Transición energética hacia distritos sostenibles mediante nodos energéticos renovables. Olaia Eguiarte Fernández.

1. Transición energética hacia distritos
sostenibles mediante nodos
energéticos renovables
Olaia Eguiarte, Pablo de Agustin-Camacho, Amaia Uriarte, Elena Usobiaga
Energy transition towards sustainable districts
through renewable energy nodes
Building TechnologiesDivision

2. • Reto
• Metodología
• Caso de estudio
- Intervenciones individuales a nivel de edificio
- Intervenciones a nivel de distrito mediante nodo energético
• Conclusiones
ÍNDICE

3. • Paquete legislativo “Energía limpia para todos los europeos”
• Con el objetivo de reducir los consumos y las emisiones, la UE ha modificado las directivas
sobre el rendimiento energético de los edificios (2010/31/UE) y sobre la eficiencia energética
(2012/27/UE)
• Parque edificado esté altamente descarbonizado y sea eficiente energéticamente para el 2050.
• nZEB: nivel de eficiencia energética muy alto + energía procedente de fuentes renovables
producida in situ o en el entorno.
RETO

4. PROBLEMAS
• Falta de disponibilidad de espacio.
• Desincronización entre Demanda y Generación.
• Necesidad de almacenamiento Mayor inversión.
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 451 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45
RETO

5. PROBLEMAS
• Falta de disponibilidad de espacio.
• Desincronización entre Demanda y Generación.
• Necesidad de almacenamiento Mayor inversión.
SOLUCIÓN
Combinar edificios con demandas y distribuciones horarias distintas.
Eficiencia energética Nivel de edificio + Generación renovable Nivel local o de distrito
Mayor aprovechamiento de la energía y una gestión óptima de demanda y generación.
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 451 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45
RETO

6. PROPUESTA Una metodología para obtener distritos sostenibles
METODOLOGÍA

7. Selección del distrito
Caracterización de la demanda
y
potencial renovable
Planteamiento de
escenarios de intervención
Análisis dinámico de
los escenarios
Evaluación de los resultados
mediante balances energéticos
PROPUESTA Una metodología para obtener distritos sostenibles
METODOLOGÍA

8. Selección del distrito
Cumplir los siguientes criterios:
• Periodo constructivo: Construcciones anteriores a 1980.
• Consumo energético: Densidad de consumo de energía primaria elevada (CE: E, F y G).
• Potencial solar: Irradiación solar superior a la media local.
• Disponibilidad de cubierta: La cubierta útil superior al 50%.
METODOLOGÍA

9. Caracterización de la demanda y potencial renovable
• Demandas energéticas pico
• Demandas totales anuales
• Distribuciones horarias
• La potencia solar máxima instalable
• Distribución anual de la radiación solar
Monitorización, simulación dinámica o valores estadísticos
Importante Conocer la base normativa vigente, tanto a nivel estatal como municipal
METODOLOGÍA

10. Escenario A
Escenario B
Escenario C
Planteamiento de
escenarios de intervención
Análisis dinámico de los escenarios Evaluación de los resultados
Software EnergyPLAN
Obtener resultados de los
balances energéticos, costes
y emisiones de CO2.
METODOLOGÍA

11. CASO DE ESTUDIO
• Localidad de tamaño medio, en el País Vasco.
• 72 edificios residenciales con 884 viviendas y
superficie total de 72.221 m2.
• Se cumplen los criterios establecidos.
Selección del distrito

12. CASO DE ESTUDIO
• Localidad de tamaño medio, en el País Vasco.
• 72 edificios residenciales con 884 viviendas y
superficie total de 72.221 m2.
• Se cumplen los criterios establecidos.
Selección del distrito
Calor
Demanda
térmica [MWh]
Consumo gas
[GWh]
Coste variable
[€]
Consumo
energía
primaria[MWh]
Emisiones
asociadas
[toneladasCO2]
8.690 9,45 628.000 9.450 2190
Electricidad
Demanda
eléctrica [MWh]
Consumo
electricidad
[GWh]
Coste variable
[€]
Consumo
energía
primaria[MWh]
Emisiones
asociadas
[toneladasCO2]
2.750 2,75 417.000 6.510 910
TOTAL 1.045.000 15.960,00 3.100
• Potencial fotovoltaico 1,5 GWh/año
• Potencial termo-solar 2,5 GWh/año
Caracterización de la demanda y
potencial renovable

13. Intervenciones individuales a nivel de edificio
Medidas individuales analizadas
CASO DE ESTUDIO
Rehabilitación de los edificios
• Mejora del aislamiento
Rehabilitación y despliegue de tecnologías
renovables
• Rehabilitación de la envolvente
• Instalación de colectores solares:
Térmicos
Fotovoltaicos

