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COGENERACIÓN
¡El momento de usar la energía eficientemente es ahora!

Cada día consumimos más y más recursos energéticos valiosos y, si bien las energías renovables van cada día aumentando su participación en la matriz energética, estas todavía no son capaces de reemplazar los combustibles fósiles, cada vez más costosos y generadores de altas cantidades de CO2. Justo aquí es donde debemos pensar en cómo usar la energía de forma eficiente y, en ese sentido, la cogeneración es una de las alternativas que más beneficios tiene.

Una de las razones por las que el gobierno de Alemania apoya al Ministerio de Energía de Chile y a la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) en el fomento de la cogeneración, es justamente limitar los efectos negativos para el clima a través de la promoción de la cogeneración, sobre todo en el sector industrial.

La cogeneración genera energía eléctrica y térmica en un solo proceso a partir de un mismo combustible, o fuente de energía primaria, con eficiencias que, en promedio, llegan hasta el 90% en el uso del combustible. Esto permite generar competitividad en el mercado, ya que reduce los costos de producción, además de contribuir a la disminución de las emisiones a nivel nacional.


Algunas de las aplicaciones de la cogeneración

Calefacción y agua caliente en edificios, villas o condominios. Últimamente el término “calefacción distrital” –en el que la cogeneración tiene un espacio importante– es cada vez más mencionado. Proveer de calor y electricidad a un complejo habitacional o de oficinas es posible con un sistema de cogeneración, entregando flexibilidad a los usuarios, y permitiéndoles ahorrar dinero y, además, colaborar con el medioambiente reduciendo el CO2 a través de una generación descentralizada.

Cogeneración + frío = Trigeneración. La cogeneración no solo puede proveer de electricidad y calor, sino que también se puede adicionar al sistema un chiller de absorción y generar frío a partir del calor. Esto sirve, por ejemplo, para entregar aire acondicionado en hospitales, hoteles, oficinas y en algunos sectores industriales. Cuando se utiliza el calor para la generación de frío, aparte de ahorrar y reducir emisiones, se logra reducir costos de mantenimiento ya que los chillers no tienen componentes mecánicos y la vida del módulo de cogeneración puede ser mayor.

Cogeneración con biogás. Las energías renovables se abren paso rápidamente en nuestro país. Las más conocidas son, sin duda, la energía solar, eólica e hidráulica. También juega un papel importante la energía proveniente de los desechos orgá- nicos para la producción de biogás, y una forma inteligente de usarla es a través de plantas de cogeneración. El biogás tiene muchas ventajas: puede ser almacenado, es fácil de transportar, es ideal para utilizarse en unidades de cogeneración con un alto grado de eficiencia, y es visto como una de nuestras fuentes energéticas del futuro.


¿Qué considerar para pensar en cogeneración?

Si se piensa en integrar un sistema de cogeneración en instalaciones existentes, lo primero será realizar mediciones. Se debe medir y registrar tanto la potencia eléctrica como la potencia demandada y promedio horario, así como también la demanda de combustible (el consumo de gas). Asimismo, se deben analizar los procesos, la distribución de los mismos y el tipo de proceso, teniendo claros los patrones de consumo y elaborar los perfiles típicos de las cargas (anual, mensual y diario), tanto para electricidad como para la energía térmica y frío. Con la información sobre las demandas máximas (kW), las demandas promedio (kW), el consumo anual (kWh/ año) y las curvas de demanda, se puede dar un próximo paso.

Con las curvas obtenidas, se podrá hacer una correlación entre la demanda eléctrica, la térmica y una variable, ya sea de producción o de temperaturas, según el tipo de proceso. Una vez conocida la duración de los consumos de energía, los peaks de consumo y la frecuencia de las demandas en horas al año, se puede tener una noción clara para un correcto dimensionamiento del cogenerador.


Recomendaciones

• Selección de tecnología y el tamaño: se obtiene con la relación demanda eléctrica/ térmica y perfil de demandas.

• Verificar la disponibilidad de combustibles y de una infraestructura energética. Es necesario, pues existe posibilidad de que haya que cambiar de combustible o modificar las instalaciones para dar suministro al cogenerador.

• Horas de operación: determinando la línea base de carga óptima aprovechando al máximo las horas de operación durante el período de vida del proyecto, minimizando el costo específico por kWh de energía producida. En general, se sugiere al menos 5.000 horas de demanda anual.

• Espacio: se debe verificar el disponer de espacio físico para la instalación del cogenerador, para el manejo de combustibles y residuos producidos, así como para realizar las mantenciones. La integración a la planta del usuario debe ser factible física y económicamente.

• Marco legal y normativa vigente: es necesario declarar las instalaciones a la SEC, de acuerdo a la reglamentación vigente.

Los enfoques para el dimensionamiento pueden estar basados en mínimas cargas internas térmicas y /o eléctricas.


Lo siguiente es tener en cuenta los factores económicos de un proyecto de cogeneración, como son: los costos de inversión, costos de combustibles, costos de operación y mantenimiento, y finalmente los ingresos y ahorros energéticos. En cuanto a las conexiones eléctricas y térmicas, las distancias siempre deben tratar de ser minimizadas.

En cuanto a las conexiones térmicas, se debe tener especial cuidado con los diá- metros de tuberías para ahorrar consumo eléctrico por efecto de bombeo, verificar la calidad del agua y, en lo posible, utilizar intercambiadores de calor, separando así los circuitos de generación y el de distribución.


Por Cecilia Figueroa B., Coordinadora Proyecto de Cogeneración en la Industria y el Comercio de la GIZ en Chile.
cecilia.figueroa@giz.de
Noviembre 2017
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