Eficiencia energética como herramienta para la Sostenibilidad y el desarrollo humano

© ABB Group July 3, 2012 | Slide 1

Alfonso Salgado

Gerente Sistemas de Potencia ABB Ltda

Eficiencia energética herramienta para la sostenibilidad y el desarrollo humano


Contenido

�Desarrollo sostenible

�Eficiencia energética

�Energías renovables

�Desarrollo humano


Desarrollo sostenible

� Desarrollo sostenible: «Es aquel que satisface las necesidades del presente sin

comprometer la capacidad de las generaciones

futuras de satisfacer sus propias necesidades»

Comisión Brundtland 1987

� Integración, armonización y optimización de las variables económica, social

y ambiental.

� El desarrollo debe ser sostenible, perdurable y viable en el tiempo

� La sostenibilidad debe ser triple: económica, social y ambiental

� Recursos del planeta finitos

� Capacidad limitada para renovar recursos

� Capacidad limitada para admitir emisiones contaminantes


Pilares del desarrollo sostenible

� Sostenibilidad económica

� Crecimiento estable y duradero, compatible con la sostenibilidad medioambiental y

social

� Evitar el despilfarro energético, porque no es sostenible en el tiempo ni socialmente

responsable

� Sostenibilidad social

� Adaptabilidad del desarrollo a los cambios demográficos,

� Estabilidad de los sistemas culturales y sociales

� Equidad en la distribución geográfica del desarrollo

� Participación democrática en la toma de decisiones y al funcionamiento de los

mercados de trabajo

� Sostenibilidad ambiental

� Estabilidad de los sistemas físicos y biológicos

� Limpieza del aire, del agua y de los suelos

� Repercusiones de lo anterior sobre la salud.


Energía y desarrollo sostenible

Relaciones profundas y amplias de la energía con las tres dimensiones de la

sostenibilidad.

� Satisfacción de múltiples necesidades básicas

� Suministro de agua potable, la iluminación, la salud, la capacidad de

producir, transportar y procesar alimentos, la movilidad o el acceso a la

información

� La seguridad del abastecimiento energético y el precio de la energía son

factores cruciales para el desarrollo económico.

� Muchas de las formas de producción y consumo de energía pueden reducir la

sostenibilidad medioambiental.


Desarrollo sostenible y eficiencia energéticaInforme Mundial de Energía 2000

� “Aunque no parece haber límites físicos en el suministro mundial de energía durante al

menos los próximos cincuenta años, el sistema energético actual es insostenible por

consideraciones de equidad así como por problemas medioambientales, económicos y

geopolíticos que tienen implicaciones de muy largo plazo. Entre los aspectos de la falta

de sostenibilidad deben incluirse los tres siguientes:

- Los combustibles avanzados y la electricidad no son universalmente accesibles, lo que

constituye una desigualdad que tiene implicaciones morales, políticas y prácticas en un

mundo cada vez más globalizado.

- El sistema energético actual no es lo suficientemente fiable o asequible

económicamente como para soportar un crecimiento económico generalizado. La

productividad de un tercio de la humanidad está seriamente comprometida por la falta de

acceso a las formas avanzadas de energía y tal vez otro tercio sufre penalidades

económicas e inseguridad a causa de un suministro energético poco fiable.

- Los impactos negativos, tanto a nivel local, como regional y global, de la producción y

del uso de la energía amenazan la salud y el bienestar de la generación actual y de las

futuras.”


Desarrollo sostenible y eficiencia energéticaRetos de sostenibilidad energética

� Contradicciones fundamentales entre los objetivos de seguridad energética, justicia

social y mitigación del impacto medioambiental

� Necesidades de inversión

� Conciliar la problemática del cambio climático con los requisitos del crecimiento

económico

� Ampliar el acceso a los recursos energéticos a toda la población.

� Las opciones de suministro de energía a gran escala, conllevan impactos

medioambientales negativos.


Desarrollo sostenible y eficiencia energética Eficiencia energética

� La eficiencia energética, es usar menos energía para proporcionar

el mismo nivel de servicios energéticos reduciendo las emisiones

� A nivel individual se requiere una toma de conciencia de la

necesidad de ahorrar energía y de esa forma contribuir a la

reducción de emisiones. El factor fundamental y clave de todo el

proceso de eficiencia energética es la educación.

