ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ESTUDI TÈCNIC PECQ 2011-2020 ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA Estudi sectorial Estudi de potencial de desenvolupament d'energies renovables i eficiència energètica a Barcelona. Autors Energia Local Coordinació i revisió Agència d'Energia de Barcelona (AEB) Elisabet Gallarda Fermín Jiménez Gerard Pol lrma Soldevilla Emma Santacana Manel Torrent Edició Antoni Paris- Socioambiental.cat Aquest estudi forma part del conjunt de documents sectorials que han servir de material tècnic de base per a la redacció del Pla de l'energia. canvi climàtic i qualitat de l'aire de Barcelona 2011-2020 (PECO) i de la Diagnosi energètica de Barcelona. Tots aquests documents i els seus annexos, així com el propi PECO. es poden trobar al web d'Energia i Qualitat ambiental de l'Àrea de Medi Ambient de l'Ajuntament de Barcelona. http://w11 O.bcn.caVportaVsite/MediAmbient. ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [1] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA                                        ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA                                               ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA                       ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA    ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA           ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA  ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­  ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA     ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA   ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA  ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA tal d'obtenir aplicacions pràctiques. tot i que el Implementació a Barcelona gran problema era el gran cost econòmic de producció del kWh elèctric (Asociación de la Barcelona es troba en una situació geogràfica Indústria Fotovoltaica. 2009). privilegiada per l'aprofitament de l'energia solar. Anualment gaudeix. en promig. de 2.477 hores de Un dels factors claus en el desenvolupament de sol. el que representa una radiació solar diària l'energia solar fotovoltaica va ser la seva aplicació mitjana de 1.502 kWh/m 2 (Miguel. 2007). L'Agència com a proveïdors d'energia elèctrica dels satèHits d'Energia de Barcelona (AEB) va posar en marxa espacials. Un pas molt important a l'hora l'any 2003 un projecte anomenat "Escoles per d'implantar aquesta tecnologia a nivell terrestre va l'Energia" que consistia en insta l-lar en vuit escoles ser la creació d'una cel·la de silici molt més barata. una minicentral d'energia solar fotovoltaica. Reduint la puresa del mateix. el cost es va reduir en un 80 %. Durant els darrers anys s'ha anat Un dels símbols de Barcelona des de l'any 2004 és reduint el cost i l'eficiència s'ha aconseguit una gran instaHació d'energia solar fotovoltaica. la augmentar lleugerament de manera que s'ha pèrgola del Fòrum de les Cultures. Altres experimentat un augment exponencial en la instaHacions emblemàtiques en edificis implementació d'aquesta tecnologia a nivell municipals són les que estan situades a mundiaL l'Ajuntament (Edifici Nou i Edifici Novíssim) i el Punt Verd de Vallbona. L'any 2006 hi havia una superfície instal·lada de plaques solars Estat actual de desenvolupament fotovoltaiques de més de 5.874 m 2 • una potència instal·lada de 702 kWp i una producció elèctrica Es tracta d'una tecnologia madura. si bé els aproximada de 868 MWh/any (Agència d'Energia fabricants estan molt focalitzats encara en millorar de Barcelona. 2006). els rendiments de conversió. que són de l'ordre del Actualment s'està duent a terme el "Pla de millora 1O al20 %actualment. energètica dels edificis municipals 2009-201 1". el L'energia solar fotovoltaica ha gaudit d'un qual inclou diverses mesures de millores creixement continuat d'ençà els anys 70. quan es energètiques. entre les quals s'inclou l'energia realitzaven principalment instaHacions aïllades de solar fotovoltaica. Es proposa l'execució d'una la xarxa en l'àmbit ruraL A partir de l'any 2000 es instaHació fotovoltaica al voltant de 1O edificis va produir un creixement força pronunciat degut a (Agència d'Energia de Barcelona. 