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Tecnológico de Monterrey:
MDCU17091X Mercados de carbono: una forma de mitigar el
cambio climático
Práctica individual con evaluación entre compañeros: Propuesta
de tecnología alternativa para reducir emisiones de GEI
Antonio Rocha Ramos
Monterrey N. L. a 08 de Octubre de 2017
PRESENTACIÓN
El objetivo de la práctica individual con evaluación entre compañeros: hacer una propuesta de
tecnología alternativa que cumpla con el umbral de emisiones de GEI permitido y que recupere
la inversión en un plazo no mayor a 2 años.
Situación del caso práctico
Eres parte de una compañía que, ante el notable incremento de la competitividad de las energías
renovables, invierte en la implementación de tecnología con bajas emisiones de GEI.
Una empresa constructora te contacta porque está por comenzar un proyecto de construcción de
varias colonias en México. La problemática que enfrentan es que la tecnología que están
pensando colocar en las casas, supera el umbral de emisiones permitido en dicho país de
25,000 tCO2-eq al año.
Por tal razón te piden una propuesta de proyecto de mitigación que contemple alternativas de
tecnología que reduzca las emisiones anuales que se emiten si usaran la tecnología que tienen
contemplada hasta ahora.
Si la constructora aceptara tu propuesta, tu beneficio será el ingreso obtenido por la venta de las
emisiones reducidas; mientras que el beneficio de la constructora será cumplir con el umbral de
emisiones permitido al quedarse con las emisiones reducidas.
Puntos clave
Elementos a considerar para el diseño de tu propuesta:
 Número de casas a construirse – 10,000
 Consumo mensual aproximado de cada casa por el uso de la tecnología convencional
contemplada por la constructora:
 Luz: 500 kWh
 Gas natural: 270 m3
 Tarifa mensual aproximada de cada unidad consumida:
 Luz: $1.50 por kWh consumido
 Gas natural: $3.7 por m3
consumido
 Factores de emisión:
 Luz: 0.000459 tCO2-eq por kWh
 Gas: 0.025 tCO2-eq por m3
 Precio de cada tCO2-eq reducida: $1,440 al año
Parámetros a cumplir
1. Describe la situación actual de la constructora incluyendo las emisiones totales anuales de la
tecnología contemplada en tCO2-eq
2. Indica la tecnología alternativa elegida para la propuesta y justifica su elección
3. Calcula e incluye la cantidad de emisiones totales anuales en tCO2-eq de la tecnología
propuesta, misma que debe estar por debajo del umbral de emisiones permitido
4. Indica el costo total de la inversión para implementar la tecnología alternativa propuesta
5. Señala el ahorro económico asociado al consumo de energía eléctrica y de gas natural de la
tecnología alternativa propuesta
6. Señala la cantidad de emisiones reducidas por la tecnología alternativa propuesta en tCO2-eq
7. Incluye el ingreso recibido por la venta de las emisiones reducidas
8. Indica el tiempo de recuperación de la inversión, mismo que debe ser menor a 2 años
IMPORTANTE OBSERVACIÓN.
Al revisar los datos presentados para el ejercicio considero que hay un error en el valor otorgado
par el consumo de gas. El ejercicio plantea un consumo de 270 m3
de gas natural:
Sin embargo, por el volumen de casas a construir se puede deducir que son casas de interés
social para un nivel socioeconómico medio, para una familia de 4 a 5 miembros y al hacer una
pequeña investigación en los consumos de ese nivel se detectó que los consumos andan entre
20 y 30 m3 muy lejos de 270 m3 . Adicionalmente los consumos de esos 270 m3 son para
restaurantes de mediano nivel, por lo que no suena razonable que una empresa construya 10 mil
restaurantes y en tal caso el consumo de energía superaría los 500 kWh al mes.
Por tal motivo para este ejercicio estamos considerando un consumo de 27m3
I.- DATOS INCIALES (Situación Actual)
La empresa construirá 10 mil casas con los siguientes datos en sus consumos por
mensuales por casa:
Cantidad Medida Tarifa de
Consumo
FE
Luz 500 kWh 1.5 0.000459
Gas 27 m3 3.7 0.025
Con esta información podemos obtener los gastos y consumos mensual y anual por cada
casa:
Gasto Mensual Anual
Luz $ 750 $ 9,000
Gas $ 100 $ 1,199
Suma $ 850 $ 10,199
También podemos obtener las emisiones tCO2-eq por kWh por cada casa considerando los
factores de emisión:
Concepto Consumo
Mensual
FE Emisiones
Mensual Anual
Luz (kWh) 500 0.000459 0.2295 2.754
Gas (m3) 27 0.025 0.675 8.1
Suma 0.9045 10.854
Por lo tanto, al conocer el gasto por unidad y considerando que son 10 mil casas a construir
tenemos
Concepto Cantidad de casas Consumo Monto Emisiones
1 10,000 Anual $ FE tCO2-eq por kWh
Luz (kWh) 500 5,000,000 60,000,000 90,000,000 0.000459 27,540
Gas (m3) 27 270,000 3,240,000 11,988,000 0.025 81,000
Suma 101,988,000 108,540
En síntesis:
Tenemos un gasto anual de $101 millones 988 mil pesos y 108 mil 540 tCO2-eq por kWh
emitidas al atmosfera.
