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EFICIENCIA ENERGETICA Una prioridad para la
humanidad
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• INDICE
• Introducción
• Porque Eficiencia Energética
• Reflexiones
• Definiciones
• Opciones para buscar eficiencia energética
• Sistemas Consumidores de energía
• Industrias Edificios - Electrónica
• Enfoque de las Investigaciones sobre eficiencia
  energética
• Demand Response
• ESCOS.
• Investigación y cambios tecnológicos.

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• INTRODUCCIÓN
• Hace 4 años el cambio climático estaba rankeado
  en el 6to lugar de lo que preocupaba a al mundo.
  Hoy esta en el primer lugar.
• Entre las principales iniciativas tendientes a
  disminuir emisiones y a aumentar oferta de
  energéticos están
• Participación global
• Uso de energías renovables amigables con el medio
  ambiente.
• Tecnología
• Captura y almacenamiento de CO2
• Eficiencia Energética.

La principal prioridad energética en el mundo de
hoy debe ser Ahorrar Ahorrar Ahorrar
Es mucho mas barato ahorrar 1 MW que producirlo
( 50 al 60 ).
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• PORQUE EFICIENCIA ENERGETICA
• Es es un requisito ineludible de todos los
  actores del mercado energético productores,
  consumidores, reguladores.
• Es una solución concreta que contribuye a
• Mayor equidad intergeneracional.
• Mejorar la competitividad de la economía.
• Disminuir impactos ambientales por una menor
  producción y consumo de energía.
• Limitar a lo estrictamente necesario las
  expansiones que requiera un sistema energético

Escenarios futuros indican que 2/3 de los GEI que
se pueden reducir, se obtendrán por avances en la
eficiencia energética Eficiencia energética Se
sabe mucho, se habla mucho, pero se hace poco.
Las acciones a emprender pueden ser de baja o
nula inversión mediana inversión y alta
inversión. ? Priorizar e iniciar por etapas.
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• REFLEXIONES
• Todos los habitantes del planeta estamos dejando
  nuestra huella de carbón debido a nuestros
  consumos en casa, en transporte y hábitos
  recreacionales y de compras,
• Todos tenemos responsabilidad para el ahorro de
  energía.
• Mitigar las consecuencias del cambio climático,
  también significa adoptar hábitos simples y usar
  los equipos apropiados.
• La adopción de hábitos simples se pueden lograr
• Iniciativa propia, conciencia ambiental
• Incentivos (Reducción de impuestos por ejemplo)
• Políticas publicas agresivas.

Se debe romper aquello de Porque tengo con que
pagar, puedo malgastar
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REFLEXIONES Aún algunas empresas productoras y
transportadoras de energía, ven con recelo los
programas de URE y Eficiencia Energética. Hoy
deben mirarse de modo diferente, desde un
contexto global (Energía -ambiente cambio
climático) EPM es conciente de lo anterior y ha
estado promoviendo estos programas en sus
clientes, lo que les implicará aumento de su
productividad y beneficio para el planeta.
La filosofía en los programas de eficiencia
energética debe ser Incrementar el valor al
cliente final, mientras se maximizan resultados
para la compañía energetica
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• En Colombia existen muchos programas e
  iniciativas tendientes a incentivar la eficiencia
  energética.
• Ley URE.
• Iniciativas y Programas de la UPME.
• Grupos de investigación en Eficiencia Energética
  en varias Universidades y Centros de
  Investigación.
• Estudio Área Metropolitana
• Etc.

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Algunas definiciones (Ley 697 de 2001) 1. URE
Aprovechamiento óptimo de la energía en toda la
cadena Selección de la fuente, su producción,
transformación, transporte, distribución y
consumo, incluyendo su reutilización cuando sea
posible. Dentro del marco del desarrollo
sostenible y respetando la normatividad vigente
sobre medio ambiente y los recursos naturales
renovables.
2. USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA Utilización de
la energía, de tal manera que se obtenga la mayor
eficiencia energética, bien sea de una forma
original de energía y/o durante cualquier
actividad de producción, transformación,
transporte, distribución y consumo de las
diferentes formas de energía. Eficiencia
Energética Es la relación entre la energía
aprovechada y la total utilizada en cualquier
proceso de la cadena energética, dentro del marco
del desarrollo sostenible y respetando la
normatividad vigente sobre medio ambiente y los
recursos naturales renovables.
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URE en toda la cadena Uso eficiente Eficiencia
Energética, no es solo en el consumo, es cada
proceso de la cadena.

