030
Se lograrían 5.047 kteps de ahorro de energía, mejorando un 39% los ahorros energéticos en los procesos industriales que recoge el PNIEC, elevando un 4% la eficiencia energética de la industria nacional: eficiencia energética a gran escala
La factura energética y climática del país bajaría 2.703 millones €
20% PIB industrial>50% se exporta
11% Generación Electricidad Nacional
600 fábricas200.000 empleos
+ Con + cogeneración
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Un PNIEC más ambicioso de la mano de la cogeneración
ALEGACIONES ACOGEN AL BORRADOR DE PNIEC 2021-2030“Se estima que en 2030 unos 2.400 MW de potencia de cogeneración habrán superado su vida útil regulatoria,por lo que habrán salido del régimen económico primado. La antigüedad de las instalaciones existentes, así comola necesidad, en algunos casos, de su rediseño para adaptarse a nuevas circunstancias en los procesos, suponeuna pérdida potencial de eficiencia frente a los mayores rendimientos de las turbinas y motores actuales.”
Ampliar la transición a todas las instalaciones existentes (de 1.200 MW a 2.589 MW)
Aprovechar 50% potencial nuevas plantas (1.838 MW)
Multiplicar x 4 los ahorros de energía contemplados en borrador PNIEC en cogeneración
Alegación 1. Dimensión
del PNIEC/ apartado/
medida sobre el que se
realiza la observación
3.2.2.5 Otras medidas para promover la eficiencia energética: la transición en la
cogeneración de alta eficiencia (enmienda de modificación)
Observación
En base a lo anterior se plantea una medida durante el periodo 2021-2030 que
pretende la transición de la cogeneración hacia la alta eficiencia de un total de
1.200 2.589 MW de instalaciones existentes de cogeneración que utilizando gas
natural y con una optimización de diseño en base a: calor útil, autoconsumo
eléctrico, flexibilidad en su operación de cara al sistema eléctrico y alta eficiencia
contribuyan al conjunto de los objetivos previstos en este Plan.
También se plantea una mayor contribución a los objetivos de eficiencia y
descarbonización mediante la implantación de nuevas instalaciones de
cogeneración por un total de 1.838 MW en el periodo 2021-2030 para
aprovechar el 50% del potencial técnico y económico establecido en la
“Evaluación completa del potencial de uso de la cogeneración de alta
eficiencia y de los sistemas urbanos de calefacción y refrigeración eficientes”
remitido a la UE de acuerdo con el marco de la Directiva de Eficiencia
Energética.
(…)
Se estima un ahorro asociado a esta medida de 1.471 6.518 ktep de energía
primaria acumulada durante el periodo 2021-2030.
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1. Permitir la transición de todas las cogeneraciones existentes (2.589 MW) que alcancen el final de su vida útil en 2020-2030
2. Implantar 1.838 MW de nuevas plantas (50% del potencial técnico y económico evaluado UE)
MÁS COGENERACIÓN APORTA AL PAÍS MAYOR EFICIENCIA, MENORES EMISIONES, MÁS SEGURIDAD DE SUMINISTRO, MÁS COMPETITIVIDAD Y MÁS ACTIVIDAD INDUSTRIAL
Un PNIEC más ambicioso de la mano de la cogeneración
Escenario objetivo PNIEC
Escenario objetivo ACOGEN
Parque generación Escenario Objetivo (MW) Parque de generación (MW)2020 2025 2030 2020 2025 2030
Cogeneración carbón 44 0 0 Cogeneración carbón 44 0 0Cogeneración gas 4.001 3.373 3.000 Cogeneración gas 4.001 5.134 6.227
Cogeneración productos petrolíferos 570 400 230 Cogeneración productos petrolíferos 570 400 230Cogeneración renovable 491 491 491 Cogeneración renovable 491 491 491Cogeneración con residuos 28 28 24 Cogeneración con residuos 28 28 24Total cogeneracion 5.134 4.292 3.745 Total cogeneracion 5.134 6.053 6.972
% 2020-30 = -27% % 2020-30 = 36%MW -1.389 MW 1.838
Generación (GWh) escenario objetivo Generación (GWh) 2020 2025 2030 2020 2025 2030
