Uso eficiente del Gas

(1)

Uso eficiente del Gas

TANDAR – CNEA- 23 de octubre 2009

Salvador Gil

[email protected]

Universidad Nacional de San Martín y

ENARGAS

Desafío energético del siglo XXI.

Eficiencia energética en Argentina:

(2)

Tandar - CNEA - S.Gil 2009 2

Uso eficiente de la energía

Emisiones de GEI-calentamiento Global

Características del consumo de gas en Argentina

Posibilidades de ahorro y mejoras en el uso del

gas en Argentina

Oportunidades de I&D

Conclusiones

¿Por qué es necesario un uso eficiente de la

energía?

(3)

Calentamiento Global

Desafío del siglo XXI

Copenhagen 2009

Climate Conference in Copenhagen

6. - 18. December 2009

(4)

Temperaturas globales y

contenido de CO

₂

Variación de las

temperaturas globales

,

curva roja

y

variación de CO

₂

en la

atmósfera,

curva azul

.

0.8 ºC

(5)

Temperaturas históricas en

Buenos Aires

Variación de las temperaturas medias anuales en BA, curva roja y

Temperatura media invernal

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Año

T

[°C

]

Temperatura Promedio Anual

Temperatura Promedio Invernal Pendiente = 2.5 °C/siglo

(6)

Tandar - CNEA - S.Gil 2009 _{Fuente: Al Gore, 2006, An inconvenient truth}6

(7)

Temperaturas del pasado

En los hielos e la Antártida,

Groenlandia, etc. quedan

atrapados gases de la atmósfera

del pasado. De donde se puede

obtener el contenido de CO2. De

la razón

18

_O/

16

_{O se obtiene las}

temperaturas

Los GEI se incremental mucho

después de 1800 debido a a

actividades humanas

(8)

(9)

En equilibrio: Alta conc. CO

₂

--> Calentamiento;

baja conc. CO

₂

--> Frío

2005

(10)

Las temperaturas media globales están aumentando

cada vez más rápidamente.

100 0.074



0.018 50 0.128



0.026 Warmest 12 years:

1998,2005,2003,2002,2004,2006,

2001,1997,1995,1999,

1990

,2000

Period Rate

Years



/decade

IPCC

(11)

Elevación del nivel del mar

(12)

(13)

Calentamiento

La evaporación de los mares,

Incrementa el vapor de agua en la

atm. El vapor de agua es un GEI.

Más efecto de invernadero

Menos

nieve

en la superficie;

Decrece la reflectividad de la

sup.

Aumenta la absorción de

energía solar.

Más nubes; Disminuye la

absorción de energía

(14)

Reducción del

albedo con la

pérdida de hielo

Fuente: Al Gore, 2006, An inconvenient truth

Proceso con

feedback

positivo, no

simple de

controlar

!!

(15)

(16)

Consumo de energía y calidad

de vida (

IDH

)

IDH=Índice de desarrollo humano (UN)

_{No siempre}

mucho

consumo

de energía

significa

mejor

calidad de

vida

Es posible tener un alto índice de desarrollo humano

con un consumo bajo y eficiente de la energía

Germ any Italy

France United Kingdom

Japan

United States Canada Australia Norw ay India Egypt Bolivia China Peru Venezuela

Brazil Russian Federation Mexico Chile Argentina 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 1,05 0 50 100 150 200 250 300

Consumo Energía per cápita ( kWh/día)

In d ic e d e D e s . H u m a n o ( H D I)

(17)

Consumo de Energía en el

mundo

Energy world consumption

3,000

5,000

7,000

9,000

11,000

1970

1980

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

Year

Po

p

u

la

ti

o

n

[m

il

lo

n

s

]

0

200

400

600

800 C

o

n

s

u

m

p

ti

o

n

[Q

u

a

d

]

Popul. (Millions) Consump (Quad) Polinómica (Popul. (Millions)) Exponencial (Consump (Quad))

Popul.

(1.2% - 0.%)

Growth

Energy 2% Growth (35 y)

El consumo de energía se duplica cada 30 a 35 años!!

