La generación distribuida. Comparación de cogeneración con gas natural y biomasa en aplicaciones de district heating

Abstract

En la actualidad, la generación distribuida responde a un amplio abanico de tecnologías de producción eléctrica descentralizada que, correctamente aplicadas, pueden presentar ventajas respecto a la generación centralizada. Estas ventajas están fundamentalmente relacionadas con un ahorro de energía primaria, el aprovechamiento de energías renovables, la electrificación de zonas remotas o la seguridad de suministro. Dentro de las tecnologías disponibles, una de las más aplicadas es la cogeneración, la cual permite un mejor aprovechamiento de la energía primaria. Este ahorro energético se basa en una reducción de las pérdidas de transporte de electricidad y la recuperación del calor residual que no es posible transformar en energía mecánica y eléctrica. El presente proyecto trata de aplicar la cogeneración como solución energética para satisfacer la demanda térmica de una red centralizada de distribución de calor existente, así como mejorar el funcionamiento de dicha red mediante una adaptación de la demanda térmica. La red de distribución de calor transporta agua caliente hasta unas 700 viviendas localizadas en una urbanización a menos de 1 km de distancia. Además, en aras de mejorar el funcionamiento de la red, se plantea satisfacer también la demanda térmica de un centro deportivo con piscinas. Como medida de eficiencia, se estudia la posibilidad de satisfacer la demanda de frío del 65% de las viviendas en 6 edificios de la urbanización, aumentando así el rendimiento de la red de distribución de calor durante los meses de verano. Para ello, después de una primera parte de generalidades sobre la generación distribuida, se estudian las tecnologías de cogeneración disponibles para su aplicación en el caso de estudio. Como combustibles, se escoge el gas natural por ser el más aplicado en la actualidad, y la biomasa por ser una alternativa renovable y haber infraestructura disponible en la instalación. De esta manera, se plantean cuatro casos de estudio: cogeneración con gas natural con o sin aplicación de medida de eficiencia (satisfacción de demanda de frío), y cogeneración con biomasa con o sin aplicación de medidas de eficiencia. Después de la parte teórica, se escogen dos alternativas (una para cada combustible) y se realiza un estudio energético, ambiental y económico de cada una de las soluciones. El estudio energético y ambiental se realiza a partir del planteamiento en detalle de las demandas y la planta de cogeneración propuesto y la posterior simulación del caso definido mediante un programa de simulación interno de Gas Natural Fenosa. A partir de los resultados obtenidos en las simulaciones, la cuantificación económica del proyecto de planta propuesto y la definición de otros parámetros económicos, se realiza un cálculo de la rentabilidad del proyecto a 15 años. Finalmente, como conclusiones se establece cuál de los casos estudiados es más eficiente, cuál es más respetuoso con el medio y cuál es más favorable económicamente. Por último, se toma la decisión del caso más favorable para la aplicación propuesta.