14. Medidas individuales analizadas
CASO DE ESTUDIO
9,45
3,30 2,88
6,51
6,51
4,78
ESTADO BASE REHABILITACIÓN REHABILITACIÓN+FV+ST
GWH/AÑO
Gas Electricidad
Rehabilitación de los edificios
• Mejora del aislamiento 65%
Rehabilitación y despliegue de tecnologías
renovables
• Rehabilitación de la envolvente
• Instalación de colectores solares:
Térmicos 13%
Fotovoltaicos 27%
Intervenciones individuales a nivel de edificio

15. • Rehabilitación de la envolvente de los
edificios.
• Instalación de paneles fotovoltaicos.
• Solución a nivel de distrito
Red de distribución de calor mediante un nodo
energético para cubrir Calefacción y ACS.
CASO DE ESTUDIO
Intervenciones a nivel de distrito mediante nodo energético

16. Escenario 3
CASO DE ESTUDIO
Intervenciones a nivel de distrito mediante nodo energético
Escenario 1
Escenario 2

17. 10.690
3.971 2.964 1.640
4.253
7.364
5.204 5.204
5.204
5.204
BASE REHAB+FV AEROTERMIA+FV GEOTERMIA+FV BIOMASA+ST
KWH/AÑO
CONSUMO ENERGÍA PRIMARIA POR VIVIENDA MEDIA
Calefacción+ACS Electricidad
• Reducción de la energía primaria entre 48%-62%.
• El Consumo de energía primaria aumenta un 16%
en el escenario del sistema de biomasa en
comparación con la rehabilitación.
Intervenciones a nivel de distrito mediante nodo energético
CASO DE ESTUDIO

18. 10.690
3.971 2.964 1.640
4.253
7.364
5.204 5.204
5.204
5.204
BASE REHAB+FV AEROTERMIA+FV GEOTERMIA+FV BIOMASA+ST
KWH/AÑO
CONSUMO ENERGÍA PRIMARIA POR VIVIENDA MEDIA
Calefacción+ACS Electricidad
710
249 190 105 222
472
334 334
334
334
BASE REHAB+FV AEROTERMIA+FV GEOTERMIA+FV BIOMASA+ST
€/AÑO
FACTURA ENERGÉTICA POR VIVIENDA MEDIA
Calefacción+ACS Electricidad
• Reducción de la energía primaria entre 48%-62%.
• El Consumo de energía primaria aumenta un 16%
en el escenario del sistema de biomasa en
comparación con la rehabilitación.
• Se reduce un 30% la factura eléctrica y la factura
de calefacción y ACS 65%-85%.
• Hasta 626€ de ahorros anuales.
Intervenciones a nivel de distrito mediante nodo energético
CASO DE ESTUDIO

19. 10.690
3.971 2.964 1.640
4.253
7.364
5.204 5.204
5.204
5.204
BASE REHAB+FV AEROTERMIA+FV GEOTERMIA+FV BIOMASA+ST
KWH/AÑO
CONSUMO ENERGÍA PRIMARIA POR VIVIENDA MEDIA
Calefacción+ACS Electricidad
710
249 190 105 222
472
334 334
334
334
BASE REHAB+FV AEROTERMIA+FV GEOTERMIA+FV BIOMASA+ST
€/AÑO
FACTURA ENERGÉTICA POR VIVIENDA MEDIA
Calefacción+ACS Electricidad
2.477
871
419 226 77
1.029
724
724 724 724
BASE REHAB+FV AEROTERMIA+FV GEOTERMIA+FV BIOMASA+ST
KCO2/AÑO
EMISIONES CO2 POR VIVIENDA MEDIA
Calefacción+ACS Electricidad
• Reducción de la energía primaria entre 48%-62%.
• El Consumo de energía primaria aumenta un 16%
en el escenario del sistema de biomasa en
comparación con la rehabilitación.
• Se reduce un 30% la factura eléctrica y la factura
de calefacción y ACS 65%-85%.
• Hasta 626€ de ahorros anuales.
• Las emisiones se reducen hasta un 77%.
• Rehabilitando la envolvente las emisiones de CO2
se reducen un 65%.
Intervenciones a nivel de distrito mediante nodo energético
CASO DE ESTUDIO

20. • Para alcanzar los objetivos europeos NO es suficiente con intervenir a nivel de edificio.
• Tendencia Europea Electrificación de los servicios energéticos.
Mayor porcentaje de fuentes renovables en el mix energético.
Penalización de la biomasa en cuanto a su impacto ambiental.
• El aprovechamiento de los sistemas de distrito se maximizaría seleccionando casos
donde además de los edificios residenciales, existan edificios terciarios con cargas
energéticas similares y horarios complementarios (trabajos futuros).
CONCLUSIONES

21. Building Technologies Division
olaia.eguiarte@tecnalia.com