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Eficiencia energética en la industriaEnfoque integral
Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias
Manuel Fernández Montiel
Agosto 2016
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Contenido
• Compromisos nacionales e internacionales en materia de calentamiento global
• Consumos de energía en la industria– Intensidad energética nacional
– Electricidad
– Energía térmica relacionada a combustibles
• ¿Por qué la industria debe disminuir su consumo energético?
• Estrategias y programas para disminuir el consumo de energía– Sistemas de gestión de la energía
– Energías limpias
• Proyectos del INEEL relacionados a eficiencia energética– Políticas públicas
– Eficiencia energética
– Cogeneración eficiente
• Conclusiones
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Compromisos en materia del calentamiento global
• La ruta planteada en la LGCC (1) es reducir en el 2050 el 50% de emisiones con respecto a las emisiones del 2000
• En el 2024, 35% de la energía eléctrica debe proceder de energías limpias
• Compromisos de México a nivel internacional al 2030 (2):
– Compromiso no condicionado del 25% de sus emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y de Contaminantes Climáticos de Vida Corta (bajo BAU) al año 2030
─ Este compromiso implica una reducción del 22% de GEI y una reducción del 51% de Carbono Negro1
─ La intensidad de emisiones por unidad de PIB se reduce alrededor de 40% en el periodo del 2013 al 2030
(1) Ley General de Cambio Climático
(2) Fuente: “México Comunica a Las Naciones Unidas sus Compromisos de Mitigación y Adaptación ante el Cambio Climático para el Período 2020 – 2030” emitido por el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático
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Intensidad energética
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Ind
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bas
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el a
ño
200
1Tendencia del crecimiento del consumo nacional de energía y el PIB de México
Indice de Consumo nacional de energía Indice de PIB nacional
• El crecimiento del consumo de energía muestra el inicio de una desvinculación en 2014 respecto al
crecimiento económico del país (34% vs 38%).
• En el período, el crecimiento del PIB estuvo por debajo del crecimiento en el consumo de energía.
Fuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015.
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Intensidad energética en México
500
550
600
650
700
750
Índice de Intensidad energética (kJ/$ producido)
• A partir del 2009 se inicia una declinación en el índice de intensidad energética.
• El Índice de Intensidad Energética del 2015 es menor al del 2001 (598 kJ/$ vs. 626 kJ/$). Se espera mantener
esa tendencia.
Fuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015.
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35%
39%
5%
4%
7% 8%
2%
Consumo final energético en la industria (1,568.44) - 2014
Electricidad
Gas seco
Carbón
Coque de carbón
Coque de petróleo
Petrolíferos
Bagazo de caña
Energía solar
Consumos de energía en la industria
Fuente: Balance Nacional de Energía 2014, SENER
19%
46%3%
32%
Consumo energético total en México (4,895 PJ) - 2014
Residencial, comercial y público
Transporte
Agropecuario
Industrial
Nota: Energía destinada a la combustión en los procesos y actividades económicas
Aproximadamente 42% del gas seco se importó en 2014
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Consumo final de energía del sector industrial –
subsectores (PJ/año)
0
50
100
150
200
250
2000 2003 2006 2009 2012 2015
Siderurgia Química Azúcar Petroquímica de PEMEX Cemento
Minería Celulosa y papel Vidrio Cerveza y malta Fertilizantes
Automotriz Aguas envasadas Construcción Hule Tabaco
Nota: No se incluye lo que en el Sistema de Información Energética corresponde a OTRAS RAMASFuente: Sistema de Información Energética con información de SENER 2015
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Consumo final de energía del sector industrial –
subsectores (PJ/año)
Por ejemplo, de acuerdo a la Base de Indicadores de Eficiencia Energética de CONUEE:
• Hoy el sector manufacturero consume 12% menos energía para el mismo VA que hace 20 años
• La industria cementera ha incrementado en forma importante el consumo de energía en los últimos 15 años (70%), pero solo ha disminuido en 3% su intensidad energética en los últimos 24 años
• La industria acerera consume 50% menos energía para producir la misma tonelada de acero que hace 24 años
• La industria de la celulosa y el papel consume 41.4% menos energía para producir la misma tonelada de papel que hace 20 años, sin embargo su producción se incrementó 72%
• La industria Azucarera consume 79.5% menos energía para producir la misma tonelada de azúcar que hace 20 años, sin embargo su producción se incrementó 74%
• NOTA: La eficiencia térmica de generación de electricidad del SEN ha mejorado de 34% a 41% en 24 años.
