La cogeneración, o combinación de calor y electricidad (CHP, por sus siglas en inglés), es el proceso mediante el cual se generan electricidad y calor útil al mismo tiempo. El término suena moderno, a "energía ecológica", pero la cogeneración ha existido desde que la central de Pearl Street de Edison utilizaba el calor de sus turbinas para calentar los edificios de Bajo Manhattan durante la década de 1880. La cogeneración sigue existiendo en nuestros días, pues es lógico beneficiarse tanto como sea posible de la energía que se compra.
La cogeneración no siempre comienza con la generación de electricidad. El proceso puede comenzar con la captura del calor de altos hornos u otros procesos industriales a altas temperaturas, y su uso para producir vapor que mueva turbinas para generar electricidad.
Otra técnica implica la recuperación del combustible "desaprovechado" de los aserraderos y molinos de caña de azúcar (o incluso el gas metano de las plantas de tratamiento de aguas residuales) para encender calderas y ayudar a aportar energía a instalaciones. El principio básico es elevar al máximo la eficiencia (y por ende el retorno de la inversión) al aprovechar el máximo posible de la energía disponible. Las instalaciones que producen grandes cantidades de material combustible como derivado (como los molinos de caña de azúcar y de pulpa) pueden generar ingresos adicionales al comercializar la energía eléctrica excedente. Además, suele haber incentivos fiscales para sufragar los costes por adoptar la cogeneración y las tecnologías de ahorro de energía relacionadas.
¿Quién utiliza la cogeneración?
La cogeneración no es exclusiva de las grandes instalaciones industriales. Muchas instalaciones menores, como colegios y hospitales, están utilizando unidades autosuficientes de cogeneración de baja escala, para dar respuesta a sus necesidades de electricidad, calefacción y refrigeración. Puede haber una oportunidad de uso de la cogeneración en cualquier lugar en el que se consuma una gran cantidad de cualquier tipo de energía.
¿Cuáles son las ventajas de la cogeneración?
Reducción de los costes de energía
Con la cogeneración, las instalaciones que producen materiales derivados combustibles pueden beneficiarse de una fuente de combustible esencialmente gratuita, por el precio de un quemador, una caldera y un generador. Las instalaciones que no generan su propio combustible a menudo pueden adquirir gas natural para la cogeneración a precios reducidos. La cogeneración puede reducir los costes hasta en un 40 %, según algunas estimaciones.
Mayor fiabilidad de corriente y mejor retorno de inversión
Los sistemas de corriente de emergencia son necesarios en los sitios en los que un apagón pondría en riesgo vidas humanas, como los aeropuertos y hospitales, pero los generadores de respaldo representan una inversión sustancial que no produce nada cuando se encuentran inactivos. Un sistema de cogeneración autosuficiente es similar a un sistema de generadores de respaldo, pero con un retorno de inversión mucho más alto. Con una unidad de cogeneración del tamaño adecuado, todas las necesidades eléctricas pueden satisfacerse in situ y la red pública de electricidad se convierte en una fuente de respaldo de energía eléctrica.
Reducción del impacto medioambiental
La maximización de la eficiencia del combustible reduce las emisiones de gases de efecto invernadero. Cuando se recupera el calor residual, se necesita menos combustible para producir la energía necesaria. Por ejemplo, un hospital con una planta moderna de electricidad y corriente combinados que suministra el 100 % de su energía eléctrica no necesita quemar combustible adicional para encender sus calderas, y prácticamente no utiliza electricidad alguna para sus refrigeradores. De acuerdo con una de las agencias líderes del país en ingeniería, construcción y consultoría de cogeneración, una planta de cogeneración en una instalación como esa podría utilizar hasta un 250 % menos de combustibles fósiles, en comparación con el suministro de una planta tradicional del servicio público.
¿Cómo puedo determinar si la cogeneración es adecuada para mi instalación?
Hay muchos factores que considerar para tomar una decisión en relación con la cogeneración. Los costes de construcción de las unidades de cogeneración pueden ser más elevados que los de las plantas eléctricas tradicionales para instalaciones grandes. Además de los costes de construcción, hay que considerar los costes de mantenimiento.