• Selección del energético apropiado.
• Producción óptima.
• Transporte y distribución eficientes
• Usar energéticos locales
• Consumo Racional, eficiente, responsable

Respetando la normatividad vigente sobre medio
ambiente y los recursos naturales renovables.
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• Opciones para buscar eficiencia energética
• Cambio de energético
• Mejoras tecnológicas (Equipos nuevos o retrofit)
• Optimización de procesos
• Manejo de temperatura
• Climatización y uso de luz solar
• Mejorar factor de potencia

La demanda de energía esta sobrepasando los
recursos energéticos disponibles. ? debemos
consumir menos, cambiar nuestros hábitos y las
opciones de consumo, para reducir costos de
energía y emisiones de CO2.
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Comportamiento de algunos sectores en Eficiencia
energética. Oportunidades
Industria Ha sido el foco de actuación para
eficiencia energética, desde hace mucho tiempo.

• Los principales sistemas que componen una
  industria son
• Sistema eléctrico
• Sistema de vapor
• Sistema de refrigeración
• Sistema de aire comprimido.
• Cada uno está conformado por su propio subsistema
  de producción, de transmisión y una serie de
  equipos consumidores.
• Los subsistemas pueden presentar desempeño y
  eficiencias diferentes, dependiendo del tipo de
  combustible empleado, la forma de operación y el
  tipo de equipo en sí.

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Comportamiento . Oportunidades

• Industria
• Los industriales están cooperando y son muy
  conscientes de la necesidad de eficiencia
  energética. (Les permite ser mas competitivos,
  Conciencia ambiental, Imagen)
• Muchos han implantado Sistemas de Gestión de
  Energía, efectúan diagnósticos, auditorias, etc.

Existe mucho conocimiento sobre eficiencia
energética a nivel industrial, se han adelantado
muchos estudios, etc. Sin embargo.. todavía, se
habla mucho, se estudia mucho, pero se concreta
poco.
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Comportamiento . Oportunidades
Edificios Se refieren más específicamente a
Centros Comerciales, Edificios Institucionales,
Aeropuertos, Hospitales, Campus Universitarios,
Edificios residenciales, etc.) Consumen del orden
del 40 de la energía total de la mayoría de los
países. (33 Comercial y 67 residencial)
(Se habla poco y se hace menos..)
Con programas de eficiencia energética en este
tipo de edificios se lograrían ahorros de energía
significativos.
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Comportamiento . Oportunidades

• Edificios
• Hoy Enfoque en este tipo de edificios por las
  siguientes razones
• La energía no es un aspecto muy importante (Es un
  pass - trough a los copropietarios)
• Demasiado énfasis en los costos iniciales y no en
  los costos de operación
• No tienen sistemas de automatización o no son
  bien utilizados
• Los operadores no son bien calificados.
• Normalmente el mantenimiento es correctivo.
• Deficiencias en aislamientos térmicos de
  edificios.

Las áreas con mayores posibilidades de ahorro
energético HVAC e Iluminación.
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• Electrónica.
• (PCs TVs, oficina, cargadores, etc.)
• Grandes oportunidades de eficiencia energética en
  este campo por varias razones
• Presentan el mayor y mas rápido crecimiento de
  las cargas residenciales y comerciales (Serán
  30 del consumo de estos sectores para el 2030)
• TV de Plasma Consumo 3 a 4 veces mas que los
  tradicionales. (Todavía en penetración se
  requieren 120 millones de TV de plasma y
  convertidores, para igual numero de TVs análogos
  hoy en uso)

• Millones de convertidores de AC/DC permanecen
  conectados (Plug Loads). Por allí fluye
  aproximadamente entre el 6 y el 8 de la
  electricidad de USA, y con perdidas del 40 50.
  (Vampiros). Millones de hormigas.
• La electrónica Poca atención a la eficiencia
  energética (Se prevén grandes ganancias en estas
  áreas).

El sector eléctrico debe arrancar trabajando
prioritariamente con la eficiencia energética de
la industria fabricante de dispositivos
electrónicos
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ENFOQUE DE LAS INVESTIGACIONES PARA MEJORAR
EFICIENCIA ENERGÉTICA
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• Iluminación
• Lámparas cada vez más eficientes. Todavía mucho
  potencial de ahorro, sobre todo en el diseño
  arquitectónico para aprovechar al máximo la luz
  solar y evitar reflexiones y refracciones de la
  luz innecesarias
• Foco de actividades de investigación en
  iluminación
• Búsqueda de tecnologías de ruptura a las fuentes
  convencionales de iluminación, para mejorar la
  eficiencia en 20 a 50.
• Desarrollo de accesorios y controles para ahorrar
  del 25 al 50 , entregando luz en la cantidad y
  calidad correcta
• Evaluación de la compleja interacción entre la
  visión humana y el uso eficiente de la luz (?
  Ahorros del 20 al 30)
• Enfoque en iluminación de estado sólido (LEDs) y
  en los OLEDs (Organic Light emmiting diodes)
  Moléculas orgánicas poliméricas, usando avances
  en nanotecnología. 2012 100 lúmenes/vatio

