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Uso eficiente del Gas
TANDAR – CNEA- 23 de octubre 2009
Salvador Gil
Universidad Nacional de San Martín y ENARGAS
Desafío energético del siglo XXI.
Eficiencia energética en Argentina:
¿un nuevo paradigma?"
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 2
Uso eficiente de la energía
Emisiones de GEI-calentamiento Global
Características del consumo de gas en Argentina
Posibilidades de ahorro y mejoras en el uso del gas en Argentina
Oportunidades de I&D
Conclusiones
¿Por qué es necesario un uso eficiente de la energía?
Temario:
Calentamiento Global
Desafío del siglo XXI
Copenhagen 2009
Climate Conference in Copenhagen
6. - 18. December 2009
Cumbre de los lideres mundiales
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 4
Temperaturas globales y contenido de CO2
Variación de las temperaturas globales, curva roja y variación de CO2 en la atmósfera, curva azul.
0.8 ºC
2.5ºC/Siglo
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 5
Temperaturas históricas en Buenos Aires
Variación de las temperaturas medias anuales en BA, curva roja y Temperatura media invernal
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Año
T [
°C]
Temperatura Promedio Anual
Temperatura Promedio Invernal
Pendiente = 2.5 °C/siglo
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 6Fuente: Al Gore, 2006, An inconvenient truth
Columnas de hielo de la Antártida
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 7
Temperaturas del pasado
En los hielos e la Antártida,
Groenlandia, etc. quedan
atrapados gases de la atmósfera
del pasado. De donde se puede
obtener el contenido de CO2. De
la razón 18O/16O se obtiene las
temperaturas
Los GEI se incremental mucho
después de 1800 debido a a
actividades humanas
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 8
Ice Ages
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 9
En equilibrio: Alta conc. CO2 --> Calentamiento; baja conc. CO2 --> Frío
2005
J. Hansen
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 10
Las temperaturas media globales están aumentando
cada vez más rápidamente.
100 0.0740.018
50 0.1280.026
Warmest 12 years:1998,2005,2003,2002,2004,2006, 2001,1997,1995,1999,1990,2000
Period Rate
Years /decade
IPCC
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 11
Elevación del nivel del mar
Elevación del nivel del mar
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 12
Derretimiento de los Polos – Polo Norte – 1979 ->2003
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 13
Calentamiento
La evaporación de los mares,
Incrementa el vapor de agua en la
atm. El vapor de agua es un GEI.
Más efecto de invernadero
Menos nieve en la superficie;
Decrece la reflectividad de la
sup. Aumenta la absorción de
energía solar.
Más nubes; Disminuye la
absorción de energía
Feedbacks del Clima
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 14
Reducción del
albedo con la
pérdida de hielo
Fuente: Al Gore, 2006, An inconvenient truth
Proceso con feedback positivo, no simple de controlar!!
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 15
GEI - Contribuciones
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 16
Consumo de energía y calidad de vida (IDH)
IDH=Índice de desarrollo humano (UN) No siempre
mucho
consumo
de energía
significa
mejor
calidad de
vida
Es posible tener un alto índice de desarrollo humano
con un consumo bajo y eficiente de la energía
Germany
Italy
France
United Kingdom
Japan
United States Canada
Australia Norway
India
Egypt
Bolivia
China
Peru Venezuela Brazil
Russian Federation Mexico
Chile
Argentina
0,35
0,45
0,55
0,65
0,75
0,85
0,95
1,05
0 50 100 150 200 250 300
Consumo Energía per cápita ( kWh/día)
Ind
ice
de
De
s. H
um
an
o (
HD
I)
Volor límite 75 kWh/día
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 17
Consumo de Energía en el mundo
Energy world consumption
3,000
5,000
7,000
9,000
11,000
1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050Year
Po
pu
lati
on
[millo
ns]
0
200
400
600
800
Co
nsu
mp
tio
n
[Qu
ad
]
Popul. (Millions)
Consump (Quad)
Polinómica
(Popul.
(Millions))Exponencial
(Consump
(Quad))
Popul. (1.2% - 0.%)Growth
Energy 2% Growth (35 y)
El consumo de energía se duplica cada 30 a 35 años!!
