manual cogeneracion

Manual de Cogeneración a pequeña escala y Microcogeneración en la pyme Pág. 1

Índice

0. Acerca de Enerpyme Renovables...............................................................2

1. Cogeneración a pequeña escala y microcogeneración en breve. ....................5

2. Objetivo y estructura del manual. .............................................................7

3. Cogeneración a pequeña escala y microcogeneración, dos tecnologías que pueden aportar grandes beneficios a las pymes. ................................................9

4. ¿Qué pymes pueden aplicar en sus procesos la cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración?......................................................................11

5. ¿Cómo son las plantas de cogeneración a pequeña escala y de microcogeneración? .....................................................................................12

5.1. Turbina de gas.......................................................................................................... 12

5.2. Motor de gas ............................................................................................................ 14

5.3. Turbina de vapor....................................................................................................... 15

5.4. Motor Stirling............................................................................................................ 16

5.5. Pilas de combustible .................................................................................................. 17

6. Regulación de la microcogeneración y cogeneración a pequeña escala. ........20

6.1. Legislación europea................................................................................................... 20

6.2. Legislación nacional ...............................................................................21

7. Caso real de aplicación de cogeneración a pequeña escala. Planta de cogeneración de 536 kWe en una fábrica de muebles. ......................................23

8. Necesidades de inversión y claves de rentabilidad en plantas de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración........................................25

8.1. Características de funcionamiento de la instalación........................................................ 25

8.2. Coste y características de los equipos .......................................................................... 25

8.3. Opciones de venta de la electricidad............................................................................ 26

8.4. Precio de los combustibles y de la electricidad .............................................................. 26

8.5. Costes de operación y mantenimiento.......................................................................... 27

8.6. Acceso a subvenciones............................................................................27

9. Ayudas y Subvenciones..........................................................................28

9.1. Línea ICO-IDEA......................................................................................................... 28

9.2. Ayudas y Subvenciones en Comunidades Autónomas..................................................... 30

10. Bibliografía. ..........................................................................................35


0. Acerca de Enerpyme Renovables

¿Qué es Enerpyme Renovables?

Enerpyme renovables (www.enerpyme.es) es un programa diseñado para

fomentar el uso de energías renovables (energía solar térmica y fotovoltaica) y

cogeneración a pequeña escala (sistema de generación de alta eficiencia) en las

pymes españolas.

El programa ha sido desarrollado por la Fundación Entorno-BCSD España

para lo que ha contado con la financiación del Ministerio de Medio Ambiente.

Enerpyme forma parte, además, de la Campaña Energía Sostenible para

Europa 2005-2008 auspiciada por la Comisión Europea (www.sustenergy.org).

¿A quién va dirigido Enerpyme Renovables?

Enerpyme renovables está dirigido a todas las pymes españolas que

incorporen procesos1 a los que se puede aplicar alguna de las tres tecnologías

energéticas en las que se centra el programa.

Estos procesos son, fundamentalmente, calentamiento de agua y otros

fluidos, generación de vapor, y secado. Esto, en principio, hace atractivo el

programa para los siguientes sectores.

Principales sectores a los que se dirige Enerpyme Renovables

Automóviles/Galvanizado (Baños de pretratamiento) Cárnico

Conservero Corcho Curtido Hotelero Lácteo

Maderero Papelero

Supermercados Textil

Tabla 1. Sectores de actividad a los que se dirige Enerpyme Renovables.

1 La energía solar fotovoltaica constituye una excepción en este sentido. La posibilidad de utilizarla para generar electricidad no depende del proceso industrial sino de otros factores como la disponibilidad de espacio (suelo, tejado) con buena orientación, conexión a la red cercana, etc.

www.enerpyme.es

www.sustenergy.org


¿Qué actuaciones se han desarrollado dentro de Enerpyme Renovables?

Dentro de Enerpyme Renovables se han desarrollado dos tipos de

actuaciones:

- Herramienta electrónica. Consiste en un programa informático de fácil

utilización gracias al cual cada pyme, mediante la introducción de sencillos

datos sobre su proceso e instalación, podrá conocer la viabilidad de

utilización de cada una de las tecnologías objeto del programa.

- Manuales de energías limpias. Se han elaborado manuales específicos

para cada una de las tecnologías objeto del programa. En ellos la pyme

encontrará información acerca de cómo aplicarlas en su proceso, elementos

de los que consta la instalación, explicación sobre las claves de la

rentabilidad en este tipo de instalaciones, normativa aplicable, principales

instaladores, subvenciones, etc.

¿Por qué es interesante Enerpyme Renovables para su instalación?

El consumo energético es una cuestión cada vez más importante en la

estructura de costes de las pymes de numerosos sectores.

A ello ha contribuido el ascenso y la volatilidad del precio de los combustibles

fósiles en el mercado internacional provocado, entre otras razones, por la

inestabilidad política de los países productores o el importante crecimiento de la

demanda.

Es muy posible que la persistencia de estos factores junto a los esfuerzos

internacionales para limitar las emisiones de CO2, responsables del cambio

climático, agudicen esta tendencia en el futuro.

Por ello, las fuentes de energía renovables y la cogeneración presentan cada

vez mayor interés, no sólo por su rentabilidad económica a medio plazo, sino por

limitar la dependencia de las empresas de combustibles fósiles de precio volátil.

Esta rentabilidad económica vendría dada por el ahorro en el consumo de

electricidad y combustibles que posibilitan. Además, en el caso de la solar

fotovoltaica y la cogeneración a pequeña escala/microcogeneración, existe la

posibilidad de vender a la red la electricidad excedentaria, obteniendo con ello un

ingreso.

Todas estas ventajas unidas al beneficio ambiental de estas tecnologías

(limitan las emisiones de CO2) explica su creciente aceptación.


Enerpyme Renovables acerca a la pyme española a esta nueva realidad. Los

manuales y la herramienta desarrollada no sólo les permitirán una primera toma

de contacto con los sistemas y la legislación implicados, sino realizar un primer

análisis de rentabilidad, básico para la toma de cualquier decisión.

Antecedentes de Enerpyme Renovables

La Fundación Entorno-BCSD España lanzó en 2006, con el apoyo del

Ministerio de Medio Ambiente, el programa “Enerpyme. Programa para la

mejora de la eficiencia energética en la pyme”.

Este programa se dirigió a las pymes de cinco sectores empresariales con un

consumo intensivo de energía y no afectadas por el Plan Nacional de Asignación

(granjas avícolas de puesta, invernaderos, instalaciones de fabricación de pan,

hoteles y supermercados). En él se desarrollaron herramientas electrónicas y

manuales específicos que, además de ayudar a las pymes de estos sectores a

conocer su potencial de mejora en eficiencia energética, les proporcionaba una

completa batería de medidas y buenas prácticas para lograr este objetivo.

Esta primera edición del programa incorporaba, además, un manual sobre

nuevas tecnologías que analizaba de forma somera la viabilidad de las energías

limpias (energía solar térmica, energía solar fotovoltaica y cogeneración a

pequeña escala/microcogeneración) en la pyme.

Dado el creciente estímulo que están recibiendo este tipo de tecnologías,

Enerpyme Renovables ha sido diseñado para avanzar en esta línea.


1. Cogeneración a pequeña escala y microcogeneración en breve.

La cogeneración consiste en la producción simultánea de energía eléctrica (o

mecánica) y calor, el cual puede ser utilizado en distintas formas2.

La cogeneración, por tanto, no es una tecnología en sí, sino más bien un

concepto (generación combinada) que puede ser llevado a la práctica a través de

distintas tecnologías (ver capítulo 5).

Si bien generalmente, las tecnologías que soportan procesos de cogeneración

no se basan en energías renovables, sí presentan una serie de características que

las hace económica y ambientalmente atractivas. No en vano, suelen ser

tecnologías convencionales (utilizan combustibles fósiles3) de generación

distribuida (la generación de energía se produce muy cerca del punto de consumo

final) y de alta eficiencia.

Precisamente al permitir una generación distribuida se eliminan las pérdidas

que se producirían en cables, devanados, transformadores, etc. de las redes de

transporte y de distribución de electricidad, las cuales podrían suponer (en el caso

de que los sistemas de transporte y distribución estén suficientemente

optimizados) hasta un 10% de la energía a la salida de las grandes centrales de

producción eléctrica.

Igualmente, la alta eficiencia de los procesos de cogeneración permite que

por cada unidad de energía primaria consumida (gas natural, fuel, etc.) se consiga

más energía final útil en forma de electricidad y calor que en las formas de

explotación tradicionales.