II.- SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS Y SU JUSTIFICACIÓN
a) COGENERACIÓN (Tomado de http://www.cogeneramexico.org.mx/menu.php?m=73)
La cogeneración se define como la producción simultánea de calor útil y electricidad a partir de
un mismo combustible o fuente de energía primaria. Estos combustibles pueden ser de origen
fósil (por ejemplo, gas natural, combustóleo, etc.), renovable (por ejemplo, residuos agrícolas y
forestales, biogás, etc.) o incluso hidrógeno.
El principio fundamental de la cogeneración es la recuperación del calor residual producto de la
combustión en una planta generadora de electricidad, el cual, de otra forma, hubiera sido
liberado en el medio ambiente, desperdiciando con ello una parte importante de la energía
todavía disponible. Esta energía, en la mayoría de los casos, puede ser todavía utilizada en
diversos usos finales como calefacción de espacios, calentamiento de agua, así como otros
procesos térmicos o de refrigeración que se encuentren cercanos a la planta de cogeneración.
Sin embargo, me parece que con estos consumos de energía y montos de pago anual, la
empresa bien podría invertir en un sistema de cogeneración con turbinas a vapor.
Sin embargo los tramites ante la CRE, CENACE y otros permisos, hace de este tipo de
proyectos una inversión de 10 a 20 millones de dólares, por lo cual el retorno de la inversión y la
construcción se llevaría 5 años o más por lo cual no cumple con uno de los parámetros de
retornar la inversión en menos de 2 años. También se debe considerar que derivado de la
Reforma Energética, el Mercado de Energía es un mercado mayorista, es decir está dirigido a
los grandes consumidores y grandes generadores. Por lo que es la CFE a través de su filial
Servicios Básicos la encargada de atender a los minoristas,.
b) ENERGÍA EÓLICA
Los sistemas de Energía Eólica son muy eficientes y su retorno de inversión puede ser en corto
plazo al contar con las condiciones de viento adecuadas (mayor a 4.5 mts/s). Pueden ser
aplicadas en sistemas autónomos con baterías o en regreso a la red. Monterrey tiene un
promedio de velocidad del viento de 6 a 8 m/2
(https://es.windfinder.com/windstatistics/monterrey_aeropuerto)
Este tipo de energía es utilizada principalmente para producir electricidad mediante
aerogeneradores conectados a las redes de distribución de energía eléctrica. Al igual que en la
Cogeneración se requiere grandes inversiones para proyectos de este tipo y en nuestro país
también está enfocado a los mayoristas del sector eléctrico.
Aunque hay sistemas caseros con instalaciones específicas a nivel domésticos e industriales en
el rango de los 20 W a los 50 kW. Las hay más pequeñas y mucho más grandes pero se
reservan para, o bien cargar pequeñas baterías o para abastecer a una mayor población
respectivamente
Las desventajas de esta opción para este proyecto de acuerdo con la página EnergiaDoblecero
http://energiadoblecero.com/energias-renovables/energia-eolica/diseno-e-instalacion-de-
sistemas-eolicos-domesticos) es que el sitio idóneo para colocar la turbina es en un mástil que la
deje expuesta libremente al viento. Hay muchos modelos que no se recomienda montar en
edificios. Sin embargo, si el único sitio disponible es el tejado o azotea, los únicos sistemas
factibles son pequeñas turbinas montadas lo suficientemente elevadas como para que no se
vean muy afectadas por las turbulencias que generan los edificios. Aún así, nunca tendrán la
misma eficiencia que un sistema equivalente montado en una zona abierta. Teóricamente, si una
turbina está montada en un edificio ubicado en un sitio abierto, el edificio incrementa la velocidad
que pasa por el molino. Sin embargo, esto solo sucede en zonas muy expuestas al viento.
También sucede lo mismo en hogares ubicados en el borde de municipios si el viento viene de la
dirección de la zona abierta. Si el aire viene de la dirección contraria el régimen de viento será
bastante pobre.
Por otra parte, estos sistemas requieren de un mantenimiento periódico con cierto grado de
conocimientos técnicos y en casos de vientos muy fuertes pueden dañar el sistema. También se
debe considerar que generan un ruido y que tal vez algunas personas no se puedan
acostumbrar.
c) ENERGÍA SOLAR
La energía solar es la energía contenida en la radiación solar que es transformada mediante los
correspondientes dispositivos, en forma térmica o eléctrica, para su consumo posterior allá
donde se necesite. El elemento encargado de captar la radiación solar y transformarla en
energía útil es el panel solar. (https://solar-energia.net/)
Las condiciones climatológicas dan un alta viabilidad a este tipo de proyectos pues la Irradiación
media anual de aproximadamente 5 kWh/m² por día, México es uno de los países a nivel
mundial que presenta condiciones ideales para el aprovechamiento masivo de este tipo de
energía.
