La mayor parte del consumo de energía en las ciudades se utiliza para la calefacción y refrigeración. Mapear las demandas de calor y frío, así como la oferta, es un aspecto importante para la planificación energética municipal. Bajo esta premisa ha trabajado el proyecto europeo Hotmaps, que tras cuatro años de trabajo ha creado un software que permite obtener una estimación de la demanda de calefacción y refrigeración en una región y el potencial de energía renovable local para cubrir dicha demanda.
El proyecto desarrolló herramientas de código abierto, creó un conjunto de datos predeterminado y probó ambos en forma de un paquete de software. La caja de herramientas del software está disponible online de forma gratuita. El objetivo es ayudar a las autoridades públicas en el mapeo de la calefacción y la refrigeración, y apoyar a los investigadores en el estudio de este campo.
En concreto, la caja de herramientas ilustra gráficamente la dimensión espacial de los suministros y demandas. Por ejemplo, el software puede ayudar a los usuarios a decidir dónde se aplicaría la calefacción urbana de manera más eficiente.
Además de las funciones de mapeo, la herramienta incluye varios módulos de cálculo. Los investigadores del proyecto los convirtieron a código abierto y los integraron con el paquete de software. Estos módulos ayudan a los investigadores a evaluar varios escenarios de demanda de energía, contribuyen a evaluar distintas fuentes de calor y facilitan la identificación del uso óptimo de las capacidades de suministro de calor en un área determinada.
Finalizado en septiembre de 2020, el proyecto Hotmaps contó con más de 2,3 millones de euros de financiación del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea. En el consorcio, coordinado por la Universidad Técnica de Viena, han participado diferentes socios de Dinamarca, Suiza, Francia, Austria, Italia, Alemania, Rumanía, Reino Unido, Irlanda y España (Fomento San Sebastián).
Siete ciudades piloto en Europa
En el marco del proyecto Hotmaps, las ciudades piloto recibieron apoyo en el desarrollo de sus estrategias de calefacción y refrigeración utilizando la herramienta Hotmaps. Cada una de ellas se encontraba en diferentes etapas del proceso de planificación energética, pero todas se beneficiaron de la utilización de la herramienta y contribuyeron a su prueba y validación.
El desarrollo de la estrategia incluyó un análisis de las barreras y los facilitadores, un análisis de los actores relevantes, la realización de un mapa de la demanda de calor y los recursos potenciales disponibles, el desarrollo de escenarios para la demanda y el suministro de calefacción en la ciudad en el año 2050, y la discusión de estos pasos y sus resultados.
En concreto, el software se probó en las áreas piloto del Condado de Kerry (Irlanda), Milton Keynes (Reino Unido), Aalborg (Dinamarca), San Sebastián (España), Bistrita (Rumanía), Ginebra (Suiza) y Frankfurt-am-Main (Alemania).
Donostia-San Sebastián
La ciudad piloto española, Donostia-San Sebastián, publicó en 2018 su plan climático con el objetivo de convertirse en una ciudad neutra carbono en 2050. En la actualidad, se necesitan alrededor de 600 GWh/año de calor para calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) en los edificios de la ciudad, una demanda que se satisface casi en su totalidad con gas natural. Fomento San Sebastián, socio español del proyecto, ha construido el primer sistema de calefacción de distrito (DH) municipal, alimentado con biomasa, en el barrio de Txomin-Enea.
La ciudad inició el proceso de planificación de sistemas de calefacción y refrigeración con la herramienta Hotmaps. El análisis técnico realizado mostró que la calefacción de distrito podría suplir una parte considerable de la demanda de calor de los edificios de la ciudad.
Los siguientes pasos en la transición a un sistema de calefacción bajo en carbono en San Sebastián son un estudio de viabilidad de la posibilidad de integración del calor residual de una planta incineradora de residuos en un posible sistema de calefacción de distrito, y un análisis más detallado del ahorro de calor en los edificios de la ciudad.