Fuente: EIA - DOE - USA

- www.doe.gov

El crecimiento

del consumo es

superior al de

la población

(18)

La cuestión

¿Cómo mejorar nuestra calidad de vida

y al mismo tiempo mitigar las

consecuencia del incremento del

consumo de energía?

(19)

Evolución de la Matriz energética

Argentina

Matriz Energética Primaria

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

año

C

o

n

tr

ib

u

c

ió

n

%

Hidráulica

Nuclear

Gas Natural

Petroleo

Otros(C+L)

Petróleo

Hidro

Carbon + Leña

Gas nat.

90% de la energía

que consumimos

proviene de

combustibles

fósiles

(20)

Argentina

Matriz Energética 2004

Fuente: Secretaría de Energía de la Nación – Argentina

http://energia3.mecon.gov.ar/home/

Matriz Enegética (primaria) Argentina - Año=2004 Otros 1% Nuclear 3% Gas Natural 48% Hidráulica 4% Bagazo 1% Petroleo 42% Leña 1% Carbón Min. 0%

Usos de la Energía (secundaria) en Argentina - Año=2004 Agro 10% Industr. 25% Transp. 28% No Energ. 8% Com. y Publ. 7% Residencial 22%

(21)

Argentina

Matriz Energética 2005

Fuente: Secretaría de Energía de la Nación – Argentina

http://energia3.mecon.gov.ar/home/

Consumo de gas natural - Año=2005

Com y Publ 5% GNC 11% Ind 32% Res 27% Electr 25%

Producción de electricidad en Argentina Año=2005 Fuel+GasOil 8% Hidro 36% Gas 47% Importada 2% Nulear 7%

GAS

Electricidad

(22)

Energía secundaria y PBI

Consumo de energía secundaria

20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 Año C o s u m o d e e n e rg ía [ K _ T e p ] 150 200 250 300 350 M il e s d e M il lo n e s d e $ (G $ )

E.Total (sec) [k Tep] PBI (G$ 1993) 20,000 30,000 40,000 50,000 150 200 250 300 PBI [G $ ] Co s u m o d e e n e rg ía S e c . [K_ T e p ] Entre 1970 y 2001, el consumo eléctrico se cuadriplicó, mientras que el PBI solo aumentó un 75% en el período En EEUU entre los años 1976 y 2005 el consumo eléctrico se duplicó, y el PBI aumentó en un 245%. .

Elasticidad 1.2

Elasticidad

1.2

(23)

Si crecemos a

4.25%

anual

(española) en 12 a 20 años

duplicamos nuestro consumo

0

100

200

300

400

500 1980

1990

2000

2010

2020

año

V

al

o

res

r

el

at

ivo

s

PBI

Consumo Electr.

Q_gas_tot

Proyección

Datos reales

Año 1990- Valores=100

(24)

Proyección del consumo de Gas

A la argentina Mejorada (2.4%)

Fuertemente dependiente del modelo de crecimiento PBI

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 Año C o n s u m o [ M il lo n e s m 3 /d ] Export Q_interrup Q_Usin_Firm Q_ind_Firme Q_picos GNC Q_R+C+EO (SUGERIDO) Produccion [M_m3/d] Año=2026 Q_fime=162.6 Export=5 Q_total=180.1 Deficit=37.62 R+C+EO Base Act Picos R+C+EO GNC Industria Firme Interrump. Usinas F.

Crecimiento medio del PBI futuro de aproximadamente 2.4 % (Argent. Mej.)

(25)

Proyección del consumo de Gas

A la española (3.8%)

Fuertemente dependiente del modelo de crecimiento PBI

Crecimiento medio del PBI futuro de aproximadamente 3.8 % (a la española.)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 Año C o n s u m o [ M il lo n e s m 3 /d ] Export Q_interrup Q_Usin_Firm Q_ind_Firme Q_picos GNC Q_R+C+EO (SUGERIDO) Produccion [M_m3/d] Año=2026 Q_fime=199.2 Export=5 Q_total=228.9 Deficit=74.27 R+C+EO Base Act Picos R+C+EO GNC Industria Firme Interrump. Usinas F.