Así, mientras una central de ciclo combinado (grandes centrales de

generación modernas y de alto rendimiento) tiene un rendimiento del 55%, una

microcogeneración o cogeneración a pequeña escala alcanza rendimientos

superiores al 85 %, lo cual es posible gracias a que la cogeneración recupera calor

de gases de escape, de sistemas de refrigeración de los motores, etc. en una

forma útil para el proceso industrial, o incluso para otra empresa situada en las

proximidades.

2 La cogeneración a pequeña escala/ microcogeneración puede ser también utilizada para generar frío. En estos casos, el sistema de cogeneración deberá ser complementado con una máquina de absorción que será la que genere frío a partir del foco caliente de la cogeneración. 3 Algunos sectores como, por ejemplo, el de fabricación de celulosa han comenzado a utilizar en sus procesos de cogeneración combustibles renovables como la biomasa.


Igualmente, el hecho de que por cada unidad de energía final útil se

consuma menos energía primaria da lugar a una reducción de las emisiones de

gases de efecto invernadero generadas.

Este manual se centra en los dos tipos de cogeneración que mayor aplicación

presentan en las pymes. Estos tipos están definidos en la Directiva 2004/8 relativa

al fomento de la cogeneración sobre la base de la demanda de calor útil en el

mercado interior de la energía (Ver Capítulo 6) y son:

- Microcogeneración: Unidades de cogeneración con una potencia máxima

inferior a los 50 kWe. (El subíndice “e” indica potencia eléctrica).

- Cogeneración a pequeña escala: Unidades de cogeneración con una potencia

instalada inferior a 1 MWe.

Cogeneración a pequeña escala y microcogeneración

Procesos para los que está especialmente indicada

Procesos que durante un periodo de tiempo prolongado necesiten calor a temperaturas inferiores a 500 ºC (generación de vapor, fluido térmico, agua caliente, gases para secado o calefacción)

Equipos que integran el sistema

Grupo primario (turbina de gas, motor de gas, turbina de vapor, motor Stirling, pila de combustible), sistema recuperador de calor, sistema de producción de frío (en algunos casos).

Rendimiento energético del sistema Puede superar el 85%

Inversión inicial aproximada Muy variable, pudiendo oscilar entre 800 y 5.000 €/kWe instalado dependiendo del tamaño, de la tecnología elegida y de la instalación en concreto en la que se va a aplicar

Mantenimiento

Un equipo de cogeneración a pequeña escala o de microcogeneración puede alcanzar una vida útil de 20-25 años siempre que se realice un correcto mantenimiento de la instalación. El coste de mantenimiento es diferente en función del tipo de equipo y las dimensiones del mismo, si bien crecen a medida que consideramos instalaciones más pequeñas.

Implantación de la Cogeneración a pequeña escala en España.

En España existen más de 1.290 plantas de cogeneración con una potencia instalada total de más de ocho millones de kW. De estas, en 2004, 277 eran plantas de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración con una potencia acumulada de 153.095 kW.

Tabla 2. Cogeneración a pequeña escala y microcogeneración en breve.


Estime la viabilidad de una instalación de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración en su empresa.

Dentro del programa Enerpyme Renovables

se ha desarrollado una herramienta

electrónica con la que el usuario, mediante

la introducción de sencillos datos sobre su

proceso e instalación, podrá estimar la

viabilidad de incorporar esta tecnología.

Descárguela en www.enerpyme.es

2. Objetivo y estructura del manual.

Este manual se ha desarrollado con la finalidad de informar a la pyme sobre

las posibilidades de utilizar la cogeneración a pequeña escala o microcogeneración

en su actividad.

En ningún caso, pretende constituir una guía para el desarrollo e instalación

en planta de esta tecnología, sino una primera referencia con la que los

responsables de las pymes conocerán los principales elementos que incorporan

estas instalaciones así como los criterios que determinan su rentabilidad.

- Aspecto de la herramienta electrónica

de Enerpyme Renovables-

Otros objetivos que persigue este manual son:

− Extender a las pymes el desarrollo que ha alcanzando la cogeneración en la

gran industria. Para ello, este manual identifica los principales sectores de

actividad que incorporan procesos en los que se puede utilizar cogeneración

a pequeña escala o microcogeneración.

− Ofrecer una explicación detallada de qué es la cogeneración a pequeña

escala y la microcogeneración, qué tecnologías existen y cómo funcionan.

− Informar a las pymes del ahorro energético y económico que les puede

reportar el empleo de estas tecnologías de alta eficiencia, así como de la

posibilidad de venta de la energía eléctrica excedentaria.

− Sensibilizar a las pymes del potencial de la cogeneración a pequeña escala y

la microcogeneración para reducir las emisiones contaminantes,

especialmente las de CO2.

− Informar a las pymes de las claves que determinan la rentabilidad de una

planta de cogeneración a pequeña escala o microcogeneración.

www.enerpyme.es


− Incorporar información básica sobre las principales subvenciones existentes

para implantar sistemas de cogeneración a pequeña escala y

microcogeneración.

Para lograr estos objetivos, este manual se estructura en los siguientes

capítulos:

Capítulo ¿A qué responde?

Capítulo 3. Cogeneración a pequeña escala y microcogeneración, dos tecnologías que pueden aportar grandes beneficios a las pymes.

¿Qué factores explican el gran desarrollo de la cogeneración? ¿Qué expansión ha alcanzado la cogeneración en España? ¿Qué beneficios aporta la instalación de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración en la pyme?

Capítulo 4. ¿Qué pymes pueden aplicar en sus procesos la cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración?

¿Qué rango de potencias caracterizan la cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración? ¿En qué sectores y procesos se puede aplicar la cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración?

Capítulo 5. ¿Cómo son las plantas de cogeneración a pequeña escala y de microcogeneración?

¿En qué consisten este tipo de instalaciones? Funcionamiento. ¿Qué tipo de instalaciones hay? ¿Qué características tienen?

Capítulo 6. Regulación de la microcogeneración y cogeneración a pequeña escala.

¿Qué marco legal ha estimulado el desarrollo de la cogeneración? ¿Qué legislación española rige la venta de electricidad producida por las plantas de cogeneración?

Capítulo 7. Caso práctico Descripción de un caso real de aplicación de la cogeneración a pequeña escala en una pyme

Capítulo 8. Necesidades de inversión y claves de rentabilidad en plantas de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración.

¿Qué inversión es necesaria? ¿Qué variables hay que analizar para estudiar la rentabilidad de una planta de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración?

Capítulo 9. Ayudas y subvenciones

¿Existen ayudas para instalar plantas de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración? ¿Dónde puedo encontrarlas?

Tabla 3. Estructura del manual.


3. Cogeneración a pequeña escala y microcogeneración, dos tecnologías

que pueden aportar grandes beneficios a las pymes.

El encarecimiento de los precios de la energía en el mercado internacional,

unido a los perjuicios ambientales derivados del consumo de combustibles fósiles,

está impulsando la adopción de políticas de uso racional de la energía a nivel

global.

En esta línea, el empleo de tecnologías como la cogeneración, que a su

elevada eficiencia unen la eliminación de las pérdidas ocasionadas en el transporte

y distribución, presentan cada vez mayor atractivo para empresas y gobiernos.

Producción separada de electricidad y calor Factor de emisión total

342 grCO2/kWh

Cogeneración Factor de emisión total

240 grCO2/kWh

Figura 1. Comparativa entre la producción separada de electricidad y calor con un proceso de cogeneración a partir de gas natural. Factores de emisión considerados: gas natural 0,204 kgCO2 /kWh; generación de electricidad: 0,649 kgCO2 /kWh.

La tecnología en los procesos de cogeneración ha alcanzado un razonable

grado de madurez en los últimos años. No en vano, en España existen más de

1.290 plantas4 de cogeneración (incluyendo todos los tamaños) con una potencia

instalada total de más de ocho millones de kW. De estas, en 2004, 277 eran

plantas de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración con una potencia

acumulada de 153.095 kW.

En cualquier caso, tal y como reconoce el plan de Ahorro y Eficiencia

Energética para el periodo 2004-2012, aprobado por el gobierno, la cogeneración

a pequeña escala y la microcogeneración aún tienen un importante potencial de

desarrollo futuro.

4 Fuente: National report on state small and micro scale combined heat and power schp policy and sector situation. Ente vasco de la energía. Mayo 2004.