Objetivo del DoE Desarrollar y demostrar para el
2025, tecnologías de iluminación eficientes, de
alta calidad y larga duración con capacidad de
iluminar usando 50 menos de electricidad.
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• Mejora de eficiencia en lámparas de descarga
• Búsqueda de alternativas al mercurio, con gases
  enrarecidos y elementos moleculares radiadores de
  luz.
• Recaptura de la radiación.
• Mejoras en comportamientos químicos.
• Operación electrónica mejorada incluyendo
  lámparas sin electrodos.
• Operación a diferentes regímenes de presión
• Mejoramiento del entendimiento del complejo
  fenómeno de presión de vapor
• Balastos de alta eficiencia, sin electrodos
• Electrodos resistentes a los ataques del sulfuro.
• Controles de iluminación electrónicos de control
  digital por microprocesadores. ? Lámparas
  eficientes e inteligentes

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• (HVAC Heat Ventilation and Air Conditioning)
• Potencial de eficiencia actual
• Calefacción - Ventilación
• Gran parte del calor y la ventilación producida
  por los sistemas HVAC, no se necesita.
• HVAC opera con agua caliente obtenida con
  electricidad o gas natural. El calentamiento con
  energía solar implicaría reducción de energía en
  2/3.
• Enfriamiento
• Hoy se pueden usar TACS Thermally Activated
  Cooling Systems con energía solar, que
  aportarían del 30 al 60 de los requerimientos
  de enfriamiento. Actualmente son costosas y
  necesitan grandes áreas para los colectores
  solares

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Foco de actividades de ID en Calentamiento y
Enfriamiento 1. Calentamiento y enfriamiento
magnético Algunos materiales cuando se exponen
a un campo magnético, los espines de los
electrones se alinean liberando energía en forma
de calor. Al retirar el campo, se desordenan y
el material se enfría. Investigación Materiales
para imanes permanentes y electroimanes con
superconductores a Alta Temperatura
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Foco de actividades de ID en Calentamiento y
Enfriamiento

• 2. Fenómeno Termoeléctrico.
• Los sistemas termoeléctricos funcionan mediante
  la conversión de gradientes térmicos a
  electricidad o viceversa. (Efecto Peltier)
• Este fenómeno puede usarse para convertir calor
  (Incineradores, turbinas industriales, etc.)
  directamente en electricidad

• Hoy Aplicaciones en potencia, para pruebas
  espaciales, satelitales y pequeños refrigeradores
  portátiles, ya que son ineficientes y costosos
  (Eficiencia del orden del 5)
• Dispositivos termoeléctricos Compactos, sin
  partes móviles, estables y muy confiables.
  (Investigación dispositivos TE mejorados)
• La clave para su empleo a mayor escala es
  descubrir materiales de mayor eficiencia de
  conversión.

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3. CO2 en Refrigeración Fue usado hasta 1950. En
1988 se empezó a investigar de nuevo. El
refrigerante más utilizado actualmente es el
Freón. Es un gran contaminante de la capa de
ozono. La investigación actual está enfocada en
reemplazarlo como refrigerante. Enfoque de la ID
sobre CO2 El CO2 tiene mejores propiedades que
otros refrigerantes ampliamente usados.
Con CO2 ? sistemas de refrigeración mas
eficientes ? beneficios ambientales. Hoy se usa
en varias aplicaciones y se están desarrollando
usos en aires acondicionados residenciales,
Chillers y refrigeración industrial. Actualmente
se investiga en mejoramiento de componentes en
general, para masificar de nuevo el uso de CO2
como refrigerante en aplicaciones transcríticas.
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• Motores Eléctricos
• Carga dominante de la mayoría de los S.
  Eléctricos.
• Uso industrial. En edificios se usan en
  ascensores, escaleras eléctricas y bandas de
  movimiento. Allí, gran parte de la energía se
  convierte en calor. ? Requiere mayor energía para
  enfriar ese espacio.