(26)

Consumo industrial de

gas natural

Los cortes de suministro son importantes y crecientes

Consumo Industrial Argentina

10 15 20 25 30 35 E n e -9 3 E n e -9 4 E n e -9 5 E n e -9 6 E n e -9 7 E n e -9 8 E n e -9 9 E n e -0 0 E n e -0 1 E n e -0 2 E n e -0 3 E n e -0 4 E n e -0 5 E n e -0 6 E n e -0 7 E n e -0 8 E n e -0 9 E n e -1 0 Fecha C o n s u m o [M il lo n e s _ m 3 /d ] 0 50 100 150 200 250 300 350 400 P B I G $ /9 3

Q_indutrial (M m3/d) D_q_ind PBI_mensual Consumo industrial efectivo

Consumo insatisfecho

PBI (1993)

(27)

Reservas de Gas - Comprobadas

Anuario 2004 - Sec. Energía RA

Argentina- Reservas comprobadas de Gas

0 200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

año

R

e

s

e

rv

a

s

(

M

il

lo

n

m

3 )

0

5

10

15

20

25

30 A

ñ

o

s

Reservas Comprobadas (MMm3)

Reservas Comprobadas (años)

(28)

Energía secundaria y PBI

Consumo de energía secundaria

20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 Año C o s u m o d e e n e rg ía [ K _ T e p ] 150 200 250 300 350 M il e s d e M il lo n e s d e $ (G $ )

E.Total (sec) [k Tep] PBI (G$ 1993) 20,000 30,000 40,000 50,000 150 200 250 300 PBI [G $ ] Co s u m o d e e n e rg ía S e c . [K_ T e p ] Entre 1970 y 2001, el consumo eléctrico se cuadriplicó, mientras que el PBI solo aumentó un 75% en el período En EEUU entre los años 1976 y 2005 el consumo eléctrico se duplicó, y el PBI aumentó en un 245%. .

Elasticidad 1.2

Elasticidad

1.2

(29)

Energía y crecimiento en la

Comidad Europea

PBI

(30)

Consumo y crecimiento en

Dinamarca

(1980 – 2005)

Consumo

constante

Crecimiento

PBI 59%

(31)

Consumo de Electricidad en

EE.UU y California 1960-2001

California

Consumo

eléctrico per

cápita

constante

desde 1976 al

2002

Crecimiento PBI

2.2 veces

(121%)

USA

Consumo 1.5

USA elasticidad 0.68

Per Capita Electricity Consumption kWh/person -2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 California United States

(32)

Alemania Consumo de energía

De 1970 a

2002

PBI crece

1.81 veces

O

82%

de

crecimiento

Consumo

casi

constant

e

(33)

(34)

Precio del Gas Natural en

EE.UU. y Argentina

1 Mcf (NG)= 1.045 M_BTU

Precio

RA

(35)

Precio del Gas Natural en

EE.UU. y Argentina

Precio del gas en RA y EE.UU.

$

-$ 2

$ 4

$ 6

$ 8

$ 10

$ 12

$ 14

$ 16

$ 18

$ 20

En

e

-9

2 En

e

-9

3 En

e

-9

4 En

e

-9

5 En

e

-9

6 En

e

-9

7 En

e

-9

8 En

e

-9

9 En

e

-0

0 En

e

-0

1 En

e

-0

2 En

e

-0

3 En

e

-0

4 En

e

-0

5 En

e

-0

6 En

e

-0

7 En

e

-0

8 En

e

-0

9 mes

G

a

s

Pr

ic

e

U

$

S/

M

_

B

T

U

M_BTU Residencial

M_BTU city_gate

M_BTU_res RA

(36)

¿Cómo enfrentar este desafío?

No disponemos de reservas

comprobadas ni probables para

enfrentar el incremento de nuestra

(37)

Ahorro y uso eficiente

Respuesta económicamente razonable

Amigable con el medio ambiente

Considerado con futuras generaciones

La energía más barata y que menos contamina...

es la que NO se consume.