Fuente: “La eficiencia energética global: Una receta para el éxito”, Mtro. Juan Ignacio Navarrete Barbosa, CONUEE, Dirección General Adjunta de Políticas y Programas, presentado en el curso de actualización en Sistemas energéticos del consejo mundial de energía (WEC)
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Comparación de la evolución de la intensidad energética
del sector industrial
Esto muestra que
en la actualidad, la
productividad de la
industria en el
mundo es similar
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0.01
0.02
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0.09
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
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1981
1982
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1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Intensidad energética del sector industrial (toe por 1000 USD @2005ppp)
Alemania Japón México Estados Unidos
Fuente: Base de datos de la Agencia Internacional de Energía (AIE).
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Consumos de energía en la industria
El sector Industrial es un consumidor intensivo de energía térmica
• Solo 35% de los 1,565 PJ que utiliza la industria corresponden a electricidad
¿Por qué utilizar más este insumo?
o Para optimizar los procesos
o Para contar con energía limpia y de calidad más uniforme
• Hay oportunidades en disminuir los consumos de electricidad, pero también
de combustibles fósiles aprovechando sinergias entre ambos
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¿Por qué la industria debe disminuir su consumo
energético?
• Para ser más competitiva nacional e internacionalmente
• Para destinar a los procesos sustantivos, los recursos que se ahorren por disminuir el
consumo energético
• Al ser consumidor calificado y disminuir el consumo de electricidad, requerir menor
número de Certificados de Energías Limpias (CEL’s)
• Para disminuir la huella de carbono
• Para apoyar la seguridad energética del país
Se estima que para un incremento máximo de 2°C en el 2050
• La eficiencia energética en el uso final (electricidad y combustibles) contribuirá con el 38%
• Las energías renovables con el 30%
La importancia de la eficiencia energética
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Estrategias y programas para disminuir el consumo de
energía – Sistemas de gestión de energía (SiGEn)
Junio 2011 se emite la norma internacional ISO 50001, cuya aplicación global contribuirá a una mayordisponibilidad de suministro de energía, mejora de competitividad y a un impacto positivo sobre el cambioclimático
Fases propuestas en ISO 50001:1. Planeación – definir condición de referencia,
establecer objetivos, metas, indicadores y acciones para buscar resultados de acuerdo a la política
2. Ejecución – Implementar las acciones3. Verificación – Monitorear y medir los procesos, así
como las características clave de las operaciones para establecer cual es el desempeño comparando contra la política y los objetivos
4. Revisión – Tomar acciones en forma continua y sistemática para mejorar el desempeño energético
En México la Norma equivalente es:NMX-J-SAA-50001-ANCE-IMNC-2011• Sistemas de gestión de la energía eléctrica –
Requisitos con orientación para su uso
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Situación en México
• En 2014 se implementaron Disposiciones Administrativas de carácter general para eficiencia energética.
– En inmuebles, flotas vehiculares e instalaciones industriales de la Administración Pública Federal.
• Los resultados relevantes obtenidos por la aplicación de dichas disposiciones en 2014fueron:
– Un ahorro de electricidad de 20.59 GWh
• Representa una disminución del consumo de energía de 4.5%.
– Un ahorro económico aproximado de 37 millones de pesos en la facturación eléctrica.
– Una reducción de 10,291 toneladas de CO2 equivalente. .
