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Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 1 Trabajo Fin de Máster Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español Autor Mª Pilar Andrés Bailón Director Ignacio Zabalza Bribián Universidad de Zaragoza/Escuela de Ingeniería y Arquitectura Año Académico 2012/2013 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 2 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 3 CARACTERIZACIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA Y POTENCIAL DE AHORRO ENERGÉTICO EN EL SECTOR BANCARIO ESPAÑOL RESUMEN Dentro de las diversas organizaciones existe un conjunto de empresas conocidas como multi-punto. Se les conoce con ese nombre ya que perteneciendo a una misma entidad, ofrecen servicios en áreas geográficas extensas con un amplio número de establecimientos donde el consumo de energía está altamente atomizado, como es el caso de las sucursales bancarias. Si estos gastos son multiplicados por el total de sucursales, los costes derivados del consumo de energía representan un volumen importante por lo que resulta necesaria la definición de una estrategia que permita a la organización llevar a cabo un control y una gestión energética, así como un conocimiento de su situación actual desde el punto de vista de la eficiencia energética. Lo anterior obliga a pensar en adoptar medidas de ahorro energético con una alta replicabilidad en el conjunto de sedes a través de un plan de ahorro energético que proporcione una estrategia de inversión cuantificando su volumen y rentabilidad. El primer paso para proponer inversiones en la reducción de los costes energéticos, es conocer las instalaciones típicas y tecnologías existentes en la tipología de organización a estudio, así como las variables que afectan en el consumo final de cada sucursal. Estas variables pueden permitir encontrar modelos de regresión que caractericen el consumo de energía, detectando desviaciones entre el consumo real y el esperado proporcionado por la regresión, que manifiesten la necesidad de un estudio de eficiencia energética más detallado. Para ello, en el presente proyecto se propone la caracterización energética de un Grupo Bancario basada en una metodología a través de la cual se pueda llegar a la creación de un plan de acción global de Ahorro Energético, definiendo la regresión estadística que describe el consumo de energía en las sucursales bancarias, el potencial existente en la reducción del coste energético, así como el listado de medidas necesarias y sus costes de inversión. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 4 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 5 CONTENIDO ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................................. 7 ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................ 8 CAPÍTULO 1INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 9 1.1 OBJETIVOS Y ALCANCE ................................................................................................ 10 1.1.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................. 10 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................... 10 1.2 CONTENIDO DE LA MEMORIA ..................................................................................... 11 CAPÍTULO 2ESTADO DEL ARTE ........................................................................................ 12 Capítulo 2 ........................................................................................................................... 12 2.1 POTENCIAL DE AHORRO ENERGÉTICO EN SECTOR SERVICIOS ................................... 12 2.2 AUDITORÍAS ENERGÉTICAS Y MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO. ........................... 12 2.3 MODELO DE REGRESIÓN MATEMÁTICA ..................................................................... 14 2.3.1 ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA ...................................................................................... 14 2.3.2 ANÁLISIS MULTIVARIABLE. REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE. .................................... 15 2.3.2.1 COEFICIENTES DE REGRESIÓN ................................................................................. 17 2.3.2.2 BONDAD DE AJUSTE ................................................................................................ 17 2.3.2.3 CONTRASTES DE HIPÓTESIS..................................................................................... 17 2.3.2.4 INTERVALO DE CONFIANZA ..................................................................................... 18 2.3.2.5 GRÁFICO DE DISPERSIÓN ........................................................................................ 18 2.3.2.6 PRUEBA DE NORMALIDAD ...................................................................................... 18 CAPÍTULO 3METODOLOGÍA .............................................................................................. 19 Capítulo 3 ........................................................................................................................... 19 3.1 METODOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE LA REGRESIÓN MATEMÁTICA QUE CARACTERICE EL CONSUMO ENERGÉTICO DE LAS SUCURSALES BANCARIAS ........................ 19 3.1.1 SELECCIÓN DE LA MUESTRA .................................................................................... 19 3.1.2 SELECCIÓN DE VARIABLES POTENCIALMENTE RELEVANTES................................... 19 3.1.3 CALCULO DEL MODELO DE REGRESIÓN .................................................................. 21 3.2 METODOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DEL POTENCIAL EXISTENTE EN LA REDUCCIÓN DEL COSTE ENERGÉTICO DE LAS SUCURSALES ........................................................................ 23 3.2.1 DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL DE AHORRO DE LOS CENTROS DE CONSUMO.. 23 CAPÍTULO 4CASO DE ESTUDIO Y RESULTADOS ........................................................... 25 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 6 CAPÍTULO 5CONLUSIONES Y DISCUSIONES .................................................................. 41 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 43 ANEXO I .................................................................................................................................... 48 ANEXO I .................................................................................................................................... 50 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 7 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Severidad climática de invierno según el CTE y considerada para el estudio. . 20 Tabla 2: Severidad climática de verano según el CTE y considerada para el estudio. .... 21 Tabla 3: Estudio de correlación entre variables independientes ........................................ 26 Tabla 4: Tabla resumen del modelo de regresión ................................................................ 27 Tabla 5: Análisis de varianza del modelo de regresión ........................................................ 27 Tabla 6: Coeficientes predictores y sus estadísticos. ............................................................ 28 Tabla 7: Indicadores de consumo por sucursal y en la población total a estudio. .......... 32 Tabla 8: Resumen de medidas propuestas para el grupo 1 de entidades bancarias ........ 35 Tabla 9: Potencial de ahorro del grupo 1 de sucursales vs inversión necesaria ............... 36 Tabla 10: Resumen de medidas propuestas para el grupo 2 de entidades bancarias ..... 37 Tabla 11: Potencial de ahorro del grupo 2 de sucursales vs inversión necesaria ........... 38 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 8 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Evolución de la estructura sectorial de la demanda de energía final en España 9 Figura 2. Nube de puntos y correlación para Cons_ener y Nemp. ................................. 25 Figura 3. Nube de puntos y correlación para Cons_ener y Sup_Util ............................. 26 Figura 4. Gráficos de los residuales estandarizados generados por la ecuación de regresión y frente a los valores ajustados estandarizados. ......................................................... 29 Figura 5. Histograma de los residuales estandarizados generados por la ecuación de regresión. 29 Figura 6. Gráfico de probabilidad de la distribución normal de los residuales generados por la ecuación de regresión. ......................................................................................................... 30 Figura 7. Consumo porcentual por centros de demanda ................................................. 31 Figura 8. Plan de Actuación propuesto ............................................................................... 40 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 9 CAPÍTULO 1INTRODUCCIÓN El consumo mundial de energía final aumenta un 2% anual por término medio, e incluso en algunos países emergentes este crecimiento supera el 6% [1]. Se estima, que en el año 2050, la Tierra podría contar con más de 9,5 millones de habitantes, con una potencia media demandada de unos 5,3 kW/hab, representando un total mundial superior a 50TW; unas seis veces y media el dato actual [2]. Este hecho hace surgir temores sobre el agotamiento de los recursos naturales. La comunidad científica, ha alertado sobre algunas de las consecuencias de las actuaciones del ser humano sobre el medio ambiente, muchas relacionadas directamente con el elevado consumo de energía [3, 4]. Durante el año 2011, el consumo de energía en la UE-27, fue de 1.694 Mtep, suponiendo el 13,8% del consumo a nivel mundial. Por sectores, la industria representa un 25,3 % del consumo, un 31,6 % el sector transporte, un 26,7 % el sector doméstico y finalmente un 16,4 % el sector servicios y otros [5]. En España, el consumo de energía final el mismo año, fue de 93.238 ktep, lo que supuso un 4,4% inferior al de 2010. Este dato se debe a la situación económica, junto con las distintas condiciones climáticas y de laboralidad entre los dos años. Por sectores, la demanda energética en 2011 tanto en el sector industrial como en los sectores residencial y terciario disminuyó por la bajada de actividad. Así mismo, la demanda de transporte ha seguido la tendencia decreciente registrada desde 2008 [6]. La Figura 1 muestra como el sector servicios representó aproximadamente un 10% de la demanda de energía final en España en 2011. Figura 1. Evolución de la estructura sectorial de la demanda de energía final en España Además, se espera que el sector servicios y en concreto los establecimientos de oficinas, tengan una demanda creciente en los próximos años, lo que hace interesante el estudio de las posibilidades de mejora existentes encaminadas a la reducción del consumo de energía en dichas instalaciones [7]. El consumo de energía anual en edificios de oficinas europeos varía de 100 a 1.000 kWh/m2 de espacio acondicionado, dependiendo de la localización, la construcción, tipología de equipos instalados, tipo de oficina y uso, etc [8]. En EEUU, el consumo de energía media en edificios de oficinas [9] es de 293 kWh/m2, superior al dato de Grecia (dato europeo disponible) [10], donde el consumo medio de energía se sitúa en torno a 187 kWh/m2. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 16 Los valores β0,β1,…,βp describen un cambio esperado en la variable de respuesta Y, por un cambio unitario en xj cuando se mantienen constantes las demás variables regresoras xi (i≠j) [49]. Hay que destacar que la ecuación (ec.1) puede ser utilizada para predecir la variable respuesta para cualquier valor de las variables predictoras no observadas en nuestro set de datos de la muestra. En este caso Ŷ es el valor predicho. Se recomienda no predecir la variable respuesta para un set de valores de las variables predictoras que están fuera del rango de los datos utilizados para obtener la ecuación de regresión, de lo contrario se incurriría en un error de extrapolación [49]. El análisis de regresión es un proceso iterativo, proceso en que las salidas son utilizadas para diagnosticar, validar y criticar, y posiblemente modificar los inputs. El proceso se debe repetir hasta que se obtiene una salida satisfactoria. Una salida satisfactoria es un modelo estimado que satisface los supuestos y ajusta los datos razonablemente bien [50]. En algunas ocasiones los modelos cuya estructura es más compleja que la ecuación pueden analizarse a través de técnicas de regresión lineal múltiple. La estimación de los coeficientes de regresión se realiza mediante el método de mínimos cuadrados ordinarios. Este método estima los coeficientes de regresión de manera que se minimice la suma de los cuadrados de las desviaciones de los datos al modelo de regresión propuesto [51]. En el caso de los modelos de tipo lineal se exige una serie de hipótesis básicas sobre el error aleatorio del modelo para conseguir una estimación de los coeficientes de regresión con buenas propiedades estadísticas. La perturbación aleatoria ha de tener esperanza nula (E(ε)=0), ser homocedástica, es decir, la varianza de la perturbación aleatoria sea constante (Var(ε)=σ2=cte), y las perturbaciones han de ser incorreladas entre sí (ρ(εi, εj)=0) . Como hipótesis distribucional se exige que la perturbación siga una distribución normal, propiedad esencial si se desea utilizar el modelo con fines predictivos. Finalmente, las variables explicativas han de ser linealmente independientes y el número de datos con los que se realice el estudio ha de superar el número de variables explicativas en el modelo. Dado que la perturbación aleatoria del modelo no es observable, serán los residuos del modelo los que nos permitirán aproximarla. Se llaman residuos a las diferencias entre los valores calculados por el modelo de regresión ajustado y los realmente observados en la variable dependiente. Serán los que nos permitirán comprobar las hipótesis estructurales y de tipo estadístico bajo las que se construye el modelo de regresión. Debe tenerse muy en cuenta que para construir un modelo de regresión no es suficiente con que los residuos sean pequeños, es necesario que cumplan las hipótesis de homocedasticidad, normalidad e incorrelación [52]. También hay que tener en cuenta que si algunas de las variables independientes están estrechamente relacionadas y son incluidas en el modelo, muy posiblemente ninguna de las dos sea considerada significativa, aunque si se hubiese incluido sólo una de ellas, sí. Cuando las predicciones son sumamente correlacionadas, la estimación del coeficiente de regresión puede ser inestable [53]. Finalmente, se ha de tener especial cuidado en identificar las conocidas como observaciones anómalas, atípicas o extremas, ya que pueden tener gran influencia en el modelo ajustado obtenido mediante la técnica de mínimos cuadrados [54]. Para poder decidir entre utilizar un modelo con unas determinadas variables o con otras será preciso disponer de una medida de comparación entre modelos. La elección de un modelo de regresión se centrará en pruebas de hipótesis referidas a ciertos valores de Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 17 interés de los parámetros del modelo, a medidas de ajuste como los coeficientes de correlación y de determinación, intervalos de confianza y de predicción, entre otras [55]. A continuación se describen los principales parámetros estadísticos que cuantifican y explican la calidad del modelo y las hipótesis y restricciones que se han de cumplir. 2.3.2.1 COEFICIENTES DE REGRESIÓN La desviación típica del valor del coeficiente, nos muestra un valor en el que cuanto mayor es y más se acerca al valor del coeficiente menos recomendable es incluir la variable correspondiente. La columna t corresponde al estadístico t de Student, lo que hace es contrastar la hipótesis nula de que los coeficientes de las variables son iguales a 0, si los valores absolutos de los términos t obtenidos de la ecuación son mayores que el valor del estadístico t(1-α/2, n-2) se rechaza la hipótesis de que el coeficiente correspondiente es igual a 0. A esta prueba se le llama prueba parcial o marginal debido a que un coeficiente de regresión depende de todas las demás variables regresoras que están en el modelo. Donde α es el nivel de significación, fijado normalmente en 0,05, n-2 son los grados de libertad para el error residual, n es el número de observaciones [56]. Por otro lado se tiene el p-valor de cada coeficiente para contrastar lo mismo que el estadístico t, cuanto menor sea el p-valor mejor es el modelo y se tiene más seguridad de que el coeficiente de la variable independiente es distinto de cero en la ecuación, se fija como valor límite 0,05 para rechazar la hipótesis nula [44]. 2.3.2.2 BONDAD DE AJUSTE El coeficiente de determinación, R2, mide la proporción de variación de Y explicado por las variables X’s a través del modelo de regresión lineal. El término R2 es una cantidad que puede interpretarse como un factor (porcentaje) de reducción de la incertidumbre cuando son conocidas las variables independientes. Cuanto más se acerque a uno, más poder explicativo tendrá el modelo [57]. Debe tenerse en cuenta que cada vez que se introduce una nueva variable independiente en el modelo, R2 aumenta. Así, si se introduce artificialmente un número grande de ellas, se podrá llegar a acercarla a uno tanto como se quiera. Por este motivo, los programas estadísticos calculan, también, un coeficiente de determinación R2 corregido, que tiene en cuenta este hecho, de forma que el valor de este coeficiente corregido disminuye cuando se introduce variables innecesarias [58]. 2.3.2.3 CONTRASTES DE HIPÓTESIS En los contrastes de hipótesis se parte de una afirmación que hace referencia a la población objeto de estudio y la pregunta es, si a partir de la información muestral disponible se puede concluir que dicha afirmación es correcta o falsa. Se define como hipótesis un supuesto que hace referencia a la población, y las hipótesis contrastables son los supuestos sujetos a verificación. Estas hipótesis consisten, normalmente, en afirmaciones relativas al valor de algún parámetro de la población, a este tipo de hipótesis se les denomina hipótesis nula (H0), ya que implican que no existe diferencia entre el verdadero valor del parámetro de la población y el que se supone en la hipótesis [53]. Una medida de lo verosímil que es la hipótesis nula es el p-valor, que ha de compararse con un nivel de significación α. En las aplicaciones prácticas es habitual considerar como valor de α 0,05, pero otros valores mayores o menores pueden ser escogidos dependiendo de la exactitud requerida para la prueba [52]. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 18 La técnica estadística que nos va a permitir contrastar esta hipótesis nula será un análisis de varianza y a través del p-valor obtenido para esta técnica se tomará la decisión de aceptar o rechazar la hipótesis. Para rechazar o aceptar la hipótesis nula se considerará un nivel de significación de 0,05; cuando su valor sea menor a 0,05 se rechaza la hipótesis nula, es decir la variable respuesta depende de las variables independientes del modelo de regresión [50]. En el análisis de varianza (ANOVA) se dan otros parámetros, además del p-valor, como son el DF que corresponde a los grados de libertad, el SS corresponde a la desviación típica respecto a las observaciones reales en su conjunto, MS corresponde al error cuadrático medio del modelo y F corresponde al estadístico de la distribución F de Snedecor [53], el cual sirve para determinar si existe relación lineal entre la variable dependiente respuesta y el conjunto de variables predictoras. 2.3.2.4 INTERVALO DE CONFIANZA Se llama intervalo de confianza en estadística a un rango de valores, que determina un intervalo, en el cual se estima que estará cierto valor desconocido de la población. El intervalo de confianza se calcula a partir de una muestra aleatoria, y el valor desconocido es un parámetro poblacional. El porcentaje de veces que el parámetro se encontrará en dicho intervalo es (1 – α) 100% y (1 – α) se denomina nivel de confianza del intervalo. En este contexto, α se corresponde con el nivel de significación del contraste de hipótesis asociado al intervalo construido. Los intervalos de confianza de interés en el modelo de regresión serán, por una parte los asociados a los coeficientes de regresión del modelo y por otra los intervalos de confianza que correspondan al valor medio que toma la variable respuesta para diferentes valores que tomen los regresores [58]. 2.3.2.5 GRÁFICO DE DISPERSIÓN Los gráficos de dispersión de los residuos frente a los valores ajustados para el modelo son una herramienta visual muy apreciada en estadística para contrastar si se cumplen o no las hipótesis bajo las que se construyen los modelos de regresión. Por ejemplo permiten detectar la falta de linealidad, la heterocedasticidad (varianza no constante de la perturbación aleatoria), o la multicolinealidad. Para detectar que no existe heterocedasticidad debe aparecer una nube de puntos en la que no se aprecie ninguna tendencia especial, es decir que la nube de punto no siga ningún patrón, si la hubiese sería necesario introducir o eliminar nuevos términos para considerar esa falta de linealidad, o bien realizar transformaciones matemáticas de las variables independiente o dependiente [59]. 2.3.2.6 PRUEBA DE NORMALIDAD Se usa para verificar que los datos no se desvían significativamente de una distribución normal. Existen diferentes tests con esta finalidad siendo el de Anderson Darling uno de los comúnmente implementados. Un p-valor elevado asociado al test de Anderson-Darling indica que los datos pueden provenir de una población con distribución normal. Si es mayor que un nivel de significación α prefijado la desviación de la distribución normal no es significativa desde un punto de vista estadístico, y por lo tanto se acepta que los datos sigan una distribución normal; con un p-valor menor que dicho α se rechaza que los datos sigan una distribución normal [58]. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 19 CAPÍTULO 3METODOLOGÍA La metodología para el desarrollo del proyecto está dividida en dos puntos: • Metodología para la obtención de la ecuación de regresión que caracterice el consumo energético de las sucursales en función de variables independientes. • Metodología para la obtención del potencial de ahorro existente en la reducción del coste energético de las sucursales, así como el listado de medidas necesarias y sus costes de inversión. 3.1 METODOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE LA REGRESIÓN MATEMÁTICA QUE CARACTERICE EL CONSUMO ENERGÉTICO DE LAS SUCURSALES BANCARIAS La caracterización de las sucursales bancarias consiste en realizar un análisis inferencial estadístico. Para ello, una vez definidos los objetivos del estudio, el proceso a seguir se basa en la selección de la muestra a estudio, selección de las variables potencialmente relevantes que definirán la caracterización, especificación del modelo elegido que va a definir el análisis, elección del método de ajuste, ajuste del modelo, y por último, validación e interpretación de resultados para próximas predicciones [57]. 3.1.1 SELECCIÓN DE LA MUESTRA La población total a estudio está formada por 6.372 sucursales bancarias repartidas en todo el territorio español. El tamaño de la muestra a utilizar para la obtención del modelo de regresión matemática se ha basado en el método de muestra Z-test perfilado por Douglas C.Montgomery [53], en el que para una población de 6.372 sucursales y un nivel de confianza del 90%, el tamaño de la muestra a elegir es de 72 sucursales bancarias. Para la elección de la muestra se persigue que todas las sucursales tengan el mismo nivel de representatividad. Para ello se realizará la curva de distribución de la población en consumo y superficie y se eliminarán las sucursales cuyos datos se encuentren en los extremos de dicha distribución. Este análisis nos mostrará las condiciones a seguir para realizar la elección muestral. 3.1.2 SELECCIÓN DE VARIABLES POTENCIALMENTE RELEVANTES Antes de realizar los diagnósticos energéticos en las diferentes sucursales elegidas, el primer paso consiste en seleccionar una serie de variables predictoras o independientes que podrán ser las que definirán la variable respuesta a explicar o predecir. Se considera como premisa en esta selección que las variables independientes a introducir en la ecuación no requieran de mediciones experimentales. Para la obtención del dato cuantitativo de cada variable para las oficinas objeto de la muestra se seguirán los siguientes pasos: • Envío de cuestionarios previos (Anexo 1) que deberán ser cumplimentados por la empresa responsable de suministrar servicios en el Grupo Bancario, entre ellos el mantenimiento de las instalaciones de las sucursales. • Visitas realizadas a las sucursales elegidas en la muestra. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 20 A continuación se incluye una descripción de las variables que previamente se considera que pueden ser relevantes para la obtención de la regresión matemática que caracterice el consumo energético de las sucursales. La variable dependiente a considerar en el estudio va a ser: • Consumo energético anual Total en kWh (Cons_ener), es la suma de los consumos de energía final para iluminación, climatización, equipos ofimáticos y otros. La obtención del valor para las sucursales se va a extraer de los datos cumplimentados en los cuestionarios previos y corroborados en los diagnósticos de cada una de las oficinas. Las variables independientes que se considera van a influir en la variable dependiente Cons_ener son: 1. La severidad climática de invierno (SC Inv) de la zona en la que se encuentra cada una de las oficinas. La severidad climática es un número adimensional que cuantifica las condiciones climáticas de cada zona, para obtener este número se combinan los grados-día y la radiación solar sobre superficie horizontal del lugar en cuestión. Su cálculo viene dado por el Documento Básico HE de Ahorro de Energía, apartado HE-1[60]. Existe una clasificación de la severidad climática que consiste en severidad de invierno y de verano. Para la severidad de invierno existen cinco divisiones distintas que representan las severidades de todas las zonas climáticas en España, codificadas con las letras A, B, C, D y E, indicando de menor a mayor severidad. Como datos de entrada para el estudio estadístico se han considerado los valores medios del intervalo de severidad del CTE (Código Técnico de la Edificación)[60] para cada zona (ver Tabla 1: fila 2). Concretamente, el valor medio en el extremo (E) se ha considerado para un intervalo de amplitud 0,3 en esa zona, por lo tanto el valor medio para la zona E es de 1,45 (ver Tabla 1: fila 3). A B C D E SC Inv≤0,3 0,3<SC Inv≤0,6 0,6<SC Inv≤0,95 0,95<SC Inv≤1,3 SC Inv>1,3 SC Inv=0,15 SC Inv=0,45 SC Inv=0,775 SC Inv=1,125 SC Inv=1,45 Tabla 1: Severidad climática de invierno según el CTE y considerada para el estudio. 2. La severidad climática de verano (SC Ver) de la zona en la que se encuentra cada una de las oficinas. Para verano, el CTE [60] distingue entre cuatro divisiones codificadas con los números del 1 al 4, indicando de menor a mayor severidad. Como en la severidad de invierno, se han introducido valores medios del intervalo de severidad para cada zona y en el valor medio del extremo en la zona 4 se ha considerado un intervalo de amplitud 0,3 de severidad, por lo tanto el valor medio considerado es de 1,4 (ver Tabla 2:). Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 21 A continuación se incluyen las tablas de severidades para cada zona climática donde se muestran los rangos de valores. 1 2 3 4 SC Ver≤0,6 0,6<SC Ver≤0,9 0,9<SC Ver≤1,25 SC Ver>1,25 SC Ver=0,3 SC Ver=0,75 SC Ver=1,075 SC Ver=1,4 Tabla 2: Severidad climática de verano según el CTE y considerada para el estudio. • Superficie de la oficina en estudio (Sup_util) en m2. Dato recogido de los cuestionarios previos a los diagnósticos, y corroborados en las visitas a las oficinas bancarias. En esta superficie no se incluyen archivos ni bunker, al corresponder a espacios no calefactados. • Número de trabajadores de cada oficina (Nemp). Al igual que la superficie, es un dato facilitado previamente a las visitas a las oficinas bancarias. • Altura de las oficinas (Altura) en m. En caso de que haya discrepancia de altura entre diferentes espacios, se toma la altura de las zonas calefactadas y en caso de haber diferencias dentro de estos espacios se estima la media de la altura correspondiente a estos espacios, dato observado en las visitas a las sucursales. • Número de cajeros automáticos (Ncajeros) existentes en las sucursales, dato observado en las visitas. • Superficie acristalada de la fachada de la sucursal en m2 (SupCris), dato también observado en las visitas para realizar los diagnósticos de las oficinas. Hay que reseñar que los equipos ofimáticos que existen en las oficinas son de varios tipos como ordenadores de sobremesa con diferentes potencias, impresoras de diferentes tamaños, etc., y cada uno de ellos representa una unidad diferente que no es comparable con la otra como podría ser la variable superficie, donde un m2 es comparable con otro. Debido a esta diversidad de características y a las razones dadas no se incluye el número de éstos como variable independiente para el estudio. Lo mismo pasaría con los equipos de iluminación, se tienen bombillas halógenas, de bajo consumo, incandescentes y fluorescentes, principalmente y cada una de ellas con potencias diferentes. Se podría asociar una variable independiente a cada tipo de lámpara pero se incluirían gran cantidad de variables que haría complejo e inexacto el estudio. 3.1.3 CALCULO DEL MODELO DE REGRESIÓN Una vez seleccionada la muestra de sucursales y definidas las variables independientes que a priori se consideran influyentes en el consumo de energía, se define a continuación el proceso a seguir para obtener la caracterización del consumo energético de las sucursales bancarias mediante el programa MINITAB. En primer lugar, se hace un análisis para detectar posibles relaciones entre variables y respecto a la variable dependiente, analizar qué tipo de relación existe entre ellas [53] y detectar valores anómalos a través de diagramas de dispersión de los datos. En el análisis se obtiene el coeficiente de Pearson para cada par de variables, r, y el estadístico p-valor que contrasta la hipótesis nula de que r entre cada par de variables es nulo. El coeficiente de correlación de Pearson, r, mide la asociación lineal entre dos Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 22 variables (el grado en la cual una variable cambia con otra). El valor de r estará siempre entre -1 y 1. El valor 1 indica correlación positiva perfecta, 0 indica inexistencia de relación lineal, y -1 indica una correlación negativa perfecta [55]. Por tanto, se va a analizar las variables consideradas independientes, realizando un análisis de correlación, para evitar dependencias entre ellas lo que desembocaría en un resultado erróneo en el modelo propuesto. Una vez analizadas las variables que a priori se consideran influyentes en el consumo de energía, el proceso a seguir para elegir los modelos de regresión correctos son: 1. Estimación de los coeficientes βi. 2. Inferencia sobre los coeficientes. 3. Cálculo de los intervalos de confianza para los diferentes coeficientes. 4. Análisis de la varianza (ANOVA). 5. Test F para la regresión. 6. Coeficiente de determinación: R2. 7. Estimación de la respuesta media y predicción, así como sus intervalos de confianza. Con los pasos anteriores se obtienen los posibles modelos regresores que caractericen a una muestra y posteriormente se comprueba la validez y calidad de los mismos a través de las restricciones e hipótesis que se han de cumplir: 1. Relación lineal. Se comprueba a través de gráficos matrices y los gráficos de los residuos frente a las variables predictoras observando si existen tendencias o patrones. 2. Estudio de los residuos. • Observar si los residuos siguen una distribución normal, a través del test de Normalidad de residuos y a través del gráfico de probabilidad. • Comprobar que su medio es cero. • Varianza constante (homocedasticidad), para ello se representan los residuos estandarizados frente a los valores ajustados y estos mismos residuos frente a todas las variables predictoras. Si se observa algún tipo de tendencia o relación en estos gráficos existe la posibilidad de que exista heterocedasticidad, es decir varianza de los residuos no constante. • Independencia entre residuos. Se detecta en la representación gráfica de los residuos frente al tiempo. En la cual no debe aparecer ningún tipo de patrón, ni tendencia. • Multicolinealidad entre variables predictoras. A través de la matriz de gráficos se puede ver si existe algún tipo de relación lineal entre distintas variables predictoras. Esta característica también se evidencia a través de la existencia de contradicciones entre el test F de la regresión y los test individuales sobre los coeficientes, por ejemplo F tenga un valor alto y una o varias de las variables predictoras posean valores de t incorrectos; contradicción entre la importancia de las variables por separado y en el modelo global; contradicción de los valores de los coeficientes con los valores esperados por experiencias previas; coeficientes con grandes valores de Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 23 desviaciones típicas (cercanos al valor de los coeficientes de regresión); importantes cambios en los coeficientes al introducir nuevas variables. Otra opción se encuentra calculando los valores de los factores de inflación de la varianza (VIF), cuanto mayor es este factor más marcada será la colinealidad múltiple. Para algunos autores se fija en un valor límite de 10, a partir del cual la colinealidad empieza a ser un problema, para otros se fija un valor de 4 a 5 [52]. Por último, se realiza la comprobación de la existencia de datos atípicos, con alto residuo o datos influyentes que condicionen la obtención del modelo regresor. Las observaciones atípicas en Y se observan más fácilmente con los residuos estandarizados, residuos con valor mayor de 2,5 se pueden considerar atípicos. Para el caso de las observaciones atípicas en X se consideran atípicas cuando el valor de Leverage correspondiente a una observación sea superior al valor 2(p+1)/n para n grandes y 0,5 para n pequeñas. El Leverage de una observación corresponde al elemento i de la diagonal de X (XTX)-1XT [61]. Por otro lado la detección de datos influyentes, observaciones que al ser eliminadas el modelo de regresión obtenido varía se realiza a través de la distancia de Cook o del coeficiente DFIT. Un dato se considera atípico cuando la distancia de Cook de ese dato es superior a 0,25. Para el caso del DFIT, que mide la desviación típica de yi al valor ajustado en el modelo de regresión construido sin contar con ella, se considera dato influyente si el DFIT es superior a 1 para n pequeños y a 2√((p+1)/n) para n grandes [62]. 3.2 METODOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DEL POTENCIAL EXISTENTE EN LA REDUCCIÓN DEL COSTE ENERGÉTICO DE LAS SUCURSALES La metodología propuesta a continuación pretende mostrar como resultado el análisis de la información necesaria para desarrollar una planificación de inversiones en medidas de eficiencia energética replicables en casi la totalidad de sucursales bancarias de la población existente. 3.2.1 DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL DE AHORRO DE LOS CENTROS DE CONSUMO Una vez seleccionada la muestra con los criterios explicados anteriormente, se comienza la realización de los diagnósticos energéticos siguiendo la metodología propuesta en las normas UNE 216501 y UNE-EN 16247-1 [34, 35] para las sucursales seleccionadas. En estos diagnósticos se determinarán los siguientes puntos: • Situación energética desde el punto de vista técnico que permita la determinación del desempeño energético actual de la organización a través de la identificación de las instalaciones, equipamiento, sistemas, procesos y personal que trabaja para, o en nombre de, la organización que afecten significativamente al uso y consumo de la energía. • Mediciones de las principales magnitudes físicas que definen el comportamiento y funcionamiento de los equipos consumidores de energía presentes en las instalaciones. • Identificación de los usos significativos de la energía y posibles variables influyentes. • Establecimiento de los indicadores de desempeño energético. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 24 • Estimación del uso y consumo futuro de energía. • Identificación, priorización, evaluación y registro de oportunidades para mejorar el desempeño energético que permitan establecer una primera lista cuantificada en términos económicos de inversiones en eficiencia energética aplicables al conjunto de la organización. El análisis de la información recopilada, permite detectar una serie de ineficiencias que podrán ser corregidas adoptando las medidas adecuadas, dando lugar a una operación más eficiente de los sistemas y equipos de los centros analizados. En este análisis, se proporcionará para cada sistema energético una serie de medidas encaminadas a disminuir su consumo de energía. Estas medidas podrán estar orientadas a la mejora de su mantenimiento, horarios de funcionamiento, regulación, hábitos de uso y demás medidas que no requieran a priori de inversión económica, o bien relacionadas con la sustitución de equipos o partes de los mismos, que den lugar a un ahorro energético. Con ello, se definirá el catálogo de medidas de ahorro energético con una alta replicabilidad al conjunto de centros en España. Las propuestas serán valoradas de acuerdo a las relaciones entre los costes y los beneficios dentro del contexto financiero y gerencial, para poder priorizar su implementación. Con ello se pretende que las medidas acometidas en primer lugar tengan un alto impacto en el ahorro energético y por tanto se prioricen las medidas más efectivas usando como método de decisión las curvas de Ahorro vs Inversión [63] en donde se comprobará el incremento que sufre el coste de inversión cuando se incrementa la productividad a partir del ahorro económico de las medidas propuestas. Su análisis permitirá cuantificar los esfuerzos necesarios para lograr unos ahorros de económicos crecientes tendiendo a una curva de saturación del ahorro debido a la ley de los rendimientos decrecientes [64, 65]. Como resultado final, se obtendrá además, la estimación del potencial de ahorro en la reducción del consumo de energía existente en la organización, así como el volumen de inversión necesario. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 25 CAPÍTULO 4CASO DE ESTUDIO Y RESULTADOS Los criterios de selección de las sucursales pertenecientes a la muestra una vez realizada la distribución en consumo y superficie de la totalidad de población están marcados por los siguientes condicionantes: • Selección de 6 muestras por severidad climática. • Se han eliminado de la muestra por no ser representativas, las sucursales con un consumo inferior a 100 kWh/año y superior a 100.000 kWh/año. • Se han eliminado de la muestra por no ser representativas las sucursales cuya superficie útil (no tiene en cuenta la zona de archivos, o bunker definidas como no habitables y por tanto con un consumo energético significativamente menor) no este comprendida entre 50 y 600 m2. Para la selección de las 72 sucursales, se ha mantenido la curva de distribución de la población total, junto con los valores cuantitativos de las variables independientes a priori consideradas influyentes en el consumo de energía. Se ha realizado un análisis visual a través de matrices de nubes de puntos con el programa MINITAB entre las variables independientes y a su vez con respecto a la variable dependiente definida para descartar variables independientes sin tendencia y detectar posibles relaciones entre variables. La variable ‘Cons_ener’ puede ser posiblemente función de las variables ‘Nemp’ y ‘Sup_util’ conjuntamente, esta conclusión debe corroborarse con las siguientes pruebas realizadas. Correlación de Pearson de Cons_ener y Nemp = -0,557 Valor P = 0,000 Figura 2. Nube de puntos y correlación para Cons_ener y Nemp. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 32 reactiva según establece el punto 3 del artículo 9 de Real Decreto 1164/2011 referente a la facturación por excesos de Energía Reactiva, así como, la facturación de potencia según Real Decreto 1164/2001 y sus posteriores actualizaciones, donde se establece la forma de facturar la potencia contratada según maxímetro. Para evitar el recargo por energía reactiva, cabe destacar que en este tipo de instalaciones próxima al cuadro general eléctrico se coloca una batería de condensadores de entre 5 y 12,5 kVA de potencia, cuya función es compensar la energía reactiva generada en las instalaciones. En cada una de las sucursales analizadas se ha comprobado su estado y/o existencia detectándose una amplia mayoría de instalaciones que no poseen este tipo de equipos. En las sucursales donde se penaliza por este concepto el coste mensual está comprendido entre los 5 y los 30 €/mes. En las facturas disponibles para cada sucursal se han comprobado diferencias de importancia entre la potencia contratada y la demanda por el maxímetro y que permitirían una optimización en cuanto a los valores contratados y por tanto en el coste por este concepto. Además, se ha evaluado el consumo en stand-by a través de la lectura del consumo de energía según periodo horario posibilitado por el tipo de contrato en 3 periodos que establece un horario de punta, llano y valle. El periodo horario valle corresponde prácticamente en su totalidad a horas en las cuales las sucursales bancarias permanecen cerradas por lo que su valor permite realizar una primera estimación de este consumo en stand-by. De forma general se comprueba cómo entre un 14 y 28 % del consumo de energía total de la sucursal se realiza en horas denominadas stand-by. A continuación se muestran una serie de indicadores energéticos calculados sobre la muestra estudiada y que permiten comparar si una nueva sucursal a estudio tiene desviaciones importantes respecto a la media estudiada que pueden ser debidas a ineficiencias en los equipos instalados o en el uso de éstos. INDICADORES ENERGÉTICOS Consumo por superficie (kWh/m2.año) Consumo por trabajador (kWh/trabajador.año) Consumo por día trabajado (kWh/día trabajado.año) Potencia de climatización por superficie (W/m2) Potencia de iluminación por superficie (W/m2) 207,4 8.880 152,4 100,6 64,0 Tabla 7: Indicadores de consumo por sucursal y en la población total a estudio. En cuanto a los equipos instalados, dada la diversidad de tecnologías, equipos y hábitos de uso detectados en el conjunto de sucursales analizas se presenta un resumen general de los mismos clasificados por centro de consumo. La iluminación predominante de las sucursales se realiza mediante lámparas fluorescentes de diferentes potencias que varían según tipo dependiendo de la sala en la que se ubican y de la antigüedad de la oficina. Además de ello, es posible encontrar lámparas de una menor eficiencia energética correspondientes a tecnología incandescente tales como halógenos. En otros casos por el contrario, se han detectado lámparas de tecnología LED´s de alta eficiencia. El encendido y apagado lo realizan los empleados de las oficinas coincidiendo con el comienzo y la finalización de la jornada laboral mediante los interruptores de sala siendo el valor de iluminancia media medido mediante luxómetro de 700 lux. Además, la ubicación de las sucursales, en la mayoría de los casos en un cruce de calles, provoca que la superficie exterior sea elevada para lo cual hay varios módulos de rótulos y banderolas por Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 33 lo que el conjunto de potencia instalada resulta elevada para lo cual se utiliza iluminación fluorescente. En el caso de la climatización, del total de superficie útil de las sucursales bancarias, las zonas climatizadas corresponden al patio de operaciones, despachos individuales y zona de caja principalmente. Tanto la refrigeración como la calefacción se realizan mediante bombas de calor autónomas con intercambio Aire/Aire generalmente constituidas por equipos partidos donde la unidad exterior se ubica en el falso techo de archivos con acceso al aire exterior, estando la unidad interior ubicada también en el falso techo en una zona más interior desde donde se impulsa y absorbe el aire por la red de conductos de que dispone la sucursal creando un circuito cerrado de aire. Por lo general estos equipos permiten únicamente controlar la temperatura desde un único termostato de control no permitiendo sectorizar salas ni zonas con temperaturas o periodos de encendido diferenciados trabajando por tanto a temperatura y caudal constante. Los datos técnicos muestran de promedio un E.E.R. y un C.O.P. de entre 2,2 y 3 y 2,3 y 3,5 respectivamente, valores que en algunos casos son demasiado bajos en comparación con los que proporcionan equipos de estas características actualmente. Tampoco incorporan el sistema de variación de potencia en el compresor conocido como sistema INVERTER y que permite reducir el consumo de energía para sistemas con continuos arranques y paradas como es el caso, por lo que el compresor funciona al 100 % de su demanda de potencia. A parte de la antigüedad de estos equipos, que en la mayoría de los casos es elevada (superior a 10 años), otro de los problemas que incorporan es el refrigerante que utiliza HCFC R22, cuyo uso actualmente está prohibido por su afección a la capa de ozono terrestre, según el Reglamento CE del Consejo de la Unión Europea. Además de los sistemas descritos de impulsión de aire, la mayoría de sucursales dispone de una red de conductos de extracción del aire interior ubicada en la mayoría de los casos de forma perimetral en el falso techo de la sucursal. En cuanto a los equipos de ofimática, aunque poseen una potencia inferior a otros sistemas, son otro de los centros de consumo importantes al permanecer conectados toda la jornada laboral e incluso en algunos casos permanentemente. Entre los detectados en las sucursales, destacan ordenadores de sobremesa con sus respectivas pantallas tipo TFT, al menos 1 equipo por puesto de trabajo. Según se ha indicado se procede a la desconexión de la pantalla del ordenador al finalizar la jornada laboral, pudiendo quedar conectada la torre del ordenador durante las 24 horas del día por actualizaciones en el sistema. El resto de equipos informáticos corresponden a impresoras multifunción, impresoras financieras, fax y servidores. Entre los equipos detectados como otros consumos destacan los cajeros automáticos con una conexión permanente cuya demanda de potencia se establece en torno a 150-250 W según la actividad realizada lo que representa aproximadamente 1.300-2.200 kWh/anuales. Por otro lado, para dotar de agua caliente a las sucursales en cada una de ellas hay instalado un termo eléctrico con un tamaño de almacenamiento de entre 15 y 30 litros cuyo uso más habitual es realizado por el servicio de limpieza. Por último es posible encontrar pequeños electrodomésticos eléctricos como cafeteras. A continuación, se listan las mejoras energéticas propuestas referentes a los consumos eléctricos clasificadas por tipo de mejora y detallando en los casos que sea posible su análisis energético-económico, así como el coste de implementación. En el Anexo 2 se muestra un diagnóstico energético completo con la descripción de las medidas propuestas y el cálculo de los potenciales de ahorro obtenidos. Actualmente se desconoce exactamente qué cantidad de medidas son aplicables a cada sucursal de la totalidad de población por lo Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 34 que se han extrapolado los resultados obtenidos en la evaluación de las sucursales de la muestra analizadas al resto de población. De esta forma se ha obtenido para cada medida el potencial de ahorro e inversión global aproximado y con el conjunto de sucursales y medidas aplicables se ha definido el Plan de Acción. Se presenta este Plan de Acción dividido en dos grupos, ya que aunque se trata de entidades bancarias pertenecientes a un mismo grupo se trata de sucursales de diferentes empresas. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 35 Tabla 8: Resumen de medidas propuestas para el grupo 1 de entidades bancarias Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 36 Tabla 9: Potencial de ahorro del grupo 1 de sucursales vs inversión necesaria Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 37 Tabla 10: Resumen de medidas propuestas para el grupo 2 de entidades bancarias Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 38 Tabla 11: Potencial de ahorro del grupo 2 de sucursales vs inversión necesaria Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 39 Con los datos anteriores se posee la información relativa a las medidas de ahorro energético a implantar, así como su ahorro e inversión para el conjunto de sucursales pero se desconoce aquellas prioritarias en su implantación. Es por ello que para detectar las sucursales donde actuar de forma planificada, la aplicación del modelo de regresión obtenido ha sido ampliada a toda la red de sucursales del Grupo Bancario permitiendo establecer la comparación entre los consumos de energía reales correspondientes al año 2012 y los obtenidos de la aplicación del modelo matemático propuesto. La diferencia entre ambos valores es indicativo de un consumo superior a lo que una sucursal bancaria de sus características debe demandar y debe ser motivo de estudio particular. Posteriormente se ha procedido a filtrar los resultados obtenidos a través de la clasificación de las sucursales por su porcentaje de desviación considerando únicamente aquellas que se desvían del consumo esperado al menos un 5 % al alza. Los valores calculados muestran el consumo de energía que una sucursal bancaria de similares características debería poseer, por lo que la desviación respecto de los valores reales, establece un punto de partida en donde comenzar a actuar en medidas de eficiencia energética. Esta clasificación ha sido distribuida, creando un plan de actuación por paquetes de sucursales en las que actuar, definiendo 5 escenarios ordenados por su potencial de ahorro tal y como se muestra en la Figura 8. Este ahorro corresponde a la diferencia entre el consumo de energía anual esperado y el consumo real de la sucursal. Cabe reseñar, que el potencial de ahorro energético ha sido restringido a un límite superior del 40 % correspondiente al máximo valor de potencial de ahorro identificado en las auditorías energéticas realizadas para el proceso de caracterización. Escenario 1: 50 sucursales Escenario 2: 100 sucursales Escenario 3: 200 sucursales Escenario 4: 400 sucursales Escenario 5: 837 sucursales 0 2 4 6 8 10 12 14 0100 200 300 400 500 600 700 800 900 Potencial de Ahorro respecto del consumo total de la red del Banco Santander(%) Población Potencial de ahorro energético VS Población necesaria Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 40 Figura 8. Plan de Actuación propuesto Escenario 1: 50 sucursales Escenario 2: 100 sucursales Escenario 3: 200 sucursales Escenario 4: 300 sucursales Escenario 5: 431 sucursales 0 5 10 15 20 25 050 100 150 200 250 300 350 400 450 Potencial de Ahorro respecto del consumo total de la red del Banco Santander(%) Población Potencial de ahorro energético VS Población necesaria Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 41 CAPÍTULO 5CONLUSIONES Y DISCUSIONES El modelo de regresión se ha construido con la premisa de que las variables independientes a introducir en la ecuación no requieren mediciones experimentales, siendo el modelo propuesto en el presente proyecto el siguiente: Cons_ener = 16308,048 - 4169,615 SC Ver + 6549,692 Ncajeros + 68,252 Sup_util (ec.4) Observando la ecuación se deduce que el número de cajeros supone una aportación importante al consumo energético anual total de las sucursales (1.300-2.200 kWh/anuales), lo que conlleva que cuanto mayor número de cajeros existe mayor consumo se genera, lo cual está relacionado con el consumo eléctrico de estos equipos. Por otro lado, cuanta más alta es la severidad climática de verano menor es el consumo energético en relación al consumo de climatización, la cual está relacionada con la radiación solar recibida en función de las cuatro zonas climáticas I-IV definidas por el Código Técnico de la Edificación (CTE). Por último, si la superficie a climatizar aumenta, el consumo de climatización tanto de calor como de frío se ve incrementado. A continuación se realizan una serie de observaciones a tener en cuenta respecto al modelo obtenido. • El modelo puede reducir la incertidumbre del valor de la variable respuesta en un 62,7 % en función de las variables independientes, frente al valor obtenido en estudios similares en los cuales la R2 obtenida era 56,8% [25]. Existe todavía una incertidumbre del 37,3 %, que no se puede explicar con el modelo obtenido. • La ecuación de regresión es válida en el rango de datos que determinan las variables independientes consideradas (sucursales con superficie entre 50 y 600 m2 y consumos entre 100 y 1.000 kWh/año). Fuera de este rango no se asegura que los resultados sean satisfactorios. • El modelo de regresión permite detectar posibles ineficiencias en el uso o estado de las instalaciones consumidoras de energía existentes en una sucursal bancaria si se observa una desviación importante del consumo total real frente al obtenido mediante la ecuación propuesta. Además, del estudio de eficiencia energética realizado a las sucursales, se observa que en el total de sucursales bancarias analizadas la única fuente energética consumida es electricidad y fundamentalmente ésta es destinada al uso de climatización e iluminación, 30-61 % y 2346 %, respectivamente. Estas conclusiones, han sido también identificadas en estudios similares [24]. Tras la valoración de las medidas de eficiencia energética propuestas para la totalidad de sucursales del Grupo Bancario, los resultados muestran que la inversión a realizar por el Grupo para la implementación de la totalidad de medidas propuestas sería de aproximadamente 36 millones de euros, el ahorro obtenido con la implementación de la totalidad de medidas propuestas 9,6 millones de euros al año calculándose un retorno medio de la inversión de aproximadamente 3,7 años. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 48 ANEXO I Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 49 Mes Dia Fecha: 1.- GENERALIDADES 1.-1 IDENTIFICACIÓN DE LA EMPRESA Nombre: Teléfono: Fax: E-mail: Cargo: Ubicación: Dirección: * Entendiendose por rehabilitación una reforma de más del 70% de la fachada (muros y ventanas) Localidad: Provincia: CP: desde adesde a lunes martes miércoles jueves viernes sábado Nombre: Empresa: Teléfono: Fax: E-mail: desde adesde a Cargo: lunes Dirección: martes Localidad: miércoles Provincia: jueves CP: viernes sábado Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre 1.-2 DATOS GENERALES 1,-3 DATOS CONSTRUCTIVOS ¿Tiene acristalamiento la fachada? En caso afirmativo, ¿qué porcentaje de acristalamiento? Tipo de acristalamiento: Orientación fachada principal: Tipo de marco Porcentaje 1.-4 DATOS DE CONSUMO Consumo eléctrico total (kWh/año) Consumo térmico total (kWh/año) 1.-5 CONSUMO EN ILUMINACIÓN (kWh) Equipo auxiliar (Reactancia) Tipo 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 ¿Existe sectorización de la iluminación? ¿Existe un protocolo de encendido y apagado de los equipos? ¿Se realizan labores de limpieza y de mantenimiento? 1.-6 CONSUMO EN CLIMATIZACIÓN (kWh) Temperatura de consigna de verano: Temperatura de consigna de invierno: ¿Existen sistemas de control de la temperatura? En caso afirmativo, ¿permiten su sectorización? ¿Permite modificación por parte de los usuarios? ¿Existe un protocolo de encendido y apagado de los equipos? Periodicidad de mantenimiento: ¿Existen cortinas o protecciones interiores? ¿Existen toldos o protecciones exteriores? ¿Es usual la conexión de pequeños calentadores o ventiladores? Unidad Terminal Antigüedad del equipo (años) Potencia electrica (kWe) Ubicación Rendimiento (%) ó COP/EER 0 1.-7 CONSUMO EQUIPOS OFIMÁTICA Y OTROS EQUIPOS (kWh) Número Potencia (kW) Periodicidad de mantenimiento: ¿Se apagan completamente los equipos en horarios fuera de trabajo? ¿Incorporan funciones de ahorro de energía? 1.-8 CONSUMO EN Agua Caliente Sanitaria Potencia (kW) 1.-8 Otros consumos energéticos Describir otros equipos cuyo consumo energético no se identifique dentro de los usos nombrados anteriormente Datos cuestionario inicial Nombre: Superficie total sucursal (m2): PERSONA DE CONTACTO Superficie iluminada (m2): Superficie climatizada (m2): Altura media del techo (m) Número de empleados (nº medio del último año): Antigüedad del edificio o año de la última rehabilitación Día de la semana Horario de trabajo habitual Entidad bancaria: Días de no ocupación por festividad para el año de referencia 2012: Total horas trabajo/ semana: Semanas de trabajo reducido/año: CONTACTO RESPONSABLE DE MANTENIMIENTO Total horas trabajo/ semana: Semanas de trabajo habitual/año: Día de la semana Horario de trabajo reducido Tipos de Luminarias ¿Existe algún responsable de la gestión energética? ¿Existe algún responsable del mantenimiento del edificio? ¿Se realizan revisiones periódicas de mantenimiento? Tipo de puerta de entrada a la sucursal: ¿Existen otros tipos de combustibles? 0,0 Tipo de lámpara Ubicación Número Horas de uso semanales Consumo (kWh/año) 0,0 Potencia (W) Potencia total (W) 0,0 0,0 TOTAL 0,0 0,0 0,0 0,0 TIPO UBICACIÓN 0,0 ¿Existen sistemas de ahorro? Si lamparas de bajo consumo Equipo de generación Horas de uso calefacción (h/año) Horas de uso refrigeración (h/año) Consumo (kWh/año) TOTAL Gasto estimado equipos ofimática y otros equipos Equipo Antigüedad (años) Horas de uso al año (h/año) Consumo (kWh/año) 0 0 0 0 0 0 0 TOTAL Equipo Horas de uso al año (h/año) Consumo (kWh/año) 0 0 0 0 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 50 ANEXO II Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 51 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO SUCURSAL DEL BANCO XXX Nº XXX Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 52 RESUMEN Y CONCLUSIONES DEL ESTUDIO 1.1 DATOS BÁSICOS DE LAS INSTALACIONES. La sucursal bancaria analizada es la número XXX perteneciente al Banco XXX y ubicada en XXX, cuya zona climática es D3. El conjunto de instalaciones que conforman la sucursal tiene una antigüedad de 14 años, realizándose en los últimos años remodelaciones de mobiliario, puerta de entrada y en cuanto a equipos consumidores de energía la ampliación con una de una nueva máquina de climatización y la renovación de las lámparas por finalización de su vida útil. No se ha hecho ningún cambio de importancia en cuanto a muros principales y ventanas. En su conjunto, las instalaciones tienen una superficie total construida de 180 m2, distribuida en una zona destinada a oficinas y otra de archivos con una superficie de 150 m2 y 30 m2 respectivamente. Únicamente la zona de oficinas está climatizada por lo que la superficie a considerar en los cálculos es la total de zona de oficinas. La sucursal se encuentra en la Planta Baja (Local) de un edificio haciendo esquina y ubicada en una avenida ancha y rodeada de pisos tanto en las fachadas laterales como en su parte superior con una orientación predominantemente norte. La imagen del satélite correspondiente a la ubicación de la sucursal así como la fachada principal, se muestran a continuación. Figura 1. Imagen exterior y fachada principal. El número de empleados promedio que trabajan en la entidad es de 6, en un horario general que comprende de lunes a viernes de 8:00 a 15:30 horas. Además del horario oficial de trabajo, es habitual la ampliación de la jornada ya sea por extensión del horario de mañana como por la vuelta al trabajo en horario de tarde por lo que se ha considerado 3 horas más de trabajo 4 días a la semana. En resumen, los días laborales tomados como referencia son de 251, siendo el total de horas de uso de las instalaciones semanalmente de 47,5, lo que en el conjunto del año asciende a 2.385 horas/año. Por otro lado, cabe destacar la presencia del servicio de limpieza el cual hace uso de las instalaciones en torno a 30 minutos – 1 hora durante cuatro días a la semana, horario que en ocasiones coincide con el de apertura de la sucursal y en otros casos se encuentra fuera del horario laboral general de la sucursal. En este caso no se ha tenido en cuenta para la definición del horario de utilización de las instalaciones. El mantenimiento de las instalaciones lo gestiona la empresa XXX Instalaciones y Mantenimiento mediante la filial de mantenimiento de la zona, realizando un Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 53 mantenimiento correctivo y preventivo con revisiones periódicas cada 3 meses que comprende la instalación eléctrica y de climatización. A continuación se muestra un resumen del horario establecido de funcionamiento de las instalaciones. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 54 Figura 2. Definición de horarios de trabajo oficial. Figura 3. Definición de horarios para equipos de conexión permanente. HORARIO DE TRABAJO HABITUAL DESDE A DESDE A TOTAL HORAS DÍA LUNES 8:00 15:30 17:30 20:00 10 MARTES 8:00 15:30 17:30 20:00 10 MIÉRCOLES 8:00 15:30 17:30 20:00 10 JUEVES 8:00 15:30 17:30 20:00 10 VIERNES 8:00 15:30 7,5 TOTAL HORAS SEMANALES 47,5 MAÑANA TARDE DATOS DE PARTIDA PROPORCIONADOS POR EL BANCO SANTANDER DÍAS DE LA SEMANA Total días del mes Horas de funcionamiento al día Total horas al mes Enero 31 24 744 Febrero 28 24 672 Marzo 31 24 744 Abril 30 24 720 Mayo 31 24 744 Junio 30 24 720 Julio 31 24 744 Agosto 31 24 744 Septiembre 30 24 720 Octubre 31 24 744 Noviembre 30 24 720 Diciembre 31 24 744 Total 365 8.760 ALUMBRADO PERMANENTE Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 55 Figura 4. Definición de horarios para el uso de las instalaciones. Figura 5. Definición de horarios para el alumbrado exterior. Total días del mes Festivos Total días trabajados jornada partida Total días trabajados jornada matinal viernes Total horas al mes Enero 31 11 16 4190 Febrero 28 816 4190 Marzo 31 819 4220 Abril 30 11 15 4180 Mayo 31 10 17 4200 Junio 30 818 4210 Julio 31 10 16 5197,5 Agosto 31 918 4210 Septiembre 30 818 4210 Octubre 31 11 16 4190 Noviembre 30 917 4200 Diciembre 31 11 15 5187,5 Total 365 114 201 50 2385 ALUMBRADO LABORAL REFERENCIA AÑO 2011 ENCENDIDO APAGADO Total horas al año RÓTULO EXTERIOR Y BANDEROLA RELOJ PROGRAMABLE ANALOGICO RELOJ PROGRAMABLE ANALOGICO 1137 Enero 18:30 23:00 4,5 Febrero 18:30 23:00 4,5 Marzo 19:30 23:00 3,5 Abril 19:30 23:00 3,5 Mayo 21:00 23:00 2 Junio 21:00 23:00 2 Julio 22:00 23:00 1 Agosto 21:00 23:00 2 Septiembre 21:00 23:00 2 Octubre 19:30 23:00 3,5 Noviembre 18:30 23:00 4,5 Diciembre 18:30 23:00 4,5 ALUMBRADO EXTERIOR Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 56 1.2 CONSUMO ENERGÉTICO DE LA SUCURSAL El total del consumo energético anual proviene de Electricidad, ascendiendo a 25.710 kWh/año o lo que es lo mismo 2,2 TEP (Toneladas Equivalentes de Petróleo). La potencia contratada es de 19,7 kW y por tanto la tarifa de acceso es 3.0A, por lo que le aplica la facturación de energía reactiva según establece el punto 3 del artículo 9 de Real Decreto 1164/2011 referente a la facturación por excesos de Energía Reactiva, comprobando una penalización en las factura facilitadas para los meses de Mayo y Julio de 2,82 y 10,41 €/mes respectivamente. Además, también le es de aplicación la facturación de potencia según Real Decreto 1164/2001 y sus posteriores actualizaciones, donde se establece la forma de facturar la potencia contratada según maxímetro. En este tipo de contratos se establece una discriminación horaria de tres periodos, siendo su desglose el mostrado a continuación. Fuente de energía Consumo anual kWh Periodo 1 Periodo 2 Periodo 3 El estudio de los horarios de trabajo habitual de la sucursal (8 a 15:30) y su análisis con los periodos tarifarios P1, P2 y P3 de la factura eléctrica, permite obtener en que horas del día se consume la energía en la sucursal y si estas corresponden con las de funcionamiento de las instalaciones. Figura 6. Distribución horaria del consumo de energía según periodos tarifarios. De esta forma se ha establecido el % de consumo eléctrico que se ocasiona en esta franja horaria denominada valle y comprendida entre las 0:00 y las 8:00. Extrapolando los datos al conjunto de horas de inactividad de la sucursal es posible cuantificar el % de consumo eléctrico respecto del total que se realiza fuera del horario laboral. Para posibilitar unos datos fiables hay que tener en cuenta el consumo de equipos de conexión constante como son los cajeros o el sistema de iluminación de rótulo y banderola por lo que se ha considerado su valor y descontado del consumo en stand-by. El valor mostrado en cualquier caso es estimado a través de las lecturas de las facturas disponibles. En el caso de querer obtener un dato con una mayor precisión se recomienda la monitorización de sucursales a través de analizadores de redes eléctricas. 21% 58% 21% Distribución del consumo eléctrico según periodos tarifarios P1: Periodo punta de 18 a 22 horas (Invierno), 11 a 15 horas (Verano) P2: Periodo llano 8 a 18 y 22 a 24 (Invierno), 8 a 11 y 15 a 24 (Verano) P3: Periodod valle 0 a 8 Energía eléctrica 5.405 25.710 14.833 5.472 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 57 Ciudad Consumo en horario laboral (kWh/año) Consumo fuera del horario laboral (kWh/año) Consumo iluminación exterior + cajero (kWh/año) Porcentaje en stand-by 14.512 11.198 4.000 28 Tabla 1: Desglose de consumo de energía en stand-by La evolución del consumo energético total mensual para el periodo de datos disponibles (Agosto 2009-Agosto 2011) se muestra en la siguiente gráfica. Figura 7. Evolución consumo eléctrico de los últimos años. Al realizar una comparativa de la evolución para los últimos años se observa un patrón de consumo de energía aunque con diferencias de importancia entre algunos meses de diferentes años, siendo el acumulado de consumo de energía muy similar para un año completo. En el análisis mensual se puede observar como los meses de mayor consumo corresponden a los periodos de invierno y verano siendo aún más significativo en el último de los casos. Los meses de primavera y otoño con una menor severidad climática poseen un consumo de energía menor. Con todo ello, se puede observar una dependencia relevante entre la climatología y el consumo de energía, muestra del peso que el consumo por climatización tiene en el conjunto de la sucursal. El reducido consumo de energía para el mes de enero únicamente puede explicarse con un menor tiempo de trabajo por aumento de los días festivos, siendo en cualquier caso anómalamente reducido. De su análisis se observa una mayor dependencia en el consumo de energía debida al sistema de refrigeración. 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 ENERGÍA (kWh) EVOLUCIÓN DEL CONSUMO ELÉCTRICO AÑO 2009 AÑO 2010 AÑO 2011 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 64 Figura 12. Interruptor horario para el encendido y apagado del rótulo exterior y banderola. 1.7 CLIMATIZACIÓN La climatización de la oficina se realiza mediante dos equipos tipo bomba de calor que abastecen las necesidades tanto de refrigeración como de calefacción. La zona climatizada corresponde al conjunto de la sucursal exceptuando el piso superior donde se ubica el archivo y los baños. Figura 13. Máquinas para la climatización de la oficina. Una de ellas afecta únicamente al despacho del director, siendo una bomba de calor tipo casette de la marca Hitachi modelo RAS-2HVRN1 tipo Inverter. Los datos técnicos muestran una potencia frigorífica y calorífica nominal de 5 kW y 5,6 kW respectivamente, siendo la potencia nominal eléctrica absorbida de 1,26 y 1,18 kW en cada caso. Con estos datos se establece un E.E.R.2 y un C.O.P.3 de 3,97 y 4,75. Para el resto de la climatización de la sucursal hay instalada una bomba de calor autónoma con intercambio Aire/Aire de tipo horizontal correspondiente al fabricante ROCA cuyo modelo concreto es el BCH-15-38/I, con una antigüedad superior a los 10 años, que utiliza refrigerante HCFC R22, cuyo uso actualmente está prohibido por su afección a la capa de ozono terrestre, según el Reglamento CE del Consejo de la Unión Europea. Mediante el sistema instalado, el equipo evaporador realiza el intercambio entre el aire frío o caliente (según corresponda) obtenido mediante el compresor y el aire del interior de la sala que se quiere calentar o enfriar. Para ello la oficina dispone de una serie de rejillas de impulsión y de retorno de aire mostradas en la imagen siguiente. 2 Ratio de eficiencia energética para un funcionamiento en modo refrigeración. 3 Coeficiente de operación para un funcionamiento en modo calefacción. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 65 Figura 14. Esquema y rejillas de impulsión y retorno. La regulación y control de la temperatura de consigna se establece mediante un termostato en la zona de caja y otro termostato individual para el despacho del director de la sucursal que afecta a esta única zona. El modelo de termostato no es posible de identificar dada su antigüedad, cuya programación permite al usuario el encendido y apagado manual y el establecimiento de las temperaturas de consigna, no siendo posible su programación por periodos horarios, lo que puede ocasionar el olvido en su desconexión al finalizar la jornada laboral. Figura 15. Termostato de control de la máquina principal de climatización. En cuanto a las temperaturas de consigna, cabe destacar la aparición del R.D. 1826/2009, de 27 de noviembre publicado en B.O.E. el 11 de diciembre de 2009, el cual establece la obligación de limitar las temperaturas a mantener en el interior de los establecimientos de edificios y locales climatizados destinados a usos administrativos, con el fin de reducir su consumo de energía, a través de modificaciones que afectan a determinados preceptos del RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas de Edificios) y que afecta a este tipo de instalaciones. En concreto, en los casos en los que se requiera consumo de energía convencional, se limita a 21º C la temperatura del aire en los recintos calefactados y se establece que dicha temperatura no será inferior a 26º C para los recintos refrigerados. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 66 Según han manifestado los trabajadores de la sucursal y se ha podido comprobar en la visita realizada, la temperatura de consigna en modo calefacción es de 23 ºC y en modo refrigeración de 24 ºC. 1.8 EQUIPOS DE OFIMÁTICA Aunque poseen una potencia inferior a otros sistemas, los equipos informáticos son otro de los centros de consumo importantes al permanecer conectados toda la jornada laboral e incluso en algunos casos permanentemente. Además, no hay que olvidar que estos equipos generan calor con su uso, aumentando la carga térmica en el interior de las instalaciones e influyendo indirectamente en la demanda de energía de refrigeración. Por otro lado, las características que poseen sus fuentes de alimentación hacen que su consumo de energía reactiva sea elevado. Entre los detectados en la sucursal, destacan 5 ordenadores de sobremesa con sus respectivas pantallas tipo TFT. Según se ha indicado se procede a la desconexión de la pantalla del ordenador al finalizar la jornada laboral, quedando conectada la torre del ordenador durante las 24 horas del día de Lunes a Viernes. El resto de equipos informáticos corresponden principalmente a 6 impresoras, un fax, una fotocopiadora y un servidor. 1.9 OTROS EQUIPOS ELÉCTRICOS En este apartado se engloban todos aquellos aparatos eléctricos que no es posible encuadrar dentro de un centro común de consumo. Por lo general, individualmente su consumo energético no es muy elevado pero en conjunto sí que puede llegar a ser significativo. Entre los equipos detectados destaca un cajero automático exterior, un termo eléctrico para el agua caliente y en según qué épocas pantallas publicitarias. 1.10 ENVOLVENTE TÉRMICA En cuanto a los materiales que componen la envolvente térmica a falta del proyecto de instalación, se ha considerado que el edificio sólo tiene los aislamientos que indica la normativa vigente en el momento de la construcción, no siendo posible especificar la existencia de algún tipo de aislamiento especial en paredes, techos y suelos. Al encontrarse la sucursal en el local de un edificio de viviendas, ésta queda protegida térmicamente tanto en las fachadas laterales como por el forjado superior, por lo que la única parte expuesta directamente al exterior corresponde a su fachada. Su superficie acristalada es elevada ya que la sucursal se encuentra en un cruce de calles, establecida en torno a 37 m2 formada por vidrio laminado de seguridad con marco de aluminio sin rotura de puente térmico. Aunque no se han podido obtener los datos técnicos exactos, este tipo de vidrios no poseen aislante térmico como si ocurre en otro tipo de acristalamiento que incorporan una cámara de aire. Por ello, el coeficiente de transferencia térmica es de en torno a 5,5 W/m2.k, valor considerablemente peor que otros vidrios con aislante térmico. A continuación se muestran las imágenes termográficas tomadas a la superficie acristalada exterior con una temperatura ambiente de 0ºC. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 67 Figura 16. Imagen termográfica de la fachada exterior de la sucursal. Por último, cabe destacar que la instalación de las esclusas de acceso a la sucursal formando una doble puerta reducen significativamente la entrada e infiltraciones de aire de aire exterior protegiendo el interior térmicamente. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 68 INEFICIENCIAS OBSERVADAS, ACCIONES DE MEJORA Y ESTIMACIÓN DE AHORROS A continuación se listan y describen las mejoras energéticas propuestas referentes a los consumos eléctricos clasificadas por centro de consumo y detallando en los casos que sea posible su análisis energético-económico, así como el coste de implementación. El coste asociado a cada medida propuesta se ha calculado a partir de los precios de catálogo de los respectivos fabricantes, así como por la petición de presupuestos a diferentes almacenes de distribución. Debido a los diferentes porcentajes de descuesto estos precios deben ser tomados como orientativos y en cualquier caso requieren de una revisión mediante un presupuesto cerrado por parte de los responsables de compra para cada una de las medidas. El coste indicado sólo incluye los equipos necesarios, no incluyendo mano de obra, desplazamiento, o pequeño material eléctrico necesario. Se ha definido un grado de complejidad de las medidas lo que permite realizar una estimación del coste de sustitución para la solución planteada. • Complejidad grado 1. Implica que la realización de la medida puede ser realizada por los propios trabajadores de la sucursal sin modificación de las instalaciones. • Complejidad grado 2. Implica que puede ser realizada por el propio personal de mantenimiento en un tiempo mínimo. • Complejidad grado 3. Implica que puede ser realizada por el propio personal de mantenimiento. Además de los equipos propuestos necesita de pequeño material eléctrico y una modificación mínima de la instalación. El coste energético se ha calculado a partir del precio del kWh para los periodos punta y llano donde se realiza el consumo de energía de las medidas propuestas. El precio estimado se ha establecido en 0,12 €/kWh. 1.11 MEDIDAS DE AHORRO EN ILUMINACIÓN El sistema de iluminación, por el volumen de consumo energético que representa, es una de las áreas de actuación de mayor potencial en la reducción de costes energéticos Las acciones a realizar deben estar orientadas a: • Análisis de los equipos consumidores de energía y su posibilidad de cambio por otros que posean una mayor eficiencia. • Análisis de los sistemas de actuación automáticos encargados de optimizar los tiempos de uso. • Concienciación en los hábitos de consumo de los usuarios, servicios de limpieza y mantenimiento. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 69 1.11.1 MEJORA DE LA EFICIENCIA DE LÁMPARAS FLUORESCENTES DE ENCENDIDO LABORAL Situación actual La amplia mayoría de la iluminación interior en la oficina se realiza principalmente mediante fluorescentes tubulares estándar de 36 W y 58 W con equipo auxiliar (balasto o reactancia) del tipo electrónico de nivel de eficiencia EEI A2. Figura 17. Tipo de iluminación fluorescente tubular. El equipo auxiliar (balasto o reactancia) instalado tiene un nivel de eficiencia energética alto. En el caso de las lámparas fluorescentes, aactualmente existen en el mercado diferentes tecnologías que permiten reducir el consumo en este tipo de iluminación. Situación propuesta A continuación, se ha valorado la sustitución de los fluorescentes interiores del patio de operaciones con un encendido en horario laboral por el modelo TLD-ECO que ofrece en su catálogo el fabricante Philips, lo que permite aprovechar el actual balasto electrónico que tienen las luminarias instaladas resultando la mejor opción para el sistema instalado. SISTEMA ACTUAL Nº de elementos Potencia de lámpara actual (W) Rendimiento del equipo auxiliar balasto o transformador (%) Potencia del sistema actual (W) Horas de funcionamiento Consumo actual (kWh/año) 12 x 2 36 99 72,8 2.385 2.083 10 x 2 58 99 117 2.385 2.790 Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 70 SISTEMA EVALUADO Potencia del equipo propuesto (W) Horas de funcionamiento Consumo del equipo propuesto (kWh/año) Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Complejidad COSTE (€) PAY BACK (AÑOS) 32 2.385 1.855 228 27,36 2 175 6,4 51 2.385 2.451 340 40,8 2 172 4,2 Tabla 6: Ahorro energético en iluminación fluorescente de encendido laboral Mediante su realización en los 44 puntos de luz considerados se obtendrían un ahorro de aproximadamente 560 kWh/año, lo que en términos económicos asciende a 68 €. El coste de los equipos se valora en 347 € con lo que el periodo de retorno de la inversión se estima en 5 años. 1.11.2 MEJORA DE LA EFICIENCIA DE LÁMPARAS FLUORESCENTES DE ENCENDIDO PERMANENTE Situación actual La zona del patio de operaciones posee dos puntos de luz de encendido permanente quedando conectados al finalizar la jornada laboral durante todo el tiempo. Como en el resto de sucursal la iluminación corresponde a fluorescentes tubulares de 58 W y balasto electrónico. Situación propuesta Se propone la instalación de tubos de iluminación Led en sustitución de las actuales lámparas de iluminación fluorescente en estos puntos de luz de encendido permanente. La iluminación Led Reduce la potencia instalada por punto de luz en este caso en un 60 % respecto a los fluorescentes estándar, manteniendo el mismo nivel de iluminación. No necesitan cebador ni reactancia para operar, reduciendo en gran medida el mantenimiento necesario y la sustitución respecto de los sistemas instalados actualmente es prácticamente directa (únicamente es necesario anular el condensador, cebador y reactancia). Actualmente existen en el mercado un alto número de equipos de iluminación Led correspondientes a diferentes fabricantes con características diferentes en cuanto a calidad y precios. En este caso se ha evaluado la sustitución por el tubo de iluminación Led del fabricante Enyled modelo TUB-8-S-150-24 el cual posee un flujo luminoso de 2.600 lm, una vida útil de 25.000 horas y una garantía de dos años. El estudio se ha realizado sobre los 2 puntos de luz de iluminación permanente detectados en la sucursal. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 71 SISTEMA ACTUAL Nº de elementos Potencia de lámpara actual (W) Rendimiento del equipo auxiliar balasto o transformador (%) Potencia del sistema actual (W) Horas de funcionamiento Consumo actual (kWh/año) 2 58 99 % 59 8.760 1.033 SISTEMA EVALUADO Potencia del equipo propuesto (W) Horas de funcionamiento Consumo del equipo propuesto (kWh/año) Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Complejidad COSTE (€) PAY BACK (AÑOS) 24 8.760 420 613 73,5 2 95 1,3 Tabla 7: Ahorro energético en iluminación fluorescente de encendido permanente Mediante su realización en los puntos de luz considerados se obtendrían un ahorro de aproximadamente 613 kWh/año, lo que en términos económicos asciende a 73,5 €. El coste de los equipos se valora en 95 € con lo que el periodo de retorno de la inversión se estima en 1,3 años, con una complejidad de instalación de nivel 2. 1.11.3 SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS HALOGENAS Situación actual Para la iluminación de la llama corporativa y las cabinas de la esclusa hay instaladas un total de 5 lámparas incandescentes halógenas de 50 W con un encendido permanente durante el horario laboral. Figura 18. Iluminación general realizada con lámparas halógenas. Las lámparas incandescentes tienen un coste inicial menor que otras lámparas, pero a lo largo de su vida útil tienen un mayor coste funcional además de un mantenimiento más frecuente y costoso. Su rendimiento es bajo, en torno a 20 lm/W, aumentando el consumo en iluminación y las cargas térmicas de la oficina en el periodo de refrigeración ya que del total de energía Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 72 consumida aproximadamente el 80 % se transforma en calor disipado en el ambiente. Además el número de horas de vida útil es reducido, en torno a 2.000 horas. Por ello, no solo hay que considerar el precio inicial de adquisición de las lámparas a utilizar en una instalación. Es necesario tener en cuenta los costes de mantenimiento y reposición y no siempre las lámparas con un precio inicial alto resultan caras a medio o largo plazo. Situación propuesta Se ha evaluado su sustitución por la gama de tecnología LED del distribuidor de equipos Enyled, en concreto se plantea el modelo de lámpara LED dicroica que permite aprovechar el transformador de las lámparas actuales trabajando a 12 V. Su rendimiento energético (lm/W) mejorado permite la sustitución directa de un sistema de lámpara halógena de 50 W por otro de tecnología LED de 3 W, aumentando además la vida útil a 25.000 horas y una garantía de dos años. El nivel de iluminación obtenido con la lámpara propuesta puede ser ligeramente inferior al actual, hecho que en este caso posee una menor relevancia al corresponder a una iluminación de acento con unos requisitos de iluminación menores. SISTEMA ACTUAL Nº de elementos Potencia de lámpara actual (W) Rendimiento del equipo auxiliar balasto o transformador (%) Potencia del sistema actual (W) Horas de funcionamiento Consumo actual (kWh/año) 5 50 95 % 52,6 2.385 627 SISTEMA EVALUADO Potencia del equipo propuesto (W) Horas de funcionamiento Consumo del equipo propuesto (kWh/año) Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Complejidad COSTE (€) PAY BACK (AÑOS) 3 2.385 35,7 590 70,8 2 55 1,2 Tabla 8: Ahorro energético en iluminación halógena Mediante su realización en los cinco puntos de luz considerados se obtendrían un ahorro de aproximadamente 590 kWh/año, lo que en términos económicos asciende a 70 €. El coste de los equipos se valora en 55 € con lo que el periodo de retorno de la inversión se estima en 1,2 años. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 73 1.11.4 REGULACIÓN Y CONTROL DE LA ILUMINACIÓN EXTERIOR DE RÓTULO Y BANDEROLA. Situación actual El sistema de conexión y desconexión automático de la iluminación exterior consiste en un reloj horario analógico cuya programación se establece de forma fija con una precisión cuarto horaria. Este tipo de equipos no se recomiendan para el accionamiento de la iluminación exterior ya que no permite actualizar la hora de encendido y apagado para cada día del año en función de la hora del orto solar, su precisión cuartohoraria es baja y no permite actualización del cambio de hora ni programación de días especiales. Con ello, aunque hay programada una revisión de la programación del encendido de la iluminación cada mes, como los técnicos de mantenimiento realizan revisiones trimestrales esta actualización de horarios no resulta efectiva. Por otro lado, su programación establece la desconexión de la iluminación exterior a las 23:00 de la madrugada. Por experiencias en cuanto al consumo energético en este tipo de iluminación su desconexión puede adelantarse al menos 1 hora. Situación propuesta La siguiente tabla muestra el horario de encendido propuesto actualmente y su comparación con el horario del orto solar, así como la propuesta de desconexión a las 22:00 y el ahorro de energía total obtenido por reprogramación de horarios. Ene. Febr. Mar. Abril Mayo Junio Julio Ag. Sep. Oct. Nov. Dic. Horario encendido 18:30 18:30 19:30 19:30 21:00 21:00 22:00 21:00 21:00 19:30 18:30 18:30 Horario orto solar 18:00 18:35 19:10 20:45 21:15 21:35 21:35 21:00 20:15 19:15 17:45 17:30 Diferencia 0:30 menos 0:05 0:20 menos 1:15 menos 0:15 menos 0:35 0:25 0:00 0:45 0:15 0:45 1:00 Horario apagado 23:00 23:00 23:00 23:00 23:00 23:00 23:00 23:00 23:00 23:00 23:00 23:00 Horario propuesto 22:00 22:00 22:00 22:00 22:00 22:00 22:00 22:00 22:00 22:00 22:00 22:00 Ahorro de Energía (kWh/mes) 46,5 45,5 46,5 101,25 58,125 71,25 46,5 46,5 45 46,5 45 46,5 Tabla 9: Horarios de encendido y apagado iluminación rótulo y banderola Como se muestra en la tabla, el horario de conexión actual reduce las horas de funcionamiento en la mayoría de meses, no siendo así en Febrero, Abril, Mayo y Junio. Por ello, se recomienda la reprogramación de los horarios de encendido para estos meses ajustando mejor el encendido con la hora del orto solar, así como el adelanto en la hora de apagado. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 80 En los casos previstos en el artículo 8 del Real Decreto 1164/2001 de 26 de octubre, en que el control de potencia se realice por medio de un maxímetro la potencia a facturar se calculará según las fórmulas siguientes: a) Si la potencia máxima demandada registrada estuviere dentro del 85 al 105 % respecto a la contratada dicha potencia registrada será la potencia a facturar (Pot). b) Si la potencia máxima demandada registrada fuere superior al 105 % de la potencia contratada, la potencia a facturar (Pot) será igual al valor registrado más el doble de la diferencia entre el valor registrado y el valor correspondiente al 105 % de la potencia contratada. c) Si la potencia máxima demandada fuere inferior al 85 % de la potencia contratada, la potencia a facturar (Pot) será igual al 85 % de la citada potencia contratada. Figura 23. Facturación de potencia mediante maxímetro. A través de las facturas disponibles de las sucursales analizadas se ha comprobado la relación entre la potencia contratada, la demandada por las instalaciones y la realmente facturada. Por norma general se comprueba que el nivel de potencia demandada por las instalaciones es considerablemente inferior al contratado por lo que la forma de facturación mediante maximetro corresponde al caso c) descrito anteriormente. Este hecho ocasiona que aunque el nivel de potencia sea inferior al contratado económicamente solo se puede bajar su facturación hasta el 85 % de la potencia contratada. Situación propuesta Se propone la realización de un estudio de la potencia demandada durante al menos un año que permita ajustar la potencia contratada a la realmente demandada. Para ello resulta necesario el estudio de evolución del perfil de carga de las instalaciones durante al menos un año que permita identificar el comportamiento real durante todas las épocas climáticas. Además, la realización en las sucursales de medidas de eficiencia energética están encaminadas en la mayoría de los casos en la reducción de la potencia de los equipos consumidores de energía por lo que en estos casos conviene especialmente realizar un ajuste de la potencia contratada a las nuevas condiciones de las instalaciones. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 81 Evaluación de la medida propuesta Se muestran los resultados obtenidos según los datos de la última factura disponible de Octubre de 2011 por lo que el coste de los términos económicos puede haber aumentado. En este caso la potencia contratada es de 19,7 kW siendo la demandada por periodos la mostrada en la siguiente imagen tomada de la factura eléctrica. Figura 24. Demanda de potencia y lectura del maxímetro. El coste del término de potencia es de 46,27 €, lo que supone en el periodo de facturación de 33 días un coste de 0,0711 €/kW.día. En este caso la máxima potencia demanda es de 10 kW por lo que se debe facturar el 85 % de la potencia contratada. Este importe se ajusta en la factura a través de un descuente en el término de potencia excedida que resulta ser -7,05 €. Este valor resulta de facturar la diferencia entre los 19,7 kW contratados y el 85 % de este valor (16,745 kW) al precio establecido del término de potencia. Con ello se comprueba la facturación correcta mediante maximetro. Aunque el ajuste de la potencia contratada debe comprender un estudio de maximetro de al menos un año, en este caso no se tienen los datos por lo que el calculo de ahorro por optimización de este término se ha calculado para un mes y extrapolado al resto del año. Siendo la potencia demandada de 10 kW se propone su contratación aun valor máximo del 510 % superior con lo que resultarían en torno a 11 kW. Con esta potencia contratada se conseguiría ajusta la potencia facturada a la realmente demandada por lo que el término a pagar se reduciría de los actuales 16,745 a 10-11 kW lo que supone anualmente una reducción económica por este concepto de 149 €/año (suponiendo un nivel de demanda de 10 kW todos los meses y un importe del precio del termino de potencia con valores de diciembre de 2011). Por otro lado cabe destacar que esta reducción de potencia conlleva el cambio de tarifa de acceso y por tanto las condiciones de facturación de la potencia contratada, la eliminación del pago por energía reactiva y el cambio de periodos horarios de facturación. En el caso de reducir la potencia a valores comprendidos entre 15 y 10 kW la tarifa de acceso con discriminación horaria sería la 2.1DHA donde no se penaliza por consumos de energía reactiva y no se factura por maxímetro, además el periodo horario cambia pudiendo resultar más ventajoso que el actual de tres periodos ya que se optaría a la facturación en Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 82 horas valle durante 4 horas al día más que con la actual tarifa de acceso. Además se eliminaría el recargo por energía reactiva anteriormente calculado. Figura 25. Periodos horarios de la tarifa de acceso 2.1DHA y 3.0A. 1.14.3 SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA Situación actual De las sucursales visitadas, un amplio número de ellas dispone de un sistema de control automático que actúa principalmente en la conexión y desconexión de la climatización, la iluminación de la sucursal y el rótulo y banderola exteriores. En el caso de incorporar este sistema, la desconexión y conexión de los circuitos asociados al finalizar la jornada laboral se realiza, por desconexión de los usuarios o de forma automática mediante el horario programado que establece el encendido tanto de la iluminación como de la climatización a las 7:30 y el apagado a las 15:45. En la imagen siguiente se muestra el equipo ECO 10 de control. Figura 26. Control automático centralizado de la desconexión de la iluminación. En el caso de la sucursal analizada esta no posee ningún tipo de sistema de desconexión de los sistemas de consumo de energía. Como se ha desarrollado en el punto “4.3 Contabilidad Energética” en el sector bancario los horarios no están acotados, ya que resulta habitual la ampliación de la jornada laboral o Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 83 la presencia del personal de limpieza o de mantenimiento, lo que evita la instalación de relojes o programadores horarios con horquillas horarias determinadas. A ello hay que sumarle la diversidad de festivos nacionales, provinciales y locales de cada localidad o región. A través del estudio del consumo de energía se ha evaluado el porcentaje de consumo que se realiza fuera del horario de trabajo estableciéndose en aproximadamente un 28 % del total de energía consumida anualmente. El sector bancario está incluido dentro de un target de empresas conocidas como multipunto. Se les conoce con ese nombre ya que pertenecientes a una misma entidad ofrecen servicios en áreas geográficas extensas con un amplio número de sedes donde el consumo de energía está altamente atomizado. Si estos gastos son multiplicados por el total de sedes bancarias, los costes derivados de este tipo de consumo representan una cuantía de importancia y se convierten en un ahorro potencial. Además, cuando se posee un elevado número de instalaciones resulta de elevada conveniencia la utilización de sistemas de gestión energética que permitan identificar el porcentaje concreto de consumo que representan los usos más significativos, así como registrar y detectar aquellas sedes en las que se producen comportamientos de consumo eléctrico anómalos, encendidos y apagados de diversos circuitos o incluir medidas de control de la temperatura. Situación propuesta Aunque en los diagnósticos energéticos realizados se ha detectado la instalación del equipo descrito ECO 10 para la gestión de las sucursales, se desconoce si este es posible de ser integrado en un sistema de gestión energética por lo que a continuación se propone una de las soluciones que el fabricante de equipos eléctricos CIRCTUOR posee destinada en exclusiva para el sector bancario. Si el objetivo es asegurar la desconexión de las cargas cuando no existe actividad o presencia física en la sucursal, debe dotarse a la oficina de un sistema automático de desconexión. Además el mismo sistema puede además servir como herramienta de obtención de datos para el desarrollo de sistemas de gestión energética del conjunto de instalaciones. Para ello, la instalación debe contar con los elementos de desconexión como son un interruptor, contactor o telerruptor, que permita parar de forma controlada las diferentes cargas que proveen de confort a la instalación (climatización, iluminación y fuerza). Es importante que estos tres elementos se diseñen eléctricamente de manera que puedan utilizarse de forma individual, independientemente del uso u horario al que se accede a la oficina bancaria. En la presente propuesta técnica se definen 2 niveles de instalación para la implementación de un sistema global de gestión energética en función de las funcionalidades. Los tres niveles que se proponen según las necesidades detectadas son los siguientes: 1. Nivel Básico: -Monitorización de hasta 4 medidores de consumo eléctrico trifásicos. En sucursales de gran tamaño se propone la instalación de un sistema de monitorización del consumo de energía de los usos de mayor impacto (iluminación, climatización, equipos Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 84 informáticos principalmente). En sucursales de tamaño medio y pequeño es posible prescindir de la monitorización. -Control ON/OFF general. Programación general e individualizada de los periodos de conexión y desconexión de las cargas que lo permitan como son la iluminación interior, la climatización, sistemas de ofimática e iluminación de rótulo y banderola. En este sentido la desconexión que mejor se ajusta al periodo de uso de las instalaciones es mediante la programación a través de alguna señal de control como la conexión de la alarma de la sucursal como señal de desocupación de las instalaciones. Figura 27. Control de desconexión automática a través de la señal de alarma. 2. Nivel Avanzado: Incluye el nivel básico más la Integración del control de la temperatura en equipos de climatización. El sistema está supervisado por un ordenador central ubicado en una sala segura, el cual comunica mediante comunicación IP con el elemento de control ubicado en cada una de las oficinas. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 85 Figura 28. Gestión energética a través de un ordenador central. En este caso la reducción del coste energético viene determinada por el ajuste preciso del horario de funcionamiento de las instalaciones mediante la desconexión de los equipos con la señal de alarma y por tanto reducción del consumo en stand-by. Además el sistema mediante la gestión energética individualizada de las sucursales permite identificar acciones a través de informes predefinidos permitiendo detectar anomalías en el consumo de energía y la creación de indicadores personalizados de seguimiento energético. Además también puede servir de herramienta para un mantenimiento preventivo, así como correctivo mediante la programación de alarmas a mantenedores. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 86 Figura 29. Ahorros asociados a un sistema de gestión energética. Según experiencias en la implantación de este tipo de sistemas en instalaciones de este sector el % de ahorro a obtener se estima entre un 5 y un 8 % del total de consumo eléctrico de la sucursal, lo que en términos económicos representa entre 250 €/año y 150 €/año. El coste del sistema dependerá del número de sucursales a monitorizar así como del sistema central de gestión necesario y el nivel de actuación que se precise (únicamente desconexión, desconexión y registro de consumos o desconexión, registro de consumos y actuación en climatización) cifrándose en un valor aproximado de entre 1.500 y 2.500 €. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 87 1.14.4 TABLA RESUMEN MEJORAS PROPUESTAS Tipo de Acción Ahorro anual Descripción de la mejora Clasificación Combustible EE SFE ER/ COG ACE kWh % kWh € % € Inversión inicial (€) Periodo de retorno (años) Ahorro anual de emisiones de CO2 (t) Mejora de la eficiencia energética de las lámparas fluorescentes de conexión permanente (Tubos LED´s) Mejoras en iluminación Electricidad X 613 2,4 73,5 1,9 95 1,3 0,167 Sustitución de lámparas halógenas por LED´s Mejoras en iluminación Electricidad X 590 2,3 70 1,8 55 1,2 0,161 Regulación de la iluminación exterior Mejoras en iluminación Electricidad X 645 2,5 77,5 2,0 130 1,6 0,176 Regleta desconexión automática equipos de ofimática Mejoras en equipos ofimáticos Electricidad X 640 2,5 76 2,0 125 1,6 1,17 Modificación temperaturas termostatos Mejoras en climatización Electricidad X 1.500 5,8 180 4,7 0 0 0,409 Reducción potencia contratada, cambio de tarifa de acceso y eliminación penalización E.Reactiva Mejoras en gestión energética Electricidad X --- 300 7,9 0 0 --- Total - - - - - - 3.988 15,5 777 20,4 405 0,52 2,083 Se incluyen únicamente aquellas medidas evaluadas con un retorno de inversión inferior a los 3 años. Caracterización del consumo de energía y potencial de ahorro energético en el sector bancario español 2012/2013 88 REDUCCIÓN DE EMISIONES DE CO2 Los consumos energéticos llevan asociados unas emisiones, principalmente Gases de Efecto Invernadero (G.E.I.). Los gases que se consideran responsables de efecto invernadero son seis: CO2, CH4, N2O, PFC (compuestos perfluorocarbonados), HFC (compuestos hidrofluorocarbonados) y hexafluoruro de azufre. La emisión total de estos seis gases con sus distintas ponderaciones crean el concepto de CO2equivalente. Las ratios de G.E.I. por kWh dependerán de la fuente energética utilizada, electricidad en este caso, con lo que las emisiones globales actuales de la sucursal ascienden a 7 TonCO2eq/año. La realización de las medidas de ahorro energético propuestas permite una reducción del consumo de energía que llevan asociadas la disminución de las emisiones de G.E.I. de la sucursal en 2,08 TonCO2eq/año, lo que representa una disminución ligeramente superior al 15 %.