Reforma Energetica su Aplicación y Avances, Jorge

ASOCIACIÓN MEXICANA DE ENERGÍA
• REFORMA ENERGÉTICA, SU APLICACIÓN
Y AVANCES.
• LA COGENERACIÓN DESPUÉS DE LA
REFORMA ENERGÉTICA
• ACAPULCO GRO. JUNIO 16, 2016
FECHAS RELEVANTES
• Diciembre de 2013, publicación de la Reforma Energética
• Agosto 2014, publicación de la Ley de la Industria
Eléctrica
• Septiembre de 2015, publicación de las Bases del
Mercado Eléctrico
• Publicación de valores de porteo de energía (costos de
transmisión) Septiembre 2015.
• Publicación Ley de Transición Energética, Diciembre 24,
2015
1
LA COGENERACIÓN Y LA INDUSTRIA
Desarrollo en la Industria y Prospectiva de Crecimiento
• De acuerdo al PRODESEN, se espera que a finales de la
presente administración el 25% de la energía consumida
en el País (5% más que en 2014) provenga de fuentes de
energía limpia que en términos de la Ley de la Industria
Eléctrica en vigor desde el pasado 11 de Agosto de 2014,
califican como tales: Las renovables (Solar, eólica,
hidroeléctrica, biogás y biomasa), la geotérmica, la
nuclear y la cogeneración eficiente.
• Éste valor relativo se incrementará a 35% hacia finales
del año 2014
• Lo anterior ofrece un futuro promisorio para los
esquemas de cogeneración eficiente.
2
ESQUEMA DE COGENERACIÓN
CON CALDERA Y TURBINA DE VAPOR
Combustóleo,
bagazo ó gas
natural
Aire
Vapor
Caldera
Agua
Turbina
de vapor
Vapor
Retorno de
condensado
Bomba
Proceso Industrial
Gen.
Energía
Eléctrica
ESQUEMA DE COGENERACIÓN CON APROVECHAMIENTO
DIRECTO DE LOS GASES DE ESCAPE DE UNA TURBINA DE GAS.
GAS
AIRE
Turbina de gas
Gen
Energía
Eléctrica
Gases
Temperatura °C
Calientes Flujo másico (TPH)
Agua de
repuesto
Caldera de
Recuperación de
calor
Vapor Saturado
Proceso Industrial
o sobrecalentado
Retorno de condensado
B
ESQUEMAS TÍPICOS DE CICLO ABIERTO, CICLO COMBINADO,
COGENERACIÓN Y TRIGENERACIÓN
Gas
Aire
Turbina de
gas
G
Energía
Eléctrica
Gases calientes
Agua de
repuesto
HRSG
Ciclo abierto
Eficiencias de
30 @ 40%*
Caldera de recuperación de calor
Vapor
Turbina
de vapor
G
Energía
Eléctrica
Vapor
B
Retorno de
condensado
Agua a temperatura
ambiente
Proceso
industrial
Vapor o agua caliente
Chiller de
absorción
Ciclo combinado
Eficiencias de
50 @ 59%
Cogeneración
Eficiencias de
65 @ 75%
Agua helada
Trigeneración
Eficiencias de
70 @ 85%
* En motores de combustión interna pueden llegar a 50%
PROSPECTIVA DE CRECIMIENTO
• De acuerdo con la Subsecretaría de Electricidad
de SENER, se espera un crecimiento de la oferta
de energía a base de esquemas de cogeneración
de 7533 MW en los próximos 15 años.
• Destacan por su importancia el crecimiento de las
cogeneraciones de PEMEX que será del orden de
los 6900 MW en refinerías y centros
procesadores de gas natural entre las que se
encuentran: Cangrejera, Morelos y Minatitlán
con 2000 MW de capacidad.
• Las inversiones requeridas por estas obras se
estiman en 7500 MDD.
6
PROSPECTIVA DE CRECIMIENTO
CONTINUACIÓN…
• Adicionalmente a las cifras antes mencionadas,
se espera un crecimiento significativo en
esquemas de cogeneración y trigeneración a ser
desarrollados en oficinas, hoteles, centros
comerciales, bancos, y tiendas departamentales
que manejan perecederos y que requieren de
sistemas de aire acondicionado operando 24 * 7
• Estos esquemas de trigeneración requerirán de
enfriadores por absorción para la obtención del
agua helada utilizada por los sistemas de
refrigeración y aire acondicionado
7
CRITERIOS DE DISEÑO
• En la actualidad se encuentran operando en el
País 3500 MW en esquemas de cogeneración de
los cuales 1900 son de PEMEX.