2009). l'increment significatiu d'instaHacions connectades a la xarxa elèctrica. principalment deg ut a una normativa molt favorable tant pel que fa a la connexió com per les primes que els Estat normatiu usuaris reben per la producció . sobretot arrel de la L'economia de les plantes està regulada al publicació del Reial Decret 661 l'any 2007. A RD1578/2008. que va substituir el RD661/2007. Així Espanya hi ha connectats a xarxa un total doncs. qualsevol instal·lació de solar fotovoltaica aproximat de 3.400 MW. nova es regeix pel RD1578/2008. Aquests decrets Cal destacar que l'objectiu marcat al RD661/2007 han promocionat l'ús de la tecnologia solar era de 371 MW per la solar fotovoltaica i de 500 MW fotovoltaica i per tant han estat molt favorables. per la termosolar. Com pot comprovar-se s 'ha tant per instal·lacions grans com per petites. superat llargament la potència objectiu. Això ha En quant a l'obligatorietat d'instal·lació, actualment suposat per la tarifa elèctrica un sobrecost a Barcelona s'aplica el mateix que a la resta rellevant que actualment el Govern estatal està en d'Espanya: el CTE (apartat HE5). La normativa del vies de limitar. rebaixant les primes d'aquesta Codi Tècnic d'Edificació no té caràcter obligatori. tecnologia en un 30% aproximadament (segons per tant els edificis no es veuen forçats a instat-lar previsions actuals). plaques fotovoltaiques. El CTE indica diversos Aquest fet pot condiciona fortament el paràmetres com ara la potència a instat-lar segons desenvolupament d'aquesta tecnologia al nostre uns determinats coeficients d'ús i climàtics. Cal entorn. Les ubicacions apropiades per que els mòduls segueixin les especificacions UN E­ instal·lacions fotovoltaiques són totes aquelles EN 61215:1997 en cas de silici cristaHí o bé UN E­ superfícies (terra o teulat) amb bona radiació. EN 61646:1997 pels de capa prima. A l'Ajuntament sense ombres ni cap millor ús alternatiu. de Barcelona s'està treballant per impulsar una nova ordenança municipal que obligui als promotors d'edificis de nova construcció rehabilitació a instat-lar plaques fotovoltaiques. ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [12] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA   ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA El primer molí de vent que es va fer servir per consolidació al mercat que afecten des de la generar electricitat es va construir l'any 1888 a fabricació de les pales fins a la monitorització de la Cleveland (EUA). Va ser un gran èxit que va obrir instaHació. passant per la instaHació i la reducció les portes a l'expansió a nivell mundial dels del nivell acústic. Els problemes que presenten la aerogeneradors. Pel que fa referència a Catalunya. introducció dels miniaerogeneradors als nuclis es va instal·lar el primer aerogenerador l'any 1984. urbans són la dificultat d'avaluar l'efecte que tenen Aquest va ser un dels primers quatre de tot l'estat obstacles en el rendiment de l'aerogenerador. el Espanyol. prova que Catalunya va ser pionera en el flux turbulent del vent i les grans variacions desenvolupament de l'energia eòlica a Espanya. d'espai en pocs metres. Generalment sïnstal·len als terrats ja que és la zona dels edificis més L'energia minieòlica és una branca de l'energia exposades al vent. També s'està estudiant la eòlica. De baixa potència. teòricament fins a 100 possibilitat de combinar minieòlica i fotovoltaica kW. A la pràctica rarament es superen els 20 kW. i per generar electricitat. amb una àrea d'escombrat inferior a 20 m2. L'energia elèctrica produïda es pot vendre a la S'ha intentat. no amb gaire èxit. integrar els xarxa (opció més generalitzada) o fer-se servir per miniaerogeneradors als edificis. com per exemple autoconsum (en zones rurals i/o aïllades). la torre SACYR a Madrid o el World Trace Center