Red de calefacción centralizada alimentada con biomasa en

ÁREA ENERGÍAS RENOVABLES
ENERGÍA DE
LA BIOMASA
Red de calefacción centralizada
alimentada con biomasa en Cuéllar
CARLOS ALBERTO FERNÁNDEZ
Responsable de Proyectos
Dpto. de Centrales Termoeléctricas
Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía
ÁREA ENERGÍAS RENOVABLES
ENERGÍA DE
LA BIOMASA
INDICE
0. ¿Qué es una red de calefacción
centralizada?
1. Ventajas de los sistemas de calefacción
centralizada
2. Ejemplos de redes de calefacción
3. ¿Cómo funciona el sistema centralizado?
4. Principales parámetros
5. Facturación del sistema de calefacción
6. Red de calefacción centralizada de Cuéllar.
Cuéllar.
Descripción
7. Conclusiones
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¿ Qué es una red de calefacción centralizada ?
·
·
Una red de calefacción centralizada (district heating, en inglés) es un sistema
dedicado al suministro de calefacción y agua caliente a distintos edificios a
partir de una planta central. El calor producido en dicha planta se entrega a
los usuarios para su consumo mediante un sistema de doble tubería.
El siguiente esquema muestra los principales elementos del sistema.
usuarios
central
térmica
red de
distribución
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Ventajas de los sistemas de calefacción centralizada
·
Los sistemas de calefacción centralizada suministran la energía al usuario
directamente, evitándole la necesidad de manipular (con los consiguientes
problemas de seguridad y suciedad) y almacenar combustibles (mejorando la
seguridad para el caso de combustibles altamente inflamables).
·
Además, de esta forma, se evita la supervisión de las calderas y las
necesidades de recargas periódicas, mejorándose en conjunto la eficiencia de
los propios sistemas del usuario.
·
Se evitan los problemas asociados a la falta de rendimiento en calderas
antiguas o la necesidad de controlar la calidad y cantidad de los suministros.
· El método de operación planteado no va a afectar a las instalaciones actuales
de los usuarios, que permanecen en la situación actual, pudiendo utilizarlas en
cualquier momento.
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Ventajas de los sistemas de calefacción centralizada
La biomasa (que en este caso son los residuos procedentes de las actividades de
limpieza de los montes), es una fuente energética renovable que:
·· Es autóctona, empleándose recursos procedentes del entorno en el cual se
consume.
·· No está afectada por conmociones de la escena internacional, como
ocurre por ejemplo con el petróleo o el gas.
·· Al ser renovable no está afectada por la limitación en el tiempo de las
fuentes convencionales.
·· Presenta ventajas de índole social, relacionadas con la creación de nuevas
actividades económicas en el entorno y la mejora de rentas.
·· Desde el punto de vista medioambiental se evita la utilización de fuentes
contaminantes.
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Ventajas de los sistemas de
calefacción centralizada
· Una de las ventajas más
importantes de los sistemas de
calefacción centralizada frente a
los sistemas convencionales es su
menor coste para los usuarios.
situación actual
sistema centralizado
coste del servicio
·
En este caso, la reducción de
costes prevista es del 10% del
recibo actual.
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Ejemplos de Redes de Calefacción
Los
sistemas
de
calefacción
centralizada
varían
extraordinariamente tanto en las fuentes energéticas utilizadas
como en el tamaño, pudiendo ir desde redes que abarcan un
pequeño número de casas hasta otras que cubren áreas
metropolitanas completas. A continuación se describen
algunas características de redes de calefacción en Europa.
En conjunto, los países europeos disponen de una longitud en
redes de distribución de calefacción de más de 70.000
kilómetros.
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Ejemplos de Redes de Calefacción
En Odense (Dinamarca) la primera red
de calefacción se estableció en 1920,
habiendo
evolucionado
hasta
la
actualidad, en la que presenta una
longitud de conducciones de 1.500 km,
con más de 50.000 puntos de consumo y
cubriendo el 95% de las necesidades de
la ciudad.
La región Oriental de Berlín (Alemania)
dispone de una red de calefacción que
comenzó a instalarse en 1960 y
actualmente dispone de más de 529 km.
de conducciones.
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Ejemplos de Redes de Calefacción
París (Francia) dispone de la red más
extensa de Europa, para el suministro
de calefacción mediante vapor hasta
280ºC, con una longitud de tuberías de
335 kilómetros, dando servicio a más
de
un
millón
de
habitantes,
aprovechando la energía procedente de
la incineración de R.S.U.