� A nivel residencial además de las campañas de ahorro promovidas

por las empresas suministradoras, existen campañas de

reemplazo de electrodomésticos viejos por elementos de

tecnología moderna etiquetados como eficientes energéticamente;

refrigeradores, aires acondicionados y bombillas son los elementos

susceptibles de ser reemplazados.



� A nivel industrial se encuentran soluciones que incluyen en primera

instancia una evaluación y en segunda instancia la combinación de

modernización de equipos / sistemas y optimización de procesos

� La evaluación de la eficiencia energética es un elemento clave

para medir como se está utilizando la energía e identificar areas

específicas de mejora

� La industria eléctrica ofrece equipos, sistemas y soluciones para

reducir el consumo, o las pérdidas, con lo cual se mejora la

productividad y se manejan los equipos y procesos mas

eficientemente.



� El reemplazo de productos individualmente puede mejorar la

eficiencia energética, pero los mayores ahorros se obtienen al

optimizar el sistema completo y los procesos.

� Por esta razón la ISO identificó la gestión energética como un area

prioritaria para el desarrollo de normas internacionales y acaba de

publicar la norma ISO 50001 para ayudar a las empresas a

optimizar su consumo y medir sus logros


Desarrollo sostenible y eficiencia energéticaEficiencia energética

� Las plantas de generación consumen 5% de la energía generada. Esto se

puede reducir entre 10 y 30 % optimizando las operaciones y los servicios

auxiliares. Entre otras posibilidades la optimización se puede obtener

renovando los motores y revisando que la potencia seleccionada sea

correcta, equipando los ventiladores y bombas con variadores de velocidad,

aumentando la capacidad de planta con mejoras en el factor de potencia así

como trabajando en el desempeño de turbinas, generadores, calderas,

sistemas de control e instrumentación

� Optimización de consumo de combustible en el arranque de la caldera,

calculando los puntos óptimos de ajuste de suministro de combustible,

presiones y temperaturas.

� Optimización de la combustión, el sistema mantiene el proceso lo mas

cercano a sus valores ideales, sin violar las restricciones del proceso, de esta

forma se mejora la transferencia de calor, se reduce la emisión de gases y se

aumenta la generación.



� El transporte de carga y de personas tiene el mayor potencial para obtener

una mejor utilización de la matriz energética y reducir las emisiones de CO2

modificando el sistema actual de transporte de las carreteras a los rieles

principalmente.

� La tecnología para trenes ofrece soluciones para transferir enegía

eficientemente de la red a los trenes. A bordo de los trenes ofrece la

combinación y el diseño de diversos componentes para conformar el sistema

de tracción que son los determinantes mayores de la eficiencia del tren.



� Los edificios, centros comerciales, hoteles, consumen cerca del 40%

principalmente en calefacción, aires acondicionados, elevadores e

iluminación. La industria ofrece sistemas de automatización de edificios para

ajustar temperatura, iluminación y el consumo de otros aparatos.

� La mayoría de los motores (90%) no pueden ajustar su consumo o poseen

formas muy limitadas para efectuar este ajuste.Muchos trabajan a velocidad

nominal independientemente de los requerimientos de la salida. En muchas

aplicaciones se puede reducir el consumos a 1/8 reduciendo su velocidad a

½.

� La industria eléctrica ofrece hoy motores de alta eficiencia y variadores de

velocidad para controlarlos y aumentar aun mas su eficiencia. Los motores

están presentes en todas las industrias y edificios mayormente en

ventiladores , bombas, compresores, bandas transportadoras, máquinas. Los

variadores pueden llegar a reducir el consumo en hasta un 80% para algunas

de las aplicaciones.


Desarrollo sostenible y eficiencia energética Soluciones tecnológicas Carro eléctrico

� Carga de vehículos

� Estaciones de carga rápida de vehículos

� Tecnología DC

� Carga en 15 minutos comparada con 8 horas de cargador de AC

� Software para supervisar remotamente (web) la red de carga y las

estaciones de carga

� Normas internacionales

� Seguridad, conectores, calidad, aislamiento, ruido, perturbaciones, etc,

etc.


Desarrollo sostenible y eficiencia energética

Soluciones tecnológicas Tracción

� General

� El transporte eficiente de carga y masivo de personas es esencial para el crecimiento

económico la competitividad y mejorar la calidad de vida.

� Los trenes eléctricos ofrecen a las ciudades, industrias y al público un medio de

transporte eficiente, confiable y sobre todo limpio

� Energía a bordo

� Transformadores de tracción

� Convertidores de frecuencia

� Motores de tracción y generadores, alta velocidad, tranvías, etc.

