145314018 Calefaccion Distrital Para Temuco y PLC

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Evaluacin de alternativas decalefaccin distrital para las comunas

de Temuco y Padre Las Casas

Noviembre 2012


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Objetivos del estudio

1. Desarrollar un diagnstico de los aspectos ambientales,sociales, econmicos y normativos relacionados con laimplementacin de sistemas de Calefaccin Distrital.

2. Determinar el sistema de calefaccin distrital que mejor seaplica a las comunas de Temuco y Padre Las Casas.

3. Evaluar tcnica y econmicamente la factibilidad deimplementar cuatro proyectos de calefaccin distrital en

las comunas de Temuco y Padre Las Casas.

4. Evaluar los impactos ambientales de esta tecnologa enrelacin a la reduccin de emisiones de MP10.


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La Calefaccin Distrital o District Heating (DH) es un sistemacentralizado de produccin de calor.

Esta compuesto por tres componentes bsicos:

1.La planta de produccin de calor.

2. La red de distribucin.

3. La central en vivienda.

Un sistema DH, entrega servicio de calefaccin y/o agua calientesanitaria (ACS) mediante una red de tuberas que distribuye vapor

o agua caliente a las viviendas o instalaciones conectadas.

Los sistemas DH, pueden utilizar diversas fuentes de energa enforma eficiente y controlada, reduciendo a su vez las emisiones deMaterial Particulado y de Gases de Efecto Invernadero (GEI).

Qu es la calefaccin distrital?


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Qu es la calefaccin distrital?

Fuente: Technical Research Institute of Sweden (2008).

Planta deProduccin de

Calor

Red deDistribucin

Central enVivienda


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Pasos metodolgicos efectuadosen el estudio

1 Recopilacin de antecedentes generales de lascomunas Temuco y Padre las Casas.

2 Evaluacin del escenario actual, paraimplementar un sistema DH.

3 Evaluacin de factibilidad tcnico-econmicade sistema DH, en proyectos inmobiliarios de

Temuco y Padre las Casas.

4.- Evaluacin costo-beneficio de los sistemasDH.


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Antecedentes generales de lascomunas Temuco y Padre las

CasasAntecedentes Climticos Clima Templado lluvioso con influencia mediterrnea

Temperaturas medias anuales 6,3C mnimas y 17,7Cmximas.

Velocidad de viento mxima promedio entre 2,5 y 3,2 [m/s].

Antecedentes Demogrficos

Densidad de viviendas es de 1.952 viviendas/km en Temucoy 2.446 viviendas/km en Padre las Casas.

Comuna

Superficie (km)Poblacin Censo 2002

(habitantes)

Densidad

(habitantes/km)

Total Urbana Rural Total Urbana Rural Total Urbana Rural

Temuco 464 32,5 431,4 245.347 232.528 12.819 529 7.146 30

PLC 400,7 3,8 396,8 58.795 33.697 25.098 147 8.821 63


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Antecedentes generales de lascomunas Temuco y Padre las

CasasReglamentacin Trmica

La reglamentacin trmica vigenteen Chile, determina que las

comunas de Temuco y Padre lasCasas corresponden a la zona 5,definida en base al criterio de losGrados Da de Calefaccinanuales:

Tde confort (21C) Texterior

Ndas a calefaccionar

Fuente: MINVU (2009).


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Evaluacin del escenario actual,para implementar un sistema DH

Marco Regulatorio

Instrumentos deplanificacinterritorial

Normativa ambientaly sectorial

Plan dedescontaminacin

Tipos decombustible

Disponibilidad y precios

de combustibles

Proveedores decombustible

Oferta y Demandade combustible

Caractersticas de latecnologa disponible

Costos de la tecnologa

Aplicabilidad de latecnologa existente

Oferta de la tecnologadisponible

Caractersticas deBarrios y Vivienda

Configuracin espacial delbarrio y espacio comnpara instalar el sistema

Caractersticas vivienday aislacin trmica

Demanda de energa(calefaccin, agua caliente)

Aspectos Econmicos ySociales de la Poblacin

Nivel socioeconmico

Organizacin del barrio yaceptabilidad social y cultural

Evaluacin de factibilidadeconmica del sistema

Financiamiento de la inversin

Aspectos de gestin yadministracin del sistema

Administracin delsistema (gestin yoperacin).

Sistema tarifario

Disposicin a cambiar y apagar por sistema DH

Implementacinde Sistemas de

calefaccindistrital

(Solucin)

Anlisis cualitativo de los factores que condicionan un sistema DH


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Se destaca la influencia de normas como la Ley 20.417 quemodifica la Ley 19.300 (institucionalidad ambiental), el PDA paralas comunas bajo estudio y sus planos reguladorescorrespondientes, entre otros.

Respecto a la oferta y demanda de combustible, se destacan:


Fuente: DICTUC (2008).

Meses Meses


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El consumo de promedio de lea por vivienda en Temuco y Padrelas Casas es de 9 y 8 m3 estreo/ao respectivamente, con unprecio aproximado de $20.000/m3 estreo.