80%

Electricidad

Calor

36%Combustible

Combustible

100 unidades

100 unidadesCaldera

Planta de generación

80%

Electricidad

Calor

36%Combustible

Combustible

100 unidades

100 unidadesCaldera


Electricidad

Calor

36%Combustible

Combustible

100 unidades

100 unidadesCaldera


55%

Electricidad

Calor

30%Combustible

100 unidades

Sistema de cogeneración 55%

Electricidad

Calor

30%Combustible

100 unidades

Sistema de cogeneración

Electricidad

Calor

30%Combustible

100 unidades

Sistema de cogeneración


De hecho, los objetivos de inversión y potencia total instalada en 2012 para

todos los tipos de cogeneración5 en los sectores terciario e industrial son los

siguientes:

Sector Nueva Potencia Instalada (MWe) Inversión asociada (Miles de €)

Industrial 1.553 1.102.867

Terciario 147 105.600

Total 1.700 1.208.467

Tabla 4. Potencial estimado para el periodo 2004-2012 para España en cogeneración (Fuente:

Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética 2004-2012. Ministerio industria, turismo y comercio. 2003)

Más recientemente, dentro del plan de acción 2005-2007 que desarrolla la

estrategia de Ahorro y Eficiencia energética, el gobierno español ha fijado el

objetivo de cogeneración a alcanzar a finales de 2007 en un total de 1.150 MW.

Ventajas del uso de la cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración en

la pyme.

Por todo lo anterior, la cogeneración a pequeña escala y la

microcogeneración son tecnologías maduras que pueden ofrecer a la pyme gran

cantidad de ventajas:

− Reducción de los costes energéticos6 por un mejor aprovechamiento de la

energía contenida en los combustibles fósiles.

− Posibilidad de venta a la Red de los excedentes de electricidad producida,

obteniendo con ello un ingreso extra.

− En caso de estar afectada por el Plan Nacional de Asignación, la instalación

puede resultar beneficiada en nuevas asignaciones de derechos por el

positivo tratamiento que está recibiendo la cogeneración en este sistema.

− Incremento de la competitividad industrial (menor coste específico por

unidad de producto) y mejora de la imagen frente a competidores directos

(imagen de responsabilidad ambiental).

− Reducción de las emisiones contaminantes procedentes de la instalación

facilitando con ello el cumplimiento de la legislación ambiental.

5 Dado que gran parte de las grandes cogeneraciones viables ya han sido implantadas es muy probable que gran parte de este crecimiento tenga lugar a partir de cogeneraciones más pequeñas, como las que son objeto de este manual. 6 Este ahorro será el resultado de la menor utilización de combustibles fósiles para obtener una misma cantidad de calor y electricidad, así como de los ingresos derivados de la posible venta a la red de excedentes de electricidad producida.


4. ¿Qué pymes pueden aplicar en sus procesos la cogeneración a

pequeña escala y la microcogeneración?

Con carácter general, la cogeneración a pequeña escala y la

microcogeneración son aplicables a cualquier instalación con procesos que durante

un periodo de tiempo prolongado necesiten calor a temperaturas inferiores a

500oC con potencias eléctricas demandadas de hasta 1 MWe, y con unas potencias

térmicas de hasta 2 MWt. Estos procesos pueden ser de generación de vapor,

fluido térmico, agua caliente y gases para secado o calefacción.

Además de las instalaciones que incorporan los anteriores procesos, la

cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración puede ser también

utilizada en aquellas instalaciones con demanda de frío a nivel industrial o

refrigeración. En este caso, el sistema de cogeneración deberá ser complementado

con una máquina de absorción que será la que genere frío a partir del foco

caliente de la cogeneración.

Por el contrario, la cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración se

desaconseja en instalaciones que:

- Aunque consumen electricidad no requieren consumos térmicos.

- Instalaciones con demandas térmicas a muy alta temperatura.

- Grandes consumidores de calor, es decir, aquellos cuya demanda de potencia

térmica sea mucho mayor que la de potencia eléctrica.

Resumiendo, la cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración

pueden ser propuestas atractivas para un amplio rango de sectores en los que

existe una gran presencia de pymes. De todos los indicados a continuación son,

sin duda, los pequeños y medianos usuarios del sector servicios, los que tienen

mayor potencial de aplicación de estas tecnologías.

Sectores con potencial para aplicar la cogeneración a pequeña escala y la

microcogeneración

Servicios Hoteles; Hospitales; Residencias; Edificios de oficinas; Supermercados; Centros de

ocio; Lavanderías; Depuradoras

Industria Conservero; Textil; Papelero; Auxiliar del automóvil; Parques industriales; Destilación

y malteado de la cerveza; Madera

Agrícola Horticultura; Piscicultura; Invernaderos

Tabla 5. Sectores con potencial para aplicar la cogeneración a pequeña escala y la microcogeneración

en sus procesos.


5. ¿Cómo son las plantas de cogeneración a pequeña escala y de

microcogeneración?

Las tecnologías más habituales empleadas en las plantas de cogeneración a

pequeña escala y microcogeneración son las siguientes:

− Turbinas de gas

− Motores de gas

− Turbinas de vapor

− Motores Stirling

− Pilas de combustible

Cada una de estas tecnologías presenta un mayor potencial de aplicación en

las distintas instalaciones en función del uso que se le vaya a dar al calor

generado.

Aplicación Tecnología Agua Caliente Vapor Aire caliente Turbina de gas ++ ++ ++ Turbina de vapor ++ ++ + Motor de Gas ++ + + Motor Stirling ++ Pila de Combustible ++

Nota: (++) Indica mayor adaptabilidad y (+) menor adaptabilidad

Tabla 6: Adaptabilidad de las diferentes tecnologías utilizadas para cogenerar a pequeña escala en

función de la aplicación final del calor generado. (Fuente: Educogen. The European Educational Tool on

Cogeneration. Second Edition, December 2001.).

5.1. Turbina de gas

El funcionamiento de una turbina de gas se basa en la ignición de un

combustible en una cámara de combustión, dando lugar a una corriente de gases

a alta temperatura, presión y velocidad que hace girar la turbina produciendo

energía mecánica. A continuación, esta energía mecánica es transformada en

corriente alterna a través de un alternador.

La corriente de gases restante aún conserva cierta presión y temperatura,

por lo que se la hace pasar a través de un recuperador de calor, dispositivo capaz

de aprovechar una parte de esta energía para, por ejemplo, precalentar algún

fluido.


Los componentes principales de una turbina de gas son los siguientes (Ver

figura 2):

− Compresor. Su función es elevar la presión del aire antes de que éste pase

a la cámara de combustión.

− Cámara de combustión. Mediante los inyectores, el combustible se

introduce en esta cámara. Una vez aquí, se mezcla con el aire del

compresor para producir la ignición del mismo. Esta ignición produce un

incremento de temperatura y presión en la corriente de gases.

− Turbina de gas. Encargada de generar energía mecánica (giro de la

turbina).

− Alternador. Transforma la energía mecánica en corriente eléctrica alterna.

Figura 2. Esquema del funcionamiento de una turbina de gas para microcogeneración o cogeneración

a pequeña escala. (Fuente: Elaboración propia).

Figura 3. Imagen real de una turbina de gas de 28 kW para cogeneración a pequeña escala o

microcogeneración. En ella se aprecia sus dimensiones. (Fuente: http://www.microturbine.com)

Compresor Cámara de Combustión

Combustible

Turbina de Gas

Dispositivo de recuperación de

calor

GeneradorEnergía Eléctrica

Accionamiento mecánico

Aire

Gases a elevada:

TªPV

CalorCompresor Cámara de Combustión

Combustible

Turbina de Gas

Dispositivo de recuperación de

calor

GeneradorEnergía Eléctrica

Accionamiento mecánico

Aire

Gases a elevada:

TªPV

Calor


Por último, se incluyen en la siguiente tabla las características técnicas

fundamentales de las turbinas de gas para cogeneración a pequeña escala y

microcogeneración:

Tabla 7. Características económicas y técnicas de las turbinas de gas para cogeneración a pequeña

escala y microcogeneración (Fuente: Pic the right cogeneration technology. Cogen-Challenge. 2006)

5.2. Motor de gas

Un motor de gas funciona de forma similar a un motor convencional con la

única diferencia de que el combustible empleado es gas natural.

De esta manera, tras la ignición del combustible gaseoso, se genera energía

mecánica que será trasformada en energía eléctrica a través de un alternador.

Figura 4. Esquema del funcionamiento de un motor de gas para cogeneración a pequeña escala y

microcogeneración. (Fuente: Elaboración propia)

En un motor de gas la energía térmica puede obtenerse de dos fuentes:

− Recuperación de calor de los gases de escape.

− Recuperación de calor del sistema de refrigeración del motor.

