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www. cocier. org Eficiencia energética: alternativa de transformación para una empresa de generación de energía con un enfoque de sostenibilidad, competitividad, productividad y de responsabilidad por el medio ambiente, caso de estudio central hidroeléctrica San Carlos – Colombia CARLOS ALBERTO SERNA M. ISAGEN S. A. E. S. P caserna@isagen. com. co ÁREA www. congresocier 2

DE CONTENIDO TABLA 01 – INTRODUCCIÓN. 02 - ANTECEDENTES 05 - RESULTADOS 06 – ¿QUE SIGUE? 03 – MARCO TEÓRICO 04 – METODOLOGÍA Y HECHOS

1. Introducción 3

Introducción Una de las formas que ayuda a mitigar el cambio climático es transformar la manera en como la energía se produce, se distribuye y se consume. Las ineficiencias operacionales en el proceso de transformación energética no solo se ven en el uso final sino también en los centros de producción de energía eléctrica, que son focos importantes de mejora en el uso de la energía. En colombia y en el mundo: • • • Produccion de energia Limpia. Es común encontrar que indsutria busque eficiencia operacional atravez con E. E. , centros de generacion electrica no es comun. La E. E y el desarrollo de fuentes alternas de energía han adquirido una alta importancia en el desarrollo social. 4

Introducción • La potencia auxiliar utilizada para el proceso de generación depende de la fuente primaria, del tamaño y la tecnología, el consumo de los servicios auxiliares puede variar entre 0, 2% y 2, 23% para el caso de las hidroeléctricas es de 0, 32%. • • El trabajo se realizó en la central San Carlos la cual cuenta con 1240 MW instalados. Se implementa metodología basada en la ISO 50001 con una mirada transversal a toda la cadena productiva del proceso de generación de energía. • Central San Carlos q 25% potencial de ahorro. q Obsolescencia tecnológica. q Envejecimiento de equipos. q Falta de cultura energética. 5

2. Antecedentes 6

Antecedentes Ley 142 y 143 Modelo IV de Hunt y Shuttleworth Mercados disputables Mercados Bilaterales vs Pool 7

Antecedentes 1 2 3 • Reducción de costos tecnológicos en las FRNC y la búsqueda de la maximización de la EE. • Crecimiento en la demanda en el uso de la FRNC y en la búsqueda de la optimización energética. • Introducción en los mercados de electricidad un nuevo enfoque SMART GRIDS Este cambio tecnológico representa un cambio de tipo estratégico para las empresas del sector eléctrico, la penetración de F. D. N. C amenaza los modelos de negocio tradicionales (Teece, 2010). Fuente: e 2, VI seminario Andesco de eficiencia energética 2017 Potencial de ahorro Fuente: EY, Datos consenso UPME – EY, 2017 8

Antecedentes • Ley 697 de 2001 (ley URE) • Decreto 3683 de 2003 (Reglamentación ley URE) • Resolución 18 -0919 DE 2010 (PROURE) • Ley 1715 • ISO 50001 Fuente: EY, Datos consenso UPME –EY, 2017 9

Antecedentes Reemplazo tecnológicos. - Eficiencia energética significa productividad y competitividad - Políticas e incentivos 03 02 01 …con buenas practicas Creando conciencia Viendo el horizonte 04 …. con renovación Tecnológica 2017 -2050 2017 2016 2015 Estudios de la industria muestran la necesidad de mejorar la eficiencia y aumentar nuestra competitividad País - En toda la industria - Innovación en procesos - Vapor, calor directo, fuerza motriz 10

3. Marco teórico 11

Marco teórico Para el desarrollo del estudio se debe analizar las eficiencias de cada uno de los sistemas asociados al proceso de generación de energía eléctrica, está compuesto por un sistema de transformación, los sistemas que se tiene en la central se puede dividir en dos grandes grupos: A. Sistema Eléctrico B. Sistema Térmico 12

Sistema Eléctrico EFICIENCIA ENERGETICA La energía se consume de muchas formas, desde el suministro de recursos vitales como el agua, petróleo y el gas, hasta la iluminación y la calefacción. Mucha de esa energía se consume de forma útil, pero otra gran cantidad de energía NO GESTIÓN ENERGÉTICA Conductores Compensación Reactiva Transformación Fuerza Motriz Las empresas que conforman cada uno de los eslabones del mercado energético están, actualmente, desarrollando campañas en busca de la eficiencia energética, este es un tema de interés común para cada uno de los actores del mercado. Iluminación LOREM IPSUM 13

Sistema Térmico El Sistema térmico de una central de generación esta compuesto por sistemas communes a la industria, los potenciales encontrados pueden ser similares energeticamente hablando a una idustria de cualquier tipo de Mercado. Bombeo Compresor Aire Acondicio. 14

4. Metodología Hechos 15

¿Qué se buscaba? Reducción consumo energía, posibilidad caso de negocio Identificar aspectos a mejorar, técnicos como operativos, etc Seguimiento y control sobre los recursos energéticos. Generar cultura, motivación e innovación 16

En que aspectos se trabajaron Cultura Energetica Auditoria energetica Definicion de cultura Sustitucion tecnologica Proyectos Optimización Creacion de comite energetico Modelo matematico Programa eficiencia energetica Centros de medida POR TRABAJAR Modelos de optimización 17