Fuente: EIA - DOE - USA - www.doe.gov
El crecimiento del consumo es superior al de la población
La cuestión
¿Cómo mejorar nuestra calidad de vida y al mismo tiempo mitigar las
consecuencia del incremento del consumo de energía?
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 19
Evolución de la Matriz energética
Argentina
Matriz Energética Primaria
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
19
70
19
72
19
74
19
76
19
78
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19
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86
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19
92
19
94
19
96
19
98
20
00
20
02
20
04
año
Co
ntr
ibu
ció
n %
Hidráulica
Nuclear
Gas Natural
Petroleo
Otros(C+L)
Petróleo
HidroCarbon + Leña
Gas nat.
90% de la energía que consumimos proviene de combustibles fósiles
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 20
Argentina Matriz Energética 2004
Fuente: Secretaría de Energía de la Nación – Argentina
http://energia3.mecon.gov.ar/home/
Matriz Enegética (primaria)
Argentina - Año=2004
Otros
1%
Nuclear
3%
Gas Natural
48%
Hidráulica
4%
Bagazo
1%
Petroleo
42%
Leña
1%
Carbón Min.
0%
Usos de la Energía (secundaria) en
Argentina - Año=2004
Agro
10%Industr.
25%
Transp.
28%
No Energ.
8%
Com. y Publ.
7%
Residencial
22%
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 21
Argentina Matriz Energética 2005
Fuente: Secretaría de Energía de la Nación – Argentina
http://energia3.mecon.gov.ar/home/
Consumo de gas natural - Año=2005
Com y
Publ
5%GNC
11%Ind
32%
Res
27%Electr
25%
Producción de electricidad en Argentina
Año=2005
Fuel+GasOil
8%
Hidro
36%
Gas
47%
Importada
2%
Nulear
7%
GAS Electricidad
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 22
Energía secundaria y PBIConsumo de energía secundaria
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
19
72
19
75
19
78
19
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19
84
19
87
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90
19
93
19
96
19
99
20
02
20
05
Año
Co
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mo
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erg
ía [
K_
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150
200
250
300
350
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s d
e M
illo
ne
s d
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(G
$)
E.Total (sec) [k Tep]
PBI (G$ 1993)
20,000
30,000
40,000
50,000
150 200 250 300
PBI [G $ ]
Co
su
mo
de
en
erg
ía S
ec.
[K_T
ep
]
Entre 1970 y
2001, el
consumo
eléctrico se
cuadriplicó,
mientras que el
PBI solo
aumentó un 75%
en el período
En EEUU entre
los años 1976 y
2005 el consumo
eléctrico se
duplicó, y el PBI
aumentó en un
245%.
.
Elasticidad 1.2
Elasticidad
1.2
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 23
Si crecemos a 4.25% anual (española) en 12 a 20 años duplicamos nuestro consumo
0
100
200
300
400
500
1980 1990 2000 2010 2020año
Va
lore
s r
ela
tiv
os
PBI Consumo Electr. Q_gas_tot
Proyección
Datos reales
Año 1990- Valores=100
3.8 %
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 24
Proyección del consumo de Gas A la argentina Mejorada (2.4%)
Fuertemente dependiente del modelo de crecimiento PBI
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
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19
99
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01
20
03
20
05
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07
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09
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13
20
15
20
17
20
19
20
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23
20
25
Año
Co
ns
um
o [
Millo
ne
s m
3/d
]
Export
Q_interrup
Q_Usin_Firm
Q_ind_Firme
Q_picos
GNC
Q_R+C+EO
(SUGERIDO)
Produccion
[M_m3/d]
Año=2026 Q_fime=162.6
Export=5 Q_total=180.1
Deficit=37.62
R+C+EO Base
Act
Picos R+C+EO
GNC
Industria Firme
Interrump.
Usinas F.
Crecimiento medio del PBI futuro de aproximadamente 2.4 % (Argent. Mej.)