de Bahrein. Estat actual de desenvolupament Implementació a Barcelona Actualment la tecnologia m inieòlica no gaudeix d'un estat de maduresa com ara la solar tèrmica o A la ciutat de Barcelona. a l'igual que a la resta fotovoltaica. o la mateixa energia eòlica a gran d'Espanya, la minieòlica encara no és una realitat. escala. Hi ha diversos motius que han portat a Per exe m ple. Endesa lngeniería va promocionar aquesta situació durant els darrers anys, com ara un projecte de 5 kW que es va desmantellar per el baix rendiment i baixa fiabilitat. gran cost inicial. problemes tècnics (vibracions). soroll. vibracions i coneixement limitat de la tecnologia. A països com ara Portugal o França s'està Estat normatiu intentant promocionar la minieòlica mitjançant tarifes de venda especials. En altres indrets com El marc legal normatiu específic per la minieòlica a ara Holanda. Regne Unit o EUA la minieòlica ja és Espanya és inexistent. La legislació actual una realitat. A Espanya no s'ha desenvolupat (RD661/07) no discrimina per potència i està encara aquesta tecnologia. No obstant l 'any 2007 pensada per a grans parcs eòlics. No hi ha cap va haver-hi dos esdeveniments claus en el que ha normativa específica a nivell estatal per aquesta de ser el seu desenvolupament futur: la creació de tecnologia. Actualment. en cas de voler legalitzar la secció corresponent a la minieòlica dins de una instal·lació de minieòlica cal realitzar les l'Associació de Productors d'Energies Renovables mateixes gestions que per una instaHació de gran (APPA) i un projecte impulsat pel Ministeri escala. procés que sol requerir un termini de dos d'Educació i Ciència i el centre tecnològic anys. especialitzat Robotiker anomenat "Proyecto A nivell estatal s'ha elaborat el "Plan de Energías Singular y Estratégico Minieólica". que tenia per Renovables 201 0-2020". la versió definitiva del qual objectiu investigar en totes les àrees tècniques ha sortit publicat al Juliol del 201 O. En aquest referents a un aerogenerador: aerodinàmica. document es presenta la minieòlica com un aeroelasticitat. electrònica de potència... (Rico. projecte de llei . de tal manera que es pugui 2007) presentar una llei definitiva amb una regulació Existeixen tres punts clau per la impulsió pròpia l'any 2011 i amb una prima específica. d'aquesta tecnologia (Cruz. 2009): Aquesta llei proporcionaria tràmits administratius ­ El preu que tenen els miniaerogeneradors és viables i ràpids. forçaria a que la generació d'electricitat estigués en el lloc de consum (els elevat. camps minieòlics quedarien exclosos d'aquesta ­ Cal un procediment d'avaluació de recurs llei ja que no es legalitzaria cap instal·lació a adequat. especialment en entorns urbans. camps. terrenys o ubicacions a on no hi hagués ­ Cal realitzar més assaigs i una legislació línies o transformadors ja instal·lats de consum) i adient. la capacitat màxima de generació seria del 150% Existeixen unes directrius per tal d'orientar el respecte al contracte amb la companyia. desenvolupament de l'energia minieòlica cap a la ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [14] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA També es vol introduir un concepte amb molt bona FIGURA 15. acollida a diferents països. el Net Metering. Aquest TARIFA NECESSÀRIA PER UN PERÍODE D'INVERSIÓ DE 10 ANYS es basa en el fet que l'energia generada pels aerogeneradors sigui consumida pels usuaris. Prima requerida per PBT 1 O anys l'excedent restant sigui venuda a la xarxa. 