S.Gil UNSAM - ENARGAS

UNSAM 2014

Eficiencia energética, un camino sustentable hacia el

autoabastecimiento

Eficiencia energética, un camino sustentable hacia el autoabastecimiento

El gas en Argentina Uso eficiente de la energía y el gas en Argentina – Residencial+Com.+Ofic. Calentamiento de agua Etiquetado y equipos híbridos Calefacción de interiores-Termostatos Conclusiones

UNSAM 2014

Consumo de Gas Natural

Residencial 24%

Com+EO 5%

Industrial 31%

Centrales Electr.

33%

GNC 7%

Consumo de Gas Nat - Año=2009

Hidráulica 4%

Nuclear 3%

Gas Natural 49%

Petroleo 37%

Otros(leña, carb) 5%

Import 2%

Producción de Energía Primaria Año=2009

S. Gil -UNSAM 2014

El Gas Natural es el principal insumo de

nuestra matriz energética con una participación

cercana al 50%

UNSAM 2014

Acondicionamiento térmico de interiores

Aproximadamente el 18% (igual 58% del 31%) del total de la energía se utiliza en acondicionamiento térmico de ambientes (calefacción y aire acondicionado).

S. Gil -UNSAM 2014

Residencial

27%

Com+EO 4%

Industrial 29%

Centrales Eléctricas

34%

GNC 6%

Consumo de gas natural - Año=2013

50

60

70

80

90

100

110

120

130

1990 1995 2000 2005 2010 2015C

onsu

mo

[Mill

ones

[m3 /

día]

Año

Consumo de gas en Argentina

Crecimiento ≈ 3% cada ≈ 20 años se duplica

6

Consumo de gas natural (GN) En aproximadamente 14 años duplicamos nuestro

consumo de GN

Gas Natural - Argentina

50

75

100

125

150

175

1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015

Q M

ill. M

3/d

Producción

Consumo (picos)

Proyección

Import.

Dependemos fuertemente de la importación de gas !!!

145 Mill. m3/día

S. Gil -UNSAM 2014

Importaciones de Gas

S. Gil -UNSAM 2014

Costo (Mill. U$S) = 1304,8*Año - 375,93

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Mill

ones

U$S

/año

Importación Gas0

10

20

30

40

2009 2010 2011 2012 2013

Mill

ones

m3 /

día

Importación Gas35 Mill. m3/d

Características del consumo Residencial, Comercial y Oficial - RA

En lo que sigue, nos concentraremos en

Consumos Termo-dependientes

Residencial

Comercial

Entes Oficiales S. Gil -UNSAM 2014

30% del consumo de gas

Características del consumo Residencial (R)

Consumo específico El consumo (R) diario por usuario, tiene un comportamiento muy similar y regular en casi todo el país. 51% calefacción y (49%) es el consumo base.

S. Gil -UNSAM 2014

02468

101214

- 5 10 15 20 25 30

Con

sum

o es

pecí

fico

R [

m3/

d]

Temperatura efectiva media mensual [°C]

Zona central y norte del País 1993-2011

Consumo R

Consumo Base

Calefacción ≈ 51%

Consumo base ≈ 49%

S. Gil -UNSAM 2014

Consumo residencial de gas natural

012345678

ene-

11

feb-

11

mar

-11

abr-

11

may

-11

jun-

11

jul-1

1

ago-

11

sep-

11

oct-1

1

nov-

11

dic-

11

Con

sum

o (m

3 /día

)

mes

Consumo medio

Base(m3/d) Cal(m3/d)

Calefacción =50 %

Base=50 %

Consumo de gas residencial

S. Gil -UNSAM 2014

0

50

100

150

200

250

300

Ene

ro

Febr

ero

Mar

zo

Abr

il

May

o

Juni

o

Julio

Ago

sto

Set

iem

bre

Oct

ubre

Nov

ienb

re

Dic

iem

breC

onsu

mo.

(m3/

mes

)

mes

Consumo Residencial Año=2007 Calefac.(m3/mes)

Base(m3/mes)

Base=49.7%

Calef.=50.2%

0

50

100

150

200

250

300

Ene

ro

Febr

ero

Mar

zo

Abr

il

May

o

Juni

o

Julio

Ago

sto

Set

iem

bre

Oct

ubre

Nov

ienb

re

Dic

iem

breC

onsu

mo.