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Industria automotriz – Metas a nivel internacional de
algunas armadoras
Fuente: Informes de sustentabilidad de las armadoras referidas (2014 – 2015)
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Estrategias y programas para disminuir el consumo de
energía – Sistemas de gestión de energía / Componentes
Realizar “benchmark” energético
Propuestas de optimización energética
de los procesos industriales
Definición de Cartera de proyecto(s)
Estudio de viabilidad técnica:
Requerimientos eléctricosDisponibilidad de
combustiblesRestricciones de espacio
Distancia a transmitir energía térmica
Sistema eléctricoOtros
Factibilidad económica
Ejecución de proyecto(s)
Definir características de
proyecto(s)
Identificar metas energéticas
Política de energía
si
no
Medición y monitoreo
Revisión y evaluación
Ajustessi
Continuar
no
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Estrategias y programas para disminuir el consumo de
energía – Sistemas de gestión de energía / Clasificación
de proyectos
• CORTO PLAZO– Nula o baja inversión
– Involucran cambios operativos o de cultura
– Impacto inmediato
– Rápida recuperación de la inversión
• MEDIANO PLAZO– Modificación parcial de procesos
– Inversión de baja a media
• LARGO PLAZO– Cambio de tecnología
– Inversión importante
– Recuperación de inversión debe fluctuar entre 3 y 4 años
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Estrategias y programas para disminuir el consumo de
energía – Sistemas de gestión de energía / Clasificación
de proyectos
• CORTO PLAZO– Cambio de lámparas en sistemas de iluminación
Focos ahorradores
LED’s
– Cambio de modos de operación
En industrias que tienen para una misma función un motor eléctrico y una turbina de vapor, utilizar el motor eléctrico
– Disminuir o evitar fugas mediante programas de mantenimiento bien establecidos (eléctricas y térmicas)
Sistemas de aire comprimido
Vapor
Distribución de energía
• MEDIANO PLAZO– Cambios en las condiciones de operación
Presión
Temperatura
Tensión eléctrica
− Aprovechamiento de corrientes de deshecho en los procesos para la generación de electricidad o energía térmica
• LARGO PLAZO– Sistemas de cogeneración eficiente
– Utilización de sistemas de generación con energías limpias
– Cambio de sistemas de acondicionamiento de aire
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Caso de Ejemplo - Pasos recomendados en un proyecto
de cogeneración
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Caso de Ejemplo - Pasos recomendados en un proyecto
de cogeneración
• Se reduce consumo de combustible (marginal)• Se puede producir de 6 a 7 veces más energía eléctrica y la misma energía térmica• La energía eléctrica excedente se puede aprovechar mediante un esquema de autoabasto o para venta• Inversión en planta eléctrica y subestación
Energías como:
• Solar (fotovoltaica y térmica)
• Cogeneración eficiente
• Minihidráulica
• Celdas de combustible
Pueden ser utilizadas en la industria para abastecer electricidad
• De acuerdo a la Ley de la Industria Eléctrica (LIE) y la Ley de Transición Energética (LTE) se consideran energías limpias:– Eólica
– Solar: Fotovoltaica y Termosolar
– Las de los océanos
– Nuclear
– Hidráulica: ciadas de agua y minihidráulica
– Cogeneración eficiente
– Las que utilicen el H2 como combustible
– Celdas de combustible
– Biomasa y biocombustibles
– Geotérmica
Energías limpias
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Proyectos del INEEL relacionados a eficiencia energética
• Políticas públicas– Programa del horario de verano
– Participación en comités y desarrollo de la normatividad para mejorar la eficiencia de:
• Refrigeradores
• Bombas de agua (domésticas, sumergibles y de pozo profundo)
• Luminarias para alumbrado
• Alumbrado para edificios
• Eficiencia energética– Diagnósticos energéticos térmicos y eléctricos
• Instalaciones industriales de PEMEX
• Centrales generadoras de CFE
• Empresas privadas
• Cogeneración– Medición para la certificación de cogeneración eficiente (autorizado por la CRE)
– Definición del potencial de Cogeneración de PEMEX
– Apoyo a PEMEX en su estrategia de cogeneración
– Términos de referencia del proyecto de Nuevo Pemex
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Conclusiones
• En la industria, implementar Sistemas para la Gestión de Energía permite:– Contar con recursos adicionales para los procesos sustantivos
– Mejorar la competitividad de las empresas
– Reducir la huella de carbono
– En el caso mexicano, para optimizar el uso de la electricidad y planear mejor su incursión al mercado eléctrico
– Incursionar en sistemas propios para generación limpia
• La eficiencia energética es un medio importante para lograr una contribución significativa en la reducción del GEI
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Gracias por su atención
Manuel Fernández Montiel
Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL)