(38)

Distribución del consumo de

gas

(39)

Consumo Residencial

Consumo

Calefacción

60%

Calentamiento

de agua y

cocción

40%

País Año=2007 -2 4 6 8 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes C o n s u m o [ m 3 /d ] Q_calef [m3/d] Q_Esp_Base [m3/d] Calef. %=64.2 Base %=35.7 País Año=2006 -1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes C o n s u m o [ m 3 /d ] Q_calef [m3/d] Q_Esp_Base [m3/d] Calef. %=59.0 Base %=40.9

(40)

Consumo de gas en edificios y

viviendas

Consumo de gas en edificios y viviendas

35%

Calefacción

25%

País Año=2007 GNC 9% Industr. 30% Elec. Otros 14% Elec.R+C +EO 11% R+C+EO (Cal.) 23% R+C+EO (Bas) 13% Edificios=34.0% País Año=2006 GNC 10% Industr. 33% Elec. Otros 14% Elec.R+C +EO 12% R+C+EO (Cal.) 18% R+C+EO (Bas) 13% Edificios=30.2% Electricidad 25% Electricidad 26%

Importante

Consumo

de gas

(41)

Principalmente:

• Residencial ( R )

• Comercial ( C )

• Entes oficiales (EO)

En menor Grado

• Eléctrico

• Industrial

No termo-dependiente

• GNC

Consumos termo - dependientes

Ban Año=2005 (EG_17) R2=0.957

0 2 4 6 8 10 12 14

31-Dic 31-Ene 28-Feb 31-Mar 30-Abr 31-May 30-Jun 31-Jul 31-Ago 30-Sep 31-Oct 30-Nov

c o n s u m o [ M il lo n e s m 3 /d ] Q_RP [MM m3/d] Cons_modelo

R+C+EO

(42)

Características del consumo R, C y E.O.

Años 1993 -2007



·

0

2

4

6

8

10

12

14

0

5

10

15

20

25 Temparatura media mesual [°C]

C

o

n

s

u

m

o

e

s

p

e

c

íf

ic

o

R

[m

3 /d

]

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40 C

o

n

s

u

m

o

e

s

p

e

c

íf

ic

o

P

[m

3 /d

]

Consumo R

Consumo C+EO

Altos consumos

T

crit

El

consumo específico

( o sea el consumo por usuario)

es termo dependiente, pero independiente del tiempo, los

hábitos de consumo no han variado en los últimos 14 años

Los consumos

específicos son

predecibles

(43)

Los consumos Residenciales, Comerciales y de E.O. varían por

efecto de la

temperatura

y la

variación del número de

usuarios

Todo el País 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 Ene-93 Ene-94 Ene-95 Ene-96 Ene-97 Ene-98 Ene-99 Ene-00 Ene-01 Ene-02 Ene-03 Ene-04 Ene-05 Ene-06 N ú m e ro d e u s u a ri o s R [M il lo n e s ] 180 200 220 240 260 280 300 320 N ú m e ro d e u s u a ri o s C + E O [m il e s ] N_R N_C+EO

Crecimiento Residencial (país) = 3.5 % anual

Crecimiento Comercial+E.O. (país) = 5% Anual

Consumo Residencial, Comercial y de Entes Oficiales

Los Consumos R, C y

EF pueden modelarse

muy bien!

(44)

Consumo R,C,EO

:

Año: 2004 - Diario



· Comparando 2004 con 2003 se observa un

ahorro del orden del

8 al 10%

en los días fríos

BAN - R - Año 2004 Dias Laborales sig/Prom%=30.6

0.5 2.5 4.5 6.5 8.5 10.5 0 5 10 15 20 25 Tef [°C] Q _ R P _ c o rr [ D m 3 /d ] Q_R(2004) Q_R(2003) Datos diarios

Ocurrencia

de Ahorro!!

Primeros

meses 2004

X

Ref. año 2003

(45)

Consumo R

:

Año: 2007 - Diario



· Comparando 2007 con 2003 se No observa

ahorro.