7 El subíndice “t” índica que es potencia térmica. El subíndice “e” indica que es potencia eléctrica.

Turbina de gas más pequeña Turbina de gas más típica Potencia eléctrica 28 kWe 250 kWe Potencia térmica 52kWt

7 330kWt Eficiencia eléctrica 26% 30% Eficiencia térmica 47% 40% Emisiones de CO2 0,32 kg CO2/kWh 0,33 kg CO2 /kWh Inversión 2.500 €/kWe 1.500 €/kWe

Energía Eléctrica

Combustible

Motor Gas

Energía Mecánica

Alternador

Gases de Escape Energía

TérmicaRecuperador

de calor

Refrigeración del motor

Energía Eléctrica

Combustible

Motor Gas

Energía Mecánica

Alternador

Gases de Escape Energía

TérmicaRecuperador

de calor



Las características técnicas principales de los motores de gas aplicables en

cogeneración a pequeña escala y microcogeneración se recogen en la siguiente

tabla:

Tabla 8. Características económicas y técnicas de los motores de gas para cogeneración a pequeña

escala y microcogeneración (Fuente: Pic the right cogeneration technology. Cogen-Challenge. 2006)

5.3. Turbina de vapor

Con la fuente de energía primaria se genera vapor de agua en unas

condiciones de presión y temperatura que permiten a este vapor hacer girar una

turbina (de manera similar a como se ha descrito para una turbina de gas), la cual

acciona un alternador, generando de este modo electricidad.

La energía térmica se consigue mediante la recuperación del calor de los

gases residuales a la salida de la turbina de vapor.

En la siguiente figura se puede ver de forma esquemática el funcionamiento

de una turbina de vapor.

Figura 5. Esquema del funcionamiento de una turbina de vapor para microcogeneración o

cogeneración a pequeña escala. (Fuente: Elaboración propia).

Por último, en la siguiente tabla se incluyen las características técnicas

principales de las turbinas de vapor.

Equipo más pequeño Equipo más típico Potencia eléctrica 5 kWe 250 kWe Potencia térmica 12kWt 360kWt Eficiencia eléctrica 26% 36% Eficiencia térmica 62% 53% Emisiones de CO2 0,27 kgCO2/kWh 0,26 kgCO2/kWh Inversión 3.000 €/kWe 800 €/kWe

Agua Turbina de vapor

Energía mecánica

Energía Térmica

Energía eléctrica

Dispositivo de recuperación de calor

Agua condensada


Energía mecánica

Energía Térmica

Alternador

Energía eléctrica

ó

Agua condensada


Energía mecánica

Energía Térmica

Energía eléctrica


Agua condensada


Energía mecánica

Energía Térmica

Alternador

Energía eléctrica

ó

Agua condensada

Compresor


Energía mecánica

Energía Térmica

Energía eléctrica


Agua condensada


Energía mecánica

Energía Térmica

Alternador

Energía eléctrica

ó

Agua condensada


Energía mecánica

Energía Térmica

Energía eléctrica


Agua condensada


Energía mecánica

Energía Térmica

Alternador

Energía eléctrica

ó

Agua condensada

Compresor


Tabla 9. Características económicas y técnicas de las turbinas de gas para cogeneración a pequeña

escala. (Fuente: Pic the right cogeneration technology. Cogen-Challenge. 2006).

5.4. Motor Stirling

El funcionamiento de un motor Stirling se basa en la tendencia de los gases a

incrementar su volumen (expansión) al calentarse y a reducirlo (compresión) al

enfriarse.

El motor Stirling contiene en su interior un gas que siempre permanece

dentro sin que existan válvulas o dispositivos similares. Únicamente existe un

émbolo que el gas desplazará en sus ciclos de expansión/contracción.

En un motor Stirling se fuerza al gas a ciclos sucesivos de calentamiento y

enfriamiento y por tanto de dilatación y contracción, produciendo con ello un

movimiento mecánico del émbolo. Dicho movimiento se aprovecha para generar

electricidad a través de un alternador.

El fluido utilizado para mantener el foco frío (refrigerándolo) se calienta

durante el proceso, siendo a partir de este fluido caliente desde donde se obtiene

la energía térmica.

En la siguiente figura se muestra el funcionamiento de un motor Stirling:

Figura 6. Esquema del funcionamiento de un motor Stirling para cogeneración a pequeña escala y

microcogeneración. (Fuente: Elaboración propia)

Equipo típico pequeño Potencia eléctrica 500 kWe Potencia térmica 3.000 kWt Eficiencia eléctrica 10% Eficiencia térmica 70% Emisiones de CO2 0,29 kgCO2/kWh

Inversión Muy variable en función del proyecto.

Energía Mecánica

Motor Stirling

Generador

Energía Eléctrica

FOCO CALIENTEIntercambiador

de calorEnergía Térmica

FOCO FRÍO


Energía Mecánica

Motor Stirling

Generador

Energía Eléctrica

FOCO CALIENTEIntercambiador

de calorEnergía Térmica

FOCO FRÍO



En la siguiente tabla se indican las principales características técnicas de los

motores Stirling con mayor potencial de aplicación en cogeneración a pequeña

escala y microcogeneración.

Tabla 10. Características económicas y técnicas de los motores Stirling para cogeneración a pequeña escala y microcogeneración. (Fuente: Pic the right cogeneration technology. Cogen-Challenge. 2006)

5.5. Pilas de Combustible

Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que convierte

directamente la energía química contenida en un combustible en energía eléctrica.

Para ello, en su interior tiene lugar una reacción electroquímica, en la que una

sustancia (por ejemplo hidrógeno) cede electrones a otra (por ejemplo oxígeno).

Fruto de esta reacción, además de electricidad, se obtiene agua como único

subproducto. Se trata, por ello, de una fuente de energía exenta de emisiones

contaminantes.

A continuación se describen los componentes principales de una pila de

combustible de tipo polimérico que utiliza hidrógeno (tipo más común):

− Cátodo (polo positivo): Es uno de los dos electrodos de la pila. En éste tiene

lugar la reacción de reducción (captación de electrones por el hidrógeno). Por

ello, es por este electrodo por donde se introduce la sustancia oxidante que

cede los electrones. Esta sustancia suele ser oxígeno puro o bien aire (del

cuál se obtiene el oxígeno).

− Ánodo (polo negativo): En el segundo de los electrodos tiene lugar la

oxidación (cesión de electrones). Por ello, es por el ánodo por donde se

inyecta el combustible (hidrógeno).

− Electrolito: Disolución que separa al cátodo del ánodo. Es el encargado de

trasportar los iones, es decir, funciona como una membrana que sólo dejará

entrar y salir de ella partículas de carga positiva (protones).

− Combustible: Se utilizan sustancias susceptibles de oxidarse, siendo el

hidrógeno, por sus especiales características, el combustible más utilizado

hasta el momento.

Equipo más pequeño Equipo más típico Potencia eléctrica 1 kWe 7,5 kWe Potencia térmica 7 kWt 22 kWt Eficiencia eléctrica 11% 24% Eficiencia térmica 79% 70% Emisiones de CO2 0,26 kgCO2/kWh 0,25 kgCO2/kWh Inversión 6.000 €/kWe 2.600 €/kWe


− Oxidante: El oxidante que se utiliza en las pilas de combustible es el oxígeno,

aunque en muchos casos no es necesario utilizar el oxígeno puro, sino que se

puede utilizar el aire atmosférico.

− Catalizador: El catalizador es un material especial que facilita la reacción del

oxígeno y el hidrógeno. Habitualmente esta formado por un fino

recubrimiento de platino sobre un material poroso a base de fibras o

similares. La porosidad del catalizador hace que la superficie del mismo

expuesta al oxígeno e hidrógenos sea alta facilitando la reacción entre

ambos.

Existen diferentes tipos de pilas de combustible dependiendo del electrolito y

el combustible utilizado.

En este apartado, hay que aclarar que si bien la pila de combustible utiliza

hidrógeno, es posible que en algunas aplicaciones, junto a ella, aparezca integrado

un procesador de combustible encargado de generar hidrógeno puro a partir de

otro combustible más accesible y transportable. Los procesadores de combustible

deben realizar este proceso de una manera eficiente, de lo contrario los efectos

beneficiosos del conjunto procesador más pila de combustible se neutralizarían.

La obtención del hidrógeno puede hacerse a partir de gasolina, metanol

(estos dos son más habituales en aplicaciones dirigidas a la automoción), gas

natural (más frecuente en aplicaciones estacionarias como la cogeneración),etc.

Tabla 11. Clasificación de las pilas de combustible. (Fuente: Asociación Española de las Pilas de

Combustible).