(m3/

mes

)

mes

Consumo Residencial Año=2007

Calefac.(m3/mes)

Base(m3/mes)

Base=47.4%

Calef.=52.5%

Aprox imadamente

Consumo Calefacción 52% Calentamiento de agua y cocción 47% = Consumo base

≈ 2 m 3/ día

Consumo base Base 2 m3

Cocción 0,5 m3

Calentamiento Agua 1 m3

Cons. Pasivo (Piloto) 0,5 m3

Piloto: 0,5 m3/d x 10 Millones= = 5.5 Millones de m3 (Eq.)/día=2,3 GWT ≈ 1,2 GWe

Usuarios de Gas Natural 7.7 millones Usuarios de GLP

3.5 millones Usuarios totales 11 millones

Comparable la energía que Atucha 1+Embase

O ¼ de las Importaciones

S. Gil -UNSAM 2014

Cocción; 25%

Agua caliente;

50%

Pasivo; 25%

Consumo base 2 m3/día

S. Gil - Nov.2013 PIUBAES

NAG 313 – Los consumos pasivos están incluidos

equigaspil

equiglob QQ /11

+⋅=ηη

η0 = Eficiencia asociada al quemador solamente (convencional) ηGlob= Eficiencia global asociada al quemador y el piloto Esta expresión relaciona ambas eficiencias y es lo que se intenta validar experimentalmente a través de ensayos.

)()(

)( kcalQkcalQ

globgas

aguaglob =η

Pilotoequipo

gasglob

gas QQQ += )()(

gasgas

aguaaguaequiagua

equi VHTmC

QQ

gas⋅

∆⋅⋅==η

Eficiencia de calefones –En el calculo de la eficiencia TODOS los consumos.

Clase de eficiencia energética

Rendimiento η (*)

(%) A

B

C

D

E

F

G

Sin Piloto Con Piloto 100% 66.2% 90% 59.6% 80% 53.0% 70% 46.4% 60% 39.7%

)/(019.111

30

0 dmPpasg ⋅⋅+

=η

ηη

.

Con Piloto S. Gil - Nov.2013 PIUBAES

TERMOTANQUES

Aquí el ahorro proviene de mejoras en las aislación térmica del tanque. Potenciales ahorros: al menos 0,5 m3/día

S. Gil -UNSAM 2014

16

Calefones sin Piloto Existen en el mercado

modelos que poseen encendido electrónico que elimina el piloto Costo del orden de 20 U$S Costo de mercado 400 U$S Diferencia de costo 100 U$S

S. Gil -UNSAM 2014

Calentamiento de agua sanitaria Un panel solar de 3,5 m2 de área, la energía solar equivale ≈1,5 m3 /día Toda el agua caliente de una familia tipo

Con un sistema híbrido, ahorros de ≈ 1 m3/día En 10 años el ahorro sería de 3 650 m3 (GN) x 0,6 U$S/m3 ≈ 2 160 U$S Aptas para zonas con población dispersa.

S. Gil -UNSAM 2014

UNSAM 2014

Economizadores de agua o aireadores

Costo en Amazon : 10 a 20 U$S Ahorran entre el 30% a 60% de agua.

Se usan en EE.UU., EU, Canadá, Japón, etc.

S. Gil -UNSAM 2014

Programa de recambio de equipos de calentamiento de agua.

Auspiciado por el estado nacional

Se subsidia a usuarios residenciales a cambiar: 11 millones de equipos

Calefón o termotanques ( medio 400 U$S/Usuario) O Solar Híbrido (Subsidio medio 1100 U$S/usuario ) + Economizadores de agua (25 U$S / usuario) Duración del plan: 10 años – Reemplazo total

S. Gil -UNSAM 2014

Escenario 1: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación

0,000,020,040,060,080,100,12

0 5 10 15

Inve

rsió

n

Años

Arranque

Duración del programa = 10

5

10

15

20

25

30

35

40

1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029

Cons

umo

Med

io [M

ill. m

3/d]

Año

Programa de recambio de equipos de calentam. de agua

Modelo BAU

Modelo URE

Proporción de equip. solares=0 %

Porcent. ahorro de agua 0 %

S. Gil -UNSAM 2014

Escenario 1: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación

02004006008001.0001.2001.4001.6001.800

5

10

15

20

25

30

35

40

1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029

Mill

ones

de

U$S

Cons

umo

med

io [M

ill. m

3/d]

Año

Programa de recambio de equipos de calentam. de agua

Ahorro neto =12,1 Mil Mill. U$S en 15 años

Inversión

Modelo BAU

Modelo UREE

Ahorro

En cuatro años se recupera la inversión. 12.1 GU$S

S. Gil -UNSAM 2014

Escenario 2: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación + Economizadores