La ventaja más importante de todas las ventajas es que este tipo de energía no contamina. Se
trata de una energía mucho más limpia que otras como la energía nuclear, y no digamos ya que
las energía basadas en combustibles fósiles. Al estar hablando de la energía solar podemos
afirmar que es una fuente inagotable. Es decir, se trata de una energía renovable que proviene
de una fuente inagotable que es el sol, por lo que no hay que preocuparse porque se vaya
acabando, al menos no en muchos millones de años. Es un sistema de aprovechamiento de
energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega (zonas rurales, montañosas, islas),
o es dificultoso y costoso su traslado. Los sistemas de captación solar que se suelen utilizar son
de fácil mantenimiento, lo que facilita su elección. Vas a ahorrar dinero a medida que la
tecnología va avanzando, mientras que el costo de los combustibles fósiles aumenta con el paso
del tiempo porque cada vez son más escasos. La única inversión es el costo inicial de la
infraestructura, pues no requiere de ningún combustible para su funcionamiento. La energía
solar fotovoltaica no requiere ocupar ningún espacio adicional, pues puede instalarse en tejados
y edificios.
Paneles Solares
Una de las formas más fáciles y obvias de aprovechar la energía solar es generando electricidad
para tu hogar instalando paneles solares. Aquí tienes dos opciones, puedes elegir instalar un
sistema completo y darte de baja definitivamente de la red eléctrica, o puedes optar por un
sistema interconectado a la red que proporciona energía únicamente si no hay sol. A pesar de
que existen diferentes tipos de paneles solares (Monocristalinos, Policristalinos y Flexibles.) el
mantenimiento que requieren estos sistemas es mínimo y solo se necesitan conocimientos
técnicos muy básicos, solo requieren una limpieza de su cristal para permitir el paso de la luz
solar. Su ciclo de vida es superior a 15 años.
Calentadores Solares de Agua
La energía solar térmica, es sin duda la más usada en el mundo de forma doméstica. Los
calentadores solares han probado hace más de 10 años que son muy eficientes. Los
calentadores solares, calientan el agua durante el día y se almacenan en un termotanque, así
puedes disponer de agua caliente por las noches o en días nublados. Al igual que los paneles
solares la limpieza es el único mantenimiento que requieren cada 2 o 3 meses y su periodo de
vida es en promedio 20 años
Apoyos para la adquisición de sistemas solares en México
La adquisición de paneles solares para casas habitación tienen algunos incentivos como lo es la
Deducción al 100% del costo del sistema de acuerdo con el Artículo 34 fracción XIII de la Ley del
ISR. En este mismo contexto, el FIDE, organismo gubernamental encargado de apoya las
inversiones para el ahorro de energía, otorga apoyos económicos a para comercios e industrias
con 14 y 10% a fondo perdido.
Este tipo de tecnología es aplicable a nivel micro y no es exclusiva para mayoristas del mercado
eléctrico. Por el contrario en nuestro país existen muchos negocios especializados en la venta de
los sistemas a nivel hogar que incluso hacen los trámites y gestiones ante la CFE para seguir
conectado a la red eléctrica, Incluso un reembolso anual en caso de que la generación de
energía sea superior al consumo.
Por todas estas características: fuente inagotable, tecnología limpia de cero emisiones, equipos
y empresas ampliamente disponibles y equipos escalables, nulos costos de mantenimiento,
posibilidad de subsidio gubernamental, posibilidad de reembolso por parte de la CFE por
generación sobrante, es que hacen de esta tecnología ideal para nuestro proyecto.
III.- CALCULOS DE INVERSIÓN Y DE EMISIÓN DE GEI.
Los costos de los paneles solares tienen una alta variabilidad, pues hay empresas de diferentes
tamaños que con su costo administrativo y de ventas encarecen los sistemas fotovoltaicos.
Para la imagen que se presenta a continuación se clasificó de acuerdo a los tipos de paneles:
Monocristalinos, Policristalinos y Flexibles. En los dos primeros se utilizaron dos rangos de
potencia, de 140-160W y de 240-260W. Para el caso de los flexibles unicamente se utilizó el
rango de 100-120W.
La siguiente tabla indica el costo de los paneles solares por watt de potencia para los países de
Latinoamérica, los datos fueron obtenidos a través de una minuciosa investigación realizada por
CEMAER, considerando los costos de distintas marcas y tipos de paneles solares
Tomado de http://www.cemaer.org/costo-por-watt-de-paneles-solares-por-pais/
Sin embargo este dato no trae otros componentes como son permisos, instalación, equipos de
medición y otros que requieren el sistema.