En las pilas de tipo polimérico, que son las que se han tomado como

referencia en este manual, el hidrogeno al entrar se oxida (pierde electrones) en

contacto con la pared del ánodo. De esta manera, la molécula de hidrógeno (H2)

8 Polymer Electrolyte Fuel Cells (PEFC) 9 Alkaline Fuel Cells (AFC) 10 Solid Oxides Fuel Cells (SOFC) 11 Phosphorics Fuel Cells (PAFC) 12 Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC)

Tipo de pila de combustible Combustible Electrolito

Poliméricas (PEFC)8 Hidrógeno Nafion

Alcalinas (AFC)9 Hidrógeno Hidróxido de potasio

Óxidos Sólidos (SOFC)10 Hidrógeno Óxido de zirconio estabilizado con óxido de Ytrio

De Ácidos Fosforito (PAFC)11 Hidrógeno Ácido fosfórico

De Carbonatos Fundidos (MCFC)12 Hidrógeno Sal fundida de carbonatos

alcalinos como litio, sodio y potasio.


se divide en dos protones (H+) y dos electrones (e-). Los protones son conducidos

por el electrolito al segundo electrodo mientras que los electrones pasan a un

circuito externo generando electricidad.

En el segundo electrodo, la molécula de oxígeno (O2) al entrar en contacto

con los electrones (procedentes del ánodo a través del circuito externo) se reduce

(gana electrones) y se rompe en dos átomos de oxigeno con carga negativa. Estos

iones de carga negativa atraen a los protones (H+) con carga positiva, fundiéndose

en una reacción que genera agua y calor que puede ser utilizado en el proceso a

través de un intercambiador de calor.

La corriente continua de electrones que se produce entre los electrodos es

la que da lugar a la energía eléctrica.

Figura 7. Esquema del funcionamiento de una pila de combustible de hidrógeno y oxigeno.

(Elaboración propia)

Por último, en la siguiente tabla se incluyen las características técnicas

principales de las pilas de combustible.

Tabla 12. Características económicas y técnicas de las pilas de combustible para cogeneración a

pequeña escala y microcogeneración (Fuente: Pick the right cogeneration technology. Cogen-

Challenge. 2006).

Equipo más pequeño Equipo más típico Potencia eléctrica 1 kWe 200 kWe Potencia térmica 1,2 kWt 217 kWt Eficiencia eléctrica 38% 36% Eficiencia térmica 47% 39%

Emisiones de CO2 0,28 kgCO2/kWh (obtención de

hidrógeno con gas natural) 0,31 kgCO2/kWh (obtención

de hidrógeno con gas natural) Inversión Hasta 100.000 €/kWe Hasta 5.000 €/kWe

Energía eléctrica

- +

2H

+2e - 2e -

+

2H

½ O 2++

+2H+

2H+

Entrada O2

- +

2e-2e-++½ O 22H+

+2H+

2H+

Entrada H2

Salida agua + calor

Ánodo Electrolito Cátodo

Energía eléctrica

- +

2H

+2e - 2e -

+

2H

½ O 2++

+2H+

2H+

Entrada O2

- +

2e-2e-++½ O 22H++½ O 22H+ ½ O 2½ O 22H+2H+

+2H+

2H+

Entrada H2

Salida agua + calor

Ánodo Electrolito Cátodo


6. Legislación existente relativa a microcogeneración y cogeneración a

pequeña escala.

El desarrollo de la cogeneración en España y en Europa se ha visto facilitado

por la aprobación de un marco legal que fomenta su utilización y que permite la

comercialización de la electricidad que produce.

En los siguientes apartados se resumen las principales normas europeas y

nacionales implicadas.

6.1. Legislación europea

Directiva 2004/8 relativa al fomento de la cogeneración sobre la base de la demanda

de calor útil13 en el mercado interior de la energía.

Esta Directiva tiene como objetivo crear un marco de apoyo que favorezca el

diseño de plantas de cogeneración que respondan a una demanda de calor útil

justificada (en el pasado no ha sido infrecuente que se hayan realizado instalaciones

de cogeneración orientadas a sacar partido de una regulación económica

determinada sin que se maximizase el ahorro de energía primaria y sin que en el

dimensionamiento se diese prioridad a la demanda de calor útil).

Por ello, el esquema de fomento de la cogeneración que establece la Directiva

se basa en los siguientes principios:

- La medición de la eficiencia del proceso de cogeneración sobre la base de la

demanda de calor económicamente justificada en el proceso. Es decir, se

penaliza la eficiencia si hubiera altas pérdidas entre el calor generado a la

salida de la cogeneración y el punto del proceso donde se utilice. Por tanto, no

sólo basta con producir calor sino que hay que llevarlo allá donde se utilice sin

muchas pérdidas.

En el caso de plantas de cogeneración a pequeña escala y microcogeneración

se consideran de alta eficiencia siempre que tengan un ahorro de energía

primaria.

- El dimensionamiento de la instalación de cogeneración debe hacerse a partir de

la demanda de calor útil.

13 Calor útil: Calor producido en un proceso de cogeneración para satisfacer una demanda económicamente justificable de calor o refrigeración.


- El establecimiento de la garantía de origen de la electricidad, al objeto de que

los consumidores conozcan el origen y los productores puedan demostrar su

origen.

- Los métodos de cálculo para la electricidad cogenerada. La electricidad

producida a través de plantas de cogeneración se determina sobre el

funcionamiento previsto o real de la planta de cogeneración en unas

condiciones normales de utilización y siempre basada en la demanda de calor

útil.

6.2. Legislación Nacional

Real Decreto 436/2004 por el que se establece la metodología para la actualización

y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción de

energía eléctrica en régimen especial.

La autoproducción de electricidad en procesos de cogeneración y otras fuentes

de energía renovable está sometida a un régimen jurídico diferente (régimen

especial) al que rige para las grandes centrales eléctricas (régimen ordinario).

Este régimen está recogido en el Real Decreto 436/2004 (BOE Núm. 75, de 27

de marzo de 2004), actualmente en proceso de revisión.

Cualquier instalación acogida al régimen especial podrá elegir entre dos

opciones para vender su producción de energía eléctrica:

- Cederla a una empresa distribuidora.

- Venderla en el mercado eléctrico, bien directamente o a través de un agente

vendedor, tal y como recoge el artículo 28 del Real Decreto.

En el primer supuesto, el precio de venta de la electricidad corresponderá a un

porcentaje de la Tarifa Media de Referencia de cada año (publicada en el RD por el

que se establece la tarifa eléctrica).

En caso de que la instalación acuda al mercado eléctrico, la retribución recibida

consistirá en el precio del mercado o el libremente negociado, complementado por

una prima y, en algunos casos, por un incentivo de acuerdo con lo indicado en los

artículos 22.1.b y 32 del mencionado Real Decreto.

En el siguiente apartado se resumen las tarifas reguladas, las primas e

incentivos conforme los recoge el RD 436/2004.


Tarifas reguladas, primas e incentivos

− Las instalaciones que cedan a distribuidora la electricidad generada en una

central de cogeneración de no más de 1MW de potencia instalada percibirán en

concepto de tarifa regulada el 90% de la Tarifa Media de Referencia (TMR) del

mercado durante los 10 primeros años desde su puesta en marcha y el 50% a

partir de entonces.

− Las instalaciones que lo hagan desde una central de cogeneración con una

potencia instalada entre 1 y 10 MW percibirán el 80% de la TMR durante los

primeros 10 años desde su puesta en marcha y el 50 % a partir de entonces.

Las que, por el contrario, deseen acudir al mercado percibirán una prima del

30% de la TMR durante los primeros diez años. Adicionalmente, recibirán un

incentivo del 10% durante los primeros 10 años y un 20% a partir de

entonces.

Este Real Decreto especifica, además, los pasos a seguir para la tramitación

administrativa de proyectos de esta categoría, los cuales se muestran de forma

resumida en el siguiente esquema:

Figura 8. Pasos a seguir en la tramitación administrativa para acoger una instalación de cogeneración a

pequeña escala/microcogeneración al régimen especial. (Fuente: Elaboración propia)

Solicitud de Punto deConexión a la compañíaeléctrica distribuidora

- Conexión- Acuerdo sobrelas condicionestécnicas

Solicitud de InscripciónProvisional en elRégimen especial a laCC.AA.

Solicitud de AutorizaciónAdministrativa a laCC.AA.

Concesión

Concesión

- Concesión- Posible estudio deimpacto ambiental

Montaje de lainstalación

Solicitud de Licencia deObras al Ayuntamiento

Concesión

Concesión

Presentación delCertificado de lainstalación de BT a laCC.AA.

Solicitud deInscripción Definitivaen Régimen especiala la CC.AA.

Solicitud de Puestaen Marcha a la CC.AA

Solicitud de Punto deConexión a la compañíaeléctrica distribuidora

- Conexión- Acuerdo sobrelas condicionestécnicas

Solicitud de InscripciónProvisional en elRégimen especial a laCC.AA.

Solicitud de AutorizaciónAdministrativa a laCC.AA.