• Trabajo a baja carga Ineficiencia
• Todavía se usan correas, poleas, bandas,
  embragues, etc., para variar velocidad. Se
  eliminarían con VSDs (Variable Speed Drivers).
• ID Mejorar materiales de los núcleos magnéticos
  para transformadores y motores ? Grandes ahorros
  de energía

• Tecnologías emergentes para motores eléctricos
• Motores con superconductores de alta temperatura.
• Motores de rotor de cobre y acero magnético.
• Motores de imanes permanentes
• Motores de polos Written"
• Manejadores de reluctancia por suicheo (Switch
  reluctante drives)

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DEMAND RESPONSE - DR (Respuesta de la demanda)
Su propósito es mantener un sistema confiable y
eficiente, mediante el manejo de la carga de los
clientes. Este manejo se hace según las
condiciones del suministro (Generación, TD).
Muy útil en el caso de generación con recursos
intermitentes (Eólica, Solar, etc.) ? Menor
precio cuando el recurso es abundante y
viceversa.
A medida que en un sistema crecen las fuentes
intermitentes, DR puede llegar a ser cada vez más
importante para la gestión efectiva de la red. Se
programa desconexión o control de equipos según
prioridades. Menos traumático, si se tiene
generación en sitio para complementar la red.
Dependiendo de los precios puede incentivar a
los clientes a almacenar energía (frío o calor).
Acciones de manejo de carga son más baratas y
rápidas que cualquier acción del lado de la red.
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• Eficiencia Energética y Demand Response
• No deben considerarse diferentes. Se complementan
• Por ejemplo Si se cambian lámparas de alta
  intensidad con balastos mecánicos por balastos
  electrónicos, se obtienen 2 cosas
• Ahorro de energía.
• Control continuo e inteligente de su nivel de la
  iluminación (DIM). Pueden ser interrogadas y
  controladas individualmente (disminuir, aumentar)
  a ciertas horas o días.
• Un equipo se puede volver eficiente a la vez que
  se vuelve inteligente. Aspecto clave para Demand
  Response.

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Eficiencia Energética - Demand Response
SMARTGRIDs
Hoy se trabaja en ID de tecnologías para
Eficiencia Energética, Renovables, Recursos
Distribuidos, Vehículos Híbridos, Dispositivos
Eficientes de uso final, etc. Pero El momento
Cumbre, se tendrá cuando éstos puedan ser
ampliamente integrados a una red eléctrica
inteligente.
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ESCOS (Energy Services Companies) Cada vez hay
una mayor necesidad global de implantar proyectos
de Eficiencia Energetica Firmas cuyo negocio es
desarrollar, instalar y financiar proyectos de E.
Energética y disminuir costos de OM.
Característica Contrato basado en el
desempeño (La recuperación de la inversión
depende de los ahorros obtenidos)
ESCO Amplio rango de actividades. Asume total o
parcialmente el riesgo técnico y de
funcionamiento asociado al proyecto. Modalidad
Ideal para consumidores reacios a grandes
inversiones en ahorro energético y para clientes
sin muchos recursos. ? Oportunidad de lograr
ahorros y financiar equipo nuevo. Esta es la
razón por la cual han proliferado las ESCOs. Se
prevé futuro promisorio para las ESCOs y para
sus clientes.
Por lo general, las actividades inherentes en
proyectos de ESCOs para EE, requieren una alta
inversión inicial y ofrecen un período de
recuperación relativamente largo.
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• ESCOS
• Campos de acción para la búsqueda de ahorros
  energéticos
• Auto y Cogeneración
• Plantas centralizadas de vapor
• Plantas centralizadas de agua helada (Chillers)
  Aires Acondicionados.
• Sistemas eléctricos de los clientes
  (transformación, fuerza motriz, redes eléctricas,
  corrección de F de P, demand response)
• Iluminación (Campo de aplicación amplio)
• Implantación de sistemas de Gestión Energética
  SGE
• Gestión integral de los recursos energéticos.
• Gestión de combustibles. Uso de energéticos
  renovables, incluyendo solar fotovoltaica y
  biomasa.

Algunas ESCOS se especializan solo en uno o
varios campos específicos.
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• INVESTIGACIÓN Y CAMBIOS TECNOLÓGICOS
• Hay al menos 3 vías diferentes, para liderar los
  cambios tecnológicos en los próximos 50 años
• 1. Cambio radical pero basado en las tecnologías
  existentes. (Ejemplo Nuevos materiales con
  propiedades significativamente mejoradas o
  diferentes).

• 2. Nueva tecnología.
• Aparición de tecnología ligeramente diferente.
  Ejemplos
• Las ideas que se están planteando en la
  nanotecnología.
• Superconductores de Alta Temperatura. Esta idea
  apareció hace 20 años, pero se ha desarrollado
  poco. Se requieren ideas relacionadas con
  superconductores de AT, pero diferentes a las que
  se están explorando hoy)
• 3. Tecnologías disruptivas.

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Todavía algunos países pobres en vez de adquirir
las tecnologías mas avanzadas, menos costosa y
mas eficientes, siguen comprando tecnología
obsoleta, mas cara, mas contaminante y menos
eficiente.