Por ello en una breve investigación de mercado encontramos que los paneles solares pueden
variar desde 45 mil a 65 mil pesos, dependiendo de la cantidad de potencia adquirir.
Sin embargo, al comentar con algunos especialistas sobre el proyecto, nos indicaron que por el
volumen de equipos a instalar los rangos de precios podrían oscilar entre los 30 y 45 mil pesos
aproximadamente. Con un ahorro de entre 80 y 100 % del consumo de energía.
Por lo anterior se tomará como base $37 mil 500 pesos por equipo instalado en cada casa con
un ahorro del 90% del consumo de energía.
En el consumo de gas, el calentamiento de agua para baño, lavado de trastes y cocina se lleva
entre el 70 y 80 % del consumo de gas.
Para los calentadores de agua, hay una variación de precios de 3 mil a 6 mil pesos, dependiendo
de la cantidad de agua a almacenar. También el precio por el alto volumen puede darnos
equipos adecuados a 3 mil pesos con un ahorro del 75% del ahorro de consumo de gas.
Con estos datos confirmemos si se cumple la Variable de Reducir las emisiones de GEI por
debajo de las 25 mil tCO2-eq al año:
REDUCCIÓN ESPERADA DE GEI
Antes de la tecnología Después de la
Tecnología
REDUCCIÓN DE
EMISIONES
tCO2-eq por
kWh
% de
Reducción
Reducción
Anual
tCO2-eq por kWh
Energía 27540 90% 24786 2754
Gas 81000 75% 60750 20250
TOTAL 108,540 23004
En Conclusión:
Con el usode la energíasolara travésde PanelesSolaresyCalentadoresSolaresde Agua, se obtieneuna
emisiónde 23 mil 4 tCO2-eq al año porlo cual SI SE LOGRA el primerobjetivode reducir a menosde
25,000 tCO2-eq al año.
IV.- INVERSIÓN (costo total de implementar la alternativa propuesta)
La inversión total se estima en 405 millones de pesos, de acuerdo a la siguiente gráfica
MONTO DE LA INVERSIÓN EN 10 MIL CASAS
Tecnología Precio
Unitario
Inversióntotal
PanelesSolaresde generaciónde
energía
37,500 375,000,000
Calentadores Solares de Agua 3,000 30,000,000
$40,500 $405,000,000
V.- Ahorro en el gasto de los consumos de energía eléctrica y Gas
REDUCCIÓN DE PAGOS POR CONSUMO
Gasto Mensual Anual REDUCCIÓN Nuevo gasto
Luz $7,500,000 $90,000,000 90% $81,000,000 $9,000,000
Gas $999,000 $11,988,000 75% $8,991,000 $2,997,000
$8,499,000 $101,988,000 $89,991,000 $11,997,000
Por lo tanto
El resultado de implementar esta tecnología nos da un ahorro de 89 millones 991 mil pesos
que representa un 88% de ahorro.
VI REDUCCIÓN DE EMISIONES TOTALES
El total de REDUCCIÓN DE EMISIONES por el uso de la tecnología Solar nos da 85 mil 536
tCO2-eq por kWh en su totalidad por año
Antes de la tecnología Después de la tecnología
REDUCCIÓN DE
EMISIONES
tCO2-eq
por kWh
% de Reducción por
la Tecnología
Reducción
Anual
tCO2-eq
por kWh
EMISIONES
REDUCIDAS
Energía 27,540 90% 24786 2754 24,786
Gas 81,000 75% 60750 20250 60,750
108,540 23004 85,536
VII.- INGRESOS POR VENTA DE EMISIONES REDUCIDAS
Como puede observarse en la siguiente tabla los ingresos esperados por la venta de Emisiones
Reducidas es de $123 millones 171 mil 840 pesos:
REDUCCIÓN DE
EMISIONES
EMISIONES
REDUCIDAS
Precio por tCO2-eq por
kWh
Ingresos
anuales
Energia 24,786 $1,440.00 $35,691,840
Gas 60,750 $1,440.00 $87,480,000
85,536 $1,440.00 $123,171,840
VIII.- RETORNO DE LA INVERSIÓN
$405 millones de pesos como Inversión en la instalación de 10mil equipos:
MONTO DE LA INVERSIÓN
Tecnología Precio Unitario Total
Paneles Solares 37,500 375,000,000
Calentadores de Agua 3,000 30,000,000
SUMA 40,500 405,000,000
INGRESOS
$213 Millones 162 mil 840 pesos por ahorros y venta de Emisiones Reducidas de CO2
INGRESOS ANUALES
Tecnología AHORRO EN EL CONSUMO VENTA DE GEI SUMA
Paneles Solares 81,000,000 35,691,840 116,691,840
Calentadores de Agua 8,991,000 87,480,000 96,471,000
SUMA 89,991,000 123,171,840 213,162,840
COMPARATIVO INGRESOS E INVERSIÓN
RETORNO DE LA INVERSIÓN
INGRESOS1ER AÑO $213,162,840
INGRESOS2DO AÑO $213,162,840
Suma de Ingresos $426,325,680
INVERSIÓN $405,000,000
DIFERENCIA $21,325,680
Por lo tanto se cumple con el 2do Objetivo de recuperar la inversión en menos de 2 años

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Propuesta de Tecnología Alternativa para Reducir emisiones GEI

  • 1. Tecnológico de Monterrey: MDCU17091X Mercados de carbono: una forma de mitigar el cambio climático Práctica individual con evaluación entre compañeros: Propuesta de tecnología alternativa para reducir emisiones de GEI Antonio Rocha Ramos Monterrey N. L. a 08 de Octubre de 2017