Más bien un incremento del consumo

específico

BAN - R - Año 2007 Dias Laborales sig/Prom%=16.1

0.5 2.5 4.5 6.5 8.5 10.5 0 5 10 15 20 25 Tef [°C] Q _ R P _ c o rr [ D m 3 /d ] Q_R(2007) Q_R(2003) Datos diarios

No hubo

Ahorro!!

(46)

Ahorro

Hay muy poco incentivo para ahorrar

Pero existe la posibilidad de hacerlo

Consumo en el sur

(47)

Características del consumo R en el

País -

Años 1993 -2007

El

consumo específico

( o sea el consumo por usuario)

es termo dependiente, pero independiente del tiempo, los

hábitos de consumo no han variado en los últimos 14 años

0

2

4

6

8

10

12

0

5

10

15

20

25 Temparatura media mesual [°C]

Consum

o espe

cífi

co R

[m

3/d]

Consumo R

Altos consumos

T

crit

(48)

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

Consumo Residencial-SUR Vs. Resto del País 1993-2007

0

5

10

15

20 -

5

10

15

20

25

30 Temparatura media mesual [°C]

C o n s u m o e s p e c íf ic o R [ m 3 /d ]

(49)

Indicador, pérdidas de calor: Río Gallegos

( J.M. Evans –FAU- UBA 2007)

Isla de calor de Río Gallegos, invierno, 21 hrs, 01-06-01

Aumento de temperatura: > 4º C, con fuerte viento

Causa del aumento: Principalmente pérdidas de calor de los edificios

+3

+1

+3

+2

+1

0

0 -1

-1

(50)

Si el consumo especifico en el sur

fuese como en el resto del país

0

2

4

6

8

1 -1

9

3

1 -1

9

4

1 -1

9

5

1 -1

9

6

1 -1

9

7

1 -1

9

8

1 -1

9

1 -2

0

1 -2

0

1

1 -2

0

2

1 -2

0

3

1 -2

0

4

1 -2

0

5

1 -2

0

6

1 -2

0

7 fecha

C o n s u m o R [ M il lo n e s m 3 /d ]

_Ahorro

Hipotetico

Ahorro Potencial Consumo real



Magnitud sería de unos

4.5 millones de m3/día



Comparable con el gas

importado de Bolivia

!!



O con este gas se podría producir tanta energía

como la central nuclear de

Embalse Río III

(51)

Consumo de los Pilotos

¿Cuanto consumen?

¿Son imprescindibles?

(52)

Ahorros de gas – Consumo de los

pilotos



Consumo base medio 1.6 m

3 /d

0 2 4 6 8 10 12 0 5 10 15 20 25

Temparatura media mesual [°C]

Consumo específic o R [m3 /d] Consumo R Altos consumos Tcrit

Consumo base



Cocción:

0.6 m

3 /d



Calentamiento de

agua

0.6 m

3 /d



Piloto:

0.5 m

3 _/d



Total:

1.6 m

3 /d

Los pilotos

, uno por usuario, consumen:

7.000.000x 0.5 m

3 /d



3.5 Millones m

3 /d

Esto equivale a una central eléctrica (CC) de unos 600 MW

Comparable a la energía producida por Embalse Río III

(53)

Calefones



Existen en el mercado

modelos que poseen

encendido electrónico

que elimina el piloto



Costo del orden de

20 U$S



Equivalentes a dos años

de bonos de carbono

(MDL)

Seguridad



Válvula de seguridad



Sensor: Sensor de salida de gases

de combustión y sensor de sobre

temperatura.

(54)

Termotanques

Pérdidas de calor



Aislamiento Térmico del

tanque



Tiraje de la Chimenea (central)



Piloto

(55)

Termotanques

Tapando con

una clapeta

la chimenea, cuando el

quemador está apagado (solo el piloto). El tiempo de

enfriamiento se reduce en un

50%

Es posible ganar entre un 10 al 25% de eficiencia mejorando los

diseños

Pérdidas de calor



Tiraje de la Chimenea (central)



Piloto

TERMOTANQUE LONGVIE 150 LITROS Normal

45

46

47

48

49

50

51 0,0

2,0

4,0

t (h)

D

T

(

ºC

)