Histórico (1976-2006) 1.6% - Crecim. Vegetativo 1.9%
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 25
Proyección del consumo de GasA la española (3.8%)
Fuertemente dependiente del modelo de crecimiento PBI
Crecimiento medio del PBI futuro de aproximadamente 3.8 % (a la española.)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
19
93
19
95
19
97
19
99
20
01
20
03
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07
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09
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20
13
20
15
20
17
20
19
20
21
20
23
20
25
Año
Co
ns
um
o [
Millo
ne
s m
3/d
]
Export
Q_interrup
Q_Usin_Firm
Q_ind_Firme
Q_picos
GNC
Q_R+C+EO
(SUGERIDO)
Produccion
[M_m3/d]
Año=2026 Q_fime=199.2
Export=5 Q_total=228.9
Deficit=74.27
R+C+EO Base
Act
Picos R+C+EO
GNC
Industria Firme
Interrump.
Usinas F.
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 26
Consumo industrial degas natural
Los cortes de suministro son importantes y crecientes
Consumo Industrial Argentina
10
15
20
25
30
35
En
e-9
3
En
e-9
4
En
e-9
5
En
e-9
6
En
e-9
7
En
e-9
8
En
e-9
9
En
e-0
0
En
e-0
1
En
e-0
2
En
e-0
3
En
e-0
4
En
e-0
5
En
e-0
6
En
e-0
7
En
e-0
8
En
e-0
9
En
e-1
0
Fecha
Co
ns
um
o
[Mil
lon
es
_m
3/d
]
0
50
100
150
200
250
300
350
400
PB
I G
$/9
3
Q_indutrial (Mm3/d) D_q_ind PBI_mensual
Consumo industrial efectivo
Consumo insatisfechoPBI (1993)
Fuertemente dependiente del PBI
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 27
Reservas de Gas - Comprobadas
Anuario 2004 - Sec. Energía RA
Argentina- Reservas comprobadas de Gas
0
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004año
Reserv
as (
Mil
lon
m3)
0
5
10
15
20
25
30
Añ
os
Reservas Comprobadas (MMm3) Reservas Comprobadas (años)
2008
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 28
Energía secundaria y PBIConsumo de energía secundaria
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
19
72
19
75
19
78
19
81
19
84
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19
93
19
96
19
99
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02
20
05
Año
Co
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150
200
250
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350
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e $
(G
$)
E.Total (sec) [k Tep]
PBI (G$ 1993)
20,000
30,000
40,000
50,000
150 200 250 300
PBI [G $ ]
Co
su
mo
de
en
erg
ía S
ec.
[K_T
ep
]
Entre 1970 y
2001, el
consumo
eléctrico se
cuadriplicó,
mientras que el
PBI solo
aumentó un 75%
en el período
En EEUU entre
los años 1976 y
2005 el consumo
eléctrico se
duplicó, y el PBI
aumentó en un
245%.
.
Elasticidad 1.2
Elasticidad
1.2
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 29
Energía y crecimiento en la Comidad Europea
PBI
Energía
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 30
Consumo y crecimiento en Dinamarca (1980 – 2005)
Consumo constante
Crecimiento PBI 59%
Dinamarca 1980-2002 PBI crece 1.56
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 31
Consumo de Electricidad en EE.UU y California 1960-2001
California
Consumo eléctrico per cápita constante desde 1976 al 2002
Crecimiento PBI 2.2 veces (121%)
USA
Consumo 1.5
USA elasticidad 0.68
Per Capita Electricity Consumption
kWh/person
-
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
California
United States
Source: California Energy Commission
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 32
Alemania Consumo de energía
De 1970 a 2002
PBI crece 1.81 veces
O 82% de crecimiento
Consumo
casi constante
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 33
Alemania Producción de energía
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 34
Precio del Gas Natural en EE.UU. y Argentina
1 Mcf (NG)= 1.045 M_BTU
Precio
RA
U$S/Mcf
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 35
Precio del Gas Natural en EE.UU. y Argentina
Precio del gas en RA y EE.UU.
$ -
$ 2
$ 4
$ 6
$ 8
$ 10
$ 12
$ 14
$ 16
$ 18
$ 20
En
e-9
2
En
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3
En
e-9
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5
En
e-9
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En
e-9
7
En
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8
En
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9
En
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0
En
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1
En
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2
En
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3
En
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4
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5
En
e-0
6
En
e-0
7
En
e-0
8
En
e-0
9
mes
Gas P
rice U
$S
/M_B
TU
M_BTU Residencial M_BTU city_gate
M_BTU_res RA
¿Cómo enfrentar este desafío?
