Artículo publicado en la edición especial de la revista FuturEnergy de octubre 2018: Cogeneración. Especial XIV Congreso Anual de COGEN España264.62 KB
El Mapa de Calor de México, realizado como parte de las actividades de cooperación bilateral entre México y Alemania y enmarcado en el Programa de Energía Sostenible de la GIZ, es una herramienta que tiene por objetivo principal facilitar el análisis del potencial de abastecimiento térmico de industrias y grandes consumidores terciaros mediante soluciones eficientes basadas en cogeneración, calor residual y energías renovables (biomasa, biogás, solar térmica y geotérmica).
Estimación de la demanda de calor en México
Según los datos del Sistema de Información Energética de México, en 2014, el consumo anual de combustibles fósiles ascendió a 1550 TWh(pci)/año destinándose un 41% al sector transportes, un 29% a la producción de electricidad, un 18% al sector industrial y un 12% al sector terciario.
En el sector industrial y terciario prácticamente la totalidad del combustible es destinado a la producción de calor. Además, una parte del consumo eléctrico tiene como finalidad la producción de frío o climatización. Esto hace que caracterizar las demandas y estudiar alternativas más eficientes para la producción de calor y frío, sea una vía prometedora para conseguir una reducción considerable del consumo de combustibles y de las emisiones de CO2, generando beneficios económicos para las empresas y, en consecuencia, una mayor competitividad en el mercado.
La demanda de calor para procesos 100% térmicos se ha calculado en 232 TWh/a y el calor necesario para producir el frío (asumiendo sistemas de absorción) se ha calculado en 62 TWh/a. Así, el total de demanda de calor más el total de calor para producir frío es de 294 TWh/a, equivalente a 350 TWh(pci)/a de combustibles, que representa el 23% de la demanda de combustibles del país. Esta información puede desglosarse por actividad económica o por región geográfica (ver gráfica).
Potencial técnico y económico
El potencial técnico se ha calculado a partir de los consumos de combustibles y electricidad que tendrían los centros demandantes tras la aplicación de las distintas tecnologías dimensionadas según su demanda de calor. Se han considerado técnicamente aceptables aquellas situaciones donde el ahorro de energía primaria sea superior a un 10%.
El potencial económico se ha calculado a partir de la inversión y del ahorro obtenido en cada tecnología, considerando viables aquellos proyectos con un retorno inferior a 6 años en el sector industrial y de 10 en el sector terciario.
Para la evaluación del potencial económico se han usado los precios de los combustibles más utilizados en el sector industrial y en el sector terciario: gas natural (13 USD/MWh) y electricidad en alta tensión (75 USD/MWh). Estos precios pueden modificarse fácilmente para hacer estudios de sensibilidad económica.
La cogeneración es la tecnología con mayor potencial técnico y ahorro de energía primaria. A parte de suministrar 108.6 TWh/a de calor, puede producir 101 TWh/a eléctricos, aportando beneficios a través del ahorro o venta de electricidad a la red y generando 32 millones de CELS cada año.
El potencial solar térmico (aplicado solo en el sector terciario) asciende a 1.91 TWh/a de calor, aportando un ahorro en energía primaria de 2.13 TWh(pci)/a. Es de esperar que, a medida que la tecnología permita una mayor temperatura de generación y un menor coste, pueda implementarse en el sector industrial en aquellas zonas donde los combustibles sean más caros, elevando su potencial considerablemente.
El Calor Residual, Biogás y Biomasa podrían aportar un ahorro de energía primaria total de 25 TWh(pci)/a con una inversión más baja que la cogeneración, pero con un retorno económico menor al no tener demasiado impacto sobre el consumo eléctrico. Cabe mencionar que la biomasa y el biogás son las dos únicas tecnologías que permiten reducir las emisiones de CO2 en procesos industriales que requieren de altas temperaturas.
La aplicación del conjunto de estas tecnologías aportaría una generación térmica total de 134 TWh/a. Sin embargo, muchas de estas tecnologías son recíprocamente excluyentes mientras que otras se pueden combinar, es por ello, que este dato se debe tomar como una estimación máxima.
El ahorro total de energía primaria asciende a 92 TWh(pci)/a, equivalente a una reducción de 20 millones de toneladas de CO2. El ahorro económico que representa esta cantidad de combustible asciende a 1200 millones de USD que se podría incrementar hasta 3.700 millones de USD si se tiene en cuenta la generación eléctrica de la cogeneración.
Mapa de Calor
Los datos de la demanda de calor, la oferta térmica y los resultados del potencial pueden consultarse mediante una aplicación web, desarrollada en colaboración con SIGE (empresa de sistemas de información y gestión), donde se superponen los datos calculados en un mapa interactivo de México. Esta aplicación permite visualizar y estudiar detalladamente la densidad de demanda de calor, identificar los principales puntos de ofertas de bio-combustible y calor, así como los potenciales técnicos de cada tecnología. Una herramienta útil que permite, tanto al planificador como al inversor, optimizar el reparto y uso de bio-combustibles e identificar proyectos de eficiencia energética en México con el objetivo de mejorar su competitividad económica y su contribución al desarrollo de las tecnologías limpias.
