Aprovechamiento energético de las infraestructuras ... · Fuentes de energía para distritos térmicos 4 Ryser Ingenieure SA, Berna, Suiza •Empresa de ingeniería especializada

Aprovechamiento energético de las infraestructuras subterráneas en Suiza

I Congreso Madrid Subterra 2016

Madrid, 17 de Octubre de 2016

Andreas HurniGeólogo Universidad de Berna

Postgrado Ingeniería Sanitaria ETHZ

DAS Experto Energía en la Construcción FHNW

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Infrastrukturanlagen

Madrid Subterra 2016, Madrid (17 de Octubre de 2016)


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• 1 Introducción

• 2 Opciones de aprovechamiento energético

de infraestructuras subterráneas

• 3 Situación energía geotérmica en Suiza

• 4 Aprovechamiento térmico de las aguas residuales

• 5 Proyectos realizados

• 6 Resumen

Contenido



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Andreas Hurni

Licenciado en Geólogía (Universidad de Berna)

Postgrado en Ingeniería Sanitaria (ETHZ)

DAS Experto Energía en la Construcción (FHNW)

51 años

25 años de experiencia profesional

(acueducto, saneamiento, riesgos naturales)

6 años en América Latina

Cargo actual: gerente de energía (Ryser Ingenieure)

Cargo futuro: gerente asociación suiza de calor a

distancia ASCAD (a partir del 1 de enero 2017, 50%)

Fuentes de energía para distritos térmicos

4

Ryser Ingenieure SA, Berna, Suiza

• Empresa de ingeniería especializada en gestión del ciclo del

agua (acueducto, saneamiento, energía), fundada en 1912

• 35 empleados, sociedad anónima (acciones en las manos de

los colaboradores)

• Temas energéticos: aprovechamiento térmico de aguas y

aguas residuales, centrales hidroeléctricas en redes de

acueductos, eficiencia energética en acueductos y plantas

depuradoras, redes de calor y frío a distancia

• A partir del 2017 mandato para gerente de ASCAD (50%)

• Colaboración con Eneres desde 2012



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Infrastrukturanlagen5

Comparación temperaturas promedias mensuales ESP - Zurich



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• 1 Introducción






• 5 Resumen

Contenido



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Fuente:

www.tropenhaus-frutigen.ch



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2.1 Opción túneles (ferroviarios / carreteras)

Túnel de base de Lötschberg (ferroviario (f), 34.6 km,

18 – 22 °C, 15 MW)

Otros túneles:

- San Gottardo (carr.(c), 16 km)

- Furka (f, 15 km)

- Hauenstein (f, 2 km)

- Ricken (f, 8.6 km)

- Mappo-Morettina (c, 5.5 km)



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2.1 Opción túneles (ferroviarios / carreteras)

Túnel de base de Gottardo (f), 57.1 km

Inauguración junio de 2016, entra en servicio inicios de diciembre 2016

Proyectos de redes de calor y

piscicultura previstos



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2.2 Opción incineradoras de residuos

Incineradora de OftringenSituación Suiza:

- 29 incineradoras

- Producción energía eléctrica

- Redes de calor a distancia



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2.3 Opción generación de energía en acueductos



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2.4 Opción aprovechamiento térmico de agua (potable)

Infiltración o

descarga a

cuerpo de

agua

Red de

acueducto

Red de calor

/frío a distancia

Central con

bomba de

calor

Consumidor

Captación de

agua subt. o

manantial



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2.5 Opción generación de energía en depuradoras

Generación de biogas (trat. lodos)

Producción de electricidad y calor

con planta de cogeneración

La depuradora energeticamente

„autosuficiente“ (balance anual)



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2.6 Opción aprovechamiento térmico de las aguas residuales



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2.7 Opción optimización y eficiencia energética

• Bombas, motores, ventiladores…

• Software optimización de bombas

• Análisis a nivel de acueductos y

depuradoras



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2.9 Interconexión de redes eléctricas, de gas y térmicas

16

Red eléctrica

Red de gas

Red térmica

Almacenamiento

Almacenamiento

Pila de combustible

Bomba de calor



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2.8 Servicios sistema para equilibrar la red eléctrica con infraestructuras

Proyecto faro apoyado por la Oficina Federal de Energía « Pooling de

regulación con infraestructuras (acueductos y depuradoras »

Opciones de actuación acueductos y depuradoras

Acueductos

- Regulación terciaria

- Optimización de costos energéticos

- Gestión de picos de carga eléctrica

Depuradoras

- Regulación secundaria (y terciaria) con plantas en cogeneración

- Gestión de picos de carga eléctrica

17

Red térmica



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• 1 Introducción






• 6 Resumen

Contenido



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3. Situación energía geotérmica en Suiza

Fuente: geothermie-schweiz.ch



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Tecnología y uso

Producción de calor geotérmico en Suiza 2015

Producción calor

Sondas y registros térmicas

Uso aguas subterráneas

Baños termales

a

Geoestructuras (calor y frío)

Acuíferos profundos

Agua de túneles

Sondas térmicas profundas

Porc.