Más experiencias de las ciudades piloto
En 2005, la ciudad de Ginebra adoptó una visión a largo plazo: ‘100% renovable en 2050’. A partir de un primer análisis realizado con la herramienta de Hotmaps, se crearon tres escenarios para que Ginebra alcance sus objetivos climáticos. Estos escenarios mostraron que la ciudad debe no solo centrarse en la rehabilitación y el aumento de los estándares de energía para las nuevas construcciones, sino también desarrollar redes de calefacción y refrigeración urbanas en cuatro áreas específicas. Asimismo, se establece que solo se deben utilizar energías renovables para alimentar dichas redes, y adoptar una estrategia descentralizada basada en la promoción de bombas de calor aire-agua o el uso de recursos locales fuera de las zonas de calefacción urbana.
En cuanto a Aalborg, Dinamarca, el municipio ha desarrollado la visión energética ‘Smart Energy Aalborg’, que demuestra que es posible que la ciudad esté libre de combustibles fósiles para el año 2050. La ciudad aún no tiene un plan en el ámbito de la refrigeración, pero comenzó a planificar un proyecto urbano de refrigeración y calefacción para el nuevo hospital local.
Por otro lado, gracias a Hotmaps, el Condado de Kerry elabora su primera estrategia de calefacción, evaluando dos áreas clave para posibles redes de calefacción urbana, mientras que en la ciudad de Milton Keynes se identificaron tres áreas de interés para posibles proyectos de calefacción de distrito.
Los cálculos realizados con la herramienta Hotmaps en Frankfurt confirmaron que, para alcanzar el objetivo de la ciudad, se necesita una reducción de entre un 40% y un 50% en la demanda de calor de los edificios, lo que se podría conseguir con una política ambiciosa de rehabilitación energética que implicaría mejorar el 75% de los edificios de la ciudad.
Finalmente, en el marco de Hotmaps, se llevó a cabo un elevado número de cálculos en la ciudad rumana de Bistrita. Se estudiaron diferentes tipos de tecnologías limpias para sistemas de calefacción individuales y centralizados. Bistrita estudiará en detalle el potencial de biomasa local, la instalación de una planta de incineración de residuos cerca de la ciudad, y el potencial de utilizar el excedente de calor de la planta de tratamiento de aguas residuales y del río. Además, la creación de un sistema de calefacción de distrito también se abordará con los ciudadanos.
Las ciudades piloto participantes en el proyecto utilizaron la herramienta gratuita y de código abierto de Hotmaps para obtener información preliminar, antes de dedicar recursos adicionales a estudios más detallados.
Entre otras cuestiones, gracias a Hotmaps, las ciudades pueden identificar la ubicación de la demanda y la oferta actual de calefacción y refrigeración en un mapa, así como identificar el potencial de energía renovable para suministrar calefacción y refrigeración; calcular el potencial de opciones eficientes de calefacción urbana dentro de un área seleccionada; comparar costes y resultados, y calcular la combinación energética óptima para el suministro de calefacción urbana en una zona determinada.
Otros recursos
Además de la herramienta de software, los investigadores del proyecto desarrollaron documentación que ayuda a los usuarios a aplicar la caja de herramientas y sus módulos. También elaboraron una serie de manuales de formación online.
La herramienta se puede utilizar en los 28 Estados miembros de la UE gracias a un conjunto de datos abiertos predeterminado. Según los responsables del proyecto Hotmaps, varias ciudades europeas y agencias de energía han manifestado su interés en utilizar el software, que también aspira a adaptarse a otras regiones del mundo.
Las herramientas de Hotmaps permitirán que la planificación de las necesidades energéticas locales y regionales sea más eficiente, lo que contribuirá a su vez a que la calefacción sea más barata y, al mismo tiempo, se favorezca la descarbonización. El proyecto aspira a contribuir a desarrollar estrategias de calefacción y refrigeración a escala local, regional y nacional que estén en consonancia con los objetivos climáticos de la UE.