DT(ºC) (Sin Piloto) DT(ºC) (Normal) DT(ºC) (Sin Pil. Y con Clap.) DT(ºC) (Con Pil. yClap.) Tau(h)=32,2 Normal

Tau(h)=69,8 Con Pil.y Clap. mejora=2,16

(56)

Ahorro potencial –

Uso eficiente



Incentivar el ahorro a traves premios y

tarifas



Promover un uso racional en el sur del

Argentina



Eliminación de pilotos en equipos de

calentamiento de agua. Programa de

recambio de equipos a otros más

eficientes



Mejora en la ailación termica de

viviendas y edificios

Mill.m

3 _/d

2

4.5

3.5

15 10-

25 Total



(57)

¿Qué significa este ahorro en

en consumo Residencial?

10 a

25 Millones de m

3 _/d

5 Millones de m

3 _/d



_{Central CC de 1 GW}

Este ahorro elimina la importación y

equivale a 2 o 5 centrales eléctricas de

1GW

(58)

Eficiencia Energética es una

fuente de energía de bajo

costo que no contamina

La energía más limpia y barata…

es la que no se consume.

(59)

Consumo de vivienda típica en

la provincia de Chubut



Vivienda de unos 75 m

2 

Consumos con aislación térmica estándar (

710 kWh/m

2 _.año

_{) y con buena aislación con productos}

accesibles en el mercado actual. Consumo (

133 kWh/m

2 _.año

₎



710 kWh/m

2 .año ≈4500 m3/año+4500 kWh/año



Los costos de construcción con este tipo de

aislación aumentan entre

5 a 8%

del valor sin

aislación.

(60)

Consumos típicos actuales

2009

Casa Chubut

Superficie

[m2]

Consumo

[m3/año]

Consumo

[kWh/año]

Consumo

especifico

[kWh/año.m2]

consumo de gas

4,500

48,662

650 Cosumo electrico

4,500

60 Casa

75 Consumo Total

53,162

710

(61)

22900 kg CO

₂

/ año

22 barriles

26 barriles

CONSUMO ANUAL: 48

barriles de petróleo = 6,1 t

710 kWh/m

2

_año

Casa con poca aislación

(construcción estándar)

(62)

22900 kg CO

₂

/ año

22 barriles

26 barriles

4300 kg CO

₂

/ año

3 barriles

6 barriles

CONSUMO ANUAL: 48

Barriles de Petróleo = 6,1 t

710 kWh/m

2

_año

CONSUMO ANUAL: 9

barriles de petróleo = 1,14 t

133 kWh/m

2

_año

Casa con buena aislación

(63)

EL CONSUMO Y LAS EMISIONES SE REDUJERON EN 81.3%

(64)

2 ejemplo de acciones que

funcionan



1. Etiquetado de artefactos



2. Esforzar medidas de eficiencia por

parte de los reguladores y proveedores

de energía

(65)

Etiquetas de eficiencia en el mundo

USA

Australia

Thailand

USA

EU

Argentina

Brasil

Iran

China

Switzerland

Endorsement

labels

Comparison

labels

(66)

RESULTADO DEL ETIQUETADO – EE.UU.

Refrigeradores 1961 -2005

(67)

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

A

B

C

D

E

F

G

Energy label class

Sh

are

of

models/

mar

ket

EU Market 1999

EU Market 1996

EU Market 1992

More Efficient

Less Efficient

Impacto de etiquetado en el mercado

Heladeras en EE.UU.

(68)

Tandar - CNEA - S.Gil 2009 69 69

Source: David Goldstein

New United States Refrigerator Use v. Time

and Retail Prices

0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2,000 1947 1952 1957 1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 A v er ag e A n n u al En er g y U se(kw h ) o r Pr ice($) 0 5 10 15 20 25 R efr ig er ato r v o lu me (cu b ic feet)

Energy Use per Refrigerator (kWh/Year) Refrigerator Size (cubic ft) Refrigerator Price in 1983 $ $ 1,270 $ 462 ~ 1 Ton CO2/year ~ 100 gallons Gasoline/year

(69)