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Est Pl EC ES PF



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Suecia

Alemania

Francia

Suiza

Producción de calor geotérmico 2015

aPaíses lider



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Geotérmica protege el clima

MWh calor de la tierra

% de la demanda total de calor de Suiza cubierta

t de petróleo ahorrado

t de reducción de emisiones de CO2



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• 1 Introducción






• 6 Resumen

Contenido



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4. Aprovechamiento térmico de las aguas residuales

Metas principales de los sistemas de saneamiento:

• Recolección eficiente de las aguas residuales

• Tratamiento de las aguas residuales para proteger

los cuerpos de agua



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• Donde se encuentran las pérdidas más grandes en los edificios?




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Correcto, en el desagüe!




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100%15%

¿Nos podemos dar el lujo de

tener estas pérdidas?

¿Como logramos aprovechar esta

fuente de calor?




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sencillo, individual potencial grande potencial enorme

cerca del consumidor sin problemas para

enfriamiento

solamente en edificios tuberías públicas distancia hasta consumidor

grandes (hospitales, efectos sobre depuradora redes largas

piscinas)

en el edificio en la depuradoraen el colector




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En el edificio

Aprovechamiento de las aguas residuales entre el edificio y

la conexión a la red de recolección (T = aprox. 23°C)




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En el colector




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En la depuradora

Planta de tratamiento

Werdhölzli (Zurich)

P Calor: 11 MW

P Refrigeración: 9 MW




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Situación en Suiza:

• Temperatura de las aguas residuales en invierno: 10 a 15 °C

• Potencial: Suministro de calor para 10% de la población

Situación en España:

• Temperatura de las aguas residuales: 2-5 °C más alta

→ Potencial más alto que en Suiza




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Factores para proyectos exitosos:

• Metas principales de saneamiento cumplidos

• Tener en cuenta las limitaciones de los sistemas

de saneamiento:

1. Variación de caudal de las aguas residuales

2. Diámetro y capacidad hidráulica de las

tuberías

3. Variación de temperatura de las aguas

residuales

4. Influencia del aprovechamiento térmico para la

planta depuradora

5. Distancia de potenciales clientes




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Factores para proyectos exitosos (2):

• Desarrollo del proyecto en etapas:

1. Estudio de factibilidad a nivel de la cuenca

hidrográfica de la depuradora

2. Pre-proyecto con estimación de costos

3. Proyecto detallado

• Involucrar a los gestores de los sistemas de

saneamiento desde el inicio

• Trabajar con un asesor especializado




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Manuales/Directivas




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• 1 Introducción






• 6 Resumen

Contenido



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5. Proyectos realizados

Tipo de instalación Localización CH D

Aprovechamiento térmico aguas residuales En edificio > 200 ?

En canal > 30 22

En depuradora > 30 ?

Generación de energía en depuradoras > 300 > 800

Aprovechamiento térmico aguas (potables) < 10 ?

Centrales hidroeléctricas en acueductos > 240 ?

Centrales hidroeléctricas aguas residuales < 10 ?

Aprovechamiento térmico aguas de túneles 10 ?

Generación de energía en incineradoras 29 74



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Red de calor a distancia Schlieren (Zurich)




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Brünnen Nord, Berna

Calor de aguas residuales

brutas bombeadas

Potencia

Instalada: 472 kW




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Geotérmica

Temperatura

terreno ± temp.

promedio anual

aire:

Suiza 9 ˚CEspaña 11-18 ˚C

ΔT por 100 m de perforación +3 ˚C (promedio)


Root D4, cerca de Lucerna



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Aguas subterráneas

- Aarau: redes de calor y frío Kasinoareal, Torfeld y Schachen

Aguas superficiales (lago)

- Lugano: red de frío del centro de cálculo de

la EPF

- Zurich: estudio de factibilidad red de frío para

EPF, universidad y clínica universitaria




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Aguas superficiales (lago)

- Zurich: estudio de factibilidad red de frío para

EPF, universidad y clínica universitaria

5. Proyectos realizados / en planeación



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6. Resumen

Aprovechamiento energético de las infraestructuras subterráneas:

• Potencial grande

• Ecológico y economicamente competitivo

• Tema „desconocido“, necesidad de programas de fomento

• Exitos importantes en proyectos en Suiza

• Conocimientos especiales importantes, manuales/directivas

• Estamos a su disposición para apoyarlos



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FIN

Muchas gracias por su atención!

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