500 y = 629,9x-{)·7044 :2 Aspectes condidonants ~ 375 :;¡ !:!:!. L'energia m inieòlica es situa normalment als -"~' 250 terrats dels edificis. ja que és la zona a on menys Q) obstacles hi ha perquè el vent incideixi sobre les :rl pales i a on més exposat està l'aerogenerador a ~ 125 E aquesta influència del vent. & 77 EUR/ MWh (RD661 /07) Això implica problemes similars als que hi ha amb o o 2 4 6 8 la solar tèrmica i fotovoltaica: la disponibilitat de Potència lnstaHada (kW) superfície a les teulades. la negativa influència dels obstacles en el camí del vent cap a les pales i la problemàtica d'interferències entre els aerogeneradors en cas d'haver-hi vàries unitats o Tal com es pot observar la retribució de bé altres instal-lacions de solar tèrmica o l'electricitat generada no permet arribar a un Pay­ fotovoltaica. Un inconvenient afegit. sobretot en back tim e adequat. entorns urbans. és el soroll provocat per aquest tipus de turbines. Com a reacció a aquesta situació sorgeix la necessitat de crear un marc normatiu adequat i actualitzat per regular el mercat i promocionar la viabilitat d'aquest tipus de projectes. Això és el que Economia s'intentarà fer amb la llei de la qual es vol fer un avanç al "Plan de Energías Renovables 201 0-2020". Actualment un projecte de minieòlica no és una A part dels avantatges ja esmentats en l'apartat 3.5 inversió econòmicament atractiva. per diversos Estat normatiu. el document inclou també situar el motius. Un d'ells és la tarifa de venda la xarxa. al preu entre 250 i 450 €/MWh. de tal manera que la voltant dels 80 EUR/MWh (la mateixa que per parcs inversió es recuperaria adequadament. Segons eòlics de 100 MW). Aquesta retribució no permet l'estudi econòmic fet per ENERGIA LOCAL el preu retornar la inversió adequadament per potències tarifa ri per tal d'obtenir un període de retorn de 1O de menys de 1O k W. anys osciHaria entre 480 €/MWh. en cas d'utilitzar aerogeneradors de molt baixa potència. i 175 FIGURA 14. €/MWh en d'utilitzar-ne de potències més COST ESPECfFIC D'UNA INSTAL·LACIÓ EÒLICA elevades. Cost instal-lació eòlica 5.000 -~ 1.5 ENERGIA DE LA BIOMASSA ~ y = -1532,91n(x) + 5214,3 § 3.750 Principi de funcionament !:!:!. "u' L'energia de la biomassa és la que s 'extreu de tot ~ 2.500 Q) a. tipus de residus vegetals o animals i que "Q') normalment s'aprofita mitjançant combustió :ê 1.250 directa per obtenir electricitat o energia tèrmica. o ~ .!: bé per la fabricació de biocombustibles . o o 2,75 5,50 8,25 11,00 Són exemples de biomassa les restes vegetals Potència instal-lada (kW) forestals o de parcs i jardins. residus industrials de industries com ara el moble. el biogàs ja sigui de EDAR o de dejeccions animals. residus de la indústria agroalimentària com la sansa d'oliva o de raïm. etc ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [15] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA     ­ ­ ­ ­ ­   ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA Estat normatiu  En cas de substitució de gas natural: ­ 9 a 13 anys en cas d'usar estella. La biomassa per a ús tèrmic no disposa d'un marc ­ superior a 20 anys en cas d'usar pèl·let. legislatiu particular. essent el marc el mateix que seria aplicable a qualsevol altra caldera de Aquests valors són sense considerar l'opció de combustible líquid o gas: reglament d'aparells a rebre una subvenció per part de l'ICAEN. En cas de pressió. emissió de gasos contaminants ... rebre aquests ajuts el període de retorn és menor. en la proporció que l'ajut ho permeti. Existeix una diferència important entre el cost del pèl·let (entre Aspectes condidonants 160 i 21 O €/t) i el de l'estella (uns 72 €/t actualment). També existeix una diferència Existeixen diverses raons per les quals les substancial entre el preu del gas natural (50-55 calderes de biomassa no proliferen amb facilitat. EUR/MWhpc1) amb el del gasoil (70-75 EUR/MWhpc1). especialment en nuclis urbans com ara Barcelona: Aquest entorn de preus fa que un projecte de Espai que requereix una instal-lació de biomassa a Barcelona. a on el gas natural és ­ biomassa. gairebé l'únic combustible en ús. sigui només Tot i que les calderes actuals estan viable en equipaments d'alt consum energètic com ­ completament automatitzades aquesta ara gimnasos, centres esportius . escoles o bé moderna tecnologia en general no és serveis geriàtrics. coneguda. Per exemple l'extracció de cendres es fa un cop cada dues-quatre setmanes. ­ Recel a la problemàtica del tractament de 1.6 ENERGIA MINI-HIDRÀULICA gasos (emissions de partícules). tot