Hay que incluir a consultores especializados en cogeneración en el proceso de planificación. Los proveedores de equipos de cogeneración también pueden ser una excelente fuente de información, y la Advanced Manufacturing Office (AMO) del Departamento de Energía de EE. UU. puede brindar asistencia técnica.
Cuándo considerar la cogeneración
- El equipo de cogeneración puede instalarse en cualquier momento, pero lo ideal es considerarlo durante la fase de diseño.
- Una caldera de recuperación de calor puede ser un reemplazo rentable para una caldera antigua.
- Si su instalación exige una mayor fiabilidad de corriente.
- Si su organización desea aumentar la eficiencia energética y reducir el impacto ambiental.
Lista de comprobación de cogeneración
Para ayudar a determinar la viabilidad de la cogeneración en su instalación, he aquí algunas preguntas que debe contestar:
- ¿Cuánta energía consumen sus equipos eléctricos, de calefacción y de refrigeración? (Es posible que para contestar esta pregunta sea necesario un análisis de eficiencia energética detallado).
- Si su equipo de calefacción y refrigeración es antiguo, y está pensando en remplazarlo o renovarlo, puede que sea el momento adecuado para añadir la cogeneración.
- ¿Cuál es el coste de la energía eléctrica que va a reemplazar?
- ¿Qué deducciones fiscales o subvenciones hay disponibles? Es posible que haya deducciones fiscales por producción de energía eléctrica e inversión disponibles para su instalación. Además, la Ley de reinversión y recuperación de EE. UU. (ARRA, por sus siglas en inglés) reserva 256 millones de dólares para proyectos relacionados con la eficiencia energética industrial, incluida la cogeneración.
- ¿Su instalación produce gas metano, gases de vertedero o biocombustibles como productos derivados?
- ¿Cuál sería el coste del gas natural si fuese su única fuente de combustible para calefacción? Consulte a los proveedores de equipos de cogeneración, para considerar otros suministros de energía y compare los costes
- ¿Cuánta energía consumen sus equipos eléctricos, de calefacción y de refrigeración? (Es posible que para contestar esta pregunta sea necesario un análisis de eficiencia energética detallado).
- Si su equipo de calefacción y refrigeración es antiguo, y está pensando en remplazarlo o renovarlo, puede que sea el momento adecuado para añadir la cogeneración.
- ¿Cuál es el coste de la energía eléctrica que va a reemplazar?
- ¿Qué deducciones fiscales o subvenciones hay disponibles? Es posible que haya deducciones fiscales por producción de energía eléctrica e inversión disponibles para su instalación. Además, la Ley de reinversión y recuperación de EE. UU. (ARRA, por sus siglas en inglés) reserva 256 millones de dólares para proyectos relacionados con la eficiencia energética industrial, incluida la cogeneración
- ¿Su instalación produce gas metano, gases de vertedero o biocombustibles como productos derivados?
- ¿Cuál sería el coste del gas natural si fuese su única fuente de combustible para calefacción? Consulte a los proveedores de equipos de cogeneración, para considerar otros suministros de energía y compare los costes.
Las operaciones de cogeneración con un diseño, una instalación y un mantenimiento correctos pueden generar ahorros monetarios en su instalación, reducir el impacto medioambiental y brindar una fuente de energía fiable, pero es necesaria una planificación cuidadosa. Para hacer la elección correcta, debe conocer sus necesidades de energía eléctrica, de refrigeración y calefacción, y entender el proceso de cogeneración y las opciones disponibles.
Recursos
Para encontrar datos, visite el sitio web de Energía distribuida industrial del Departamento de Energía de EE. UU..
- "Advanced Manufacturing Office (AMO)" en el sitio web "Energy Efficiency & Renewable Energy" del Departamento de Energía de EE. UU.
- Rich McKown, PE, "Combined Heat and Power: Reaping the Benefits of Changed Market Conditions", Informe oficial de Burns & McDonnell, 2009
- "Funding Opportunities" en el sitio web "Energy Efficiency and Renewable Energy" del Departamento de Energía de EE. UU.