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Layman’s Report
Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFE12 ENV/ES/000787)
www.lifezerostore.eu
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Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE) - LIFE12 ENV/ES/000787
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ALCANCE Y OBJETIVOS DEL
PROYECTO
El objetivo principal del proyecto es demos-
trar la viabilidad técnica y económica de
una solución integral innovadora para la
modernización de los supermercados de
cara a lograr su autosuficiencia desde el
punto de vista energético.
En un supermercado tradicional casi un
70% de la energía es destinada a la pro-
ducción de frío mediante compresores
eléctricos. El proyecto LIFEZEROSTORE
desarrolla un sistema innovador que
combina tres tecnologías muy diferentes
trabajando de manera conjunta: caldera de
biomasa, cogeneración y frío por
absorción, que en conjunto reciben el
nombre de trigeneración. Esto, junto con
otras medidas de ahorro energético, con-
vierte este supermercado en la primera
tienda encaminada hacia la
autosuficiencia energética.
Esta solución integral permitirá un ahorro
de consumo eléctrico del 60-65% y evitar
un consumo relevante de energía obtenida
de la red eléctrica. Replicando la solución
en otros comercios y supermercados de
Europa, se estima inicialmente que se
podría obtener una reducción de hasta el
3% del consumo eléctrico en Europa en el
caso más teórico.
Consorcio:
• EROSKI S. Coop.: Primer grupo dedistribución de carácter cooperativo deEspaña.
• Fundación CENER-CIEMAT: Centrotecnológico especializado en solucionesbasadas en energías renovables.
• L Solé, S.A.: Líderes en plantas de bio-masa.
• Expander Tech S.L.: Especialista enciclos de cogeneración.
• Ipar Hotz S.L.: Especialista en lainstalación y mantenimiento de frío in-dustrial.
Duración: Del 2013/07/01 al 2017/06/30
Presupuesto: 1.924.479 €
Ayuda LIFE+: 887.239 €
EL CAMINO HASTA LA
LIFEZEROSTORE
El compromiso de EROSKI con el desarro-
llo sostenible implica mejorar el diseño y la
ejecución de nuestra actividad para ser
más respetuosos con el medio ambiente.
Este compromiso se integra de transversal-
mente en toda la organización a través de
nuestra Política Ambiental. Entre las líneas
de trabajo que se derivan de ella está la
adopción de medidas de construcción sos-
tenible en nuestras tiendas. Los avances
realizados en los últimos años en esta di-
rección nos llevaron a comenzar en 2013
el proyecto LIFEZEROSTORE.
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Creamos un mapa global de
impactos y riesgos ambientales y
una guía de construcción comercial
sostenible
Comenzamos las pruebas piloto
para testar las medidas de mejora,
con resultados muy satisfactorios.
Tienda ECOEFICIENTE de Gros
(Gipuzkoa), con entre un 15 y 20%
menos de consumo energético que
una tienda no ecoficiente.
Tienda ECOEFICIENTE de Castro
(Cantabria), con medidas de mejora
y ahorros energéticos como la de
Gros.
Tienda CERO EMISIONES de
Oñate (Gipuzkoa), es el primer
supermercado de España con una
certificación BREEAM (Building
Research Establishment Environ-
mental Assessment Methodology)
de construcción sostenible y el
primero de Europa que alcanzó la
certificación ISO 50001 de gestión
energética. Es una tienda con cero
emisiones de CO2 gracias a la com-
pra de energía verde y a la incorpo-
ración de medidas de eficiencia
energética y construcción soste-
nible, que han permitido un ahorro
energético del 60% respecto a una
tienda convencional.
Comienza en Vitoria-Gasteiz (Fig. 1)
el proyecto LIFEZEROSTORE.
Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE) - LIFE12 ENV/ES/000787
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Vitoria-Gasteiz
(País Vasco, España)
Fig. 1. Ubicación de la LIFEZEROSTORE
METODOLOGÍA, SOLUCIO-
NES ARQUITECTÓNICAS Y
TECNOLÓGICAS E INTEGRA-
CIÓN
En el supermercado “EROSKI Center” de
Ali-Gobeo (Vitoria-Gasteiz) se ha instalado
un sistema de trigeneración a partir de
biomasa. Ésta proviene de empresas del
sector de la serrería, situadas en el entorno
de la tienda, que generan deshechos en
forma de astillas con el sello certificado
PECF (Programa de reconocimiento de
Sistemas de Certificación Forestal). Las
astillas son quemadas en una caldera, con-
siguiendo así calentar aceite a una tempe-
ratura entre 180 y 205ºC. Este aceite cede
calor a un Ciclo Orgánico de Rankine
(ORC), que genera electricidad y obtiene
además como subproducto dos circuitos de
agua caliente: uno a media-alta temperatu-
ra y otro a media-baja. Las cenizas resul-
tantes son utilizadas como abono.
El agua del circuito de media-baja tempe-
ratura sale a unos 50ºC del ORC y se apro-
vecha para calefactar el supermercado.
Esto es posible gracias a los intercam-
biadores de calor implantados en las
unidades de tratamiento de aire. Si hubiera
un excedente de este calor tras acondi-
cionar térmicamente el supermercado, el
agua circularía por un disipador de calor
ubicado en la cubierta.
Por otra parte, el calor del agua del circuito
de media-alta temperatura que sale del
ORC a 88ºC es aprovechado por una
máquina de absorción de Bromuro de Litio
(LiBr) que subenfría la condensación de la
central de frío positivo. La antigua central
de frío negativo con R404A que conden-
saba al exterior se ha sustituido por una
central de CO2 que condensa frente a la
central positiva. Además, el refrigerante de
la central de frio positiva también se ha
sustituido por otro con menor impacto
ambiental, ya que combina un potencial
nulo de agotamiento de la capa de ozono,
un bajo potencial de calentamiento global y
una alta eficiencia energética. La Figura 2
muestra el esquema de la integración de
sistemas llevado a cabo.
Fig. 2. Esquema del sistema de trigeneración instalado en la LIFEZEROSTORE
4
Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE) - LIFE12 ENV/ES/000787
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Todo este equipamiento ha sido instalado
de tal forma que garantiza la flexibilidad
del sistema y su posterior extensión a
futuras instalaciones.
Para llegar a la solución adecuada se ha
realizado un análisis en profundidad de las
diferentes tecnologías propuestas y sus
posibilidades de integración en un sistema
de trigeneración adaptado a las necesi-
dades de un supermercado. Por ejemplo,
se reflexionó inicialmente sobre el empla-
zamiento, la instalación de sistemas de
monitorización y análisis de los resultados,
el planteamiento de varios esquemas de
integración, etc.
El sistema de trigeneración
proporciona un alto porcentaje
de la energía necesaria para el
frío para congeladores y
frigoríficos, calor para
climatización y agua caliente y
electricidad para iluminación y
otros usos
El sistema de trigeneración se ha plantea-
do completamente opaco mediante la ins-
talación de unos contenedores metálicos
en la fachada de la tienda donde se aloja la
instalación que permite abastecer de
energía eléctrica, climatización y frío
comercial al supermercado (Fig. 3).
Además, se han implementado también
diversas medidas de mejora de la
eficiencia energética en el supermercado.
Entre ellas destacan:
• la renovación del sistema de iluminación
por uno más nuevo con regulación en
función del nivel de iluminación en la
sala;
• la colocación de lucernarios en la
cubierta para la entrada de luz solar en
el supermercado;
• la instalación de un cubículo para evitar
la entrada directa de aire por la apertura
de puertas de acceso; y
• la eliminación dos cortinas de aire de
efecto Joule que estaban instaladas
sobre las puertas de acceso.