• Los criterios de diseño de los proyectos de
cogeneración, deben tomar en cuenta el nuevo
marco regulatorio.
• Diseños electric driven
• Diseños steam driven
8
 Diseños electric driven, se basan en satisfacer total o
parcialmente la carga eléctrica y parcialmente, en todos los
casos, la carga térmica,
 Con este criterio de diseño no se tiene el problema de excedentes
de potencia y energía que se tendrían que exportar a la red de
CFE, por lo que su financiación es más fácil.
Curva de duración de
carga
Energía comprada
A CFE
kW
Cogeneración operando en carga base
Horas
9
DISEÑO STEAM DRIVEN
• Un diseño steam driven, se basa en satisfacer al 100% la
carga térmica del cliente, lo cual significa un excedente
importante de potencia eléctrica que se tendrá que ofertar
al mercado, con la incertidumbre de precios lo cual hará
muy difícil la financiación de los proyectos, otra opción
es enviar los excedentes a clientes que se hayan registrado
como usuarios calificados con los que se tengan firmados
contratos bilaterales.
• Para ésta última opción, se deben tomar en cuenta los
valores de porteo publicados el pasado mes de
Septiembre por la CRE.
• Con éste criterio de diseño, se obtienen los valores más
altos de eficiencia total del ciclo así como las menores
emisiones a la atmósfera de gases de efecto invernadero. 10
DISEÑO STEAM DRIVEN CONTINUACIÓN
• La Reforma Energética y sus leyes
reglamentarias al permitir un mayor número de
actores en el proceso de generación y
comercialización de la energía eléctrica
incrementa la competencia lo cual redundará en
una reducción de costos y tarifas en beneficio de
los usuarios finales.
• De hecho, se puede afirmar que ese es el fin más
importante de la Reforma Energética.
• Lo anterior nos obliga a ser mejores en el diseño
de los esquemas de cogeneración sobre todo en lo
que se refiere a la parte térmica.
11
DISEÑO STEAM DRIVEN CONTINUACIÓN…
• Si bien las Bases del Mercado establecen que los proyectos de
cogeneración conectados al SEN están sujetos a las instrucciones de
despacho del CENACE, la base 3.3.16 habla de status no
despachable (must run) de ciertas instalaciones de cogeneración,
nucleoeléctricas y carboeléctricas.
• En la gráfica siguiente presentada por el Ing. Martín Vivar del
CENACE en el primer congreso de COGENERA MÉXICO, se
puede apreciar la evolución del despacho de cogeneración por tipo de
fuente y los ciclos combinados son los que más se despachan por
razones de eficiencia.
• Las cogeneraciones (sobre todo las eficientes) por razones obvias
debieran ser despachadas con mayor frecuencia que los ciclos
combinados.
12
Evolución del Despacho de Generación 1999-2015 [GWh]
Turbogás, Diésel, Biomasa, Biogás, Fotovoltaica
Geotérmica
Nuclear
Carbón
Vapor
Hidroeléctrica
Ciclo Combinado
Eólica
DATOS SOBRE COGENERACIONES DE PEMEX
INSTALACIÓN
MW MW
total local
MW
Exp.
VAPOR
TPH
CO2
menos
Empl.
Adic.
CACTUS
650
30
620
500
1.9 M
1900
TULA
600
262
338
1200
1.7 M
1800
CADEREYTA
600
100
500
1100
1.7 M
1700
SALINA CRUZ
520
120
400
900
1.8 M
1800
TOTAL
2370 512
1858
3700
7.1 M
7200
14
DISEÑO STEAM DRIVEN CONTINUACIÓN…
• En los casos en que el CENACE tenga mejores ofertas de
precio de energía en $/kWh, debido por ejemplo, a
excedentes de agua en presas que hay necesidad de
turbinar, existe la posibilidad de paro en los esquemas de
cogeneración con los consecuentes problemas derivados
de la falta de suministro de vapor al usuario de este
fluido.
• En virtud de lo anterior, es deseable diseñar los esquemas
de cogeneración considerando un respaldo frío, tibio o
caliente usando las calderas del cliente (dependiendo de
su sensibilidad al suministro de vapor) e inclusive
considerar sistemas de alimentación de aire fresco y un
quemador secundario en el HRSG para hacer trabajar éste
como una caldera convencional en caso de un paro de la
turbina de gas.
15