No disponemos de reservas comprobadas ni probables para
enfrentar el incremento de nuestra demanda de energía.
Ahorro y uso eficiente
Respuesta económicamente razonable
Amigable con el medio ambiente
Considerado con futuras generaciones
La energía más barata y que menos contamina...
es la que NO se consume.
Distribución del consumo de gas
¿Cómo se usa?
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 39
Consumo Residencial
Consumo Calefacción
60%
Calentamiento de agua y
cocción 40%
País Año=2007
-
2
4
6
8
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mes
Consum
o [ m
3/d
]
Q_calef [m3/d]
Q_Esp_Base [m3/d]
Calef. %=64.2
Base %=35.7
País Año=2006
-
1
2
3
4
5
6
7
8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mes
Consum
o [ m
3/d
]
Q_calef [m3/d]
Q_Esp_Base [m3/d]
Calef. %=59.0
Base %=40.9
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 40
Consumo de gas en edificios y viviendas
Consumo de gas en edificios y viviendas 35%
Calefacción 25%
País Año=2007
GNC
9%
Industr.
30%
Elec.
Otros
14%Elec.R+C
+EO
11%
R+C+EO
(Cal.)
23%R+C+EO
(Bas)
13%Edificios=34.0%
País Año=2006
GNC
10%
Industr.
33%
Elec.
Otros
14%
Elec.R+C
+EO
12%
R+C+EO
(Cal.)
18%
R+C+EO
(Bas)
13%
Edificios=30.2%
Electricidad
25%
Electricidad
26%
Importante
Consumo
de gas
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 41
Principalmente:
•Residencial ( R )
•Comercial ( C )
•Entes oficiales (EO)
En menor Grado
•Eléctrico
•Industrial
No termo-dependiente
•GNC
Consumos termo - dependientes
Ban Año=2005 (EG_17) R2=0.957
0
2
4
6
8
10
12
14
31-Dic 31-Ene 28-Feb 31-Mar 30-Abr 31-May 30-Jun 31-Jul 31-Ago 30-Sep 31-Oct 30-Nov
co
ns
um
o [
Millo
ne
s m
3/d
]Q_RP [MM m3/d] Cons_modelo
R+C+EO
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 42
Características del consumo R, C y E.O.Años 1993 -2007
·
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20 25
Temparatura media mesual [°C]
Co
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mo
esp
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ico
R
[m3/d
]
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Co
nsu
mo
esp
ecíf
ico
P
[m3/d
]
Consumo R
Consumo C+EO
Altos consumos
T crit
El consumo específico ( o sea el consumo por usuario) es termo dependiente, pero independiente del tiempo, los hábitos de consumo no han variado en los últimos 14 años
Los consumos
específicos son
predecibles
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 43
Los consumos Residenciales, Comerciales y de E.O. varían por
efecto de la temperatura y la variación del número de
usuariosTodo el País
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
Ene-
93
Ene-
94
Ene-
95
Ene-
96
Ene-
97
Ene-
98
Ene-
99
Ene-
00
Ene-
01
Ene-
02
Ene-
03
Ene-
04
Ene-
05
Ene-
06
Nú
me
ro d
e u
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ari
os
R
[Millo
ne
s]
180
200
220
240
260
280
300
320
Nú
me
ro d
e u
su
ari
os
C+
EO
[mile
s]
N_R N_C+EO
Crecimiento Residencial (país) = 3.5 % anual
Crecimiento Comercial+E.O. (país) = 5% Anual
Consumo Residencial, Comercial y de Entes Oficiales
Los Consumos R, C y
EF pueden modelarse
muy bien!
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 44
Consumo R,C,EO : Año: 2004 - Diario
·
Comparando 2004 con 2003 se observa un
ahorro del orden del 8 al 10% en los días fríos
BAN - R - Año 2004 Dias Laborales sig/Prom%=30.6
0.5
2.5
4.5
6.5
8.5
10.5
0 5 10 15 20 25
Tef [°C]
Q_R
P_co
rr [
Dm
3/d
]
Q_R(2004) Q_R(2003)
Datos diarios
Ocurrencia
de Ahorro!!
