¿Por qué apostar por la calefacción urbana? Aprovechamiento de fuentes de energía bajas en carbono
En 2021, la producción de calefacción urbana aumentó alrededor de un 3% con respecto al año anterior y cubrió cerca del 8% de la demanda global de calefacción final en edificios e industria, según la Agencia Internacional de la Energía (IEA), que asegura que las redes de calefacción urbana ofrecen un gran potencial para integrar a gran escala y de forma eficiente, rentable y flexible una combinación de fuentes de energía bajas en carbono para su uso en calefacción.
Reinva, que ha puesto en marcha esta tecnología en países del norte y este de Europa y China apunta que, junto a la independencia energética y la aportación creciente de combustibles sostenibles, las redes de calor suponen una apuesta por la descarbonización y un mayor rendimiento de este tipo de calefacción.
De hecho, según la agencia, el potencial de descarbonización que supone la calefacción urbana está desaprovechado, ya que todavía el suministro a las redes de calor se basa en gran medida (en torno al 90% de la producción total) en los combustibles fósiles, especialmente en los dos mercados más grandes: China y Rusia, seguidas de los países Bálticos y de Europa del Este.
Por esta razón y para alinearse con el Escenario de Emisiones Netas Cero para 2050, se requieren esfuerzos muy significativos que permitan mejorar rápidamente la eficiencia energética de las redes de calor existentes, como señala IDAE. Esto se podría acometer cambiando a fuentes de calor renovables (energía solar térmica, bioenergía, bombas de calor, geotermia…), así como con el desarrollo de infraestructuras de elevada eficiencia en áreas con alta demanda de calor y con la integración de fuentes de calor secundarias. Entre estas últimas, podemos mencionar los residuos de calor de instalaciones industriales y de centros de datos.
Emisiones de CO2
El informe de la IEA señala que en 2021, y debido a la creciente demanda, las emisiones de CO2 de la producción por redes de calor urbana representaron alrededor del 3,5 % de las emisiones globales de CO2, con un aumento del 3,5 % con respecto a 2020 y del 15 % con respecto a 2010. Por tanto, la alineación con el Escenario Cero Neto requiere reducir al menos en un 20% las emisiones de CO2 generadas por la producción de calefacción para 2030, en comparación con 2021.
Este último año analizado, la cantidad de calor producido para las redes de calor en todo el mundo fue de casi 16 EJ, aproximadamente un 10 % más que una década antes. Y sin embargo, el suministro de calefacción urbana todavía representa únicamente alrededor del 8% del consumo total de calor final a nivel mundial.
Casi el 90 % de la calefacción urbana a nivel mundial se produjo a partir de combustibles fósiles en 2021, predominantemente carbón (más del 45 %), especialmente en China; gas natural (alrededor del 40 %), en particular en Rusia; y petróleo (3,5€). En este contexto, las energías renovables representaron menos del 8% del suministro globales de calefacción urbana.
Por otra parte, si bien la bioenergía y los desechos municipales representan la gran mayoría del suministro de redes de distrito renovables, los sistemas térmicos solares a gran escala y las bombas de calor están experimentando un interés creciente. Así, vemos que a finales de 2021, estaban en funcionamiento en todo el mundo casi 300 sistemas solares de calefacción de distrito.
Europa lidera actualmente, la integración de energías renovables en estos sistemas de calefacción urbana, con alrededor del 25 % de fuentes renovable para el suministro a sus redes de calor. Entre los países con más altas tasas de integración de energía renovable se encuentran Suecia, Dinamarca, Austria, Estonia, Lituania, Letonia e Islandia, país en el cual más del 50 % de la calefacción urbana se alimenta de este tipo de energías sostenibles.
En el Escenario Neto Cero previsto, la calefacción urbana continúa suministrando una parte similar del consumo final global de calor, si bien las mejoras alcanzadas en la eficiencia energética en las redes de calefacción urbana y en las envolventes de los edificios permitirán una disminución en el suministro total de calefacción urbana en torno al 20 % para 2030 en comparación con 2021. Al mismo tiempo, en este período la energía renovable utilizada en las redes de calor casi se duplicará con respecto a los niveles actuales, y representarán casi una quinta parte de los suministros de calefacción urbana.