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

5

10

15

20

25

30

35

40

1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029

Mill

ones

de

U$S

Cons

umo

med

io [M

ill. m

3/d]

Año

Programa de recambio de equipos de calentam. de agua

Ahorro neto =20,1 Mil Mill. U$S en 15 años

Inversión

Modelo BAU

Modelo UREE

Ahorro

Proporción de equip. solares=0 %

Porcent. ahorro de agua 25 %

En tres años se recupera la inversión. 20.1 GU$S

S. Gil -UNSAM 2014

Escenario 3: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación + Economizadores

En dos años se recupera la inversión. 23,4 GU$S

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

5

10

15

20

25

30

35

40

1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029

Mill

ones

de

U$S

Cons

umo

med

io [M

ill. m

3/d]

Año

Programa de recambio de equipos de calentam. de agua

Ahorro neto =23,4 Mil Mill. U$S en 15 años

Inversión

Modelo BAU

Modelo UREE

Ahorro

Proporción de equip. solares=0 %

Porcent. ahorro de agua 25 %

Ahorro neto =23,4 Mil Mill. U$S en 15 años

Inversión

Modelo BAU

Modelo UREE

Ahorro

Proporción de equip. solares=0 %

Porcent. ahorro de agua 35 %

S. Gil -UNSAM 2014

Escenario 5: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación +

Economizadores+ Solares Híbridos (65%)

En tres años se recupera la inversión. 21.9 GU$S

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

5

10

15

20

25

30

35

40

1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029

Mill

ones

de

U$S

Cons

umo

med

io [M

ill. m

3/d]

Año

Programa de recambio de equipos de calentam. de agua

Ahorro neto =21,9 Mil Mill. U$S en 15 años

Inversión

Modelo BAU

Modelo UREE

Ahorro

Proporción de equip. solares=0 %

Porcent. ahorro de agua 25 %

Ahorro neto =21,9 Mil Mill. U$S en 15 años

Inversión

Modelo BAU

Modelo UREE

Ahorro

Proporción de equip. solares=25 %

Porcent. ahorro de agua 25 %

S. Gil -UNSAM 2014

Escenario 6: Equipos Clase A Sin piloto o mejor aislación +

Economizadores+ Solares Híbridos

En tres años se recupera la inversión. 25.3 GU$S

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

5

10

15

20

25

30

35

40

1994 1999 2004 2009 2014 2019 2024 2029

Mill

ones

de

U$S

Cons

umo

med

io [M

ill. m

3/d]

Año

Programa de recambio de equipos de calentam. de agua

Ahorro neto =25,3 Mil Mill. U$S en 15 años

Inversión

Modelo BAU

Modelo UREE

Ahorro

Proporción de equip. solares=0 %

Porcent. ahorro de agua 25 %

Ahorro neto =25,3 Mil Mill. U$S en 15 años

Inversión

Modelo BAU

Modelo UREE

Ahorro

Proporción de equip. solares=35 %

Porcent. ahorro de agua 35 %

Ahorro en Calefacción Aislación térmica de paredes, techo y aberturas Diseño bioclimático Ventilación controlada y la reducción de las infiltraciones de aire a través de grietas. Equipos de alta eficiencia, uso de bombas de calor Sistemas geotérmicos Ahorro por ajuste apropiado del termostato, disminuyendo un par de grados en invierno como incrementando su valor en verano. ETC

Consumo de gas para calefacción

Hipótesis, el consumo para calefacción es proporcional al Déficit Grado Día (DGD)

O sea el área entre la curva de temperatura efectiva (roja) y la temperatura de Ref. línea Verde

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T(ºC

)

Mes

GBA Año=2007 DGD_c=1026 DGD_r=902

DGD

Antecedentes

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T(ºC

)

Mes

Tref

Representación de la temperatura media diaria a la largo de un año, la línea horizontal, representa la temperatura de Tref=18ºC, la DGD_a viene dada por el área sombreada de esta gráfico.

DGD

Antecedentes

Variación del consumo específico residencial como función de la Deficiencia Grado Día (DGD_d). Ajuste a los datos de la zona centro-norte del país.

Se observa que consumo es proporcional a la DGD.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Con

sum

o es

pecí

fico

R [

m3/

d]

DGD (dia)

Q_R_espec(resto País)

Q_R_espec(BB)

Bajas temperaturas

Por qué el consumo es proporcional al la DGD?