Cultura IDEAS PARA LA EMPRESA 17% 6% 17% 21% IDEAS PARA 2% EL HOGAR 23% 28% 25% PROTECCIÓN, REUTILIZACIÓN Y USO EFICIENTE PROTECCIÓN Y DEL AGUA DEL PROMOCIÓN 17% CAMPO Y LAS CAPACITACIONES PLANTAS Y SENSIBILIZACIÓN USO RACIONAL, EFICIENTE Y ALTERNATIVO DISPOSICIÓN YDE ENERGÍA REUTILIZACIÓN DE RESIDUOS OTROS PROTECCIÓN, REUTILIZACIÓN PROTECCIÓN Y Y USO EFICIENTE PROMOCIÓN DEL AGUA 5% CAPACITACIONE DEL CAMPO Y SLAS Y PLANTAS USO RACIONAL, SENSIBILIZACIÓ EFICIENTE Y N DISPOSICIÓN ALTERNATIVOY REUTILIZACIÓN DE ENERGÍA OTROS DE RESIDUOS 18

Política Esta alineada con el propósito superior, comprometida con la generación de energía inteligente. Permite optimizar el recurso energético contribuyendo a una cultura de eficiencia energética, en los grupos de interés 19

Programa de G. E PASOS PARA DEFINER UN P. G. E Se define un programa de gestión para la administración energética programa que consiste en tres fases iniciales. Decisión Estratégica GIE Implementación GIE Operación GIE 20

Caracterización E. TRANSFOR MACIÓN MECANICA CAPTACIÓN 0, 5 MVA Agua cruda Electricidad Agua potable TRANSFOR MACIÓN ELÉCTRICA Aceite Aire E. Mecánica S. A 21

Caracterización E. GRAFICO Energía Vs Producción Historicos 500000 450000 R 2 = 0. 3981 400000 350000 300000 250000 200000 150000 Consumo en k. Wh 100000 50000 0 0 5000000 100000001500000020000000250000003000000035000000 P Producción k. Wh Consumo/producción his Linear(Consumo/producción his) 22

Auditoria energética • Auditoría Energética Sistema Térmico Casa de Máquinas • Auditoría Energética Sistema Eléctrico Casa de Máquinas • Auditoría Energética Edificio de Mando • Auditoría Energética Servicios Auxiliares no asociados al proceso de generación 23

Centros de medida. Consumo vs. Generación 8000 Consumo CCM 6 [k. Wh/día] 7000 6000 5000 R 2 = 0. 6164 4000 3000 2000 1000 0 0 2000000 4000000 6000000 Generación U 7+U 8 [k. Wh/día] Consumo Linear(Consumo) Indice de Consumo vs. Generación 0. 000000 -1000000 Fecha 1000000 3000000 5000000 Generación U 7+U 8 [k. Wh/día] ICr ICm 7000000 CUSUM 24 December-15 0. 100000 November-15 0. 200000 November-15 0. 300000 November-15 0. 400000 November-15 0. 500000 October-15 0. 600000 October-15 0. 700000 October-15 Indicie de consumo 0. 800000 1800000 1600000 1400000 1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 0 -200000 October-15 CUSUM [k. Wh/día] 0. 900000 October-15 CUSUM 1. 000000

Hechos específicos SUSTITUCIÓN TECNOLÓGICA Cambio de motores Cambio Iluminación Diseño control Iluminacón Cambio conjunto Motobombas ARAA Diseño de optimización bombeo ARU Diseño sistemas A. A 25

5. Resultados 26

Resultados W ARAA Nueva Vs Vieja W 80000 60000 40000 20000 0 0 20 ARAA 3 Nueva 40 60 80 108000 106000 104000 102000 100000 98000 96000 94000 92000 120 90000 No. Dias ARU Nueva Vs Vieja 0 5 10 ARU Nueva 15 20 ARU Vieja 25 30 No. Dias 27

Resultados Energía asociada a la producción Energía no asociada a la producción 28

Resultados GRAFICO Energía Vs Producción Historicos 500000 450000 R 2 = 0. 3981 400000 350000 GRAFICO Energía Vs Producción Actuales 2014 -2017 300000 200000 180000 150000 160000 100000 140000 50000 120000 0 0 5000000 100000001500000020000000250000003000000035000000 100000 80000 Producción k. Wh Consumo/producción his GRAFICO Energía Vs Producción META 180000 160000 140000 Consumo en Kwh 60000 Linear(Consumo/producción his) 120000 Consumo en k. Wh 250000 R 2 = 0. 9372 40000 20000 0 0 5000000100000001500000020000000250000003000000035000000 Producción k. Wh Consumo/Produccion Actu Linear(Consumo/Produccion Actu) 100000 80000 60000 R 2 = 0. 9834 40000 29 20000 0 0 5000000100000001500000020000000250000003000000035000000 Producción k. Wh Linear(Consumos Meta)

Resultados Ahorro anual de 3, 2 GW_h Se logra una reducción de consumo de energía importante valorada en 489 millones de pesos. 1 Modelo matemático Se logra construir el modelo que se acerca. al comportamiento real de consumes Vs generación. 2 Sencibilización Cultura E. Practicas de Mtto centrado en la eficiencia Se logra interiorizar la importancia a la efeciencia energética en los empleados y contratistas de la central. . 3 4 Se vincula al mtto predictivo de perisféricos el concepto de eficiencia como variable a medir. 30

6. ¿ Que sigue? 31

¿Qué sigue? o p m e i t l e n e e l b i n e t s So • Por medio de metodos de optimización encontrar el modelo matemático que vincula variables: nivel de embalse, eficiencia hidraulica, eficiencia en generador y transformador, eficiencia en perisfericos y eficiencia en despacho. • Propuesta para regular consumos propios a las centrales de generación. 32

Gracias! PREGUNTAS? You can find me at rname • caserna@isagen. com. co • caserna 3@unal. edu. co 33