Mesura de govern Central de Generació d’Energies de Barcelona - Sud 1. Exposició de motius 2. Descripció del projecte 3. Característiques tècniques i fases 4. Beneficis energètics i ambientals 5. Mesura de govern 19 d’octubre de 2007 MESURA DE GOVERN Central de Generació d’Energies de Barcelona - Sud 1 EXPOSICIÓ DE MOTIUS Un dels fenòmens socials que s’està produint arreu del món és el gran i ràpid creixement de les ciutats. Cal tenir present que més del 50% de la població mundial viu en ciutats que superen els 50.000 habitants, i que, en concret, a Europa el 80% de la població viu i treballa a la ciutat. Aquest fenomen demogràfic té unes importants conseqüències pel que fa al tema energètic. De fet, el 75% de l’energia, a nivell mundial, se destina a mantenir l’organització de les ciutats. Per altra banda, el model energètic en el qual es fonamenta el funcionament de la gran majoria d’aquestes ciutats - especialment les dels països desenvolupats - es caracteritza per la utilització de formes d’energia que deriven dels combustibles fòssils i nuclears, i per un ús poc eficient dels recursos. Per tant es fa evident el paper determinant de les ciutats en el tema del canvi climàtic. Donada, per tant, l’enorme influència econòmica i socioambiental d’aquestes gran ciutats respecte a la resta del món, cal fer un replantejament cap a un model energètic nou basat en l’estalvi i l’eficiència energètica, i en l’ús dels recursos renovables. En aquest sentit, la ciutat de Barcelona, en els darrers anys, ha adquirit un conjunt de compromisos internacionals i locals amb la voluntat de treballar per anar creant aquest nou model energètic. A nivell local, aquest compromís de la ciutat en assolir un nou model energètic bastit sobre els principis de l’estalvi i en l’ús eficient dels recursos renovables, queda perfectament reflectit en l’esperit de la seva Agenda 21 de Barcelona - Compromís Ciutadà per la Sostenibilitat 2002-2012. En aquest sentit, l’objectiu 5 del Compromís diu el següent en matèria energètica. - Reduir el consum d’energia. Augmentar l’eficiència tant en la generació de l’energia com en el seu ús, fent servir les millors tecnologies disponibles. Incrementar la proporció d’energia procedent de fonts renovables i netes. - Desenvolupar i estimular projectes demostratius d’eficiència energètica i ús d’energies renovables. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 1 - Aplicar criteris ambientals i d’eficiència energètica als desenvolupaments urbanístics . En aquest marc, l’Ajuntament de Barcelona va aprovar en data 30 de gener de 2002 el Pla de Millora Energètica de Barcelona (en endavant “Pla Energètic”), que estableix diferents propostes i acords amb intenció de millorar l’eficiència energètica i introduir les energies renovables en un marc global de preservació del medi ambient. Referent al tema d’aquesta mesura de govern cal destacar dos projectes: - introduir sistemes de climatització centralitzada que cobreixi les necessitats de climatització amb menys impacte mediambiental, amb menys consum d’energia elèctrica i oferint nous serveis energètics per millorar la qualitat de la oferta de residència o treball... - l’estudi de viabilitat d’un projecte consistent en la possibilitat d’aprofitar el fred residual produït en el procés de vaporització del gas natural liquat a la planta de regasificació d’ENAGAS ubicada al Moll d’Inflamables del Port de Barcelona, per tal de produir energia en una xarxa de climatització de districte que donaria servei a una àrea territorial determinada limítrof entre el Municipi de Barcelona i d’Hospitalet de Llobregat i que afectaria igualment territori de l’Autoritat Portuària i del Consorci de la Zona Franca. Per tal d’impulsar el Pla de millora i aquests dos projectes, entre altres, l’any 2002, es crea l’Agència d’Energia de Barcelona. Segons aquest objectiu, una de les actuacions de l’Agència durant aquests 5 anys ha estat treballar per cercar totes les possibles sortides a l’estudi de viabilitat del projecte d’aprofitament del fred residual de la regasificadora del Port. En aquest sentit es signaren acords de col·laboració, com el que s’establí amb ENAGAS i GAS NATURAL l’any 2004, o convenis com el signat amb l’IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energia), l’any 2005, que han servit per desenvolupar tots els estudis I treballs tècnics necessaris que han acompanyat el procés d’elaboració del projecte. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 2 2 DESCRIPCIÓ DEL PROJECTE Fruit d’aquest treball, ara, es pot presentar aquest projecte de la Central de Generació d’Energies de Barcelona - Sud: un projecte que s’implica de ple en l’objectiu final del Pla de Millora i que incideix en una zona de la ciutat en expansió i sotmesa a diversos plans de reformes urbanistes, circumstancies que afavoreixen la implantació de noves tecnologies i projectes innovadors. En aquest sentit l’aprovació del Pla especial d’Infrastructures del barri de Marina de la Zona Franca suposa un impuls decidiu per a donar solidesa al projecte. El Projecte pren el nom de Central de Generació d’Energies de Barcelona - Sud i està constituït per: a. Sistema de Generació i distribució de calor i fred i. Subsistema Planta de trigeneració ii. Subsistema Xarxa de calor i fred b. Central de biomassa c. Sistema d’aprofitament del fred de regasificació a. Sistema de Generació i distribució de calor i fred Serveix per proveir edificis o centres de consum de tota l’energia tèrmica, generalment en forma d’aigua calenta i/o freda necessària per a la seva climatització, generant aquesta energia en una instal·lació centralitzada anomenada central de producció; els edificis a subministrar es connecten amb la central mitjançant un seguit de xarxes de distribució de fluids tèrmics controlades i regulades des de la central. b. Central de biomassa El fonament de la Central de Biomassa és l’aprofitament del verd urbà procedent de la poda dels arbres, dels subproductes de jardineria i regeneracions d’arbres dels parcs i jardins de la ciutat, (unes 14.000 t/a ) per tal de produir electricitat. Aquest procés significa no tant sols l’estalvi del cost que comporta l’eliminació d’aquests productes, sinó també l’obtenció d’energia elèctrica a parir de recursos locals i renovables. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 3 c. Sistema d’aprofitament del fred de regasificació La planta regasificadora, ubicada en el Port de Barcelona, és l’encarregada de rebre el gas natural liquat (GNL) que transporten els vaixells metaners, emmagatzemar-lo encara liquat i (després del procés de regasificació) distribuir-lo a la xarxa ja en estat gasós. Als vaixells i als tancs, el gas liquat és emmagatzemat a -160º C i en una atmosfera de pressió; per dur el gas a les condicions de distribució (alta pressió i temperatura ambient) s’utilitza un procés de vaporització on cal una aportació de calor al gas liquat, o, dit d’una altra manera, cal extreure-li el fred. El mètode utilitzat per vaporitzar o regasificar el gas liquat és l’intercanvi tèrmic amb bombeig d’aigua de mar, que, un cop retornada, refreda uns quants graus l’entorn del Port. En definitiva, l’objectiu d’aquest procés es fonamenta en un sistema de refrigeració que es basa en la recuperació d’un fred residual que sinó es malbarata. La utilització d’aquest sistema per a la climatització de zones urbanes en lloc dels equips convencionals per produir fred (bombes de calor, climatitzadors, etc) comporta un estalvi de consum de l’electricitat emprada en la refrigeració d’habitatges i edificis de serveis, usant una font energètica neta, barata i segura, a més a més de reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle i descongestionar la xarxa de distribució elèctrica de la ciutat. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 4 Àmbit d’actuació Descripció del projecte CENTRAL D’ENERGIES: 1.- Subsistema Planta de trigeneració 2.- Central de biomassa FASE 1: Xarxa de calor i fred SISTEMA DE GENERACIÓ I DISTRIBUCIÓ DE CALOR I FRED (Entrada en funcionament: 2on semestre de l’any 2010) Xarxa de transport FASE 2: SISTEMA APROFITAMENT DEL FRED DE REGASIFICACIÓ PLANTA REGASIFICADORA (Entrada prevista d’operació: 1er semestre de l’any 2012) Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 5 3 CARACTERÍSTIQUES TÈCNIQUES I FASES La Central de Generació d’Energies de Barcelona - Sud es desenvoluparà en dues fases: - Inicialment s’instal·laran el Sistema de Generació i distribució de fred i calor constituït per la planta de trigeneració i la xarxa de calor i fred i la Central de biomassa - En una segona fase, es construirà el sistema de recuperació del fred de la regasificació del GNL constituït pels evaporadors (inicialment un) i la xarxa de transport que vehicularà el fluid fred des dels evaporadors situats als