Fig. 3. Exterior trasero del supermercado donde se encuentra el sistema de tri-generación
Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE) - LIFE12 ENV/ES/000787
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RESULTADOS DEL
PROYECTO
Evolución de los consumos eléctricos
de climatización
Se han eliminado las dos “cortinas de aire”
instaladas sobre las puertas automáticas
de acceso que calentaban aire por efecto
Joule. En su lugar, se ha instalado una
estructura acristalada de doble puerta que
evita la entrada directa de aire exterior
como se muestra en la Figura 6.
Estas mejoras han permitido alcanzar un
ahorro en la climatización del 16.63%
(Figura 7).
*Debe tenerse en cuenta que al inicio del proyecto (año 2013),
los valores de la medición de los equipos “roof-top” usados para
la climatización no eran adecuados, por lo que en el gráfico de
la Figura 7 se ha indicado el consumo de las cortinas de aire en
el primer año y de las “roof-top” para el año 2016.
RESULTADOS DEL
PROYECTO
Evolución de los consumos eléctricos
de frío
A inicios de 2016 se reemplazó la antigua
central de producción de frío por una nueva
que comprende un ciclo de refrigeración en
cascada (Fig. 4). Esto afecta directamente
a la central de frío negativo, que emplea
CO2 (R744) como refrigerante, y que con-
densa contra la central de frío positivo, que
emplea R450A (también llamado N13)
como refrigerante. Esto ha permitido
reducir el tamaño de la central de frío
negativo un 75% y eliminar los
condensadores de la central negativa en la
cubierta.
Con estas modificaciones la eficiencia del
sistema aumenta, ya que la central de frío
negativo reduce de manera importante su
consumo eléctrico. En concreto, el ahorro
ha sido del 17.15% (Fig. 5).
Fig. 4. Nueva central de frío negativa que usa
CO2 como refrigerante
Fig. 6. Estructura acristalada que evita la
entrada directa de aire exterior
Fig. 5. Evolución de los consumos de frío
Fig. 7. Evolución de los consumos de
climatización*
Rooftop 1
Rooftop 2
Cortina 1
Cortina 2
INICIO FIN0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
Co
ns
um
o d
e e
ne
rgía
[k
Wh
]
INICIO FIN0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
Co
ns
um
o d
e e
ne
rgía
[k
Wh
]
300.000
350.000
Máquina de hielo 2
Máquina de hielo 1
Frío negativo
Frío positivo
Otros
Alumbrado
6
Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE) - LIFE12 ENV/ES/000787
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Evolución de los consumos eléctricos
de iluminación
Las medidas implantadas han consistido
en la habilitación de lucernarios expansi-
vos en la cubierta del supermercado para
conseguir una mayor cantidad de luz natu-
ral en el interior de la tienda (Fig. 8 y 9).
Para aprovechar esta ganancia de luz
solar en el interior, se ha sustituido la
instalación a base de fluorescentes por
tecnología LED con control de iluminancia.
Evolución de los consumos eléctricos
de iluminación
Todo ello ha permitido alcanzar un ahorroanual del 30.07% en iluminación de la salaventas para días laborales (Fig. 10).
*Con el objetivo de no sobreestimar los ahorros, de los cuatroperiodos para los que hay datos disponibles, se ha represen-tado en la Figura 10 el año de medición entre el 1 de septiem-bre de 2014 y el 31 de agosto de 2015, al ser el periodo para elque la evolución de consumo más se aproxima al promedio y esinferior a él.
Con todas las mejoras realizadas, el con-sumo de energía en el supermercado sereparte en un 48.8% para frío, un 27.04%para la climatización y un 13.3% para elalumbrado.