� Sistemas de propulsión híbridos diesel- eléctrico

� Energía para la red

� Subestaciones de tracción de AC y DC

� Subestaciones de rectificación

� Sistemas SCADA

� FACTS para trenes (aumento de la capacidad, manteniendo la calidad en la red)

� SVC para balancear la red, controlar nivel de tensión, corregir factor de potencia, mitigar

armónicos


Desarrollo sostenible y eficiencia energética

Soluciones tecnológicas Edificios

� Control de iluminación

� Control dependiente de la ocupación del recinto

� Control dependiente de la luz natural de fuera

� Combinación de control de luz exterior, luz interior y persianas

� Calefacción y ventilación

� Control de temperatura individual por cuarto

� Control temporizado

� Dependiente de la ocupación

� Dependiente de la temperatura exterior

� Dependiente de la posición de la ventana

� Bombas, Compresores, ventiladores

� Sistemas con variadores de velocidad para optimizar la utilización del motor.


Desarrollo sostenible y eficiencia energética Fuentes de energía renovable Energía eólica

� General

� Demanda creciente por la necesidad de reducir las emisiones de CO2 y diversificar

el portafolio de energías renovables.

� La industria ofrece todos los componentes eléctricos, sistemas y servicios para la

industria de generación eólica: transformadores, generadores, conexión a la red y

los sistemas para mantener la estabilidad de la red durante el acomodamiento del

comportamiento errático de la fuente renovable.

� Retos

� Costo

� Intermitencia, viento / no viento, velocidad excesiva

� Operaciones frecuentes de los sistemas de control, orientación del fuselaje, de las

cuchillas, conexiones, desconexiones de la red

� Producción de reactivos

� Continuidad de la producción

� Calidad de la energía

� Tamaño y peso del fuselaje


Desarrollo sostenible y eficiencia energéticaFuentes de energía renovable Energía eólica

� Infraestructura eléctrica

� Sistema eléctrico de la turbina: generador, contactor, interruptor

� Sistema de conexión a la red

� Conexión de la salida individual de cada turbina al colector del parque

� Sistema de control y protección de la turbina

� Control y operación de la turbina: velocidad del rotor, orientación de la turbina,

arranque y parada, protección sobre velocidad, sobrecarga, vibraciones


La industria eléctrica como motor del desarrollo sostenibleFuentes de energía renovable Energía solar fotovoltaica

� General

� La industria está presente en numerosos desarrollos de plantas solares

fotovoltaicas en España, Norte América, Australia, Nortte del Africa y Medio

Oriente.

� Principio de operación

� La tecnología fotovoltaica utiliza el efecto fotoeléctrico por medio de

semiconductores preparados para que al ser expuestos a la luz producen energía

� Aplicaciones

� Instalaciones con sistemas de almacenamiento para usuarios aislados

� Instalaciones para usuarios conectados a la red de baja tensión

� Plantas conectadas a la red de media tensión

� Componentes

� Paneles solares, estructura soporte, sistema de control, sistema de bateriás de

soporte, sistema de distribución, equipo de protección


Desarrollo sostenible y eficiencia energética Fuentes de energía renovable Energía solar fotovoltaica

� Ventajas

� Generación distribuida

� Libre de emisiones

� Ahorro de recursos no renovables

� Altísima confiabilidad (sin partes móviles)

� Costos de operación y mantenimiento bajos

� Modularidad (instalación de paneles para aumentar capacidad del parque)

� Retos

� Inversión inicial

� Producción de energía (variabilidad de la fuente)

� Incidencia de la radiación solar

� Inclinación / orientación de paneles

� Sombra


Desarrollo sostenible y eficiencia energética Fuentes de energía renovable Pequeñas centrales hidráulicas

� Las centrales hidráulicas son la fuente mas difundida de generación de

energía eléctrica en el mundo

� Es la mayor fuente renovable de energía eléctrica

� Las pequeñas centrales hidráulicas además de ser una fuente renovable, no

impactan ambientalmente ni socialmente en la misma medida que las los

grandes proyectos

� Generación distribuida

� Tenología dominada

� Costos razonables


Reflexión Desarrollo humano

� El modelo de desarrollo ha sido exitoso?

� Con este modelo de desarrollo lograremos la sostenibilidad?

� Cambios fundamentales de nuestros estilos de vida y comportamientos

� La educación es uno de los instrumentos para realizar cambios

� Modificar nuestro pensamiento

� Reconocer la complejidad


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