La planta de Arbesthal (Austria) da
servicio a 108 viviendas en el centro de
la localidad, con una red de 4,5 km de
longitud. Los combustibles utilizados
son residuos procedentes del cultivo y
proceso del girasol.
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Ejemplos de Redes de Calefacción
La central de calefacción de la
localidad de Corte, en la isla de
Córcega (Francia), se alimenta a
partir de residuos forestales y presta
servicio a un total de 14 locales
públicos mediante una red.
La localidad de Ferrara (Italia), cuenta
con un sistema de calefacción
alimentado con fuentes geotérmicas
que suministra a 12.000 usuarios a
partir de una red de 12 km. de
longitud.
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¿Cómo funciona el sistema centralizado?
El sistema centralizado implantado en Cuéllar tiene los siguientes elementos:
· Central Térmica, alimentada con biomasa
· Red de distribución, que está formada por tuberías de ida y retorno y que
transportan el agua calentada en la central térmica a los puntos de consumo
· Sistemas de interconexión de la red de calefacción con los elementos de
consumo del usuario
La Central Térmica utiliza como combustible la biomasa forestal (cortezas o
maderas no utilizables para otras aplicaciones). Este combustible se introduce en
los hogares mediante sistemas automáticos controlados según el régimen de
operación en cada momento
La central térmica está provista de una caldera de 4.500.000 kcal/h y una segunda
caldera auxiliar de 600.000 kcal/h. Además dispone de elementos de control,
sistemas de depuración de humos, etc
Mediante un grupo de bombas el agua caliente procedente de la caldera se
introduce en la red a una temperatura de 85º-90º
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¿Cómo funciona el sistema centralizado?
La red está formada por un sistema doble de tuberías preaisladas de diferentes
diámetros, adecuados a las necesidades de cada punto de consumo. Las tuberías
que transportan el agua caliente se denominan de ida y las que vuelven a la
central, retorno.
Las tuberías están calorifugadas para evitar las pérdidas de calor. Asimismo la red
cuenta con un conjunto de válvulas para asegurar las condiciones del suministro.
Todos los usuarios se conectan a red en paralelo, disponiendo de las mismas
condiciones de suministro.
Desde un punto próximo a los sistemas del usuario se tiende una acometida de la
red, que mediante intercambiadores de calor termosoldados se asocia (sin que
exista intercambio de fluido, ni por lo tanto de presión) a los equipos de consumo
del usuario (calefacción y/o agua caliente). Además se dota a la instalación de
sistemas de control y medida de los consumos.
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¿Cómo funciona el sistema centralizado?
· El sistema de operación mantiene la temperatura de la red a 90º C las 24 horas del
día para satisfacer las necesidades de los usuarios cuando éstas se presenten.
· Al funcionar de un modo automatizado son los consumos del usuario los que
controlan la puesta en marcha de los diferentes elementos de la Central Térmica,
mediante la alteración de las condiciones de la red.
el usuario realiza
un consumo
usuario
automáticamente, la
temperatura de retorno del
agua de la red baja
red de
distribución
la central detecta el consumo
y de modo automático
se pone en marcha
central
térmica
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Principales parámetros relativos a una red de calefacción
centralizada alimentada con biomasa
Potencia bruta (kcal/h)
Rendimiento transformación
Rendimiento transporte
Vida útil (años)
Biomasa consumida (t/año)
Costes de explotación
Inversión
Producción energética bruta
4.500.000
60,0%
95,0%
20
2.800
108,55 Euros/tep 85.644,22 Euros/año
26,71 cent/(kcal/h) 1.202.024,21 Euros
789 tep/año
Fuente: Plan de Fomento de las Energías Renovables en España
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Facturación del sistema de calefacción
Los servicios de calefacción y ACS se facturan de dos maneras diferentes:
USUARIOS COLECTIVOS
- Facturación por Contrata, con las siguientes características:
· Cuota anual para calefacción, con incrementos o disminuciones de coste
en función de los días de servicio. En principio se realizará un servicio de
calefacción de 8 horas diarias durante un periodo de 7 meses.
· Cuota anual para producción de agua caliente establecida para cada
comunidad en función del número de litros consumidos.
USUARIOS INDIVIDUALES
- Se establece un precio por unidad energética cedida por la instalación a los
equipos del usuario, disponiendo éste de la energía de la red en cualquier
momento.
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Red de calefacción centralizada
de Cuéllar. Descripción
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Desarrollo del proyecto
Red de calefacción centralizada
de Cuéllar. Descripción
Contrato
Cuentas en
participación
EREN
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Esquema de gestión
Contrato F.P.T.
