El objetivo de la investigación aquí mostrada es analizar los posibles beneficios resultantes de la reconversión de centrales termoeléctricas convencionales en plantas cogeneradoras con una infraestructura asociada de redes de calefacción y refrigeración urbana de baja temperatura. Dicho análisis se llevará a cabo a través de una evaluación financiera con el objeto de estimar la variación anual en el coste total del sistema.
En concreto, se estudiará el coste total anualizado de proporcionar calor y frío a áreas urbanas que representan condiciones climatológicas del norte, centro y sur de Europa (Oldemburgo-Wilhelmshaven, Bristol y Cartagena respectivamente). En el caso base se representarán las condiciones a día de hoy, las cuales serán comparadas con escenarios alternativos en los que las centrales termoeléctricas convencionales existentes serán reconvertidas en plantas cogeneradoras.
Índice de contenidos
1. Introducción
2. Materiales y métodos
2.1 Costes anuales
2.2 Factores de conversión y de emisión
3. Cálculo
3.1 Centrales eléctricas y redes de calefacción y refrigeración urbana
3.2 Demanda
4. Resultados
4.1 Oldemburgo-Wilhelmshaven
4.2 Bristol
4.3 Cartagena
5. Discusión y Conclusiones
Objetivos y temas de la investigación
El objetivo principal de esta investigación es analizar los beneficios económicos y ambientales derivados de la reconversión de centrales termoeléctricas convencionales en plantas de cogeneración, integrándolas con infraestructuras de redes de calefacción y refrigeración urbana de baja temperatura en diversas condiciones climáticas de la Unión Europea.
- Análisis financiero y evaluación del coste total anualizado del sistema.
- Estudio comparativo entre el escenario base y la implementación de plantas de cogeneración.
- Evaluación de la viabilidad bajo distintas condiciones climatológicas (ciudades del norte, centro y sur de Europa).
- Análisis de sensibilidad frente a variaciones en la tasa de descuento.
- Impacto en la reducción de emisiones de CO2 y ahorro de energía primaria.
Auszug aus dem Buch
1. Introducción
Como regla general las centrales térmicas de nueva construcción podrán diseñarse como central exclusivamente eléctrica o como planta cogeneradora (Mayor of London, 2008, p. 21) – normalmente con la opción de cambiar a modo condensación [sin pérdida de eficiencia alguna (Friis-Jensen, 2010, p. 15)] para el último caso (IEA, 2005, p. 149). Dependiendo del tipo de planta, potencia nominal y localización, el coste extra para la versión cogeneradora variará entre un 10% y un 45% (Lako, 2010, p. 3). Si se desea que la planta cogeneradora sea lo más eficiente posible, el reemplazo de la turbina será probablemente obligado (Loikala, 2006, p. 103); debe tenerse en cuenta que aunque ésta sea una solución cara, siempre será mucho más barata que construir una central eléctrica nueva (Atkins Ltd, 2013, p. 15).
En aquellos países en los que la tecnología de la cogeneración y las redes de calefacción urbana está más avanzada (como es el caso de Dinamarca), muchas de las unidades de las centrales térmicas reconvertidas a plantas cogeneradoras han sido (o van a ser) reemplazadas por unidades más modernas situadas en el mismo emplazamiento, desmantelando las unidades antiguas (Auken, 1999) o utilizándolas como reserva.
Resumen de capítulos
1. Introducción: Presenta el marco teórico sobre la cogeneración, las opciones de reconversión de centrales térmicas y el contexto tecnológico europeo.
2. Materiales y métodos: Describe la metodología de cálculo de costes anuales, factores de conversión energética y de emisión utilizados para el análisis económico.
3. Cálculo: Detalla los casos de estudio, las tecnologías consideradas y los parámetros de demanda de calor y refrigeración en las ciudades seleccionadas.
4. Resultados: Expone los resultados económicos, energéticos y ambientales de los diferentes casos de reconversión para cada ciudad analizada.
5. Discusión y Conclusiones: Resume las implicaciones políticas y económicas de la investigación, validando la viabilidad de la cogeneración en el contexto de la UE-28.
Palabras clave
Redes de calefacción urbana, redes de refrigeración urbana, baja temperatura, cogeneración, reconversión de centrales termoeléctricas, centrales de ciclo combinado, condiciones climatológicas, evaluación financiera, Unión Europea, energía primaria, emisiones de CO2, análisis de sensibilidad, eficiencia energética, coste anualizado, sostenibilidad.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el propósito fundamental del estudio?
El estudio busca determinar si la reconversión de centrales eléctricas convencionales en plantas de cogeneración, apoyadas por redes de calefacción y refrigeración urbana, es una estrategia rentable y sostenible para el suministro energético en Europa.
¿Qué ciudades han sido seleccionadas para el análisis?
Se han seleccionado Oldemburgo-Wilhelmshaven (Alemania), Bristol (Reino Unido) y Cartagena (España) para representar condiciones climáticas del norte, centro y sur de Europa respectivamente.
¿Qué metodología científica se emplea?
Se realiza una evaluación financiera basada en el cálculo del coste total anualizado (CAPEX y OPEX), comparando el escenario base actual con diversos escenarios de reconversión y trigeneración.
¿Cuáles son los temas centrales tratados en el cuerpo del trabajo?
Se tratan la reconversión de turbinas, los costes de infraestructura (redes y acumuladores), la demanda de energía residencial y no residencial, y el impacto de variables económicas como la tasa de descuento.
¿Por qué se consideran factores climáticos en la investigación?
El clima determina directamente la demanda de calefacción y refrigeración, lo cual influye de manera determinante en la eficiencia operativa y la viabilidad económica de las redes de energía urbana.
¿Qué variables caracterizan esta investigación?
Las variables clave incluyen el coste de capital, costes de combustible, ingresos por venta de electricidad, eficiencia de los sistemas y factores de emisión de CO2.
¿Qué diferencia al caso de Cartagena de los otros dos?
A diferencia de las ciudades del norte y centro de Europa donde prima la calefacción, en Cartagena el estudio integra también la refrigeración urbana y la trigeneración, debido a sus condiciones climáticas específicas.
¿Qué impacto tiene la tasa de descuento en los resultados?
El análisis de sensibilidad demuestra que, aunque la viabilidad económica varía según la tasa de descuento elegida (3.5%, 5.5% o 7.5%), la reconversión a cogeneración sigue siendo una opción altamente atractiva en términos generales.
- Quote paper
- Enrique Rosales Asensio (Author), 2015, Evaluación del coste de la utilización del calor residual procedente de plantas cogeneradoras en redes de calefacción y refrigeración urbana, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/294441