El consumo promedio de hogares , en otros combustibles, seresume en:

Nivel

socioeconmico

Consumo promedio de hogares que usan:

Electricidad

(kwh/mes)

Gas de

Caera

(m3/mes)

Gas Licuado (kg/mes) Parafina (Lt/mes)

Fros Calurosos Fros Calurosos

Bajo 99,98 21,67 18,32 16,54 20 0

Medio 119,97 20,96 27,49 23,68 24 0

Alto 149,09 31,24 25,97 17,34 20 0

Fuente: Elaboracin propia en base a DICTUC (2008).



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Referente a la tecnologa disponible para sistema DH, esta tieneque ser importada desde pases fabricantes de calderas(Alemania, Suecia, otros.) = USD.

Respecto de los barrios y viviendas, se destacan la necesidad deespacio fsico para la central, accesos adecuados para elabastecimiento de combustible, la densidad y nde viviendas delbarrio, la aislacin trmica de las viviendas, entre otros.

Entre los aspectos socioeconmicos, se estima en $19.500/mes ladisposicin a pagar por vivienda, para cambiarse de sistema de

calefaccin y ACS (encuestas realizadas). Respecto a la gestin y administracin de un sistema DH, segn la

experiencia internacional, los municipios y empresas privadasreguladas por ley administran y gestionan los sistemas DH.



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Los sistemas de DH estn condicionados por disponibilidad y tipo decombustible.

En anlisis de ventajas y desventajas de cada combustible sedescartan las fuentes de energa no renovable como el petrleo y elcarbn por su generacin de GEI, son estratgicamente vulnerablesy ambientalmente insustentables.

Se descartan fuentes de energa renovable como los residuosagroindustriales por su baja disponibilidad y logstica y la geotermiade alta entalpa por la alta inversin inicial y plazo de desarrollo.

Sistemas simulados de DH en base a lea, astillas, pellet y gas seevaluaron con el software RETScreen, comparndolo con unasituacin base o sin proyecto.

Definicin del sistema de DH que mejor se aplica en Temuco y PLC.


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El sistema tipo corresponde a la calefaccin distrital de un barrio de 200viviendas, de 50 m c/u, con una tasa de calefaccin de 118 Kcal/h/m2 137 W/m2, y una demanda por ACS del 25%.

Segn la evaluacin con RETScreen, que considera precio de la energa,

reduccin de emisiones, ahorros, entre otras variables, destacan lossistemas en base a astillas y lea, sin embargo, la lea presenta lacomplejidad tcnica asociada al control del consumo.

Definicin del sistema de DH que mejor se aplica en Temuco y PLC.

Grfico de evaluacin RETScreen, de sistema DH a astillas.


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Evaluacin tcnico-econmica desistema DH

En esta etapa se evaluaron tcnica y econmicamenteimplementacin de sistemas DH en 4 barrios o proyectosInmobiliarios, previamente seleccionados por la contraparte tcnica:

Lomas de Mirasur: Proyecto nuevo de 66 viviendas nivelsocioeconmico alto, comuna de Temuco.

Barrio Vista el Volcn: Proyecto nuevo de 527 viviendas nivelsocioeconmico medio, comuna de Temuco.

Villa Mankemalen: Barrio antiguo de 948 viviendas sociales,comuna de Padre Las Casas.

Establecimientos educacionales en barrio Balmaceda: Barrioantiguo, donde se ubican 7 establecimientos educacionales,comuna de Temuco.


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Mediante un estudio de ingeniera bsica de DH en los proyectosseleccionados, se evalu la factibilidad tcnica y econmica,privada y social.

Consideraciones tcnicas destacables:

ProyectoNde Viviendas

y/o colegios

Superficie

Total (m2)

Tasa de energa

para calefaccin

(kcal/hm2)

Energa total requerida

para ACS y Calefaccin

(Kcal/h)

Lomas de Mirasur 66 6.133 118,6 1.599.313

Vista el Volcn 527 36.462 118,6 7.080.881

Villa Mankemalen 948 47.891 79 6.878.871

Colegios en Balmaceda 7 23.652 85 3.616.798


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Segn el diseo de POCH Ingeniera y las cotizaciones recibidas,la estimacin de los costos de inversin para la implementacin deun sistema de DH, en base a astillas, incluyendo central de calor,red de distribucin y sistema de entrega de calor intradomiciliariason:


Proyecto

Costo de Inversin

(USD/Vivienda)

(USD/Colegio)

Costo de Inversin

(USD/Total)

(USD/Total Colegios)

Lomas de Mirasur 8.575 565.990

Vista el Volcn 6.052 3.189.320

Villa Mankemalen 3.854 3.653.697

Colegios en Balmaceda 117.914 825.398


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De acuerdo a los costos de inversin, costos de operacin yconsiderando el cobro de una tarifa equivalente al gasto actual encalefaccin y ACS, los resultados de la evaluacin privada de cada

proyecto, en trminos del Valor Actual Neto (VAN), son losindicados a continuacin.

