Estudio de viabilidad económica de una planta de cogeneración en un hospital de Madrid

Este proyecto de cogeneración surge ante la necesidad de ahorro energético y económico que se está buscando en el panorama actual de crisis y de optimización de los recursos energéticos y de dar cumplimiento al requerimiento de alta eficiencia en aplicaciones para el sector terciario. Ante el cada vez más creciente coste de la electricidad y de los combustibles en general, se hace necesario realizar estudios de viabilidad sobre actividades con grandes demandas eléctricas y térmicas que sean potencialmente objeto de poder realizar una reducción de los consumos que haga más favorable la hoja de resultados de su negocio. La cogeneración cuenta con rendimientos del 80-90% frente al 40-55% de otras plantas más tradicionales, lo que la convierte en una eficaz herramienta y con el desarrollo suficiente para ayudar a cumplir las Directivas Europeas (desde la Directiva 2004/8/CE) sobre eficiencia y reducción de emisiones de gases efecto invernadero. Tradicionalmente más implantada en el sector industrial (en el que aún queda un 48% de potencial), dentro del sector terciario existe un potencial elevado del 97,3% en el caso del terciario (actividades residenciales, edificios y comerciales - más de 6.000 MWe), todavía en el que la cogeneración de alta eficiencia puede implantarse. En el ámbito público, se está viendo cómo afectan los recortes por parte del gobierno a los balances presupuestarios y que afectan al servicio que pueden recibir los pacientes, por lo que dentro del conjunto de partidas presupuestarias que gestiona el hospital, el ahorro sustancial en alguna de sus áreas beneficiará al resto de departamentos para obtener más recursos, desde farmacéuticos hasta evitar recortes en los salarios de personal. Respecto a las tecnologías de cogeneración, existen diversas fuentes generadoras. Las más implantadas son turbinas de gas y motores alternativos de combustión interna (sobre todo alimentados con gas natural por sus buenas prestaciones y bajas emisiones), pero también se usan turbinas de vapor, ciclos combinados, pilas de combustible, etc. El objetivo de este proyecto es diseñar una planta de cogeneración o trigeneración para un hospital de 450 camas (que utiliza energías renovables) y que cumpla con la normativa del Real Decreto RD 661/2004, pero dentro del marco actual de la moratoria al de Régimen Especial con el Real Decreto Ley RDL 1/2012 y los cambios posteriores que incluyen la Ley del Sector Eléctrico de 2013. Las trabas legislativas y otras barreras han frenado aún más el avance del sector. A partir de los datos de partida de altas demandas de calor, un total de 5.971.589 kWh, y de electricidad, total de 13.981.235 kWh, se analiza la producción de un motor térmico a nivel mensual y horario para cubrirlas. El caso de trigeneración convertirá los consumos eléctricos de los compresores de las enfriadoras en necesidades térmicas para refrigeración a través de una máquina de absorción. Se expone la descripción de la instalación en la que se hace referencia a los elementos que forman parte de la misma y las características técnicas que los definen. Se profundiza acerca de los detalles sobre turbinas de gas y motores de gas que justifiquen la elección de uno u otro. También se incluyen los cálculos de recuperación térmicas del motor, tanto para ACS como para calefacción. Más adelante, el análisis técnico consiste en analizar la viabilidad técnica que cumpla con el rendimiento eléctrico equivalente (REE) mínimo del 55% mediante trigeneración y con cogeneración (en este caso, se dan dos casos para llegar a ver cuál es el más adecuado). El diseño adoptado finalmente ha sido una planta de cogeneración con un motor alternativo de 1.189 kWe y una recuperación térmica de 1.201 kWt que consume gas natural con un rendimiento total del motor del 86,3%. Éste dará suministro al hospital en base a su demanda térmica cubriéndola mayoritariamente (más del 90%) y siendo el resto cubierto con las calderas de gas de las que ya se disponía. Asimismo se cubre casi un 30% de la electricidad demandada mientras que el resto se adquiere de red. La demanda media de potencia térmica es 685 kWt con puntas de consumo de hasta 2.310 kWt y la demanda media de potencia eléctrica es de 1.566 kW con puntas de hasta 2.200 kW. En la última parte, se traslada el análisis técnico al estudio económico para evaluar cuál de los casos expuestos es el más viable desde el punto de vista de la inversión, dada a 10 años, y que determina que el periodo de retorno y los cash-flows sean aceptables, según el resultado que se obtenga también para el VAN y el TIR con una rentabilidad habitual. La inversión inicial asciende a 1.111.480 €, que se recupera en un plazo de unos 5 años y los resultados obtenidos han sido un VAN de 581.760 € y un TIR (VAN=0) = 16,1 %, por lo que se concluye que la planta de cogeneración es un sistema de alta eficiencia que sirve de alternativa real para el suministro energético en el complejo hospitalario y se puede afirmar la viabilidad del proyecto de cogeneración con una buena rentabilidad y retorno correctos. Finalmente, se comentan las líneas futuras que desarrollarían este proyecto a otra fase más avanzada al ser considerado un trabajo que caracteriza un sistema en fase previa, pudiéndose ampliar con estudios más exhaustivos que complementen otros aspectos que no son tratados por extensión y alcance del presente documento.Ingeniería Técnica en Electricida