La eficiencia energética del “District Heating”

¿Qué es el District Heating o calefacción urbana?

El District Heating es el término anglosajón para la calefacción urbana. Se trata de una red de tuberías que van enterradas bajo el pavimento y que pueden suministrar agua caliente o vapor de agua a varios bloques de edificios o a una zona residencial al completo. Un suministro de calor desde una central térmica cercana. Puesto que cada vez se buscan en mayor medida los sistemas de calefacción eficientes y con un rendimiento más alto, el District Heating es uno de los sistemas de generación de energía que responde a estas demandas actuales.

¿Con qué tipo de energías se puede combinar?

Este tipo de plantas térmicas utilizan diferentes energías como combustibles, pudiendo hacer uso de las energías renovables. Así, encontramos sistemas de calefacción urbana por biogás, calefacción por biomasa, condensación o sistemas de cogeneración. Estas redes urbanas lograr reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera y, por tanto, resultan menos contaminantes que otros sistemas de calefacción.

1. Calefacción urbana con biomasa

La biomasa es una de las materias orgánicas que se puede utilizar como fuente de energía, y abarca productos tan variados como madera prensada, astillas, huesos de aceituna, cáscaras de frutos secos, residuos forestales, bio-carburantes, etc. El carbono de la biomasa proviene de las plantas que lo captaron del aire procedente de la atmósfera durante su crecimiento, en los meses o años previos. Por este motivo, la combustión de biomasa supone un balance neutro de CO2, a diferencia de los combustibles fósiles como el gas o el gasoil, que alteran el actual equilibrio en la atmósfera y contribuyen al cambio climático.

Las redes urbanas de calor y frío son idóneas para su utilización con otras fuentes de energía como solar, geotermia o uso de calores residuales. Las redes de calefacción urbana se pueden adaptar fácilmente para el uso de biomasa y debemos tener en cuenta que las calderas de biomasa tienen rendimientos de hasta el 95%, que trabajan en un amplio rango de potencias y cuentan con sistemas de alimentación continua y automatizada de combustible, limpieza automática y compactación de las cenizas.

Y es que la biomasa es un producto autóctono, es decir, emplea recursos procedentes del entorno en el cual se consume. Como se ha demostrado en países de centro Europa como Alemania o Austria, el uso de la biomasa provoca sinergias sociales relacionadas con la creación de nuevas actividades económicas en el entorno y la mejora de rentas. Además de los beneficios para el medio ambiente y la sociedad, el uso de biomasa presenta interesantes beneficios para el las empresas que la gestionan y los usuarios, evitando la ejecución de la red de gas hasta la central térmica; permitiendo acceder a subvenciones que las Administraciones Públicas lanzan para su promoción, no está afectada por variaciones de precios debidas a la escena internacional, ya que se suelo producir en zonas cercanas, permite incorporar cogeneración, con la consiguiente mejora de la eficiencia energética global, entre otros.

En España la biomasa se ha erigido como una fuente de energía primaria muy utilizada, especialmente en las pequeñas redes de calor y frío. Pero a la hora de elegir este tipo de energía como fuente de energía es importante asegurar el suministro de combustible.

2. Calefacción urbana con incineración de residuos

En la actualidad se esta intentando valorizar los residuos energéticos, y es uno de los procesos que más interés y preocupación genera hoy en día y existen numerosos procesos para llevarlo a cabo, como son el tratamiento térmico mediante la incineración, la gasificación o la pirolisis. El aprovechamiento del calor procedente de la incineración de residuos en las redes urbanas puede representar un ahorro de energía primaria del 100%, ya que es calor residual que de otra manera se disiparía al ambiente.

Los residuos de nuestro país tienen un gran potencial de valorización energética, donde el aprovechamiento energético de residuos es una práctica menos extendida que en el resto de Europa. Dos ejemplos que utilizan este tipo de fuente de energía en España son el “Tuvo Verde” en Mataró y la red urbana “Forum” y “22@” de Barcelona que incinera los residuos municipales de la planta de tratamiento TERSA.

3. Calefacción urbana con Geotermia

Esta fuente de energía consiste en la energía que se encuentra almacenada en forma de calor bajo la superficie terrestre. Los grandes yacimientos geotérmicos se utilizan normalmente para la generación energía eléctrica, aunque también se pueden utilizar para usos térmicos, en función de la temperatura del fluido geotermal. Si la temperatura de los recursos geotérmicos es alta, es decir, entre 100 y 150 grados, se pueden utilizar para generar electricidad mediante un clico similar al utilizado en las centrales termoeléctricas convencionales. Si la temperatura de los recursos geotermales está por debajo de 100 grados se puede aprovechar directamente para generar energía térmica, y si la temperatura fuera muy baja se utiliza para la climatización mediante el uso de una bomba de calor geotérmica.

La geotermia en España está poco explotada, pero las previsiones de utilización futura de esta tecnología son favorables. De acuerdo con el Plan de Energías Renovables 2011-2020, el crecimiento esperado entre 2011 y 20120 es de más del 250 %. Este tipo de fuente de energía no es tan fácil de utilizar como las anteriores en las redes urbanos de calor y frío, pero en una zona con un buen comportamiento térmico de los recursos geotermales puede aprovecharse.