* Considera costos de lea no certificada. Precios no negociados.


Proyecto

VAN PRIVADO (USD)

Caso Lea* Caso Astillas Caso Pellet

Lomas de Mirasur -1.198.123 -975.550 -1.698.864

Vista el Volcn -4.445.722 -3.524.836 -6.517.513

Villa Mankemalen -3.779.877 -2.874.955 -5.815.752

Colegios en Balmaceda -2.186.820 -1.779.746 -3.102.648

Evaluacin privada de implementacin de sistema de DH.


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Para que el VAN privado sea 0, la tarifa a cobrar por vivienda y/opor los colegios al ao, se presenta en la siguiente tabla.


Proyecto

Tarifas anuales, VAN =0 (CLP)

Caso Lea Caso Astillas Caso Pellet

Lomas de Mirasur $ 1.459.082 $ 1.233.009 $ 1.967.695

Vista el Volcn $ 792.806 $ 675.664 $ 1.056.350

Villa Mankemalen $ 455.882 $ 391.891 $ 599.849

Colegios en Balmaceda $ 166.432.330 $ 139.143.044 $ 227.827.199

Evaluacin privada de implementacin de sistema de DH.


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En la evaluacin social de la implementacin de sistema DH, secompar la situacin con y sin proyecto internalizando los costossociales de salud y ambiental (datos entregados por Gore en basea casos peak de MP) estimados para cada caso.

La rentabilidad social de un sistema DH, est correlacionada conel nmero de viviendas conectadas al sistema, como es el caso deVilla Mankemalen


ProyectoVAN SOCIAL (USD)

Caso Lea Caso Astillas Caso Pellet

Lomas de Mirasur - 780.103 - 379.934 - 1.508.368

Vista el Volcn 1.834.826 3.598.838 - 1.375.483

Villa Mankemalen 7.442.388 9.164.341 4.308.622Colegios en Balmaceda 1.249.608 2.158.934 - 405.267

Evaluacin social de implementacin de sistema de DH.


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Evaluacin costo-beneficio de lossistemas DH

En esta etapa, se evalan principalmente los potencialesbeneficios ambientales de los sistemas DH comparando lasemisiones de MP10 y CO2 en la situacin con y sin proyecto. Elresumen de la reduccin de emisiones se presenta en la siguientetabla.

ProyectoS/Proyecto

(ton CO2/ao)

S/Proyecto

(ton MP10/ao)

Sistema DH

Astillas

(ton

MP10/ao)

Reduccin

de

emisiones

MP10 (%)

Villa Mankemalen 238 34,0 1,8 95

Vista Volcn 194 21,3 1,8 91

Lomas de Mirasur 21 2,7 0,4 85

Colegios en

Balmaceda

19811,5 0,9 92


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Cabe destacar, que los valores de estimacin de emisiones de CO2de la situacin sin proyecto, corresponden a las emisionesgeneradas por el consumo de gas para ACS, las que equivalen a lareduccin de emisiones de CO2.

Lo anterior es debido a que las emisiones de CO2 generadas porun sistema en base a biomasa forestal (astillas), se considerannulas, ya que el CO2 liberado en la combustin de biomasa escapturado en el proceso de fotosntesis.


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Se realiz una proyeccin a nivel comunal de la reduccin deemisiones por nivel socioeconmico, en un escenario en el que sesimula la conexin de todas las viviendas a un sistema DH. Elresultado de esta estimacin se presenta en la siguiente tabla.

Nivel

Socioeconmico

Nmero

de

viviendas

S/Proyecto

(ton MP10/ao)

Sistema DHAstillas

(ton MP10/ao)

ReduccinSistema DH Astillas

(ton MP10/ao)

BAJO 49.038 1.759 91 1.667

MEDIO 32.063 1.294 110 1.183

ALTO 13.203 533 82 451


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Conclusiones

Los sistemas DH, son tcnicamente aplicables a barrios nuevos oexistentes de las comunas de Temuco y Padre las Casas.

Los sistemas DH, con mayores ventajas son en base a fuentes deenerga a partir de biomasa (astillas).

Los sistemas DH en base de biomasa forestal, tienen beneficiosambientales, ya que reducen emisiones de MP10 y tienen unbalance neutro de generacin de GEI.

La implementacin de sistemas de DH para un inversionistaprivado no es un proyecto atractivo, sin embargo para la sociedadpodra ser interesante considerando el costo en salud e impactoambiental.


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Conclusiones

En trminos generales un mayor nmero de viviendas conectadasa un sistema DH, hace cada vez ms atractiva su implementacin,debido a economas de escala.

Para la implementacin de los sistemas DH, es necesario el apoyogubernamental mediante un sistema de incentivos (a laimplementacin/inversin).

Se requiere construir un caso de xito. Barrio Balmaceda sera laopcin (adems permite contrato directo entre proveedor y

Gobierno regional).


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Proyecto Eje Balmaceda:M$ 151.000


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Sebastin Barrios J.

[email protected]

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