Concesión

Concesión

- Concesión- Posible estudio deimpacto ambiental

Montaje de lainstalación

Solicitud de Licencia deObras al Ayuntamiento

Concesión

Concesión

Presentación delCertificado de lainstalación de BT a laCC.AA.

Solicitud deInscripción Definitivaen Régimen especiala la CC.AA.

Solicitud de Puestaen Marcha a la CC.AA


7. Caso real de aplicación de cogeneración a pequeña escala. Planta de

cogeneración de 536 kWe en una fábrica de muebles.

Introducción:

Astigarraga Kit Lines, S.L. es una empresa localizada en (Guipúzcoa) dedicada

a la fabricación de muebles.

Para ello utiliza madera que previamente tiene que secar en unos secadores

especiales, usando agua caliente a 90ºC en las baterías de secado.

Su producción anual es aproximadamente 4.300 m3 de madera seca,

trabajando alrededor de 5.000 h/año.

Para llevar a cabo su proceso productivo (secado de la madera) contaba en

una etapa inicial con una caldera de gasóleo de 800.000 kcal/h la cual abastecía las

necesidades térmicas del proceso.

La fábrica realizó inversiones para mejorar su nivel de productividad. Para ello

decidió instalar una planta de cogeneración a pequeña escala.

Funcionamiento planta cogeneración a pequeña escala

La planta de cogeneración a pequeña escala permite cubrir de forma parcial las

demandas térmicas y eléctricas a través de un motor de gas de 515 kW de potencia

eléctrica.

Toda la energía eléctrica que se produce es consumida por la fabrica.

Con respecto a la energía térmica14, los usos que tiene son los siguientes: (Ver

figura página siguiente):

Puntos 1 y 2 en la figura. El agua de los secaderos de madera es calentada

desde 70ºC a 90ºC, usando primeramente parte del agua caliente procedente del

intercambiador de calor del motor, y otra parte de un dispositivo de recuperación de

calor de los gases de escape del motor que salen a una temperatura de 450ºC.

Punto 3 en la figura. El agua del motor que refrigera el radiador y el aceite

se utilizan para producir aire caliente para calentar parte de la fábrica.

Punto 4 en la figura. El aire de ventilación del sistema de secado es usado

para calentar parte de la fábrica.

14 Los tres usos de energía térmica en la fábrica de muebles de madera se pueden ver en el gráfico adjunto con la referencia numérica.


En la siguiente imagen se puede ver de forma esquemática la configuración de

la fábrica de muebles de madera.

Figura 9: Esquema del funcionamiento de la planta de cogeneración a pequeña escala de la fábrica de

muebles de madera. (Fuente: Propia)

Caso real de aplicación de cogeneración a pequeña escala en Astigarraga, S.L. Principales parámetros

Empresa Astigarraga Kit Lines, S.L. Sector Madera

Proceso Calentamiento del agua para el proceso de secado de la madera.

Temperatura de trabajo 90 ºC Sistema actual Caldera de gasóleo Régimen de trabajo 5.000 h/año Coste total de la instalación

400.000 €

Amortización 5 años Ahorro de energía primaria 460 tep/año.

Tabla 13: Resumen del caso real: Astigarraga Kit Lines, S.L. (Fuente: National report on state small and

micro scale combined heat and power small scale heat and power policy and sector situation. Ente vasco

de la energía. Mayo 2004).

Motor de Gas

Combustible (Gas natural)

Energía Eléctrica

Gases de Escape

Dispositivo recuperación

calor

Agua Caliente

Secaderos de madera

Aire caliente para calefacción Agua


Aire caliente para calefacción

1

23 4

Agua

23 4

Motor de Gas

Combustible (Gas natural)

Energía Eléctrica

Gases de Escape

Dispositivo recuperación

calor

Agua Caliente

Secaderos de madera

Aire caliente para calefacción Agua


Aire caliente para calefacción

1

23 4

Agua

23 4


8. Necesidades de inversión y claves de rentabilidad en plantas de

cogeneración a pequeña escala y microcogeneración.

La inversión típica en una planta de cogeneración a pequeña escala y

microcogeneración es muy variable, pudiendo oscilar entre los 800 y 5.000 €/kWe

instalado, dependiendo del tamaño, de la tecnología elegida y de la instalación en

concreto en la que se va a aplicar.

Esta circunstancia, unida a la amplia variedad de equipos existentes, tamaños y

condicionantes específicos de cada instalación, impide ofrecer una orquilla de

rentabilidades típicas, por lo que éstas deben ser calculadas para cada caso.

No obstante, si es posible identificar los factores de los que depende esta

rentabilidad. Los siguientes apartados describen los fundamentales.

8.1. Características de funcionamiento de la instalación

En general, en función de las características de los procesos que tengan lugar

en la instalación (tipo, temperatura, demanda de calor…) existirá un tipo de equipo

de cogeneración a pequeña escala más adecuado (ver capítulo 5, tabla 6).

Por ello, es esencial elegir el tipo de equipo que más se adapte a nuestra

instalación. Una vez hecho esto, cuanto mayor sea el número de horas de operación

de la instalación de cogeneración, mayor será la producción de electricidad, lo que

podrá incrementar los ingresos derivados de su venta.

8.2. Coste y características de los equipos

El equipo de cogeneración a pequeña escala es el elemento de mayor coste de

la instalación y por lo tanto será el que determine la rentabilidad de la inversión. No

obstante, es posible que la instalación genere otros costes como los derivados de

obra civil, montaje mecánico, posibles equipos adicionales (calderas, válvulas y

otros componentes relacionados), ingeniería, tramitaciones, etc.

Una vez seleccionados los equipos más adecuados a las necesidades de la

instalación habrá que evaluar su coste. Dicho coste (en € por kWe) es muy variable

en función de la potencia necesitada, siendo por término medio más elevado cuanto

menor es el rango de potencia del equipo (siempre y cuando no se supere el rango

óptimo para cada tipo de equipo).


Igualmente, habrá que atender a otras características de los equipos y no sólo

a su coste, como pueden ser los rendimientos eléctricos y térmicos que varían de

unos equipos a otros y que determinarán el calor y electricidad obtenidos y por lo

tanto la rentabilidad de la inversión.

8.3. Opciones de venta de la electricidad

Como se explico en el capítulo anterior, las instalaciones de cogeneración

disponen de dos opciones para la venta de la electricidad: venta a distribuidora (a

un precio estable y regulado), y venta en el mercado libre (a un precio variable en

función del precio de mercado).

De esta manera, en función de cómo sean los precios del mercado será más

rentable acogerse a una opción u otra. Por ejemplo, a precios elevados, como los

que han caracterizado el mercado en 2006, es mucho más beneficiosa la segunda

opción.

8.4. Precio de los combustibles y de la electricidad

La electricidad generada en un equipo de cogeneración puede ser empleada en

el propio proceso o bien vendida a la red. Por ello, la rentabilidad del equipo es

mayor cuanto mayores son los precios de la electricidad.

En cuanto a los combustibles utilizados, cuando se instala una planta de

cogeneración de pequeña escala se puede proceder a un cambio del tipo de

combustible, por ejemplo a gas natural, que por precio y por facilidad de operación

resulta más barato que otros. Este cambio de combustible, como por ejemplo de

gasóleo a gas natural, reducirá los gastos e incrementará la rentabilidad.

Otro factor que incrementará los beneficios será una gran diferencia entre los

precios de la electricidad y de los combustibles:

− Cuanto más alto sea el precio de venta de la electricidad mayores serán los

ingresos.

− Cuanto más bajo sea el precio de los combustibles con los que operan la

planta, menores serán los costes de operación.

Ambas partidas contribuyen a un incremento de la rentabilidad.


8.5. Costes de operación y mantenimiento

Un equipo de cogeneración a pequeña escala o de microcogeneración tiene una

vida útil de 20-25 años. Esta vida útil puede alcanzarse siempre que se realice un

correcto mantenimiento de la instalación evitando las posibles averías de la misma.

El coste de mantenimiento es diferente en función del tipo de equipo y las

dimensiones del mismo. Las instalaciones más pequeñas (inferiores a 200 kWe)

tienen costes de mantenimiento que pueden llegar a duplicar al de otras unidades

de mayor potencia. Esta diferencia de coste reside fundamentalmente en que las

unidades de mayor tamaño dan lugar a economías de escala reduciendo el coste por

kWh generado.

Los costes de operación típicos son 0,02 €/kWh generado, para las unidades

más pequeñas, y 0,01 €/kWh para unidades de mayor tamaño.

8.6. Acceso a subvenciones

La posibilidad de acceder a una subvención puede hacer rentables algunos

proyectos.