S.Gil

Interior

A Temperatura Tref

Exterior

A Temperatura Texterior

Flujo calor

Envolvente

aDGDkQcal _⋅≈

( ) ( )ExtRefExtRef TTKTTlAk

dtdQP −⋅=−⋅

⋅−==

( )∑ −⋅=dias

iExtRefcal tTTKQ )(

Variación de Déficit Grado Día con la Temperatura de Referencia

0

500

1.000

1.500

2.000

15 16 17 18 19 20 21 22

Defic

it G

rado

Dia

(ºC.

d)

Temperatura de referencia (ºC)

Buenos Aires Calefacción 2013

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T(ºC

)

Mes

Tref

-60%

-40%

-20%

0%

20%

40%

60%

15 16 17 18 19 20 21

Ahor

ro %

Temperatura de referencia (ºC)

Buenos Aires Calefacción

10C10C

20 %20 %

Una variación de 1 0C equivale a 20% de variación en el consumo

Consumo es proporcional al DGD Podemos estimar el ahorro en función de la Temperatura de

Referencia En invierno, en los días más fríos (picos) el consumo de calefacción es de 50 Mill. m3/día. 10% de este consumo son 5 Mill. m3/día.

Experiencia Internacional

EE.UU. Y Gran Bretaña: “Have you ever heard that ‘reducing your thermostat setting by 1°C (1.8°F) can cut your heating bill by 10%.” Una variación de 1 0C equivale a 5% a 10% de variación en el consumo. Por qué difiere?

0

500

1.000

1.500

2.000

15 16 17 18 19 20 21 2

Defic

it G

rado

Dia

(ºC.

d)

Temperatura de referencia (ºC)

Buenos Aires Calefacción 2013

y = 355,4x - 2861R² = 0,9997

01.0002.0003.0004.0005.0006.000

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Defic

it G

rado

Dia

(ºC.

d)

Temperatura de refeencia (ºC)

Bariloche

2006

Lineal (2006)

-5

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T(ºC

)

Mes

Bariloche Año=2006 DGD_c=3514, DGD_r=0

Variación del DGD con la Temperatura de Referencia Bariloche

Consumo es proporcional al DGD Podemos estimar el ahorro en función de la Temperatura de

Referencia

-30%

-20%

-10%

0%

10%

20%

30%

15 16 17 18 19 20 21 22

Ahor

ro %

Temperatura de referencia (ºC)

Bariloche

10%

10%

1ºC 1ºC

Una variación de 1 0C equivale a 10% de variación en el consumo

Coincidente con la experiencia internacional

Zonas frías y templadas

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T(ºC

)

Mes

GBA Año=2007 DGD_c=1026 DGD_r=902

-5

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T(ºC

)

Mes

Bariloche Año=2006 DGD_c=3514, DGD_r=9,75

Conclusión Por cada grado que se aumenta la

temperatura de seteo de la calefacción el consumo aumenta en 10 % al 20%

Sería importante hacer una estudio de “campo” Intervenir en uno o más edificios (Públicos?), y monitorear el consumos de calefacción y refrigeración, a lo largo de 1 año con variaciones en el seto de los termostatos.

De comprobarse cierto estas predicciones, incorporar en la normativa la obligatoriedad de termostatos en artefactos y edificios.

Educar a los usuarios a un uso eficiente de los mismos

S. Gil -UNSAM 2014 38

Conclusiones No subsidiar el consumo, si la eficiencia Un programa de recambio de equipos de

calentamiento de agua se amortiza en 2 o 3 años y a lo largo de su vida útil genera ahorros muy significativos en importación. Promover y educar a los usuarios en el uso

responsable de la energía Hacer mandatorio el etiquetado artefactos y

viviendas. Bajar el costo de la eficiencia. Importancia de los termostatos Invertir más en el desarrollo e investigación

en eficiencia energética.

Posibilidades de ahorro de gas

Acciones Potencial Ahorro

Implementación parcial (≈50%)

[Mm3/día]

Implementación completa

[Mm3/día] Mejora en el aislamiento térmico de viviendas. 10 20 Eliminación de pilotos en calefones y mejora en eficiencia en termotanque

1,5 3 Promover un uso racional en el Sur de la Argentina 2 4 Etiquetado y estimulo al ahorro 1 1.5* Calefactores híbridos

