Ciudades sostenibles

ETOEnergía para Todos
La Energía y el Desarrollo Sostenible:
Proyectos
que impactan ciudades
Universidad Autónoma y del Caribe
Javier Trespalacios1
22.08.2017
1Ingeniero mecánico, master en energías renovable; consultor e investigador en temas de ciudades.

2jtrespalacios@bluewin.ch22.08.2017ETOEnergía para Todos
Mi pasión
En la vida hay que tener sueños, la pasión te lleva a ellos…
CERN – LHC / LHCb (la
maquina mas grande
del mundo)
Robot para llevar el café
Rover para la luna (ESA)
Maquina cortar
cartón
Construcción de trenes
Energía en los edificios
Energía Ciudades
Introducción Ciudades – sostenibles PET Conclusión

¨ Mensaje que traigo:
1. Comprendan que esta pasando en el planeta y que es la energía.
2. Vean como es una ciudad sostenible.
3. Cuales son los métodos europeos de planificación energética en
ciudades (PET).
4. Caso de sostenibilidad energética.
Objetivos

Edward Glaeser
François Maréchal
UngershinSoren Hermansen
Martin Beniston
Temas actuales
Yo me he apasionado con las ciudades, la energía, el empleo, el planeta, porque creo que puede
ser una buena oportunidad para un desarrollo económico, social y de dejar un mejor planeta a
nuestros hijos.
Jean Ruegg
Heliotrope
Antonio Da Cunha Vauban

Introducción

¤ Aumento de la
población.
¤ Aumento del consumo
de energía.
¤ Aumento de las
emisiones de CO2.
Que pasa en el planeta : el hombre y la energía

¤ La principal fuente de energía son de tipo fósiles - 80%.
¤ Son agentes energéticos agotables.
¤ Las fuentes fósiles producen GEI, entre ellos CO2.
!
Las fuentes de energías utilizadas en el mundo

El aumento de emisiones de GEI
¤ El aumento de las emisiones de CO2 y los gases con efecto
invernadero, provocan el recalentamiento de la tierra y el cambio
climático.

Cambio climático
Donde es el Cambio Climático?

Algunos efectos del cambio climático
¤ Las sequias, las inundaciones y
otros.
¤ Problemas en la producción
de alimentos; alzas en los
precios.
¤ La migración.
¤ La transmisión de
enfermedades.

La energía
Que es la energía?

Economía - Energía
¤ La relación del consumo de energía vs PIB, en un país como Suiza.
¤ La energía es un factor importante en el desarrollo de un país (ejemplo en la creación
de empleos).
Avenir-suisse: https://www.avenir-suisse.ch/files/2017/03/energie_pour_l_economie_et_le_bien_etre.pdf

La geopolítica y la influencia en la energía
¤ Asegurar el aprovisionamiento; los problemas
geopolíticos han creado problemas económicos.

¤ Los riesgos de la producción nuclear, por ejemplo Fukushima y
Chernóbil.
n El hombre ha buscado soluciones al aumento del consumo de energía.
Algunos riesgos en la producción de energía

Calidad de vida - Energía
¤ La energía ayuda a mejorar la calidad de vida.
¤ La falta de acceso a la energía es también uno de los principales
factores que contribuyen a la pobreza (Practical Action).

Energía útil
(edificios)
Energía primaria
(producción)
Perdidas: 3% a 20%
Medir CO2
Perdidas: 2% a 3%
Perdidas: 6% - 20%
Los nombres de la energía
¤ Como es el aprovisionamiento
Energía
final
¤ Energía gris : la
energía
escondida.

Ambiental
Energía = Economía + Política + Ambiental + Social
Economía SocialPolítico

¤ El sector residencial, comercial y terciario; es el principal consumidor de energía -
35%.
2’507 Mtoe : 28%
2’542 Mtoe : 28%
3’122 Mtoe : 35%
809 Mtoe : 9%
1
3
2
Donde esta el consumo?

Crecimiento de las ciudades
¤ Proporción de la población urbana por continente (UN Habitat).
n Hay que planificar las ciudades para asegurar su calidad de vida.

Las ciudades buscan ser mas atractivas, tener una
buena calidad de vida, atraer inversores.
Que es una ciudad y que busca?

Las ciudades y el desarrollo sostenible
¤ Que buscan las ciudades sostenibles:
n Ser mas agradable para sus habitantes.
¤ Donde se utiliza el Desarrollo Sostenible como
guía.