1. Etiquetado de artefactos

La etiqueta informa a usuario el

consumo del artefacto que adquiere

Obliga a los fabricantes a mejorar los

productos que ofrece en el mercado y

promueve la innovación

El mercado se mueve hacia formas de

uso más eficiente de la energía

(70)

Etiquetado en Argentina

Norma

IRAM Título Estado de situación

2404 - 3

Refrigeración

doméstica

_obligatoria

Emitida y

62404 -1

Lámparas incandescentes

_obligatoria

Emitida y

62404 -2

Lámparas fluorescentes

_obligatoria

Emitida y

62406

Acondicionadores de Aire

_obligatoria

Emitida y

62405

Motores eléctricos

de inducción trifásicos

Emitida

2141-2

Lavarropas

Emitida

62407

Balastos para lámparas fluorescentes

En estudio

19050-1

Artefactos de cocción a gas: Anafes,

Hornos

En estudio

--

Stand by, electrobombas, balastos

En estudio

Cocinas, hornos anafe

En Estudio

Calefones y Termotanques

En Estudio

(71)

(72)

Cogeneración



Centrales eléctricas a gas tienen eficiencias

entre

30%

(TV) a

60%

(CC)



Emiten gases calientes entre 200 a 350ºC



Emiten CO2



Muchas industrias usan gas para generar

vapor y calentar agua: Lechería

(pasterización), Liofilización, secado, etc.



Hay industria que necesitan CO2 – Fabrica de

gaseosas

(73)

September 2009

The first meeting of ISO’s new project committee PC 242

which is to develop an International Standard on energy

management was held on 8-10 September in Washington,

DC, USA.

The future ISO 50001 will establish a framework for

industrial plants, commercial facilities or entire

organizations to manage energy. Targetting broad

applicability across national economic sectors, the standard

could influence up to 60 % of the world’s energy use.

ISO 50001, futura norma de

(74)

Acciones en curso en ENARGAS



Acuerdo con el Ministerio de Ciencia Tecnología e

Inn. Prod. PICTO R&D en:



mejorar la eficiencia de artefactos a gas



envolventes térmicas de edificios.



Se inicio el proceso de

etiquetado

por eficiencia de

artefactos a gas. (IRAM)



Anafes- cocinas (en disc. Públ. )



Calefones, termotanques - Calefactores de agua



Calefactores



Participación en el comité de

etiquetado de

edificios



Eliminación o utilización energética de los pilotos de

gas en calentadores de agua



Acuerdo con el

INTI y fabricante de equipos

para

realizar ensayos de eficiencia de equipos a gas

(75)

Ley de Fourier –Ondas de calor

dx





m



v





m



Adx

.

dT

c

m

Q



.













_





_x___x _x

dx

dT

dx

dT

KA

dt

dT

c

Adx

.



(

)

(

)

t

T

k

x

T







1 _.

2

2 Difusividad k=K

/



c

(76)

Arreglo experimental

Interfase

Aislante térmico

Barra metálica

(cobre)

Fuente de

potencia

Calefactor (soldador)

Interruptor

Termómetros

conectados

a una PC

(77)

Método 1: Ajuste (datos

medidos-expresión teórica)

Cobre K(w/mk)=400 diff(m2/s)*10^6=128,2 -3 -2 -1 0 1 2 3 600 700 800 900 1000 t(s) T (º C ) x(m)=0,25,t) T(B2) x(m)=0,2,t) T(C2) T_c(A1) x(m)=0,t) T_c(B1) x(m)=0,05,t) T_c(C1) x(m)=0,1,t) T(A2) x(m)=0,15,t)

(78)

Efecto Piel:

Amplitud Vs. Profundidad y = 1.988e-9.1076x R2 = 0.983 0.1 1.0 10.0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 x(m) A m p li tu d ( ºC ) Amplitud Exponencial (Amplitud)

0

2 p

k





o

pendiente

1

0 





)

(

cos(

)

exp(

)

,

(

₀ ₀ ₀ 0 0









x

t



A



x



v

t



Escala

semilogaritmica

k

p









0

0 Difusividad k=K

/



c

(79)

Velocidad de propagación

Velocidad de propagación de la onda térmica

y = 0.001914x - 1.015383

R

2

= 0.997710

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

500

550

600

650

700 t(s)

x

(m

)

x(m)

Lineal (x(m))

Pendiente =

v

_o



4 .