Primeros
meses 2004
X Ref. año 2003
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 45
Consumo R : Año: 2007 - Diario
·
Comparando 2007 con 2003 se No observaahorro. Más bien un incremento del consumo específico
BAN - R - Año 2007 Dias Laborales sig/Prom%=16.1
0.5
2.5
4.5
6.5
8.5
10.5
0 5 10 15 20 25
Tef [°C]
Q_R
P_co
rr [
Dm
3/d
]
Q_R(2007) Q_R(2003)
Datos diarios
No hubo
Ahorro!!
Ahorro
Hay muy poco incentivo para ahorrar
Pero existe la posibilidad de hacerlo
Consumo en el sur
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 48
Características del consumo R en el País - Años 1993 -2007
El consumo específico ( o sea el consumo por usuario)
es termo dependiente, pero independiente del tiempo, los hábitos de consumo no han variado en los últimos 14 años
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25
Temparatura media mesual [°C]
Co
ns
um
o e
sp
ec
ífic
o R
[m
3/d
]
Consumo R
Altos consumos
Tcrit
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 49
Características de consumo Residencial en el sur
A una misma temperatura, el consumo por usuario
en el sur es el doble que en el resto del País
Consumo Residencial-SUR Vs. Resto del País 1993-2007
0
5
10
15
20
- 5 10 15 20 25 30Temparatura media mesual [°C]
Co
ns
um
o e
sp
ec
ífic
o
R [m
3/d
]
Q_R_espec(sur) Q_R_esp(resto País)
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 50
Indicador, pérdidas de calor: Río Gallegos ( J.M. Evans –FAU- UBA 2007)
Isla de calor de Río Gallegos, invierno, 21 hrs, 01-06-01
Aumento de temperatura: > 4º C, con fuerte viento
Causa del aumento: Principalmente pérdidas de calor de los edificios
+3+1
+3
+2
+2
+1
0
0-1
-1
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 51
Si el consumo especifico en el sur fuese como en el resto del país
0
2
4
6
8
1-1993
1-1994
1-1995
1-1996
1-1997
1-1998
1-1999
1-2000
1-2001
1-2002
1-2003
1-2004
1-2005
1-2006
1-2007
fecha
Co
ns
um
o R
[M
illo
ne
s m
3/d
] AhorroHipotetico
Ahorro Potencial Consumo real
Magnitud sería de unos 4.5 millones de m3/día
Comparable con el gas importado de Bolivia !!
O con este gas se podría producir tanta energía
como la central nuclear de Embalse Río III
4.5
Consumo de los Pilotos
¿Cuanto consumen?
¿Son imprescindibles?
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 53
Ahorros de gas – Consumo de los pilotos
Consumo base medio 1.6 m3/d
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25
Temparatura media mesual [°C]
Co
ns
um
o e
sp
ec
ífic
o R
[m
3/d
]
Consumo R
Altos consumos
Tcrit
Consumo base
Consumo base
Cocción: 0.6 m3/d
Calentamiento de
agua 0.6 m3/d
Piloto: 0.5 m3/d
Total: 1.6 m3/dLos pilotos, uno por usuario, consumen:
7.000.000x 0.5 m3/d 3.5 Millones m3/d
Esto equivale a una central eléctrica (CC) de unos 600 MW
Comparable a la energía producida por Embalse Río III
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 54
Calefones
Existen en el mercado modelos que poseen encendido electrónico que elimina el piloto
Costo del orden de 20 U$S
Equivalentes a dos años de bonos de carbono (MDL)
SeguridadVálvula de seguridad Sensor: Sensor de salida de gases de combustión y sensor de sobre temperatura.
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 55
Termotanques
Pérdidas de calor
Aislamiento Térmico del tanque
Tiraje de la Chimenea (central)
Piloto
Perdidas de quemador
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 56
Termotanques
Tapando con una clapeta la chimenea, cuando el
quemador está apagado (solo el piloto). El tiempo de
enfriamiento se reduce en un 50%
Es posible ganar entre un 10 al 25% de eficiencia mejorando los diseños
Pérdidas de calor
Tiraje de la Chimenea (central)
PilotoTERMOTANQUE LONGVIE 150 LITROS Normal
45
46
47
48
49
50
51
0,0 2,0 4,0
t (h)
DT
(ºC
)
DT(ºC) (Sin
Piloto)
DT(ºC)
(Normal)
DT(ºC) (Sin Pil.