  • 2. PRESENTACIÓN El objetivo de la práctica individual con evaluación entre compañeros: hacer una propuesta de tecnología alternativa que cumpla con el umbral de emisiones de GEI permitido y que recupere la inversión en un plazo no mayor a 2 años. Situación del caso práctico Eres parte de una compañía que, ante el notable incremento de la competitividad de las energías renovables, invierte en la implementación de tecnología con bajas emisiones de GEI. Una empresa constructora te contacta porque está por comenzar un proyecto de construcción de varias colonias en México. La problemática que enfrentan es que la tecnología que están pensando colocar en las casas, supera el umbral de emisiones permitido en dicho país de 25,000 tCO2-eq al año. Por tal razón te piden una propuesta de proyecto de mitigación que contemple alternativas de tecnología que reduzca las emisiones anuales que se emiten si usaran la tecnología que tienen contemplada hasta ahora. Si la constructora aceptara tu propuesta, tu beneficio será el ingreso obtenido por la venta de las emisiones reducidas; mientras que el beneficio de la constructora será cumplir con el umbral de emisiones permitido al quedarse con las emisiones reducidas. Puntos clave Elementos a considerar para el diseño de tu propuesta:  Número de casas a construirse – 10,000  Consumo mensual aproximado de cada casa por el uso de la tecnología convencional contemplada por la constructora:  Luz: 500 kWh  Gas natural: 270 m3  Tarifa mensual aproximada de cada unidad consumida:  Luz: $1.50 por kWh consumido  Gas natural: $3.7 por m3 consumido  Factores de emisión:  Luz: 0.000459 tCO2-eq por kWh  Gas: 0.025 tCO2-eq por m3  Precio de cada tCO2-eq reducida: $1,440 al año Parámetros a cumplir 1. Describe la situación actual de la constructora incluyendo las emisiones totales anuales de la tecnología contemplada en tCO2-eq 2. Indica la tecnología alternativa elegida para la propuesta y justifica su elección 3. Calcula e incluye la cantidad de emisiones totales anuales en tCO2-eq de la tecnología propuesta, misma que debe estar por debajo del umbral de emisiones permitido 4. Indica el costo total de la inversión para implementar la tecnología alternativa propuesta
  • 3. 5. Señala el ahorro económico asociado al consumo de energía eléctrica y de gas natural de la tecnología alternativa propuesta 6. Señala la cantidad de emisiones reducidas por la tecnología alternativa propuesta en tCO2-eq 7. Incluye el ingreso recibido por la venta de las emisiones reducidas 8. Indica el tiempo de recuperación de la inversión, mismo que debe ser menor a 2 años IMPORTANTE OBSERVACIÓN. Al revisar los datos presentados para el ejercicio considero que hay un error en el valor otorgado par el consumo de gas. El ejercicio plantea un consumo de 270 m3 de gas natural: Sin embargo, por el volumen de casas a construir se puede deducir que son casas de interés social para un nivel socioeconómico medio, para una familia de 4 a 5 miembros y al hacer una pequeña investigación en los consumos de ese nivel se detectó que los consumos andan entre 20 y 30 m3 muy lejos de 270 m3 . Adicionalmente los consumos de esos 270 m3 son para restaurantes de mediano nivel, por lo que no suena razonable que una empresa construya 10 mil restaurantes y en tal caso el consumo de energía superaría los 500 kWh al mes. Por tal motivo para este ejercicio estamos considerando un consumo de 27m3
  • 4. I.- DATOS INCIALES (Situación Actual) La empresa construirá 10 mil casas con los siguientes datos en sus consumos por mensuales por casa: Cantidad Medida Tarifa de Consumo FE Luz 500 kWh 1.5 0.000459 Gas 27 m3 3.7 0.025 Con esta información podemos obtener los gastos y consumos mensual y anual por cada casa: Gasto Mensual Anual Luz $ 750 $ 9,000 Gas $ 100 $ 1,199 Suma $ 850 $ 10,199 También podemos obtener las emisiones tCO2-eq por kWh por cada casa considerando los factores de emisión: Concepto Consumo Mensual FE Emisiones Mensual Anual Luz (kWh) 500 0.000459 0.2295 2.754 Gas (m3) 27 0.025 0.675 8.1 Suma 0.9045 10.854 Por lo tanto, al conocer el gasto por unidad y considerando que son 10 mil casas a construir tenemos Concepto Cantidad de casas Consumo Monto Emisiones 1 10,000 Anual $ FE tCO2-eq por kWh Luz (kWh) 500 5,000,000 60,000,000 90,000,000 0.000459 27,540 Gas (m3) 27 270,000 3,240,000 11,988,000 0.025 81,000 Suma 101,988,000 108,540
  • 5. En síntesis: Tenemos un gasto anual de $101 millones 988 mil pesos y 108 mil 540 tCO2-eq por kWh emitidas al atmosfera.