Comprender, utilizar el desarrollo sostenible - Guía
Para utilizar los conceptos de desarrollo sostenible, hay que tener
claro que se debe:
1. “Satisfacer las necesidades actuales sin comprometer las
generaciones futuras”, Gros Brundtland.
2. Tener presente las 3 esferas iniciales: Economía – Social –
Medio Ambiente.
3. Señalar las esferas en que se incluyen los proyectos: 1.
Personas, 2. El planeta, 3. La prosperidad, 4. La paz, 5.
Asociaciones.
4. Que contenga algunos de los 17 indicadores ODS
5. Mejorar la calidad de vida y/o el bienestar de las
personas y/o una región o ciudad o sociedad.

Ciudades sostenibles
¤ Como se han desarrollado esas ciudades sostenibles?
La confluence en Lyon (Francia)

Basel (Suiza)

Vauban en Freiburg (Alemania)

Amsterdam (la ciudad que no ama los carros)

Ciudad sostenible
¤ Una ciudad sostenible busca ser mas agradable para sus
habitantes… y la guía es el desarrollo sostenible…

Métodos de Europeos de
la planificación
energética territorial

¤ La Planificación Energética Territorial o la Planificación
Energética Urbana, es una practica que se genero por el
choque petrolero de los años 80’s, las ciudades europeas
buscaron como manejar el consumo energético global en
una región.
La planificación energética territorial - PET
Freiburg, primera ciudad alemana en realizar una planificación energética urbana.

¤ El uso racional de la energía.
¤ Asegurar el aprovisionamiento.
¤ Valorizar las energías renovables,
local y los desechos térmicos.
¤ Respetar el medio ambiente.
¤ El desarrollo económico.
¤ Herramientas para planificar un
territorio.
Que busca la PET

La planificación energética territorial - PET
País
Ciudad
Barrio
Manzana (isla)
Edificio
¤ INFORMACION
Luxemburgo – EPFL / IPESE

Territorio
Consumo + CO2
E. Renovable,
desechos térmicos
Escenarios
Proyecto Futuro
¤ Es definir o delimitar un territorio.
¤ Análisis inicial : identificar en donde esta
el consumo y referenciarlo
geográficamente.
¤ Inventario geográfico del potencial de
energía renovable local y posible
recuperación de energía.
¤ Definir los objetivos que queremos lograr o
búsqueda de etiquetas.
¤ Escenarios y estrategias a desarrollar.
Como se realiza una PET?

¤ Posición geográfica (posición X
y Y).
¤ Superficie del edificio [m2] y
numero de pisos.
¤ Año de construcción.
¤ Tipo de afectación (ex: casa
individual, comercio, escuela,
etc).
¤ Agente energético térmico y
eléctrico (ex: gas, madera, o
nuclear).
Análisis inicial
Información catastro

Método de análisis inicial : conocer las necesidades
Entre el 80% y el 90%
de edificios en Suiza.
Normas :
SIA
Minergie
Normas SIA (construcciones
después del año 2000)
Estadísticas consumo de energía en los
edificios, según época de construcción.
Tecnología
SRE x SIAafectación x ηutil_tecnol x fprimaria_tecnol = Energíaprimaria_term
Energía útil [MJ] Energía final [MJ]
1. CO2 [kg].
2. Energía Renovable
[%].
3. Consumo energético
[MJ].

Consumo energético (térmicas y eléctricas)
¤ Identificamos las zonas de mayor consumo.

Bajar el consumo – Estrategia de renovación
Ejemplo(Ventanas(con(
marcos(metálicos(
Interior(
Exterior( Exterior(
Interior(
Ejemplo(Balcón(
¤ Lo primero es consumir menos.

Inventario energía local, renovables y de recuperación
Eólica Mini hidráulicaSolar
Geotérmica Madera (Biomasa)
Desechos térmicos

Objetivos a buscar
¤ Label Ciudad de la energía:
n Estrategia para bajar el consumo.
n Aumento de las energías renovables.
¤ Label pacto de alcaldes: 3 x 20
n 20% menos consumo.
n 20% menos de CO2.
n 20% mas de energías renovables.

¤ Bajar el consumo:
n Renovando la
vivienda; utilizando
elementos que
consuman menos
energía.
¤ La utilización de
energías
renovables:
n Mix energético,
varios tecnologías
al mismo tiempo.
Resumen de la estrategia
marcos(metálicos(
Interior(
Exterior(
Exterior(
Interior(
Ejemplo(Balcón(

Aplicación de PET (Orbe)
Orbe – Suiza : 10’000 habitantes, mas de 2000 construcciones (casa y edificios)
Tiene varias empresas, como Nestlé.

Estado de la información
¤ Clasificar los edificios según su periodo de construcción y afectación (tipo de uso).

javier.trespalacios@bluewin.ch
Situación inicial : formulación de estrategias
¤ Según el periodo de construcción conocer donde esta el consumo.
¤ Según la SRE (Superficie de Referencia Energética).