Y con Clap.)
DT(ºC) (Con
Pil. yClap.)
Tau(h)=32,2 Normal
Tau(h)=69,8 Con Pil.y Clap.
mejora=2,16
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 57
Ahorro potencial – Uso eficiente
Incentivar el ahorro a traves premios y tarifas
Promover un uso racional en el sur del Argentina
Eliminación de pilotos en equipos de calentamiento de agua. Programa de recambio de equipos a otros más eficientes
Mejora en la ailación termica de viviendas y edificios
Mill.m3/d
2
4.5
3.5
15
10-25Total
¿Qué significa este ahorro en en consumo Residencial?
10 a 25 Millones de m3/d
5 Millones de m3/d Central CC de 1 GW
Este ahorro elimina la importación y equivale a 2 o 5 centrales eléctricas de 1GW
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 59
Eficiencia Energética es una fuente de energía de bajo costo que no contamina
La energía más limpia y barata…es la que no se consume.
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 60
Consumo de vivienda típica enla provincia de Chubut
Vivienda de unos 75 m2
Consumos con aislación térmica estándar (710 kWh/m2.año) y con buena aislación con productos accesibles en el mercado actual. Consumo (133 kWh/m2.año)
710 kWh/m2.año ≈4500 m3/año+4500 kWh/año
Los costos de construcción con este tipo de aislación aumentan entre 5 a 8% del valor sin aislación.
Siga adelante
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 61
Consumos típicos actuales 2009
Casa Chubut
Superficie
[m2]
Consumo
[m3/año]
Consumo
[kWh/año]
Consumo
especifico
[kWh/año.m2]
consumo de gas 4,500 48,662 650
Cosumo electrico 4,500 60
Casa 75
Consumo Total 53,162 710
22900 kg CO2 / año
22 barriles
26 barriles
CONSUMO ANUAL: 48
barriles de petróleo = 6,1 t
710 kWh/m2año
Casa con poca aislación
(construcción estándar)
22900 kg CO2 / año
22 barriles
26 barriles
4300 kg CO2 / año
3 barriles
6 barriles
CONSUMO ANUAL: 48
Barriles de Petróleo = 6,1 t
710 kWh/m2año
CONSUMO ANUAL: 9
barriles de petróleo = 1,14 t
133 kWh/m2año
Casa con buena aislación
De 48 barriles a 9 !!! Factor 5 !!
EL CONSUMO Y LAS EMISIONES SE REDUJERON EN 81.3%
De 48 barriles a 9 !!! Factor 5 !!
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 65
2 ejemplo de acciones que
funcionan
1. Etiquetado de artefactos
2. Esforzar medidas de eficiencia por
parte de los reguladores y proveedores
de energía
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 66
Etiquetas de eficiencia en el mundo
USA AustraliaThailand
USA
EU ArgentinaBrasil
Iran China
Switzerland
Endorsementlabels Comparison
labels
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 67
RESULTADO DEL ETIQUETADO – EE.UU.
Refrigeradores 1961 -2005
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 68
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
A B C D E F GEnergy label class
Sh
are
of
mo
de
ls/m
ark
et
EU Market 1999
EU Market 1996
EU Market 1992
More Efficient Less Efficient
Impacto de etiquetado en el mercadoHeladeras en EE.UU.
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 69
69
Source: David Goldstein
New United States Refrigerator Use v. Time
and Retail Prices
0
200
400
600
800
1,000
1,200
1,400
1,600
1,800
2,000
1947 1952 1957 1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002
Ave
rag
e A
nn
ua
l E
ne
rgy U
se
(kw
h)
or
Pri
ce
($)
0
5
10
15
20
25
Re
frig
era
tor
vo
lum
e (
cu
bic
fe
et)
Energy Use per Refrigerator
(kWh/Year)
Refrigerator
Size (cubic ft)
Refrigerator Price
in 1983 $
$ 1,270
$ 462
~ 1 Ton CO2/year~ 100 gallons Gasoline/year
Consumo de refrigeradores en EE.UU.