₀

2

0 p

v

k



(80)

Ondas Térmicas

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0

0.25

0.5

0.75

1 x/



/

A

0

t/p0=0

t/p0=0,3

t/p0=0,5

La temperatura en este

punto corresponde a la

llegada de la onda

térmica.

DEFASJE

(81)

Ondas Térmicas observación

La temperatura

a 1.8 m,

depende de la

onda térmica

de la estación

anterior.

DEFASJE

Midiendo

temperaturas en

profundidad

podemos obtener

temperaturas del

pasado

(82)

Temperaturas globales y

contenido de CO

₂

Variación de las temperaturas globales, curva roja y variación de CO2 en la

atmósfera, curva azul.

0.8 ºC

(83)

Suelo en Buenos Aires

T



17 – 18 ºC Ideal para

acondicionamiento térmico de viviendas

Implicancias en Argentina

Buenos Aires - Temperaturas de la Tierra

12

14

16

18

20

22

0

1

2

3

4

5

6

7 Profundidad (m)

T

(º

C

)

Verano 15ºC

Invierno 19ºC

1.5 - 1.8 m

1.8 m

(84)

Acondicionamiento térmico

Natural

(Passive House)

(85)

Intercambiador de tubos

enterrados – India 2000

Performance of Single Pass earth-tube heat exchanger: an

experimental study - G. Sharan et al. Indian Ist. of

Managment Ahmedabad India 2000.

L= 50m

Prof=3 m

Diam=10cm

v_air=11 m/s



T=14ºC

P=400W

T_suelo= 26.6ºC

Q_air= 5.6 m

3 _/min

(86)

Intercambiador de tubos

enterrados – India 2000

T_suelo= 26.6ºC

Q_air= 5.6 m

3 _/min

L= 50m

Prof=3 m

Diam=10cm

v_air=11 m/s



T=14ºC

P=400W

(87)

Intercambiador de tubos

enterrados -May

ETHE Datos

estivales

en Mayo

L= 50m

Prof=3 m

Diam=10cm

V_air=11 m/s



T=14ºC

P=400W

T_salida

T_amb

(entrada)

T_suelo

30

25

(88)

Intercambiador de tubos

enterrados -Jan

ff

L= 50m

Prof=3 m

Diam=10cm

V_air=11 m/s



T=14ºC

P=400W

T_salida

T_amb

(entrada)

T_suelo

25

20

(89)

Efecto conocido y usado desde la

antigüedad:

Ciudad de Gharyan, 60

km al sur de Trípoli. Libia

http://www.clarin.com/suplementos/viajes/2008/03/16/v-01629375.htm

Pozo 10x10m

8m profundidad

Temperaturas

interiores:

20° y 22° todo

el año.

T_exterior



30º

-40º C

(90)

La Casa E de Basf –

Tortuguitas

(91)

Síntesis



El uso eficente de la energía es una responsabilidad

ineludible que llegó para quedarse.



Desde el punto de vista de R&D, es una magnifica

oportunidad para empreder nuevos proyecto, con un alto

impacto social, económico y me3dio ambiental



Oportunidades para Universidades- nuevas

carreras-UNSAM está creando la Ingenieria Energética

y una

Maestría en energía

. Otros programas: UBA 3 Mestrías,

UNLa-CNAA 1 Maestría.



La

problemática energética

es un problema relevamte

e interesante y la física y la ciencia tiene mucho para

aportar.



La eficiencia tiene aspectos técnicos

pero NO sólo

técnicos (

sociales, economicos , socilogicos, etc.)

(92)

Muchas Gracias

Tareas pendientes



Transporte



Industria y servicios



Fuentes renovables

(93)

Eficiencia Energética es una

fuente de energía de bajo costo

que no contamina

La energía más limpia y barata…

es la que no se consume