Cogeneración carbón 76 0 0 Cogeneración carbón 76 0 0Cogeneración gas 24.054 20.603 15.566 Cogeneración gas 24.054 27.162 30.661
Cogeneración productos petrolíferos 2.065 1.425 697 Cogeneración productos petrolíferos 2.065 1.425 697Cogeneración renovable 862 1.192 1.556 Cogeneración renovable 862 1.192 1.556Cogeneración con residuos 96 93 84 Cogeneración con residuos 96 93 84Total cogeneracion 27.153 23.313 17.903 Total cogeneracion 27.153 29.872 32.998
% 2020-30 = -34% % 2020-30 = 22%GWh -9.250 GWh 5.845
Generación de calor mediante centrales de cogeneración, incluido elcalor residual
industrial GWh - escenario objetivo
Generación de calor mediante centrales de cogeneración, incluido elcalor residual industrial
GWh2020 2025 2030 2020 2025 2030
Total calor cogeneracion 29.305 24.715 18.656 Total calor cogeneracion 29.305 31.668 34.385% 2020-30 = -36% % 2020-30 = 17%
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2030: Transición de la cogeneración a GAS con menores emisiones, flexible e integrada con la generación renovables y de muy alta eficiencia
Más flexible e integrada: La transición de la cogeneración existente y nueva se realizará con alta integración de generación eléctrica renovable: de 1.000-1.500 horas/año promedio de menor operación por alta integración renovable
Más Eficiente: Mejora del 10% rendimiento eléctrico transición en cogeneraciones. En 2030 el AEP sector cogeneración >16% (muy superior al 10% exigido por la UE).
Escenario objetivo ACOGEN Generación (GWh) % %
2020 2025 2030 2020 2030
Cogeneración carbón 76 0 0
Cogeneración gas 24.054 27.162 30.661 89% 93%
Cogeneración productos petrolíferos 2.065 1.425 697 8% 2%
Cogeneración renovable 862 1.192 1.556 3% 5%
Cogeneración con residuos 96 93 84 0% 0%
Total cogeneracion 27.153 29.872 32.998 100% 100%
Emisión CO2/MWhe 0,342 0,327 0,310
Menores emisiones: El 98% de la cogeneración en 2030 será de gas natural o renovable, con emisiones <20% a la MTD y en situación privilegiada para aprovechar posibles desarrollos de gas renovable, H2, etc.
Escenario objetivo PNIEC
Escenario objetivo ACOGEN
HORAS eq. anuales Escenario objetivo HORAS eq. anuales Escenario objetivo2020 2025 2030 2020 2025 2030
Cogeneración carbón 1.727 0 0 Cogeneración carbón 1.727 0 0Cogeneración gas 6.012 6.108 5.189 Cogeneración gas 6.012 5.291 4.924
Cog. GAS no transición 6.012 6.012 6.012Cog. GAS Transición o Nuevas 6.012 4.065 4.450
Cogeneración productos petrolíferos 3.623 3.563 3.030
Cogeneración productos petrolíferos 3.623 3.563 3.030
Cogeneración renovable 1.756 2.428 3.169 Cogeneración renovable 1.756 2.428 3.169Cogeneración con residuos 3.429 3.321 3.500 Cogeneración con residuos 3.429 3.321 3.500Total cogeneracion 5.289 5.432 4.781 Total cogeneracion 5.289 4.935 4.733
La visión a 2030 del Grupo de Expertos Para la Transición Energética y el borrador de PNIEC del Gobierno son diametralmente opuestas
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2018: Grupo Expertos Transición Energética
2019: Borrador PNIEC Propuesta ACOGEN
Cogeneraciones Existentes
Mantener/renovar todas las existentes
Cerrar 1* de cada 3 en funcionamiento
Mantener/renovar todas las existentes en funcionamiento
Nuevas Plantas 1.838 MWe
(50% potencial técnico-económico)
0* 1.838 MWe
(50% potencial técnico-económico)
Potencia 2030 8.500 MWe 3.745 MWe 6.972 MWe
Producción 2030 38.575 GWhe
11,8% Mix17.903 GWhe
5,3% Mix32.998 GWhe
9,8% Mix
2020-2030 +42% -34% +22%
Un PNIEC que impulse la transición energética en todas las industrias en funcionamiento que cogeneran, no que las cierre
ACOGEN propone un modelo de muy alta eficiencia, flexibilidad e integración con las renovables, facilitando la transición a todas las plantas en operación, aprovechando el 50% del potencial técnico-económico de nuevas