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 70
1. Etiquetado de artefactos
La etiqueta informa a usuario el
consumo del artefacto que adquiere
Obliga a los fabricantes a mejorar los
productos que ofrece en el mercado y
promueve la innovación
El mercado se mueve hacia formas de
uso más eficiente de la energía
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 71
Etiquetado en Argentina
Etiquetado en ArgentinaNorma IRAM
TítuloEstado de situación
2404 - 3Refrigeración doméstica Emitida y
obligatoria
62404 -1 Lámparas incandescentes Emitida y obligatoria
62404 -2Lámparas fluorescentes Emitida y
obligatoria
62406Acondicionadores de Aire Emitida y
obligatoria
62405 Motores eléctricos de inducción trifásicos Emitida
2141-2 Lavarropas Emitida
62407 Balastos para lámparas fluorescentes En estudio
19050-1Artefactos de cocción a gas: Anafes, Hornos
En estudio
-- Stand by, electrobombas, balastos En estudio
Cocinas, hornos anafeEn Estudio
Calefones y TermotanquesEn Estudio
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 72
Posibles ahorros de energía
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 73
Cogeneración
Centrales eléctricas a gas tienen eficiencias entre 30% (TV) a 60% (CC)
Emiten gases calientes entre 200 a 350ºC
Emiten CO2
Muchas industrias usan gas para generar vapor y calentar agua: Lechería (pasterización), Liofilización, secado, etc.
Hay industria que necesitan CO2 – Fabrica de gaseosas
Rendimientos de 80 a 90%
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 74
September 2009
The first meeting of ISO’s new project committee PC 242 which is to develop an International Standard on energy management was held on 8-10 September in Washington, DC, USA.
The future ISO 50001 will establish a framework for industrial plants, commercial facilities or entire organizations to manage energy. Targetting broad applicability across national economic sectors, the standard could influence up to 60 % of the world’s energy use.
ISO 50001, futura norma de Sistemas de Gestión de la Energía
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 76
Acciones en curso en ENARGASAcuerdo con el Ministerio de Ciencia Tecnología e
Inn. Prod. PICTO R&D en: mejorar la eficiencia de artefactos a gas envolventes térmicas de edificios.
Se inicio el proceso de etiquetado por eficiencia de artefactos a gas. (IRAM)
Anafes- cocinas (en disc. Públ. ) Calefones, termotanques - Calefactores de agua Calefactores
Participación en el comité de etiquetado de edificiosEliminación o utilización energética de los pilotos de
gas en calentadores de aguaAcuerdo con el INTI y fabricante de equipos para
realizar ensayos de eficiencia de equipos a gas
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 77
Ley de Fourier –Ondas de calor
dx
vm
.Adxm dTcmQ ..
xxx
dx
dT
dx
dTKA
dt
dTcAdx )()(..
t
T
kx
T
.1
2
2
Difusividad k=K/c
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 78
Arreglo experimental
Interfase
Aislante térmico
Barra metálica
(cobre)
Fuente de potencia
Calefactor (soldador)
Interruptor
Termómetros conectados
a una PC
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 79
Método 1: Ajuste (datos medidos-expresión teórica)
Cobre K(w/mk)=400 diff(m2/s)*10^6=128,2
-3
-2
-1
0
1
2
3
600 700 800 900 1000
t(s)
T(º
C)
x(m)=0,25,t)
T(B2)
x(m)=0,2,t)
T(C2)
T_c(A1)
x(m)=0,t)
T_c(B1)
x(m)=0,05,t)
T_c(C1)
x(m)=0,1,t)
T(A2)
x(m)=0,15,t)
Termómetros en distintas posiciones vs. tiempo
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 80
Efecto Piel:
Amplitud Vs. Profundidad
y = 1.988e-9.1076x
R2 = 0.983
0.1
1.0
10.0
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
x(m)
Am
pli
tud
(ºC
)
Amplitud
Exponencial
(Amplitud)
0
2
pk o
pendiente
10
))(cos()exp(),( 000
0
0
tvxx
Atx
Escala semilogaritmica
k
p
0
0
Difusividad k=K/c
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 81
Velocidad de propagación
Velocidad de propagación de la onda térmica
y = 0.001914x - 1.015383
R2 = 0.997710
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
500 550 600 650 700
t(s)
x(m
)
x(m)
Lineal (x(m))
Pendiente = vo
4
. 0
2
0 pvk
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 82
Ondas Térmicas
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
0 0.25 0.5 0.75 1x/
/A
0
t/p0=0 t/p0=0,3 t/p0=0,5
La temperatura en este punto corresponde a la llegada de la onda térmica. DEFASJE
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 83
Ondas Térmicas observación
La temperatura a 1.8 m, depende de la onda térmica de la estación anterior. DEFASJE
Midiendo temperaturas en profundidad podemos obtener temperaturas del pasado
Ref:H. N. Pollack and D. S. Chapman, “Underground Records of Changing Climate,” Scientific American, 268 (6) p. 44, June 1993
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 84
Temperaturas globales y contenido de CO2
Variación de las temperaturas globales, curva roja y variación de CO2 en la atmósfera, curva azul.