Las medidas de mejora de la eficiencia energética han
supuesto una reducción del consumo eléctrico total del
23,57%, gracias a un 17% de ahorro en frío, un 16% en climatización y un 30% en
iluminación
Fig. 8. Sistema de iluminación con lucernacios
expansivos
Fig. 10. Evolución de los consumos de
iluminación*
Fig. 9. Lucernarios en la cubierta del
supermercado
SISTEMA CONVENCIONAL
Cantidad de luz limitada Puntos calientes
LLEDÓ SUNOPTICS®
La solución
Alumbrado panadería
Alumbrado vestuario
Alumbrado sala de ventas
Alumbrado exterior
INICIO FIN0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
Co
ns
um
o d
e e
ne
rgía
[k
Wh
]
Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE) - LIFE12 ENV/ES/000787
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43,78% del escenario 5 y el 66,45% del
escenario 1.
El sistema de trigeneración
funcionando todo el año
alcanza el objetivo de
reducción del 65% del
consumo eléctrico de la red
Reducción de emisiones de gases de
efecto invernadero
La Unión Europea tiene el objetivo de
reducción de las emisiones de gases de
efecto invernadero (GEI) en un 40% en
2030 respecto a 1990. El proyecto
LIFEZEROSTORE busca también facilitar
esa lucha contra el cambio climático y, por
ello, se ha llevado a cabo el cálculo de la
reducción de las emisiones de CO2
equivalente generadas como consecuen-
cia de la actividad diaria en la tienda.
En el cálculo del impacto total en calenta-
miento global se han tenido en cuenta las
emisiones directas por fugas de refrige-
rantes y las emisiones indirectas por
consumo eléctrico y por consumo de
biomasa. Estas últimas podrían estar
incluidas en las emisiones directas, pero
se considera que son consecuencia de la
quema de biomasa para obtener la energía
final calorífica deseada.
Reducción de la compra de energía
eléctrica gracias a la trigeneración
Se han simulado con la herramienta
TRNSYS cinco escenarios distintos de uso
del sistema de trigeneración para estimar la
energía eléctrica que es necesario comprar
a una comercializadora para hacer frente a
las necesidades propias del supermercado
(Fig. 11). Se ha comprobado que el ORC
funciona de forma muy regular y estable,
con un rendimiento eléctrico entre el 10 y el
11%. Pero para lograr un rendimiento ade-
cuado de la instalación es clave aprovechar
la energía térmica obtenida como subpro-
ducto en el ORC, así como minimizar la
disipación de energía en el circuito de
media-baja temperatura. Por ello, las dos
variables que se han considerado en el
diseño de los escenarios son:
• el periodo de funcionamiento: todo el
año, solo en la temporada de cale-
facción (7 meses al año), o según la
demanda diaria de calefacción; y
• la temperatura del aceite en la entrada
del ORC: fija a 205ºC o variable entre
180 y 205ºC según la demanda de cale-
facción.
Considerando como referencia el consumo
de energía habitual en otros supermerca-
dos y climas similares al del proyecto (824
MWh), se obtiene un rango de ahorros en
el consumo eléctrico del exterior entre el
Fig. 12. Ahorro porcentual del consumo de
energía eléctrica del exterior. El escenario nº0
corresponde al ahorro alcanzado solo con las
medidas de eficiencia energética
Fig. 11. Escenarios simulados para evaluar el
impacto del sistema de trigeneración
Todo el
año
Temporada
de
calefacción
Demanda
diaria de
calefacción
205ºC
205ºC
Variable según
disipación
205ºC
Variable según
disipación
1
2
3
4
5
Periodo de
funcionamiento
Temperatura
del aceite
Esce-
nario
24%
66%
54%
47% 46%44%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
0 1 2 3 4 5
Re
du
cció
n c
om
pra
ele
ctr
icid
ad [%
]
Escenarios
8
Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE) - LIFE12 ENV/ES/000787
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hasta 336 t de CO2 eq. menos al año.