i que els fabricants tenen les emissions controlades i els Principi de funcionament requisits legals es compleixen perfectament. La inversió necessària és el doble que el d'una L'energia hidràulica s'obté de l"aprofitament de les ­ caldera de gasoil. energies potencial i cinètica de l'aigua en moviment. La força motriu s'aprofita turbinant Un altre aspecte condicionant des del punt de vista l'aigua. que gràcies al moviment rotatori i a un ambiental és la energia invertida en posar el alternador es produeix electricitat. Aquest principi residu a disposició del client des del bosc fins a de funcionament és vàlid també per la casa de l 'usuari. Tenint en compte tota la despesa minihidràulica, amb la diferència que aquesta té energètica que es produeix en els treballs de una potència insta l-la da de 1O MW o inferior. criteri recoHecció i trituració. la distància màxima recollit al Reial Decret 661/2007. recomanada és un radi de l'ordre de 30-50 km. per tal d'aconseguir estalvi en energia primària i per Entre els avantatges que suposa la tecnologia tant estalvi d'emissions de diòxid de carboni minihidràulica cal destacar la proximitat entre el (M inguell. 201 0). centre generador i els centres consumidors més propers. fet que permet evitar la utilització de Cal evitar l'ús de pèl·lets fabricats amb fusta grans xarxes d'alta tensió i que alhora comporta reciclada de industries com ara la del moble, ja reducció de les pèrdues en el transport de poden contenir pintures i vernissos. fet que implica l" electricitat. Un altre punt a favor molt important emissions de gasos contaminants a l"atmosfera. és que l'impacte en l"entorn és mínim degut És molt important garantir que la fusta tingui un principalment a que aquesta tecnologia aprofita orígens sostenibles i locals. salts d'aigua en general ja existents. La tecnologia minihidràulica és adient per llocs aïllats de zones habitades amb un petit salt d'aigua Economia disponible. Ex em ple s d'aplicació són les La instaHació d'una caldera de biomassa té una canalitzacions d'aigua potable. industrial. de rec. inversió associada aproximadament d'uns 300 etc. També els canals de reflux de sobreeiximent EUR/kWt. mentre que una instaHació de gasoil el de cabal i circuits de refredament de condensadors cost és d'uns 120 EUR/kWt. Al cas del gas natural de centrals amb motors tèrmics. Als nuclis urbans. són uns 90 EUR/kWt. En equipaments. la com ara Barcelona. es podria instal·lar en la xarxa sobreinversió que suposa l"ús de biomassa té un de clavegueram aprofitant els salts d'aigua ja període de retorn de l"ordre de: existents. Les instal-lacions minihidràuliques es poden destinar per autoconsum o per la venda  En cas de substitució de gasoil: d'energia elèctrica mitjançant connexió a xarxa. ­ 3 a 5 anys en cas de usa r estella. ­ 5 a 8 anys en cas d'usar pèl-let. ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [18] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA primera central hidroelèctrica va ser construïda al Existeixen dos tipus d'instal-lacions Regne Unit l'any 1880. A finals del segle XIX i minihidràuliques: principis del segle XX l'energia hidroelèctrica va  Centrals d'aigua fluent: Es desvia una petita gaudir un desenvolupament tècnic molt ràpid. part del riu per crear un canal el qual es porta especialment degut a l'aparició del generador fins a la turbina. L'aigua sortint es torna al riu. elèctric i les millores de les turbines. Durant el segle XX es van continuar desenvolupant tècniques FIGURA 17. per millorar el rendiment d'aquests equips. INSTAL·LACIÓ MINI-HIDRÀULICA D'AIGUA FLUENT Actualment és l'energia renovable més utilitzada arreu del món (22% de l'electricitat mundial). tot i que el gran inconvenient segueix sent el gran impacte ambiental que aquestes instal-lacions. sobretot les de grans dimensions amb embassament. produeixen en el seu entorn. Per consums menors s'aplica la tecnologia coneguda com minihidràulica. els principis són els mateixos que l'energia hidràulica però a petita escala. amb una potència màxima de 10 MW. L'origen d'aquest tipus d'instal-lacions són de principis del segle XX quan es van construir per Egocheaga. 