terrenys d’ENAGAS fins a la Central Generació i distribució de fred i calor. En el futur, és previst ampliar el nombre d’equips evaporadors fins a un total de 6 unitats de manera que tota la demanda de fred pugui cobrir-se amb el fred residual de la regasifiació. Està previst ubicar la Planta de trigeneració i la Central de biomassa a la parcel·la on hi havia la Central d’energies de la SEAT. FASE 1 Sistema de Generació i distribució de calor i fred El Subsistema Central de trigeneració (generació d’electricitat, calor i fred) està inicialment constituït per 2 motogeneradors de 3MWe cadascun (amb possibilitats d’instal·lar-ne un més), equips de fred convencional, màquines d’absorció per a produir fred mitjançant l’aigua de refrigeració dels dos motogeneradors i equips de generació de calor (calderes de recuperació del calor dels fums d’escapament dels motogeneradors i calderes convencionals per a dotar el sistema de seguretat de subministrament als consumidors) El Subsistema Xarxa de calor i fred té una longitud de 5 km de longitud i és formada per 4 tubs (dos vehiculen l’anada (90ºC) i retorn (60ºC) de l’aigua calenta i dos vehiculen l’anada (2ºC) i retorn (10ºC) de l’aigua freda. Cal destacar el tanc d’acumulació d’aigua freda que assegurarà la disponibilitat de fred a totes hores. L’aigua es manté a 2ºC gràcies a l’aportació de fred que es realitza des dels equips de generació convencional i des de les màquines d’absorció que disposa la Central de trigeneració així com per l’aportació de fred mitjançant l’aigua glicolada refredada als evaporadors d’ENAGAS. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 6 Esquema de funcionament del sistema CONSUMIDORS ACUMULACIÓ CENTRAL DE TRIGENERACIÓ SUBESTACIONS CALOR I FRED CONNEXIÓ A SISTEMA APROFITAMENT XARXA DE DISTRIBUCIÓ A la taula adjunta es mostren els consumidors potencials agrupats per tipologia que es consideren per al redactat del projecte bàsic. Malgrat aquesta consideració, la zona té un elevat potencial d’urbanització que es considera prou ampli com per a que el projecte estigui dotat de la fermesa necessària com per a que sigui viable tècnicament i econòmicament. Superficie construïda Ús Any m2 oficines 2010 91.000 hotel 25.000 c.congressos 20.000 TOTAL 136.000 oficines 2012 122.262 hotel 28.050 c.congressos 12.500 diversos (*) 82.099 TOTAL ACUMULAT 380.911 (*) inclou equipaments municipals i oficines Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 7 Central de biomassa Aquest sistema és constituït principalment per dos equips: per un costat, la caldera de biomassa, adaptada per cremar-hi tant residus d’origen forestal procedent de la poda que realitza Parcs i Jardins de Barcelona, com per cremar-hi gas natural; per l’altre, una turbina de vapor de condensació acoblada a un alternador que té per objectiu generar electricitat mitjançant el vapor d’alta pressió que ha produït la caldera de biomassa. En condicions nominals la caldera s’alimentarà amb biomassa en un 90% (14.000 tones a l’any) i amb gas natural en un 10%, necessari per a mantenir el mínim rendiment dels equips de generació d’electricitat. L’emplaçament d’aquest central de biomassa juntament amb el sistema de generació i distribució centralitzada permet establir sinèrgies. Així la central de biomassa pot vendre els excedents de calor per a la seva distribució a traves d ela xarxa. Aquesta primera fase entrarà en operació el segon semestre de l’any 2010. FASE 2 Sistema d’aprofitament fred de regasificació del gas natural liquat (GNL) Constituït pels evaporadors de GNL i per la Xarxa de transport d’aigua glicolada. La conducció connectarà els evaporadors situats dins la parcel·la d’ENAGAS, al moll d’inflamables, amb la Central Generació i distribució de fred i calor situada a uns 2.000m de distància. Inicialment, s’instal·larà un evaporador de 5MWf però hi ha espai per a instal·lar-ne fins a 6 de manera que la potència de fred instal·lada pot arribar a ser de 30MWf. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 8 L’evaporador de gas natural liquat (GNL) és l’equip on es regasifica el Gas natural liquat (GNL). El GNL arriba a -160ºC amb els vaixells metaners al moll d’ENAGAS que l’emmagatzema en grans tancs. En funció de la demanda de gas natural, ENAGAS regasifica el GNL per a introduir-lo, en estat gasos, a la xarxa de transport de gas natural. El canvi d’estat (de líquid a gas) a que se sotmet el GNL es realitza tot escalfant-lo dels -160ºC a temperatura ambient. Aquest procés d’escalfament es realitza mitjançant la cessió de calor de l’aigua glicolada (assimilable a l’aigua amb anticongelant) que es troba a 10ºC i que es refreda fins a uns - 10ºC. Posteriorment, aquesta aigua glicolada es vehicularà, en anell tancat, cap a la central de trigeneració per tal de refredar l’aigua continguda al dipòsit acumulador. Actualment, aquest procés ENAGAS el realitza amb un altre tipus de fluid, que a la vegada és refredat amb aigua de mar, de manera que ha calgut realitzar un projecte d’evaporador que permeti utilitzar aigua glicolada per a la regasificació. Aquest projecte és resultat de diversos estudis de disseny tècnic que s’han portat a terme a rel del conveni de col·laboració signat per l’Agència d’Energia de Barcelona, l’IDAE i ENAGAS per a desenvolupar aquest projecte d’I+D. Transport de GNL; -160ºC; 1 atm Atracador: 5 tancs; 140.000 m3 Emmagatzemament de GNL; -160ºC; 1 atm Capacitat: 5 tancs; 750.000 m3 Captació d’aigua de mar, 15ºC Emissió de gas natural regasificat (45 i 72 bar, 15ºC) S’estan estudiant els clients potencials en l’àmbit industrial per a veure el possible aprofitament del fred per a la indústria. Malgrat tot, a dia d’avui, no s’ha detectat un mercat prou sòlid i de consum regular com per a poder aprofitar a nivell industrial el fred de la regasificadora. Aquesta segona fase és previst que entri en operació el primer semestre de l’any 2012. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 9 Esquema del procés de regasificació del Gas Natural Liquat (GNL) Disseny de nou equip Evaporador 5MWf Recuperació del fred de la regasificació Generació del gas d’aigua natural freda a -10ºC Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 10 4 BENEFICIS ENERGÈTICS I AMBIENTALS Aquest projecte combina diversos sistemes que el fan singularment eficient: per un costat, l’aprofitament del fred residual del procés de gasificació, i per l’altre, la generació de l’aigua freda i calenta que es distribuirà a través de la xarxa de districte. Aquests dos sistemes, comporten un estalvi estimat d’uns 21GWh l’any. La trigeneració i la central de biomassa produiran 44GWh d’electricitat l’any de la forma més eficient actualment possible, dels quals 7GWh/any es generaran a la central de biomassa. D’aquesta forma, es reduirà en un 1,12% la demanda d’energia elèctrica a la ciutat de Barcelona. Aquesta millora en eficiència i en estalvi energètic suposarà una significativa reducció de gasos amb efecte hivernacle, principals causants del canvi climàtic. En aquest sentit, quan al 2012, tot el projecte estigui en servei, les emissions evitades s’estima que serà de 9.200 tCO2 l’any, el que equival a la quantitat anual que absorbiria un bosc mediterrani que cobris un 10% del territori que ocupa Barcelona. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 11 5 MESURA DE GOVERN Per tal de portar a terme aquest projecte s’ha decidit emprendre les següents accions: 1. Iniciar les accions que permetin concursar la redacció del projecte, obra i explotació de la Central de generació d’energies de Barcelona - Sud, anticipant-se a l’execució del Pla Especial d’Infrastructures del barri de Marina de la Zona Franca i poder comprometre la connexió de la nova demanda de climatització centralitzada. 2. Aprovar definitivament el Pla especial de infrastructures del barri Marina de la Zona Franca que contempla la existència d’aquest projecte de climatització centralitzada. 3. Formalitzar un conveni entre l’Ajuntament de Barcelona, l’Ajuntament de l’Hospitalet de Llobregat, el Consorci de la Zona Franca, l’Agència d’Energia de Barcelona i l’Entitat Metropolitana del Medi Ambient per tal de desenvolupar la tramitació administrativa i les gestions necessàries per a concursar la construcció i explotació de la fase I del projecte. 4. Formalitzar un conveni entre l’Ajuntament de Barcelona, l’Autoritat Portuària, ENAGAS, el Consorci de la Zona Franca i l’Agència d’Energia de Barcelona per tal d’impulsar la segona fase del projecte consistent en la recuperació del fred residual de la planta de regasificació. 5. Cercar la participació financera de l’administració de l’Estat i de la Generalitat de Catalunya així com d’altres institucions, que faci possible el desenvolupament d ela segona fase del projecte. Mesura de govern. Central de Generació d’Energies Barcelona - Sud 12