  • 6. II.- SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS Y SU JUSTIFICACIÓN a) COGENERACIÓN (Tomado de http://www.cogeneramexico.org.mx/menu.php?m=73) La cogeneración se define como la producción simultánea de calor útil y electricidad a partir de un mismo combustible o fuente de energía primaria. Estos combustibles pueden ser de origen fósil (por ejemplo, gas natural, combustóleo, etc.), renovable (por ejemplo, residuos agrícolas y forestales, biogás, etc.) o incluso hidrógeno. El principio fundamental de la cogeneración es la recuperación del calor residual producto de la combustión en una planta generadora de electricidad, el cual, de otra forma, hubiera sido liberado en el medio ambiente, desperdiciando con ello una parte importante de la energía todavía disponible. Esta energía, en la mayoría de los casos, puede ser todavía utilizada en diversos usos finales como calefacción de espacios, calentamiento de agua, así como otros procesos térmicos o de refrigeración que se encuentren cercanos a la planta de cogeneración. Sin embargo, me parece que con estos consumos de energía y montos de pago anual, la empresa bien podría invertir en un sistema de cogeneración con turbinas a vapor. Sin embargo los tramites ante la CRE, CENACE y otros permisos, hace de este tipo de proyectos una inversión de 10 a 20 millones de dólares, por lo cual el retorno de la inversión y la construcción se llevaría 5 años o más por lo cual no cumple con uno de los parámetros de retornar la inversión en menos de 2 años. También se debe considerar que derivado de la Reforma Energética, el Mercado de Energía es un mercado mayorista, es decir está dirigido a los grandes consumidores y grandes generadores. Por lo que es la CFE a través de su filial Servicios Básicos la encargada de atender a los minoristas,. b) ENERGÍA EÓLICA Los sistemas de Energía Eólica son muy eficientes y su retorno de inversión puede ser en corto plazo al contar con las condiciones de viento adecuadas (mayor a 4.5 mts/s). Pueden ser aplicadas en sistemas autónomos con baterías o en regreso a la red. Monterrey tiene un promedio de velocidad del viento de 6 a 8 m/2 (https://es.windfinder.com/windstatistics/monterrey_aeropuerto) Este tipo de energía es utilizada principalmente para producir electricidad mediante aerogeneradores conectados a las redes de distribución de energía eléctrica. Al igual que en la Cogeneración se requiere grandes inversiones para proyectos de este tipo y en nuestro país también está enfocado a los mayoristas del sector eléctrico.
  • 7. Aunque hay sistemas caseros con instalaciones específicas a nivel domésticos e industriales en el rango de los 20 W a los 50 kW. Las hay más pequeñas y mucho más grandes pero se reservan para, o bien cargar pequeñas baterías o para abastecer a una mayor población respectivamente Las desventajas de esta opción para este proyecto de acuerdo con la página EnergiaDoblecero http://energiadoblecero.com/energias-renovables/energia-eolica/diseno-e-instalacion-de- sistemas-eolicos-domesticos) es que el sitio idóneo para colocar la turbina es en un mástil que la deje expuesta libremente al viento. Hay muchos modelos que no se recomienda montar en edificios. Sin embargo, si el único sitio disponible es el tejado o azotea, los únicos sistemas factibles son pequeñas turbinas montadas lo suficientemente elevadas como para que no se vean muy afectadas por las turbulencias que generan los edificios. Aún así, nunca tendrán la misma eficiencia que un sistema equivalente montado en una zona abierta. Teóricamente, si una turbina está montada en un edificio ubicado en un sitio abierto, el edificio incrementa la velocidad que pasa por el molino. Sin embargo, esto solo sucede en zonas muy expuestas al viento. También sucede lo mismo en hogares ubicados en el borde de municipios si el viento viene de la dirección de la zona abierta. Si el aire viene de la dirección contraria el régimen de viento será bastante pobre. Por otra parte, estos sistemas requieren de un mantenimiento periódico con cierto grado de conocimientos técnicos y en casos de vientos muy fuertes pueden dañar el sistema. También se debe considerar que generan un ruido y que tal vez algunas personas no se puedan acostumbrar. c) ENERGÍA SOLAR La energía solar es la energía contenida en la radiación solar que es transformada mediante los correspondientes dispositivos, en forma térmica o eléctrica, para su consumo posterior allá donde se necesite. El elemento encargado de captar la radiación solar y transformarla en energía útil es el panel solar. (https://solar-energia.net/) Las condiciones climatológicas dan un alta viabilidad a este tipo de proyectos pues la Irradiación media anual de aproximadamente 5 kWh/m² por día, México es uno de los países a nivel mundial que presenta condiciones ideales para el aprovechamiento masivo de este tipo de energía. La ventaja más importante de todas las ventajas es que este tipo de energía no contamina. Se trata de una energía mucho más limpia que otras como la energía nuclear, y no digamos ya que