Participación estable de la calefacción urbana
Muchos edificios y sedes industriales dependen de la calefacción de distrito, desde grandes redes de calor en Pekín, Seúl, Milán y Estocolmo hasta redes más pequeñas, como es el caso de campus universitarios y médicos.
Alrededor del 40% del calor generado globalmente en las plantas de calefacción urbana es consumido por los edificios. Y sin embargo, a nivel mundial, la calefacción urbana proporciona una parte relativamente pequeña del calor utilizado en estos, con el 11 % del consumo final, una parte que se viene manteniendo constante desde 2000, incluso si se tiene en cuenta que la superficie construida ha aumentado un 65 % durante el mismo período. Aunque, esta cuota media mundial es baja, los sistemas de calefacción urbana cubren una gran parte del calor suministrado a edificios en algunos países europeos, como Dinamarca (alrededor del 65 %) y Suecia (más del 45 %), así como en Rusia (alrededor del 40%) y China (más del 15%).
Por su parte, en torno al 40 % del calor generado globalmente en las plantas de calefacción urbana se destina al sector industrial. En este área, China lidera el uso de calor de distrito industrial, y representa el 55 % del total mundial en 2021, frente al 35 % en 2010. Por el contrario, la participación de Rusia cayó a menos del 25 %, frente a más del 35 % en 2010.
Calefacción urbana termosolar
La calefacción urbana se encuentra en proceso de expansión, con el anuncio de nuevos proyectos en 2021 y 2022, incluidos algunos con fuentes de energía de bajas emisiones basadas en energía termosolar.
Como ejemplo, en 2021 se construyeron 44 nuevos sistemas de calefacción solar a gran escala, con una capacidad total de 142 MWth. En general, Dinamarca alberga la mayor capacidad de calefacción urbana termosolar, si bien en 2021, el mayor desarrollo de calefacción urbana procedente de solar térmica se produjo en China, que alcanzó en ese periodo tres cuartas partes del mercado.
Calefacción geotérmica
En el marco europeo, en 2021 se anunciaron 13 nuevas plantas geotérmicas de calefacción y refrigeración conectadas a la calefacción urbana. De esta manera, la ciudad danesa de Aarhus, anunció a comienzo de 2022 el desarrollo de la instalación geotérmica de calefacción urbana más grande de Europa, que estará parcialmente operativa en 2025.
Por su parte, Estados Unidos ha anunciado un proyecto de calefacción y refrigeración de distrito que consta de 200 pozos geotérmicos. Y en Islandia, una empresa de calefacción local puso en marcha una nueva calefacción urbana geotérmica en Höfn, para reemplazar la calefacción eléctrica existente.
Recuperación de calor residual
Los proyectos que integran fuentes de calor obtenidos a través de la recuperación del calor residual de instalaciones, consideradas fuentes secundarias, también van en aumento. Entre estos se encuentra el de una empresa de energía en Viena, Austria, que en 2022 lanzó un proyecto de reciclaje de calor que pretende aprovechar el agua caliente (30°C) de los baños termales locales con el uso de una bomba de calor.
Asímismo en Austria, un sistema de calefacción urbana exporta el calor residual del centro de datos de Interxion hacia el vecino hospital de Floridsdorf en Viena, con financiación del Gobierno federal. Mientras, en Irlanda, en 2021 comenzó la construcción de la primera red de calefacción urbana a gran escala del país. Este plan de calefacción urbana de Tallaght utiliza el calor residual de un centro de datos local para calentar diferentes edificios públicos, residenciales y comerciales en el centro de la ciudad.
Experiencia de Reinva en Redes de Calor
Reinva suministra y realiza la puesta en marcha equipos de combustión para centrales de calefacción urbana diseñados por el fabricante vasco E&M Combustión. La compañía ha puesto en marcha esta tecnología en países del norte de Europa, así como del este europeo y China. Para Reinva, junto a la independenica energética y la creciente aportación de combustibles sostenibles, suponen una apuesta por la descarbonización y presentan además un mayor rendimiento de este tipo de calefacción urbana.