plantas, mejorando la eficiencia, las emisiones y la competitividad industrial
* Se asume que la transición energética de 1.200 MW que contempla el PNIEC se efectúa en plantas existentes ya que si no la cifra sería mayor
RESULTADOS INCREMENTALES CON MÁS COGENERACIÓN EN EL BORRADOR PNIEC
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APORTACIONES ADICIONALES
ACOGEN AL PNIEC
2020-2030
Ahorro Emisiones CO2 22,7 MtCO2
Valor Económico* ahorro CO2
605 M€
Ahorro de Energía Primaria
5.047 ktep
Valor Económico* ahorro energía
2.098 M€
Total Ahorro Económico* adicional
2.703 M€
Un PNIEC más ambicioso de la mano de la cogeneraciónMenos emisiones CO2, más ahorro de energía, más industria
* Ahorros Económicos evaluados a los mismos precios y proyecciones CO2 y Gas que el PNIEC coincidentes con las recomendaciones de la Comisión Europea
Ahorros de Energía en 2025 vs. eficiencia parque térmico fósil y en 2030 vs. eficiencia MTD-CCGT (Dir 2012/27 UE)
Mejora un 14% (2,7 MtCO2) las emisiones de CO2 asocias a la generación de energía eléctrica en 2030
Multiplica x 4,4 el ahorro de energía asociado a la medida de transición de la cogeneración prevista en el borrador PNIEC, de 1.471 ktep a 6.518 ktep. En 2030 el parque cogenerador logra un 16% de Ahorro de Energía Primaria vs. MTD
+Con + cogeneración
+
LA COMISIÓN EUROPEA INSTA AL GOBIERNOA REVISAR LA COGENERACIÓN EN EL PNIEC
“En relación a la producción combinada de electricidad y calor -la cogeneración-, el borrador del Plan contempla un desarrollo en el que una parte importante de la capacidad actual de cogeneración (fundamentalmente industrial y a gas) alcanzaría el final de su vida y no sería renovada o reemplazada (sección 3.2.2.5 del plan). Al mismo tiempo –señala la CE– parece que se ha utilizado un factor de emisión sorprendentemente alto para la electricidad de cogeneración. No está claro –continúa la CE– si la reducción de capacidad de cogeneración que se planifica es debida a una asunción exógena o es el resultado de una optimización dentro del modelo de trabajo. En cualquier caso, debe verificarse que la reducción planificada no es debida a un factor de emisión erróneo”.
Continúa la valoración de Bruselas aclarando que “en la página 267 se recoge 0,575t/MWh, lo que parece atribuir todas las emisiones a la producción de electricidad y ninguna emisión a la producción de calor útil”.
La CE recoge, también, en relación a las medidas de eficiencia energética transmitidas por el Gobierno español, “la nueva medida planificada dedicada a la promoción de la cogeneración de alta eficiencia (plan para transformar cogeneraciones antiguas en unidades de cogeneración de alta eficiencia)”. Es este un plan que los cogeneradores vienen reclamando con insistencia y urgencia para transformar y modernizar el sector y conseguir plantas más flexibles, eficientes, climáticas y competitivas
LA COMISIÓN EUROPEA INSTA AL GOBIERNOA REVISAR LA COGENERACIÓN EN EL PNIEC
(…)
La cogeneración asume el reto de la descarbonización a 2050
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2050: Descarbonizar al límite la cogeneración:neutralidad climática de la Industria calorintensivay trabajar conjuntamente desarrollos del sector GAS
Seguir incrementando eficiencia energética y desarrollo de las tecnologías de
cogeneración (fuell-cell, Stirling, OCR, turbines, Engines, etc.).
Flexibilidad Operativa, digitalización e integración/hibridación con renovables
Captura de Carbono: Implementación Tecnologías existentes y operativas
Aprovechamiento biogas y otros asociados a la economía circular en industria
Desarrollo vector GAS RENOVABLE 2030 y 2050: Uso redes gasistas
H2
SynGAS - Gas sintético
Biogas
…
Cogeneración: Tecnología
para la industria calorintensiva
Javier Rodríguez Morales
Director General ACOGEN