Utilizar la géovisualisacion.

¤ Tipo de agente energético utilizado.

Según el periodo de construcción conocer donde esta el consumo.

La producción de CO2.

Costos de la energía por época.

Según el periodo de construcción conocer donde esta el consumo.

Resumen situación inicial

Definir nuestro objetivo
¤ Tener la imagen de una ciudad sostenible energéticamente.

Reducir consumo
Conducción!
Convección!
Radiación!
Evaporación0y0condensación!
marcos(metálicos(
Interior(
Exterior(
Exterior(
Interior(
Ejemplo(Balcón(
¤ Atacar la envoltura de la construcción; para no tener perdidas o adicionar energía a calentar o enfriar.

Escenarios para bajar el consumo
¤ Certificación de eficiencia energética.

Potencial renovable de Orbe : Solar
x
¤ Radiación solar en Orbe.

Potencial renovable de Orbe : Solar
¤ Superficie fotovoltaica, para 100%,
50% renovable.
¤ Resumen total solar térmico y fotovoltaico.

Potencial renovable de Orbe : Eólico
¤ Buen potencial eólico; cubriremos en un 3.6% la energía
eléctrica; y un 1% de la energía global (térmica y eléctrica.

Potencial renovable de Orbe : Eólico
¤ Buen potencial para mini eólico.

Escenarios para la implementación de biomasa.
¤ El potencial de la madera, cerca del proyecto.

Escenarios la implementación de biomasa.
¤ La madera tiene un CO2 neutro.

Escenarios para bajar las emisiones CO2 y comparación de ER
6%
11%
7% 8% 10% 9% 10% 8% 8% 9% 8%
10% 9%
45% 46% 45% 44%
46% 46% 45% 45% 46% 46% 45%
44% 45%
52% 54% 53% 52%
54% 54% 53% 53% 54% 54% 53%
52%
53%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Avant 1920
1920 -1945
1946 -1960
1961 -1970
1971 -1980
1981 -1985
1986 -1990
1991 -1995
1996 -2000
2001 -2006
2007 -2008
2009 -2015
A partir du 2015
FRACTION ENERGIE RENOUVELABLE (ER) TOTAL AVEC STRATÉGIE
Fraction ER total Actuelle [%] Fraction ER Total avec Bois pellets [MJ.an]
Fraction ER Total avec CAD Bois [MJ.an] Fraction ER Total avec CAD Gaz [MJ.an]
Fraction ER Total avec Electricité Thermique [MJ.an] Fraction ER Total avec Gaz à condensation [MJ.an]
Fraction ER Total avec Gaz à condensation et solaire thermique [MJ.an] Fraction ER Total avec Mazout à condensation [MJ.an]
Fraction ER Total avec PAC sondes vertical [MJ.an] Fraction ER Total avec Rejet chaleur (UIOM, STEP) [MJ.an]
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
-
-
-
-
Avant 1920
1920 -1945
1946 -1960
1961 -1970
1971 -1980
1981 -1985
1986 -1990
1991 -1995
1996 -2000
2001 -2006
2007 -2008
2009 -2015
A partir du 2015
-
-
Comparaison CO2 Total avec stratégie
CO2 Actuelle [kg] CO2 Objectifs [kg]
CO2 Total avec Bois pellets [kg] CO2 Total CAD Bois [kg]
CO2 Total avec CAD Gaz [kg] CO2 Total avec Electricité Thermique [kg]
CO2 Total avec Gaz a condensation [kg] CO2 Total avec Gaz a condensation et solaire thermique [kg]
CO2 Total avec Mazout à condensation [kg] CO2 Total avec PAC sondes vertical [kg]
CO2 Total avec Rejet chaleur (UIOM, STEP) [kg]
¤ Resultado estrategia renovación;
bajando el consumo.
¤ Resultado estrategia bajando las
emisiones de CO2.
¤ Resultado estrategia aumentando
el uso de energías renovables.
6%
11%
7% 8% 10% 9% 10% 8% 8% 9% 8%
10% 9%
45% 46% 45% 44%
46% 46% 45% 45% 46% 46% 45%
44% 45%
52% 54% 53% 52%
54% 54% 53% 53% 54% 54% 53%
52%
53%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Avant 1920
1920 -1945
1946 -1960
1961 -1970
1971 -1980
1981 -1985
1986 -1990
1991 -1995
1996 -2000
2001 -2006
2007 -2008
2009 -2015
A partir du 2015
FRACTION ENERGIE RENOUVELABLE (ER) TOTAL AVEC STRATÉGIE
Fraction ER total Actuelle [%] Fraction ER Total avec Bois pellets [MJ.an]
Fraction ER Total avec CAD Bois [MJ.an] Fraction ER Total avec CAD Gaz [MJ.an]
Fraction ER Total avec Electricité Thermique [MJ.an] Fraction ER Total avec Gaz à condensation [MJ.an]
Fraction ER Total avec Gaz à condensation et solaire thermique [MJ.an] Fraction ER Total avec Mazout à condensation [MJ.an]
Fraction ER Total avec PAC sondes vertical [MJ.an] Fraction ER Total avec Rejet chaleur (UIOM, STEP) [MJ.an]