Solar -gas 2,5 5 *

TOTAL(Millones m3/día) ≈ 17 ≈ 33

Comparable a las importaciones de gas

0

10

20

30

40

2009 2010 2011 2012 2013

Mill

ones

m3 /

día

Importación Gas 35 Mill. m3/d

S. Gil -UNSAM 2014

La energía más limpia y barata… es la que no se consume

S. Gil -UNSAM 2014

Muchas Gracias

UNSAM 2014

S. Gil - Marzo 2011 - UNSAM ENARGAS - GD - S.Gil 2010 42

Características de consumo Residencial en el sur

A una misma temperatura, el consumo por usuario

en el sur es el doble que en el resto del País

0

5

10

15

20

- 5 10 15 20 25 30Con

sum

o es

pecí

fico

R

[m3/

d]

Temparatura media mensual [°C]

Residencial -SUR Vs. Resto del País 1993-2012

Q_R_espec(sur)Q_R_esp(resto País)

Consumo residencial y Temperatura

La distribución de usuarios, sin factura mínima, en Argentina sigue una distribución log-normal.

02468

101214161820

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Con

sum

o es

pecí

fico

R [

m3 /d

]

DGD (día)

Q_R_espec(sur)

Q_R_espec(resto País)

Q_R_espec(BB)

Usuarios del sur

Usuarios centro-norte Bajas temparaturas

Usuarios de Bahía Blanca

R. Prieto- S.Gil Sep.2013 ELUREE

0

200

400

600

8000

500

1.00

0

1.50

0

2.00

0

2.50

0

3.00

0

3.50

0

4.00

0

4.50

0

5.00

0Cons

umo

Cal.[

kWh/

m2 .a

ño]

DGD [°C año]

Port

ugal

Espa

ña Fran

ciaAl

eman

iaIn

glat

erra

Suec

ia

Noru

ega

Sur Argentina

Fin de la presentación

Muchas Gracias

UNSAM 2014

Eficiencia Energética es una fuente de energía de bajo costo que no

contamina,

UNSAM 2014

Acondicionamiento térmico de interiores

Aproximadamente el 18% (igual 58% del 31%) del total de la energía se utiliza en acondicionamiento térmico de ambientes (calefacción y aire acondicionado).

Temperaturas Tierra - Buenos Aires

11

13

15

17

19

21

23

25

27

0 1 2 3 4 5 6

T (ºC

)

z (m)

T ≈ 18,2 ºC

T ≈ 19,8 ºCVerano (enero)

Invierno (julio)

Información inferida a partir de los datos medidos

47

A una profundidad ≈ 1 - 5 m, la T del suelo es muy próxima a la T de confort todo el año.

Vivienda con tubos enterrados Acondicionamiento Térmico

48

0

5

10

15

20

25

30

35

0 7 14 21 28 35 42 49

T (°C

)

t (días)

T_Entrada (°C)

T_Salida (°C)

T_Salida= 21,5 ± 1,5 °C

Experimento CasaE de BASF

T=25 ºC

T=18 ºC

Las temperaturas de salida del tubo están siempre en la zona de confort (18 ºC a 25 ºC)!!! 49 Referencia: www.lacasae.com.ar

Potenciales ahorros de Energía DGD_R, DGD_C y DGDtotal

Buenos Aires 2010 2011 2012 Promedio Porcentaje

DGD_R 259 205 289 251 21%

DGD_C 959 1000 951 970 79%

DGDtotal 1218 1205 1240 1221 100%

Exterior Tubos Factor de Ahorro

DGD_R 56 5,5 90%

DGD_C 1002 332 67%

DGDtotal 1058 338 68%

16/03/12 hasta 23/11/12

Calefacción

Refrigeración

Refrigeración Calefacción Ahorro

50

S. Gil - Dic.2013 UNC

Precios de la Energía en Argentina

Ref: Los precios del gas y la electricidad. Proyectos Energéticos, P. 14, Octubre 2013

Decreto 140/2007 Declaró de interés y prioridad nacional el uso

racional y eficiente de la energía y puso en vigencia el Programa Nacional de Uso Racional y Eficiente de la Energía (PRONURE).

Las acciones a desarrollar en el corto plazo es de iniciar las gestiones conducentes al establecimiento de un régimen de etiquetado de eficiencia energética para ser aplicados a la producción, importación y/o comercialización de equipos consumidores de energía.

UNSAM 2014

Decreto 140/2007 Etiquetado de Eficiencia Energética

Establecer niveles máximos de consumo

específico de energía, o mínimos de eficiencia energética, de máquinas y/o artefactos consumidores de energía fabricados y/o comercializados en el país, basado en indicadores técnicos pertinentes.

UNSAM 2014