La cogeneración, o combinación de calor y electricidad (CHP), es el proceso mediante el cual se generan electricidad y calor útil al mismo tiempo. El término suena a "energía verde» moderna, pero la cogeneración ha existido desde que La central de Pearl Street de Edison usaba 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 usarlo para producir vapor que mueva turbinas para generar electricidad.
Otra técnica involucra la recuperación del "desperdicio" de combustible 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 brindar energía a instalaciones. El principio básico es elevar al máximo la eficiencia (y por ende el retorno de inversión) al aprovechar el máximo posible de la energía disponible. Las instalaciones que producen grandes cantidades de material combustible como un derivado (como los molinos de caña de azúcar y de pulpa) pueden generar ingresos adicionales al comercializar la energía eléctrica excedente. Además, a menudo hay incentivos fiscales disponibles para sufragar los costos por adoptar la cogeneración y las tecnologías de ahorro de energía relacionadas.
¿Quién usa la cogeneración?
La cogeneración no es exclusiva de las grandes instalaciones industriales. Muchas instalaciones menores, como escuelas y hospitales, están usando unidades autosuficientes de cogeneración de baja escala, para satisfacer sus necesidades de electricidad, calefacción y refrigeración. Puede haber una oportunidad del uso de la cogeneración en cualquier lugar en el que se consuma una gran cantidad de cualquier tipo de energía.
¿Cuáles son los beneficios del uso de la cogeneración?
Reducción de los costos 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 costos hasta en un 40 por ciento, según algunas estimaciones.
Mayor confiabilidad 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 de tamaño adecuado, pueden satisfacerse todas las necesidades eléctricas en el sitio, y la red de la empresa 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 desperdiciado, 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 por ciento de su energía eléctrica no necesita quemar combustible adicional para encender sus calderas, y prácticamente no usa 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 usar hasta 250 por ciento menos combustibles fósiles, en comparación con el suministro de una planta tradicional de la empresa pública de electricidad.
¿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 costos de construcción de las unidades de cogeneración pueden ser más elevados que los de las plantas eléctricas tradicionales para instalaciones grandes. Además de los costos de construcción, hay que considerar los costos de mantenimiento.
Hay que incluir a consultores especializados en cogeneración en el proceso de planeación. Los proveedores de equipos de cogeneración también pueden ser una excelente fuente de información, y el programa de la Oficina de Fabricación Avanzada (AMO) del Departamento de Energía de EE. UU. puede brindar asistencia técnica.
Cuándo considerar la cogeneración
- El equipamiento 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 remplazo rentable para una caldera antigua.
- Si su instalación exige una mayor confiabilidad de corriente.
- Si su organización desea aumentar la eficiencia energética y reducir el impacto ambiental.
Lista de control de cogeneración
Para ayudar a determinar la factibilidad de la cogeneración en su instalación, he aquí algunas preguntas que debe contestar:
- ¿Cuánta energía consume 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 equipamiento de calefacción y refrigeración es antiguo, y está considerando remplazarlo o renovarlo, puede que sea el momento adecuado para añadir la cogeneración.
- ¿Cuál es el costo de la energía eléctrica que va a remplazar?
- ¿Qué créditos fiscales u otros fondos están disponibles? Es posible que haya créditos fiscales de producción de energía eléctrica e inversión disponibles para su instalación. Además, la Ley de reinversión y recuperación de EE. UU. (ARRA) proporciona USD 256 millones para proyectos relacionados con la eficiencia energética industrial, incluyendo la cogeneración.
- ¿Su instalación produce gas metano, gases de relleno sanitario o biocombustibles como productos derivados?
- ¿Cuál sería el costo 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 costos
- ¿Cuánta energía consume 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 equipamiento de calefacción y refrigeración es antiguo, y está considerando remplazarlo o renovarlo, puede que sea el momento adecuado para añadir la cogeneración.
- ¿Cuál es el costo de la energía eléctrica que va a remplazar?
- ¿Qué créditos fiscales u otros fondos están disponibles? Es posible que haya créditos fiscales de producción de energía eléctrica e inversión disponibles para su instalación. Además, la Ley de reinversión y recuperación de EE. UU. (ARRA) proporciona USD 256 millones para proyectos relacionados con la eficiencia energética industrial, incluyendo la cogeneración
- ¿Su instalación produce gas metano, gases de relleno sanitario o biocombustibles como productos derivados?
- ¿Cuál sería el costo 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 costos.
Las operaciones de cogeneración con un correcto diseño, instalación y mantenimiento pueden generar ahorros monetarios en su instalación, reducir el impacto medioambiental y brindar una fuente de energía confiable, pero es necesaria una planeación 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..
- "Oficina de Fabricación Avanzada (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
- "Oportunidades de fundación" en el sitio web “Energy Efficiency and Renewable Energy” del Departamento de Energía de EE. UU.