  • 8. las energía basadas en combustibles fósiles. Al estar hablando de la energía solar podemos afirmar que es una fuente inagotable. Es decir, se trata de una energía renovable que proviene de una fuente inagotable que es el sol, por lo que no hay que preocuparse porque se vaya acabando, al menos no en muchos millones de años. Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega (zonas rurales, montañosas, islas), o es dificultoso y costoso su traslado. Los sistemas de captación solar que se suelen utilizar son de fácil mantenimiento, lo que facilita su elección. Vas a ahorrar dinero a medida que la tecnología va avanzando, mientras que el costo de los combustibles fósiles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez son más escasos. La única inversión es el costo inicial de la infraestructura, pues no requiere de ningún combustible para su funcionamiento. La energía solar fotovoltaica no requiere ocupar ningún espacio adicional, pues puede instalarse en tejados y edificios. Paneles Solares Una de las formas más fáciles y obvias de aprovechar la energía solar es generando electricidad para tu hogar instalando paneles solares. Aquí tienes dos opciones, puedes elegir instalar un sistema completo y darte de baja definitivamente de la red eléctrica, o puedes optar por un sistema interconectado a la red que proporciona energía únicamente si no hay sol. A pesar de que existen diferentes tipos de paneles solares (Monocristalinos, Policristalinos y Flexibles.) el mantenimiento que requieren estos sistemas es mínimo y solo se necesitan conocimientos técnicos muy básicos, solo requieren una limpieza de su cristal para permitir el paso de la luz solar. Su ciclo de vida es superior a 15 años. Calentadores Solares de Agua La energía solar térmica, es sin duda la más usada en el mundo de forma doméstica. Los calentadores solares han probado hace más de 10 años que son muy eficientes. Los calentadores solares, calientan el agua durante el día y se almacenan en un termotanque, así puedes disponer de agua caliente por las noches o en días nublados. Al igual que los paneles solares la limpieza es el único mantenimiento que requieren cada 2 o 3 meses y su periodo de vida es en promedio 20 años Apoyos para la adquisición de sistemas solares en México La adquisición de paneles solares para casas habitación tienen algunos incentivos como lo es la Deducción al 100% del costo del sistema de acuerdo con el Artículo 34 fracción XIII de la Ley del ISR. En este mismo contexto, el FIDE, organismo gubernamental encargado de apoya las
  • 9. inversiones para el ahorro de energía, otorga apoyos económicos a para comercios e industrias con 14 y 10% a fondo perdido. Este tipo de tecnología es aplicable a nivel micro y no es exclusiva para mayoristas del mercado eléctrico. Por el contrario en nuestro país existen muchos negocios especializados en la venta de los sistemas a nivel hogar que incluso hacen los trámites y gestiones ante la CFE para seguir conectado a la red eléctrica, Incluso un reembolso anual en caso de que la generación de energía sea superior al consumo. Por todas estas características: fuente inagotable, tecnología limpia de cero emisiones, equipos y empresas ampliamente disponibles y equipos escalables, nulos costos de mantenimiento, posibilidad de subsidio gubernamental, posibilidad de reembolso por parte de la CFE por generación sobrante, es que hacen de esta tecnología ideal para nuestro proyecto. III.- CALCULOS DE INVERSIÓN Y DE EMISIÓN DE GEI. Los costos de los paneles solares tienen una alta variabilidad, pues hay empresas de diferentes tamaños que con su costo administrativo y de ventas encarecen los sistemas fotovoltaicos. Para la imagen que se presenta a continuación se clasificó de acuerdo a los tipos de paneles: Monocristalinos, Policristalinos y Flexibles. En los dos primeros se utilizaron dos rangos de potencia, de 140-160W y de 240-260W. Para el caso de los flexibles unicamente se utilizó el rango de 100-120W. La siguiente tabla indica el costo de los paneles solares por watt de potencia para los países de Latinoamérica, los datos fueron obtenidos a través de una minuciosa investigación realizada por CEMAER, considerando los costos de distintas marcas y tipos de paneles solares Tomado de http://www.cemaer.org/costo-por-watt-de-paneles-solares-por-pais/ Sin embargo este dato no trae otros componentes como son permisos, instalación, equipos de medición y otros que requieren el sistema.
