UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

CURSO: PROCESOS TERMODINÁMICOS

TEMA: INICIATIVA PARA EL FOMENTO DE LA COGENERACIÓN

DOCENTE: ALEJANDRO VERA LÁZARO

INTEGRANTES:

JOSÉ MANUEL VENTURA CARRANZA

LUCIA DIEZ CERDAN

HEIDING OSORIO SOLIS

Chiclayo

2015

1. Porqué es importante la cogeneración en las plantas industriales

En la actualidad existen tecnologías probadas que están disponibles para combinar la producción de electricidad y calor (cogeneración), pudiéndose usar diversos tipos de combustibles.

El creciente aumento de la factura energética en el sector industrial hace indispensable, de cara a aumentar la competitividad de las industrias, fijar la atención en las posibilidades de ahorro en combustibles que la cogeneración ofrece. Sirviendo la misma necesidad energética, la cogeneración requiere un 15-20% menos energía primaria y contribuye a una reducción equivalente de emisiones, comparada a la producción de electricidad y calor en instalaciones separadas; por ejemplo, una planta de energía térmica y una caldera moderna. En este caso, la comparación necesita basarse en el uso del mismo tipo de combustible. Cuando la cogeneración es combinada utilizando un cambio de combustible de carbón a gas, el impacto de este cambio es más importante que el impacto de la cogeneración, debido a las características favorables del gas. La ventaja de la cogeneración también se reduce con la alta eficiencia en el uso de futuras plantas de energía.

La cogeneración tiene beneficios importantes, sobre todo para aplicaciones donde hay una amplia y continua (no sólo temporal) demanda de calor cerca de este tipo de plantas. Si no hay una demanda de calor en la planta, la eficiencia de la producción de electricidad será más baja que la de centrales eléctricas convencionales. Las plantas de cogeneración de gran capacidad tienen por lo general un costo de producción más bajo que las unidades de menor capacidad. Pero por otro lado, el transporte de calor a usuarios toma más tiempo y es más costoso.

En Alemania la cogeneración provee el 6% del calor consumido. Cada año son producidos cerca de 55 TWh2. Sus instalaciones de cogeneración operan de manera más frecuente en régimen de recuperación total de calor, en comparación con otros países europeos. Sus instalaciones de cogeneración proveen el 10% de la producción eléctrica del mercado, por encima del promedio. Dinamarca es el país con mayor desarrollo en cogeneración, pero sus plantas operan en régimen de no recuperación de calor por periodos de tiempo considerables. Por otra parte, el desarrollo de fuentes de calor individual basada en gas, ha sido prohibido por reglamento durante mucho tiempo.

El gobierno apoya el futuro desarrollo de la cogeneración. En el caso de ser calefacción urbana, no será posible este apoyo debido a la reducción de la demanda de calor de las viviendas, basado en las más estrictas reglas de aislamiento y desempeño de la energía. Para la producción local de calor existen posibilidades de crecimiento, siempre y cuando se desarrolle una nueva tecnología (por ejemplo celdas de combustibles). La

cogeneración en la industria (electricidad y vapor) tiene posibilidades de incrementarse a futuro. Sobre todo, la relación de potencia y calor (más electricidad y menos calor producido por la cogeneración) se incrementa significativamente, comparando con las instalaciones antiguas. La cogeneración es clave para lograr un modelo energético porque:

Es competitivo en costes energéticos. Crea valor económico. Está basada en la economía productiva. Centrada en la eficiencia y el ahorro energético. Es local y global, social y distribuida. Más productiva con el empleo. Da un impulso estructural a la inversión en infraestructuras energéticas

eficientes.

Por todo ello, y a pesar de que la cogeneración sea muy desconocida en nuestro país, puede considerarse que se trata de una tecnología de transición de gran utilidad para alcanzar el objetivo de la electricidad 100 % renovable. Una tecnología que significa energía eficiente.

2. Cuáles son las ventajas de aplicar la cogeneración con respecto a los sistemas convencionales

Entendiendo claramente que la cogeneración es un sistema de producción simultánea de calor y electricidad de alta eficiencia, basado en el aprovechamiento del calor residual de un proceso de generación de electricidad para producir energía térmica útil (vapor, agua caliente, aceite térmico, etc.).

Así pues, la instalación más elemental necesaria para constituir un sistema de cogeneración estaría compuesta por: 

Una máquina matriz responsable de generar energía eléctrica a partir del consumo de una energía primaria (gas natural, fuel-oíl, etc.)

Un equipo de recuperación del calor contenido

En los gases de escape de la combustión en el motor 

En el agua de refrigeración del motor

Las ventajas que un sistema de estas características tiene sobre un sistema convencional de generación de energía eléctrica abarcan tres puntos fundamentales:

1. Ahorro Energético:

Un sistema convencional de generación de energía eléctrica implica:

Rendimiento entre 30% y 40%

Entre el 60% y el 70% de la energía invertida en la generación de electricidad se transforma en energía térmica que irremediablemente se pierde 

Además, la distancia entre punto de generación y punto de consumo es tal que se producen pérdidas de entre 5% y 10% en el transporte y distribución de la energía eléctrica mientras que generar energía eléctrica mediante cogeneración supone: 

Aprovechar el calor generado en el proceso para su uso en procesos industriales, sistemas de climatización, AGS, etc.

Disponer de una energía térmica que de otro modo debería haber sido generada de forma convencional con el consiguiente consumo de combustibles 

No poder transportar energía térmica a grandes distancias hace que se tengan que instalar los cogeneradores cercanos a los puntos de consumo 

Las perdidas por transporte y distribución de energía eléctrica pasan a ser despreciables. 

En definitiva, generar energía eléctrica y energía térmica a partir de una misma energía primaria con un aprovechamiento de dicho combustible de hasta el 90%.

2. Ahorro Medioambiental:

El beneficio inherente a la cogeneración está relacionado con un uso más eficiente de las energías primarias y con ello un ahorro en el consumo de las mismas. Sin embargo, dicho beneficio tiene unas implicaciones medioambientales muy positivas que han de ser tenidas en cuenta:

Un menor consumo de combustible supone una disminución de: 

Emisiones de CO2 de hasta 1000 kg por MWh

Emisiones de NOx y SO2

Disminuir la emisión de gases de efecto invernadero supone contribuir a alcanzar los objetivos marcados por el Protocolo de Kyoto de la Convención Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático

3. Ahorro Económico:

Los ahorros económicos que la cogeneración lleva consigo abarcan todos los niveles de la economía. Desde un punto de vista macroeconómico, la cogeneración aporta: 

Disminución de las necesidades de importación de combustible

Así pues, los campos de aplicación de esta tecnología son muy diversos, ya que la principal condición para su implantación radica en ser un centro consumidor de energía térmica de forma constante durante, al menos, 4500 horas al año, permitiendo dar un uso real al calor liberado en el proceso de generación de energía eléctrica.  Como conclusión se pueden enumerar las ventajas de la cogeneración de la siguiente manera:

Reducción de costes energéticos para el usuario

Independencia de la red eléctrica y seguridad en el suministro 

Mayor adecuación entre oferta y demanda de energía 

Alta eficiencia energética con rendimientos de hasta el 90% 

Ahorro de energía primaria con la consiguiente disminución de emisiones 

Posibilidad de vender la energía eléctrica aumentando la rentabilidad de la planta

Otra ventaja se refiere a menudo al mejoramiento de la eficiencia. El cambio de la utilización de combustible de carbón a gas produce una mayor ventaja, basada en ventajas ecológicas del gas natural.