Actualmente, el IDAE así como la mayoría de las Comunidades Autónomas

prevén subvenciones para proyectos de cogeneración a pequeña escala o

microcogeneración. En el siguiente capítulo se incluye información más detallada

sobre las principales líneas de subvención que permanecen activas en el momento

de elaboración de este manual.


9. Ayudas y Subvenciones

9.1. Línea ICO-IDAE

El Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE) dispone de

una línea de subvenciones para proyectos de Energías Renovables y Eficiencia

Energética.

Esta iniciativa incorpora una línea de préstamo, con una dotación inicial de

30 millones de €, para financiar inversiones en proyectos de energía solar térmica,

fotovoltaica aislada, biomasa doméstica e instalaciones de cogeneración,

destinadas a personas físicas, comunidades de propietarios, pymes (ver tabla de

condiciones para ser considerada pyme), ayuntamientos y otros organismos

públicos.

Condiciones para ser considerada pyme Número de trabajadores <250

Participación de otra empresa <25% Volumen de negocio (Ventas) ≤50.000.000 €

Balance general ≤43.000.000 €

Tabla 14: Condiciones para que una empresa sea considerada pyme.

En lo que respecta a la cogeneración, la línea de prestamos se dirige a aquellas

instalaciones con una potencia inferior a 2 MWe que se dediquen a la producción

combinada de energía térmica, eléctrica y, en su caso, generación de frío, utilizando

como combustible gas natural, gasóleo, biogás, biomasa, gas de síntesis, gas pobre,

o un efluente a temperatura elevada.

Formarán parte de las partidas elegibles: el grupo primario (pila de

combustible, motor de gas, turbina de gas, etc.), sistema de aprovechamiento

térmico (recuperador de calor), sistema de producción de frío, conexión a la red de

distribución, sistema eléctrico, control y regulación; obra civil (siempre que no se

supere el 20% de la inversión elegible) e ingeniería y dirección de obra. Los

potenciales peticionarios pueden ser: hospitales, hoteles, centros comerciales,

granjas agropecuarias, pequeñas industrias.

Los proyectos se financian hasta el 100% de los costes de referencia, con un

máximo de 1,5 millones de € sin incluir el IVA, debiendo ejecutarse a lo largo del

primer año a partir de la formalización del préstamo. La vigencia de los prestamos

se extiende desde el 1 de julio de 2006 hasta el agotamiento de los fondos.

Para solicitar éste tipo de préstamos, deberá rellenar y enviar un formulario de

solicitud que encontrará en la página Web del IDAE: www.idae.es.

www.idae.es


Tras la recepción de la solicitud, se requerirá al interesado la documentación

precisa para una evaluación previa de la viabilidad del proyecto, (plazo de

presentación en IDAE: 15 días laborables desde la comunicación). Posteriormente

IDAE confirmará el alta en la línea de Préstamos IDAE 2006, momento a partir del

cual, el solicitante dispondrá de 3 meses para la firma del préstamo (incluida la

aportación de garantías necesarias cuando proceda).

Las garantías que se solicitarán son:

- Para préstamos de hasta 120.000 euros: Aval por el 50%.

- Para préstamos superiores a 120.000 euros: el IDAE analizará la solicitud del

préstamo y, en función de la solvencia del solicitante y de la viabilidad del proyecto

de inversión, determinará las garantías a aportar.

Para más información consulte la página Web del IDAE, http://www.idae.es.

Costes de Referencia. COGENERACIÓN 2 MW

Precio (€/kW)

< 500kW >500kW y < 1.000 kW >1.000kW y < 2.000 kW

Cogeneración con producción de vapor 1.200 920 860

Cogeneración con producción de calor y frío 1.240 1.240 900

Tabla 15: Costes de referencia considerados por el IDAE en cogeneración.

www.idae.es


9.2. Ayudas y Subvenciones en Comunidades Autónomas.

En la siguiente tabla se muestran las ayudas15, referentes a cogeneraciones de

pequeña escala para algunas comunidades autónomas:

Comunidad Autónoma Norma Objetivo

Alcance (tecnología, sectores y

actividades) Ayuda económica

Andalucía Orden del 18 de julio de 2005

Incentivar el desarrollo energético sostenible de Andalucía. Convocatoria para los años 2005 y 2006

Producción simultánea de energía térmica y energía eléctrica, con una potencia menor de 50 MW

Cuantía máxima de las ayudas: 40%. Si el solicitante es una PYME hasta el 50% de la inversión incentivable

Canarias ORDEN de 28 de diciembre de 2005

Proyectos de ahorro, diversificación energética y utilización de energías renovables

Cogeneración de energía eléctrica y vapor

Cuantía máxima de las ayudas: 40% de la inversión elegible, con un máximo de 60.000 €

Castilla y León ORDEN EYE/313/2006, del 2 de marzo

Realización de actuaciones en materia de ahorro, eficiencia energética y cogeneración

Instalación de plantas de cogeneración con una potencia total conjunta inferior o igual a 500 kWe

Subvención variable en función del ahorro porcentual de energía primaria (5% - 50%), con un máximo de 60.100 €

Orden TRI/323/2006 del 16 de junio

Realización de inversiones en materia de Ahorro y Eficiencia Energética

Inversión en tecnologías para la mejora de la eficiencia energética en la industria

Subvención de hasta el 22% del coste elegible

Cataluña

Orden TRI/323/2006 del 16 de junio

Realización de inversiones en materia de Ahorro y Eficiencia Energética

Realización de proyectos de cogeneración de alta eficiencia en el sector terciario

Subvención de hasta el 10% del coste elegible

15 Estas son las ayudas y subvenciones vigentes durantes el desarrollo de Enerpyme Renovables. Si desea información actualizada en esta materia, consulte los Links correspondientes a las Agencias Energéticas en la Tabla 12 del presente manual.





Resolución de 5 de julio de 2006

Impulsar aquellos proyectos impliquen una reducción importante del consumo energético

Proyectos de cogeneración para empresas pertenecientes al sector industrial

Cuantía máxima de las ayudas: 10% (importe máximo de la ayuda de 100.000 €)



Proyectos de ahorro energético para empresas pertenecientes a empresas de cualquier sector




Sustitución de productos petrolíferos por gas natural en empresas pertenecientes a cualquier sector económico


Comunidad Valenciana

Resolución de 12 de septiembre de 2006

Promover proyectos de ahorro energético

Realización de proyectos en el sector industrial manufacturero


Galicia Orden de 22 de marzo de 2006

Promoción de tecnologías de alta eficiencia con objeto de reducir el consumo energético y las emisiones de CO2

Empresas

Cuantía máxima de las ayudas: 50% de la inversión subvencionable

Resolución de 21 de junio de 2006


Industrias manufactureras

Cuantía máxima de las ayudas: 22% (máximo 1.200.000 €)

Galicia

Resolución de 21 de junio de 2006


Construcción de plantas de cogeneración de alta eficiencia en el sector terciario y no industrial

Cuantía máxima de las ayudas: 10% (máximo 200.000 €)





Orden 6601/2006, del 26 de octubre

Promover actuaciones en materia de ahorro y eficiencia energética

Microcogeneraciones de hasta 500 kWe

Cuantía máxima de las ayudas: 10% de la inversión subvencionable, con un máximo de 200.000 €

Madrid

Orden 59/2006,de 11 de

enero

Promoción del ahorro y de la eficiencia energética

Empresas privadas y agrupaciones de empresas

Cuantía máxima de las ayudas: 20%, con un máximo de 100.000 €

Convenio EVE-IDEA 2006

Facilitar las inversiones en eficiencia energética en el sector industria

Realización de proyectos en el sector Industrial manufacturero

Cuantía máxima de la ayudas: 22% del coste elegible del proyecto, con un máximo de 36.000 € por instalación y 60.000 € por beneficiario

Convenio EVE-IDAE 2006

Facilitar el desarrollo de la cogeneración de alta eficiencia en el sector terciario y no industrial.

Microcogeneración de hasta 500 kW

Cuantía máxima de las ayudas: 10% del coste elegible del proyecto, con un máximo de 36.000 € por instalación y 60.000 € por beneficiario

País Vasco

ORDEN de 14 de diciembre de

2005,

Fomento de acciones y proyectos de ahorro y eficiencia energética

Cogeneraciones de alto rendimiento.

Cuantía máxima de las ayudas: 40%(*) del coste elegible del proyecto

Tabla 16: Líneas de subvención a cogeneración activas en diversas comunidades autónomas en el

momento de elaborar este manual.

La tabla anterior recoge las líneas de subvención activas en las respectivas

comunidades autónomas en el momento de elaborar este manual. Es interesante, no

obstante, comprobar cuáles siguen efectivamente vigentes en el momento de

analizar la posibilidad de instalar un sistema de cogeneración. En la siguiente tabla

encontrará los enlaces a las webs de las agencias energéticas de diversas regiones

donde podrá encontrar más información a este respecto.