Electricidad
224’642’264MJ.an
CAD - Otros
215’944’512 MJ.an
Orbe
Condición
Exterior Confort
Emisiones
4’536’706 kg CO2 - 78%
La estrategia para llegar a los objetivos

1
2
3
4 5
1. Desecho térmico :
Nestlé.
2. Estación de
depuración.
3. Agua usada
(Alcantarilla).
4. Mini hidráulica.
5. Biomasa :
basurero.
6. Bio gas : desechos
compostables
agricultores.
7. Bomba de calor :
con el agua de
superficie.
6
Caso de proyectos energéticos y barrios ecológicos
7

Potencial renovable y recuperación de energía
¤ Después de encontrar potencial en la recuperación de calor, lo utilizaremos para
un proyecto especifico, como el eco barrio Gruvatiez.
Nestlé

La posibilidad de un CAD (Calefacción a distancia)
¤ Instalación de un sistema CAD.
CAD

Reutilización de energía
¤ Aguas de alcantarilla.

Reutilización de energía
¤ Comparación : Antes y después.
A22#
A21#
A11#
A12#
A13#
B11#
B12# B13#
B21#
B22#
B23#
B31#
B32#
B33#
B41#
B42#
B43#
B51#
B52#
B61#
B62#

Análisis del potencial
¤ Los estudios de los
Ingenieros, llegaron a
determinar que
Gruvatiez - Orbe
podría utilizar 60% de
energías renovables.
n 60%
n 60%
n 60%
A22#
A21#
A11#
A12#
A13#
B11#
B12# B13#
B21#
B22#
B23#
B31#
B32#
B33#
B41#
B42#
B43#
B51#
B52#
B61#
B62#

Los proyectos están bloqueados
¤ Oposición al barrio ecológico / Gruvatiez (Orbe).

¤ Oposición a un proyecto eólico en el Jura (Suiza).

¤ Oposición a los proyectos eólicos en Besançon (Francia).

¤ Nos ha tocado regresar, ha
entender mejor la energía:
n En lo social.
n Mas fuerte en la economía.
n Crear innovación, empresas,
empleo.
n En la gente.
n Ambiental.

Por medio de una PET ayudar a los ODS
La sostenibilidad es también involucrar a las personas, crea red social.

Proyectos 100% renovables
¤ La Isla de Samso (Dinamarca); donde ha estado implicada la población.

Samso (Dinamarca)
Proyectos 100% renovables

Sostenibles energéticamente
Ungersheim (Francia)

Sostenibles energéticamente
Freiburg (Alemania)

Ciudad sostenible
¤ Los proyectos sostenibles buscan mejorar la calidad de
vida de las ciudades…
n Estamos en un revolución verde…

La Energía y el Desarrollo
Sostenible: Proyectos
que impactan ciudades
Gracias por su atención.
Javier Trespalacios:
jtrespalacios@bluewin.ch
WhatsApp : 0041 79 310 56 54
https://j3palacios.wordpress.com/
Universidad Autónoma y del Caribe – 22.08.2017

Mensaje final
“El rol del científico es dar
a los que no son expertos,
las herramientas para
mejor utilizar y ponderar
lo que se encuentra en
internet y, sobre todo,
saber criticar su
contenido.”
Ultima clase del profesor
Martin Beniston…
Introducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión

Complemento
preguntas

Desbloquear los proyectos
¤ Escuela de la energía.
n Para fomentar la innovación.
n Proyecto ETO (Energía para
TOdo).
¤ Las empresas de productos o
servicios deben instalarse en
Orbe.
n Pague impuestos.
n Creen puestos de trabajos.

El aumento de emisiones de GEI
Ultima clase del profesor Martin Beniston.

Que pasa en el planeta : el hombre y la energía
Curso de Advance Energetique – profesor François Maréchal

Creación de empresas
¤ Cooperativas de energía.

Multiplicar y valorizar nuestro trabajo – Teoría de HEX
Région
1 : PET
réalisé
Region
2
Ciudad
3
¤ Es que las ciudades puede ser el gran medio para un
desarrollo económico y combatir el cambio climático.

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