0.8 ºC
2.5ºC/Siglo
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 85
Suelo en Buenos Aires T 17 – 18 ºC Ideal para acondicionamiento térmico de viviendas
Implicancias en ArgentinaBuenos Aires - Temperaturas de la Tierra
12
14
16
18
20
22
0 1 2 3 4 5 6 7Profundidad (m)
T(º
C)
Verano 15ºC
Invierno 19ºC
1.5 - 1.8 m
1.8 m
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 86
Acondicionamiento térmico Natural (Passive House)
suelo
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 87
Intercambiador de tubos
enterrados – India 2000Performance of Single Pass earth-tube heat exchanger: an
experimental study - G. Sharan et al. Indian Ist. of
Managment Ahmedabad India 2000.
L= 50m
Prof=3 m
Diam=10cm
v_air=11 m/s
T=14ºC
P=400W
T_suelo= 26.6ºCQ_air= 5.6 m3/min
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 88
Intercambiador de tubos
enterrados – India 2000
T_suelo= 26.6ºCQ_air= 5.6 m3/min
L= 50m
Prof=3 m
Diam=10cm
v_air=11 m/s
T=14ºC
P=400W
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 89
Intercambiador de tubos
enterrados -MayETHE Datos estivales en Mayo
L= 50m
Prof=3 m
Diam=10cm
V_air=11 m/s
T=14ºC
P=400W
T_salida
T_amb
(entrada)
T_suelo
30
25
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 90
Intercambiador de tubos
enterrados -Jan
ff
L= 50m
Prof=3 m
Diam=10cm
V_air=11 m/s
T=14ºC
P=400W
T_salida
T_amb
(entrada)
T_suelo
25
20
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 91
Efecto conocido y usado desde la
antigüedad: Ciudad de Gharyan, 60
km al sur de Trípoli. Libia
http://www.clarin.com/suplementos/viajes/2008/03/16/v-01629375.htm
Pozo 10x10m
8m profundidad
Temperaturas interiores:
20° y 22° todo el año.
T_exterior 30º -40º C
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 92
La Casa E de Basf – Tortuguitas
Buenos Aires www.lacasae.com.ar
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 93
Síntesis El uso eficente de la energía es una responsabilidad
ineludible que llegó para quedarse.
Desde el punto de vista de R&D, es una magnifica oportunidad para empreder nuevos proyecto, con un alto impacto social, económico y me3dio ambiental
Oportunidades para Universidades- nuevas carreras-UNSAM está creando la Ingenieria Energética y una Maestría en energía. Otros programas: UBA 3 Mestrías, UNLa-CNAA 1 Maestría.
La problemática energética es un problema relevamte e interesante y la física y la ciencia tiene mucho para aportar.
La eficiencia tiene aspectos técnicos pero NO sólo técnicos (sociales, economicos , socilogicos, etc.)
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 94
Muchas Gracias
Tareas pendientes
Transporte
Industria y servicios
Fuentes renovables
Tandar - CNEA - S.Gil 2009 95
Eficiencia Energética es una fuente de energía de bajo costo
que no contamina
La energía más limpia y barata…es la que no se consume