Ahorros económicos en la ZEROSTORE
La disminución del consumo eléctrico no
solo supone un menor impacto ambiental
sino que puede conllevar también un
menor coste. Para el cálculo de los aho-
rros económicos se ha considerado la dife-
rencia de consumo eléctrico del exterior y
la demanda de biomasa para cada esce-
nario. El precio de la biomasa utilizado co-
rresponde a datos de Asociación Española
de Valorización Energética de la Biomasa
(AVEBIOM) de abril 2018. Se prevé que
los costes de mantenimiento estén reper-
cutidos en el precio de la biomasa.
Emisiones directas de GEI
Para el cálculo, se ha tenido en cuenta la
sustitución de los refrigerantes utilizados
por otros con menor potencial de calen-
tamiento global (Global Warming Poten-
tial, GWP), que es la capacidad que
tiene un gas de absorber calor en rela-
ción con la que tiene el CO2.
Además, las fugas de refrigerantes han
disminuido entre el inicio y fin del pro-
yecto de un 8% a un 5%. Todo ello, hace
que las emisiones de GEI directas al año
se hayan reducido un 94,87%, lo que su-
pone un ahorro de 202 t de CO2 eq.
Emisiones indirectas de GEI
El factor de emisión de la biomasa
también es mucho menor que el de la
eletricidad (0,018 kg CO2 eq./kWh frente
a 0,331 kg CO2 eq./kWh).
Las emisiones indirectas de GEI también
varían en función de los escenarios de la
simulación presentados en la Figura 11
al tener cada uno de ellos un consumo
eléctrico del exterior y de biomasa para
la caldera diferentes. Así, las reduccio-
nes varían entre un 39,69% del escena-
rio 3 y un 49% del escenario 1. En valo-
res absolutos supone una reducción de
emisiones indirectas de 134 toneladas
de CO2 eq. al año.
Emisiones totales de GEI
Gracias al nuevo sistema de trigenera-
ción y a las mejoras acometidas en el
supermercado se estiman unas re-
ducciones de entre el 63,91% (escena-
rio 3) y el 69,20% (escenario 1) de las
emisiones totales de CO2 eq. (directas
e indirectas). Es decir, se podrían emitir
Fig. 13. Ahorro porcentual de emisiones de
GEI para cada escenario de funcionamiento
Inicio Fin
Central
de frío
positivo
R404-A(GWP: 3.922
kg CO2 eq./kg)
R450-A(GWP: 547 kg
CO2 eq./kg)
Central
de frío
negativo
R404-A(GWP: 3.922
kg CO2 eq./kg)
CO2 (R744)(GWP: 1 kg
CO2 eq./kg)
Tabla 1. Gases refrigerantes utilizados y sus
potenciales de calentamiento global
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
1 2 3 4 5
Re
du
cció
n e
mis
ion
es G
EI
[%]
Escenarios
Directas Indirectas
1 2 3 4 5
Fig. 14. Ahorro económico porcentual según el
precio de la electricidad y el escenario de
funcionamiento
-50%
-40%
Ah
orr
o e
co
nó
mic
o [
%]
-30%
-20%
-10%
10%
20%
30%
40%
50%
Precio electricidad [€/kWh]
Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE) - LIFE12 ENV/ES/000787
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Como se muestra en la Figura 14, para
un precio promedio de electricidad de
0,07€/kWh, la instalación de trigenera-
ción producirá un ahorro económico
anual en los escenarios 3, 4 y 5, pero no
será ventajosa en caso de funcionamien-
to todo el año ni durante la temporada de
calefacción a 205ºC (escenarios 1 y 2).
Para los escenarios 3, 4, y 5 se ha reali-
zado un análisis para determinar la rela-
ción mínima entre el precio eléctrico y el
de la biomasa que resulta beneficiosa
económicamente. Según éste, el funcio-
namiento según la demanda diaria de
calefacción y con temperatura del aceite
regulable (escenario 5) es el más benefi-
cioso: es preciso que el precio del
kWh eléctrico sea solo 1,6 veces
superior al kWh de la biomasa para
que el sistema sea rentable. Los esce-
narios 3 y 4 precisan de unas ratios de
2,7 y 1,9, respectivamente. Por ello, para
los escenarios considerados, es bastan-
te factible la consecución de ahorros
económicos derivados de la puesta en
marcha de la instalación de trigenera-
ción, siempre que los precios energéti-
cos sean estables y razonables.