2009 cobrir les necessitats de petits municipis o indústries. però amb el pas dels anys van quedar  Centrals a peu de presa: L'aigua del riu es en desús. Actualment s'està intentant recuperar retinguda en un petit embassament. des de el aquestes instal-lacions abans de construir-ne de qual es vehicula fins a la turbina. L'aigua es noves de grans dimensions degut al menor retorna al riu. impacte ambiental causat. FIGURA 18. INSTAL·LACIÓ MINI-HIDRÀULICA A PEU DE PRESA Estat actual de desenvolupament La tecnologia minihidràulica es troba en fase de maduresa. La majoria d'instal-lacions s'ubiquen en zones rurals i aïllades de les zones habitades. Les instal-lacions a ciutats encara no són gaire comunes. tot i que existeixen plantes ja en funcionament que serveixen com exemple per futurs projectes. Una instal-lació a destacar és la Egocheaga. 2009 projectada a la ciutat d'Amman (Jordània). la qual s'integra dins d'un ampli projecte de construcció Segons la potència de la instal·lació es poden d'una nova planta de tractament d'aigües classificar com: residuals. col·locant la turbina entre l'estació de pretractament i la planta depuradora. aprofitant la • Pico centrals: potència menor de 5 kW diferència d'alçada existent (Denis. 2008). • Micro centrals: potència menor de 100 kW • Mini centrals: potència menor de 1.000 kW Pel que fa referència a Espanya. l'IDAE ha calculat • Petites centrals: potència menor de 1O MW un potencial de 6.700 MW de potència instal-lada per instal-lacions minihidràuliques. Durant la dècada dels anys 60 es va assolir el màxim Història nombre de preses d'aquest tipus. 1.740. Actualment continuen en funcionament al voltant L'energia de l'aigua s'ha aprofitat des de de 1.135. tot i que mitjançant una política l'antiguitat. Antigament s'utilitzava per moldre el d'incentius s'està intentant recuperar-les. Està gra o triturar materials mitjançant molins d'aigua. previst tenir una potència instal·lada de 2.380 MW que aprofitaven la força motriu dels rius per moure per l'any 2011 segons el Pla de Foment de les tot un seguit de mecanismes. No va ser fins Energies Renovables (WWF Spain. 201 0). A l'arribada de la revolució industrial quan Catalunya hi ha diverses centrals minihidràuliques. tècnicament es va tenir la capacitat de fer servir com ara la "Central hidroelèctrica St. Quintï' l 'aigua per la producció d'energia elèctrica. La situada al Ripollès. d'uns 200 kW. ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [19] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA   ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA gran inèrcia tèrmica del terra. per tant és molt instaHació de bomba de calor de circuit tancat. Tot important no escalfar l'aigua de refrigeració. i això les instal·lacions d'aprofitament de freàtic resulten ser la millor opció si el lloc geogràfic Com a inconvenient d'aquesta tecnologia es troba disposa d'una alta capacitat de subministrament el fet que es retorna aigua a la capa freàtica en d'aigua del subsòl, ja que el paràmetre que unes condicions fisicoquímiques diferents. s'altera mesura el rendiment (COP. Coefficient Of la xarxa de flux i el nivell piezomètric. es modifica Performance) és lleugerament més alt que al cas l'equilibri mineral i es possible l'auto-interferència la geotèrmia de circuit tancat. entre pous de bombeig i injecció. També són notables els problemes que poden arribar a existir A Espanya la referència en instal·lacions urbanes en la neteja dels filtres de les bombes. per la qual és la ciutat de Saragossa. que disposa al voltant de cosa es recomana la instaHació de bescanviadors 90 pous per climatització. tot i que a Sevilla i de titani (preparats per aigua de mar) prescindint Barcelona també existeixen bombes de calor que del filtre anterior a la bombes. o bé de almenys dos usen el freàtic. A diferència dels països del nord la pous de captació de manera que la