IDAE
Contrato de suministro
de equipos
Seguimiento del proyecto
SUMINISTRADORES
Contrato de
Aportación de
Servicio
IDAE
UNIV. VALLADOLID
AYTO.
Contrato
Suministro
calefacción y
ACS
USUARIOS
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Red de calefacción centralizada
de Cuéllar. Descripción
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SOLUCIÓN TÉCNICA Y FINANCIERA
INTEGRADA
IDAE REALIZA DIRECTAMENTE LA
INVERSIÓN CON SUS PROPIOS
RECURSOS
LA RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN
SE CONSIGUE MEDIANTE LOS
AHORROS INDUCIDOS O LA ENERGÍA
GENERADA
FINALIZADA LA PRESENCIA DEL IDAE,
LA INSTALACIÓN PASA A SER
PROPIEDAD DEL USUARIO
La Financiación Por Terceros
¿QUIÉNES PUEDEN OPTAR A LA
FPT?
PERSONAS FÍSICAS O JURÍDICAS DE
NATURALEZA PÚBLICA O PRIVADA
· PYMES
· GRAN EMPRESA
· INSTITUCIONES
· PARTICULARES
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Red de calefacción centralizada
de Cuéllar. Descripción
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Antecedentes del proyecto
1
Realización de estudios de viabilidad de redes de calefacción centralizada en 250
municipios (Enero de 1997)
2
Firma del convenio para la realización del anteproyecto (Abril de 1997)
3
Ultimar condiciones del suministro de energía a las Cooperativas de viviendas
(Diciembre de 1997)
4
Adjudicación del suministro de equipos (Junio de 1998)
5
Inicio de la puesta en marcha (Marzo de 1999)
6
Firma del Acta de Recepción Provisional (Septiembre de 1999)
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Red de calefacción centralizada de Cuéllar. Descripción
Parámetros económicos del proyecto
1.141.923 euros (190 Mpta)
INVERSIÓ N
Central de calefacción: 55%.
Red de distribución: 30%.
Conexión a usuarios: 15%.
EXPLOTACIÓ N
año 2001
Consumo actual gasóleo C (l/año): >400.000
Ingresos:
143.642
euros Gastos:
123.808 euros
RESULTADOS
Con una subvención del 29% la TIR del proyecto es de
aproximadamente el 4%
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Red de calefacción centralizada de Cuéllar. Descripción
Las principales cifras de las instalaciones son:
CONSUMO COMBUSTIBLE
RENDIMIENTO SISTEMA
POTENCIA TÉRMICA
CONDICIONES SUMINISTRO AGUA
CONDICIONES RETORNO AGUA
CAUDAL MEDIO
LONGITUD RED
2.300 t/año
(644 tep/año)
56,4 %
4’5 + 0’6 Gcal/h
85-90 ºC
75-80 ºC
201 m3/h
2.500 metros
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Red de calefacción centralizada de Cuéllar. Descripción
Esquema de la red
S
RE
A
I
L
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S
DA
EN
I
V
VI
POLIDEPORTIVO
CENTRAL TERMICA
CENTRO CULTURAL
COLEGIO
DE
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NI ETA
U
M PI
CO PRO
USUARIOS PUBLICOS
USUARIOS PRIVADOS
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retorno de calefacción
80ºC
Red de calefacción centralizada
de Cuéllar. Descripción
ida de calefacción
90ºC
a
ne
e
im
ch
La Central Térmica
caldera auxiliar
600.000 kcal/h
e o
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ida
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c
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sis
caldera principal
4.500.000 kcal/h
consumo biomasa 1’98 tm/h
caudal máximo: 212 m3/h
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Red de calefacción
centralizada de Cuéllar.
Descripción
intercambiador
para A.C.S.
La conexión con el
usuario
depósito
agua caliente
INSTALACIONES
PREEXISTENTES
caldera
gasóleo
intercambiador
para calefacción
tuberías red
de distribución
acometida
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Conclusiones
Mejora del servicio anterior dando más confort por menos
precio (reducción de un 10% en la tarifa del gasóleo C).
A ESCALA LOCAL
Suministra energía directamente, evitando la necesidad de
almacenar combustibles. Se evita la supervisión: Fácil
control del suministro.
Mejora del medio ambiente por evitarse el uso de fuentes
más contaminantes y por la obtención del combustible.
Los recursos económicos destinados al pago de la
calefacción permanecen dentro de la localidad,
aumentando su riqueza y creando empleo.
No está afectado por conmociones de
internacional, y es una energía renovable.
la
escena
A ESCALA GENERAL
Es autóctona, empleándose recursos del entorno en el cual
se consume.