4. Calefacción urbana con energía Solar Térmica

La energía solar es una fuente de energía renovable con gran potencial de aprovechamiento, y en el caso de las redes urbanas de calor y frío. Estas instalaciones solares térmicas son sistemas capaces de captar la energía de la radiación solar mediante un captador o colector por el que circula un fluido y transferirla a un sistema para su aprovechamiento. En Europa, hoy en día, se utiliza aproximadamente un 14 % de energía solar térmica como fuente de energía para su uso en las redes de distrito. Esta fuente de energía tiene numerosas ventajas, sobre todo medio ambientales, pero también tiene algunos inconvenientes como son la estacionalidad y la inestabilidad de la producción. Pero puede llegar a solucionarse con unas dimensiones de colectores adecuadas o con el apoyo de otras fuentes de energías alternativas que suplan la falta de energía térmica cuando sea necesario.

5. District Heating con Cogeneración

La cogeneración es la tecnología de producción energética más eficiente que existe. Consiste en la producción simultánea de calor y electricidad. Debido a sus características de tamaño, producción y uso, las redes District Heating son idóneas para la aplicación de cogeneración. Una de las políticas de la Comunidad Europea en materia de estrategia energética es aumentar el número de plantas de cogeneración en los Estados Miembros. Los usuarios pueden decidir qué hacer con la electricidad que producen: bien consumirla para usos propios o bien venderla a la Red Eléctrica. En este caso, el cogenerador obtendrá un precio de venta superior al que pagaría por ella, estando la Red Eléctrica obligada a comprarle la energía.

En España el uso de la cogeneración es sustancialmente mejorable. El Plan de Acción 2008-2012 de la Estrategia de Eficiencia Energética fijaba un objetivo de 8.400 MW eléctricos instalados. Los beneficios para el usuario son evidentes: obtiene la electricidad a mejor precio y consigue mayor seguridad en el suministro. Por su parte, el promotor puede acceder a las subvenciones que las Administraciones ofrecen para fomentar este tipo de tecnologías y energías renovables.

En resumen, una gran ventaja que tienen las redes urbanas de calor y frío es que son un sistema flexible respecto a la fuente de energía que se utiliza y permite la sustitución o integración de otras fuentes de energías renovables de manera rápida y a bajo coste para un gran número de usuarios.

¿Qué ventajas tiene contar con calefacción urbana o District Heating?

El sistema District Heating presenta importantes ventajas respecto a los sistemas tradicionales de calefacción individual y central, y estas ventajas benefician a todas las partes que intervienen es su gestión y uso. Para empezar, reduce el coste de ejecución de la obra civil, ya que la red de agua caliente sustituye a la red de gas y aprovecha las zanjas de la red de abastecimiento de agua. Del mismo modo, reduce el coste de ejecución de las instalaciones, ya que aprovecha la economía de escala de una central térmica frente a varias salas de calderas o multitud de calderas individuales, cosa que beneficia también al usuario final. Y por el mismo motivo disminuye el tiempo de instalación y montaje.

Así mismo permite disponer de más superficie útil en venta, al aprovechar el espacio ocupado por las salas de calderas, donde la sala de calderas se encuentra, quizás, a mas de 1 kilometro de la vivienda, y de esta forma no se genera humos en la zona de viviendas. Este factor favorece el aumento del valor añadido del producto, tanto de la instalación térmica, como de las viviendas que lo utilizan. Y en algunos casos en que las Administraciones Públicas promueven programas de Eficiencia Energética y/o Energías Renovables, permite a los interesados acceder a subvenciones, como a fondo perdido.

Y siguiendo el camino de las subvenciones algunos Organismos Públicos, Agencias de la Energía, etc. ayudan con las acciones divulgativas de los promotores de este tipo de instalaciones, mejorando el impacto promocional y mejora la Imagen Corporativa de la empresa gestora del servicio y contribuye a la Responsabilidad Social. Al invertir en la construcción de este tipo de centrales térmicas se posibilita al inversor a convertirse en productor eléctrico y/o proveedor de servicios energéticos.

En cuento al usuario final, también obtiene beneficios al usar las instalaciones de calefacción urbana al reducirse el coste de explotación y mantenimiento de la instalación. Al no tener que generar en su vivienda la calefacción ni el agua caliente sanitaria se reduce la potencia instalada y el combustible consumido por vivienda. De esta forma los consumidores cualificados, pueden acceder a mejores tarifas de combustible. Al no tener en su vivienda ninguna caldera evita los problemas asociados al bajo rendimiento en las calderas antiguas. Y del mismo modo no se tiene que manipular ni almacenar combustible en el edificio, con los consiguientes problemas de seguridad, suciedad y espacio, y se reducen las revisiones periódicas que a su vez tienen un coste económico.

Además, al no tener las instalaciones en el mismo edificio o incluso en la vivienda, se reducen los ruidos de las instalaciones en los edificios y por consiguiente la calidad de vida en este tipo de viviendas. Pero no tenemos que olvidar al medio ambiente y la sociedad que también obtiene sus beneficios al “mejorar la eficiencia energética de la instalación”, reducir las emisiones de CO2 y gases de efecto Invernadero. Así mismo, con las centrales térmicas para calefacción urbana se posibilita el uso de biomasa, que es una fuente energética renovable y autóctona. Y en algunas de estas instalaciones se posibilita además la cogeneración, con la consiguiente mejora de la eficiencia energética global.