Comunidad Autónoma Agencia Link

Agencia Andaluza de la Energía www.agenciaandaluzadelaenergia.es

Sociedad para el Desarrollo Energético de Andalucía, S.A., SODEAN

www.sodean.es

Agencia Local Energía de Sevilla www.agencia-energia-sevilla.com

Agencia Provincial de la Energía de Huelva, APEH

www.apeh.org

Asociación Agencia "SAVE" de Gestión Energética de Écija, AGEDE

www.ipreecija.org

Agencia de Gestión Energética de la Provincia de Jaén, AGENER

www.agener.org

Andalucía

Agencia Provincial de la Energía de Granada

www.apegr.org

Aragón Servicio de energía de Aragón http://portal.aragob.es/

Fundación Asturiana de la Energía, FAEN

www.faen.es

Asturias Fundación Agencia Local de la Energía del Nalón, ENERNALÓN

www.enernalon.org

Canarias Agencia de Energía de las Canarias Occidentales, AECO

www.itccanarias.org/itc

Ente Regional de la Energía de Castilla y León, EREN

www.jcyl.es

Agencia Provincial de la Energía de Burgos, AGENBUR

www.agenbur.com

Agencia energética Municipal de Valladolid

www.aemva.org

Castilla-León

Agencia Provincial de la Energía de Ávila, APEA

www.diputacionavila.es/web/?url=apea

Agencia para la Gestión de la Energía de Castilla-La Mancha

www.agecam.es Castilla-La Mancha Agencia Provincial de la Energía de

Toledo www.diputoledo.es

Instituto Catalán de la Energía, ICAEN

www.icaen.net

Agencia de Energía de Barcelona www.barcelonaenergia.com Cataluña

Agencia local de Energía de Manresa

www.lasequia.org

Madrid Centro de Ahorro y Eficiencia Energética de la Comunidad de Madrid

www.madrid.org


Comunidad Autónoma Agencia Link

Agencia Valenciana de la Energía, AVEN

www.aven.es

Valencia Agencia Energética de la Ribera, AER

www.aer-ribera.com

Extremadura Agencia Extremeña de la Energía, AGENEX

www.dip-badajoz.es

Galicia Instituto Energético de Galicia (INEGA)

www.inega.es

Islas Baleares Conserjería de Comercio, Industria y Energía. Dirección General de Energía

www.caib.es

Agencia Energética Municipal de Pamplona

www.pamplona.net

Navarra Centro de Recursos Ambientales de Navarra

www.crana.org

Murcia Agencia de la Gestión de la Energía en la Región de Murcia, ARGEM

www.argem.es

País Vasco Ente Vasco de la Energía (EVE) www.eve.es

Tabla 17. Enlaces Web de las diferentes Agencias Energéticas


10. Bibliografía.

Fuentes consultadas

− Mejora de la competitividad en cogeneración. Diego Fraile. Powertec Española

S.A.(1998).

− Introducción a las técnicas de cogeneración. Pere Valls i Puyato. Asociación

Autores Científico - Técnico (ACTA).

− Educogen. The European Educational Tool on Cogeneration. Second Edition,

December 2001.

− A good practice guide of small-scale cogeneration. Cogen-Challenge. Julio 2006.

− RD 436/04 Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.2003.

− Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética. 2004-2012. Ministerio Industria,

Turismo y Comercio. 2003

− Tecnologías para la innovación en la Generación de Energía Eléctrica. COTEC.

2003.

− Small scale CHP Fact Sheet. Spain. Cogen Challenge

− WP2 Small and Micro Scale CHP. National Report on State of SSCHP Policy and

Sector Situation. Spain. EVE 2004.

− Introducción a las técnicas de cogeneración. ACTA.

− Microcogeneración con pilas de combustible a gas natural. A. Mª. Gutiérrez.

Grupo EVE.

Páginas Web consultadas

− Fundación para la innovación tecnológica. www.cotec.es

− Cogen España. www.cogenspain.org

− Cogen Challenge Project. www.cogen-challenge.org

− Asociación de autogeneradores de energía eléctrica. www.autogeneradores.com

− Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía. www.idae.es

− Environmental Protection Agency Combined Heat and Power Partnership.

http://www.epa.gov/chp

− Combined Heat and Power Association. www.chpa.co.uk


Fundación Entorno – BCSD España

C/ Monte Esquinza, 30. 6º Dcha.

28010 Madrid

E-Mail: [email protected]

Fundación Entorno – BCSD España Fundación Entorno – Consejo Empresarial Español para el Desarrollo Sostenible (FE-BCSD España) es una organización privada y sin ánimo de lucro, con la misión de promover el liderazgo empresarial en la creación de valor sostenible. Impulsada en 1995 por un grupo de grandes compañías, está al servicio de las empresas que desean reforzar su compromiso con el desarrollo sostenible. En la actualidad cuenta con casi un centenar de Empresas Colaboradoras y Asociadas, entre grandes empresas y Pymes, así como más de 7.000 beneficiarios anuales. Fundación Entorno - BCSD España es socio nacional del Consejo Mundial para el Desarrollo Sostenible (WBCSD, en sus siglas en inglés), organización empresarial líder en el mundo que, gracias al compromiso de los directivos de las empresas, está definiendo la agenda del desarrollo sostenible, la competitividad empresarial y las sociedades sostenibles. Además la Fundación colabora, entre otras organizaciones, con European Partners for Environment (EPE), SustainAbility Ltd, Global Reporting Initiative (GRI) y desde 1996, lidera el Comité Español del Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Fundación Entorno - BCSD España ha sido reconocida, entre otros, con el Premio Nacional de Medio Ambiente 1999, el Premio de Medio Ambiente de Expansión y Garrigues & Andersen 2001 a la Eco-eficiencia y Premio 2004 a la Gestión Ambiental con el programa e+5; Premio Europeo a la Eco-eficiencia 2001, el premio periodístico de Ecovidrio, el V Premio Nacional de Periodismo ‘Doñana' Desarrollo Sostenible y el Premio de Medio Ambiente de la Comunidad de Madrid, Cámara de Madrid y CEIM-CEOE. Empresas miembro Acciona, Adif, Cemex España, Consulnima, Elcogás, Ence, Endesa, Ericsson España, FCC Construcción, Grupo Ferrovial, Fundación Grupo Eroski, Gas Natural, Holcim España, Philips, Red Eléctrica, Repsol YPF, Telefónica y Unilever. Empresas participantes en Grupos de Trabajo: DuPontIbérica, Iberdrola Inmobiliaria, Dow Chemical Ibérica.

(Actualizado a Abril de 2007)

Nuestro Plan de Trabajo 3 Grandes Bloques:

El plan de trabajo de la Fundación Entorno-BCSD España se estructura en torno a 3 grandes bloques: - Áreas Focales. Plataformas para la discusión,

investigación e interlocución sobre los temas más relevantes para la empresa en relación con el Desarrollo Sostenible.

Actualmente los temas principales tratados en estas áreas focales son tres:

− Energía y Cambio Climático.

El programa Enerpyme y todas las actividades desarrolladas dentro del mismo se engloban dentro de este Área Focal de Energía y Cambio Climático.

− El Papel de los Negocios en la Sociedad.

− El Uso Eficiente de los Recursos Naturales.

- Programas sectoriales. Conjunto de actividades enfocadas a un sector concreto de negocio en su relación con el Desarrollo Sostenible, constituidos a petición de las empresas miembro de FE-BCSD España.

En la actualidad se está desarrollando un programa sectorial de Construcción Sostenible, con el que establecer un marco de acción que defina cómo crear las condiciones que hagan posible una construcción sostenible a lo largo de toda la cadena de valor y fomentar el diálogo con las diferentes partes interesadas.

- Iniciativas. Acciones puntuales de información, difusión

y formación que propone la FE – BCSD España a sus miembros y que nacen del trabajo realizado en las Áreas Focales o en los Programas Sectoriales, con las que fomentar un debate abierto a la sociedad sobre temas clave del desarrollo sostenible y comunicar los resultados obtenidos en las Áreas Focales y Programas Sectoriales así como las prácticas empresariales más destacadas.

Algunas de estas iniciativas son:

• Celebración de Clubes de Debate y otras jornadas técnicas.

• Edición del Canal Empresa Sostenible. • Publicaciones sobre prácticas empresariales

destacables. • Formación virtual a más de 2.500 alumnos.

Para conocer todas las actividades de Fundación Entorno - BCSD España, visite:

www.fundacionentorno.org

www.fundacionentorno.org

[email protected]

manual cogeneracion

Documents