  • 10. Por ello en una breve investigación de mercado encontramos que los paneles solares pueden variar desde 45 mil a 65 mil pesos, dependiendo de la cantidad de potencia adquirir. Sin embargo, al comentar con algunos especialistas sobre el proyecto, nos indicaron que por el volumen de equipos a instalar los rangos de precios podrían oscilar entre los 30 y 45 mil pesos aproximadamente. Con un ahorro de entre 80 y 100 % del consumo de energía. Por lo anterior se tomará como base $37 mil 500 pesos por equipo instalado en cada casa con un ahorro del 90% del consumo de energía. En el consumo de gas, el calentamiento de agua para baño, lavado de trastes y cocina se lleva entre el 70 y 80 % del consumo de gas. Para los calentadores de agua, hay una variación de precios de 3 mil a 6 mil pesos, dependiendo de la cantidad de agua a almacenar. También el precio por el alto volumen puede darnos equipos adecuados a 3 mil pesos con un ahorro del 75% del ahorro de consumo de gas. Con estos datos confirmemos si se cumple la Variable de Reducir las emisiones de GEI por debajo de las 25 mil tCO2-eq al año: REDUCCIÓN ESPERADA DE GEI Antes de la tecnología Después de la Tecnología REDUCCIÓN DE EMISIONES tCO2-eq por kWh % de Reducción Reducción Anual tCO2-eq por kWh Energía 27540 90% 24786 2754 Gas 81000 75% 60750 20250 TOTAL 108,540 23004 En Conclusión: Con el usode la energíasolara travésde PanelesSolaresyCalentadoresSolaresde Agua, se obtieneuna emisiónde 23 mil 4 tCO2-eq al año porlo cual SI SE LOGRA el primerobjetivode reducir a menosde 25,000 tCO2-eq al año.
  • 11. IV.- INVERSIÓN (costo total de implementar la alternativa propuesta) La inversión total se estima en 405 millones de pesos, de acuerdo a la siguiente gráfica MONTO DE LA INVERSIÓN EN 10 MIL CASAS Tecnología Precio Unitario Inversióntotal PanelesSolaresde generaciónde energía 37,500 375,000,000 Calentadores Solares de Agua 3,000 30,000,000 $40,500 $405,000,000 V.- Ahorro en el gasto de los consumos de energía eléctrica y Gas REDUCCIÓN DE PAGOS POR CONSUMO Gasto Mensual Anual REDUCCIÓN Nuevo gasto Luz $7,500,000 $90,000,000 90% $81,000,000 $9,000,000 Gas $999,000 $11,988,000 75% $8,991,000 $2,997,000 $8,499,000 $101,988,000 $89,991,000 $11,997,000 Por lo tanto El resultado de implementar esta tecnología nos da un ahorro de 89 millones 991 mil pesos que representa un 88% de ahorro.
  • 12. VI REDUCCIÓN DE EMISIONES TOTALES El total de REDUCCIÓN DE EMISIONES por el uso de la tecnología Solar nos da 85 mil 536 tCO2-eq por kWh en su totalidad por año Antes de la tecnología Después de la tecnología REDUCCIÓN DE EMISIONES tCO2-eq por kWh % de Reducción por la Tecnología Reducción Anual tCO2-eq por kWh EMISIONES REDUCIDAS Energía 27,540 90% 24786 2754 24,786 Gas 81,000 75% 60750 20250 60,750 108,540 23004 85,536 VII.- INGRESOS POR VENTA DE EMISIONES REDUCIDAS Como puede observarse en la siguiente tabla los ingresos esperados por la venta de Emisiones Reducidas es de $123 millones 171 mil 840 pesos: REDUCCIÓN DE EMISIONES EMISIONES REDUCIDAS Precio por tCO2-eq por kWh Ingresos anuales Energia 24,786 $1,440.00 $35,691,840 Gas 60,750 $1,440.00 $87,480,000 85,536 $1,440.00 $123,171,840 VIII.- RETORNO DE LA INVERSIÓN $405 millones de pesos como Inversión en la instalación de 10mil equipos: MONTO DE LA INVERSIÓN Tecnología Precio Unitario Total Paneles Solares 37,500 375,000,000 Calentadores de Agua 3,000 30,000,000 SUMA 40,500 405,000,000
  • 13. INGRESOS $213 Millones 162 mil 840 pesos por ahorros y venta de Emisiones Reducidas de CO2 INGRESOS ANUALES Tecnología AHORRO EN EL CONSUMO VENTA DE GEI SUMA Paneles Solares 81,000,000 35,691,840 116,691,840 Calentadores de Agua 8,991,000 87,480,000 96,471,000 SUMA 89,991,000 123,171,840 213,162,840 COMPARATIVO INGRESOS E INVERSIÓN RETORNO DE LA INVERSIÓN INGRESOS1ER AÑO $213,162,840 INGRESOS2DO AÑO $213,162,840 Suma de Ingresos $426,325,680 INVERSIÓN $405,000,000 DIFERENCIA $21,325,680 Por lo tanto se cumple con el 2do Objetivo de recuperar la inversión en menos de 2 años