IMPACTO EN EROSKI Y
EUROPA
Para estimar el posible impacto ambien-
tal y económico de utilizar el sistema de
trigeneración en otros supermercados,
se ha realizado una simulación para 864
tiendas de EROSKI y 8.000 tiendas en
Europa que tengan más de 400 m2 de
superficie de sala de ventas. Los ahorros
calculados dependen tanto de la super-
ficie de ventas como de la ubicación,
zona climática o país en el que estén
ubicadas las tiendas.
Aunque se ha demostrado que en caso
de que el sistema de trigeneración
funcionase todo el año (escenario 1) se
podría alcanzar el objetivo de reducción
del 65% del consumo eléctrico exterior,
esta opción se ve penalizada económi-
camente respecto a otro uso más racio-
nal del sistema. Por ello, se ha conside-
rado el escenario 5 para el cálculo del
impacto, que resulta en 310 Mill. de € de
ahorro en compra de electricidad y 1,2
Mill. de t de CO2eq. evitadas en Europa.
Además de estos beneficios ambientales
y económicos, está, en el caso de replica-
bilidad a nivel estatal y europeo, el impac-
to socioeconómico por la generación de
empleos en los sectores implicados en la
fabricación y mantenimiento de los siste-
mas de trigeneración, y por la renovación
de tiendas para aplicar medidas de ahorro
energético. Solo en el gasto operativo
para mantenimiento de la instalación se
estiman unos 45.000€ por tienda al año.
DIFUSIÓN DEL PROYECTO
Adicionalmente a los paneles en el propio
supermercado, las notas de prensa y la
página web www.lifezerostore.eu, también
se ha presentado el proyecto en diversos
congresos internacionales y se han publi-
cado varios artículos técnicos en revistas
especializadas. El proyecto también ha
suscitado el interés de agrupaciones em-
presariales, como la Organización para el
Desarrollo de la Nueva Energía y la Tec-
nología Industrial (NEDO) de Japón.
EROSKI EUROPA
Nº tiendas
consideradas864 8.000
Ahorro
energía de red
43,5%
(220 GWh)
49,98%
(2.862 GWh)
Ahorro
emisiones
indirectas GEI
38,7%
(63.000 t
CO2 eq.)
46,97%
(1,2 Mill. t
CO2 eq.)
Ahorro
económico
26,9%
(17 Mill. €)
35,02%
(310 Mill. €)
Tabla 2. Impactos ambientales y económicos
de replicar el sistema de trigeneración según
el escenario 5 de funcionamiento
Fig. 15. Visita de NEDO a la ZEROSTORE
Este proyecto es el inicio
para reducir, en el caso
más teórico, hasta el 3%
del consumo eléctrico en
Europa
Proyecto Supermarket retrofit for zero energy consumption (LIFEZEROSTORE)
Código del proyecto LIFE12 ENV/ES/000787
Ubicación Vitoria-Gasteiz. Álava. Euskadi. España
Duración 4 años (Del 01/07/2013 al 30/06/2017)
Presupuesto 1.924.479 €
Financiación LIFE+ 887.239 € (50% del presupuesto)
Página web www.lifezerostore.eu
ContactoEROSKI, S.Coop., Bº San Agustín, s/n, 48230 Elorrio (Spain)
Tel. +34 94 621 12 11. E-mail: [email protected]
![Plan Estratégico Del Modelo de Gestión Innovador Pequeño[1]](https://img.pdfslide.us/doc/110x75/563dbb55550346aa9aac4256/plan-estrategico-del-modelo-de-gestion-innovador-pequeno1.jpg)