neteja del filtre refrigeració sí que té un paper important en països d'un dels pous no signifiqui la parada de la com Espanya a l'hora de dissenyar una instal-lació instaHació. de bomba de calor amb freàtic: és per això que la gran majoria són reversibles. per tal de FIGURA 19. proporcionar calor durant !"hivern i fred durant INSTAL·LACIÓ DE FREÀTIC l'estiu. No existeix una base de dades amb la potència insta Ha da a Espanya. però s'estima que aquesta podria estar sobre els 50 MWt de capacitat en bombes de calor. Implementació a Barcelona A la ciutat de Barcelona tradicionalment s 'han aprofitat els pous freàtics per a usos industrials. Geo-Pro Desig n. 2009 sobretot a la zona del Llobregat i a la zona industrial del Poble Nou. Tota aquesta activitat extractiva tradicionalment ha mantingut el nivell Història freàtic a un nivell relativament baix respecte al nivell que es pot esperar de forma natural. però Tradicionalment s'ha extret aigua subterrània tot !·abandonament dels pous sobretot a partir dels construint pous fins a la capa freàtica. Aquestes anys 50 (la indústria va anar desapareixent) va fer extraccions han tingut les següents finalitats: que el nivell freàtic tornés a poc a poc al seu nivell ­ Usos agrícoles històric. ­ Usos domèstics L'any 1998 mitjançant el .. Pla per a l'aprofitament ­ Usos urbans de l'aigua del subsòl de Barcelona" es va impulsar ­ Usos industrials l'aprofitament de les aigües freàtiques per a usos ­ Drenatge i control de pressions sota preses no energètics. D'aquesta manera es buscava Pel que correspon a climatització, la primera estalviar aigua potable i alhora es controlava la instal·lació de bomba de calor geotèrmica de pujada del nivell freàtic. El creixement de l'ús del circuit obert va ser fabricada pel professor Carl freàtic des de que es va posar en marxa el Pla fins Nielsen de la Universitat d'Ohio l'any 1948 l'any 2005 va ser d'un 138.4% (Agenda 21 BCN. (Brennan & Gaber. 2009). posteriorment va anar 2006). una dada suficientment clarificadora de l'eficàcia de les mesures preses. L'any passat es agafant popularitat. especialment en països del nord d'Europa, a on la finalitat gairebé exclusiva és va donar per finalitzat el Pla un cop es van assolir atendre bombes de calor per calefacció. els objectius inicialment fixats. No obstant això l'ambició de seguir millorant l'eficiència i la sostenibilitat de la ciutat van provocar la creació d'un nou "Pla tècnic per a l'aprofitament dels Estat actual de desenvolupament recursos hídrics alternatius" (Ajuntament de La tecnologia de climatització mitjançant freàtic no Barcelona. 2009) . està gaire estesa. És molt s imilar a la geotèrmia de baixa entalpia. que no és res més que una ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [21] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA La instal·lació existent al Campus de la Ciutadella perforacions en un sòl a on ja n'hi ha moltes de la Universitat Pompeu Fabra és la referència a corresponents a xarxes de metro. trens. etc. Tot i la ciutat de Barcelona. Al subsòl sota la Universitat que es podrien aprofitar els pous ja existents de existeix una gran bossa d'aigua. i per tant clavegueram per extreure i injectar l'aigua freàtica. representa a efectes pràctics un recurs il-limitat En cas que l'abocament sigui al clavegueram. la per climatitzar l'edifici. controlant alhora que el temperatura no pot superar els 50°C. a més de nivell freàtic no pugi en excés. aspecte a tenir en pagar un cànon d'aigua i de clavegueram. compte ja que la biblioteca del centre està No cal oblidar aspectes de manteniment dels pous soterrada (López. 2009). Aquesta instal-lació ha i de la instal·lació. ja que les aigües freàtiques servit d'exemple per diversos estudis que s'han contenen llots i objectes que malmeten els realitzat a Barcelona. com ara el possible materials. aprofitament del freàtic a la Central de generació urbana de fred i calor al sector audiovisual del És bàsic tenir cura de l'abatiment que es realitza districte 22@. de l'aigua freàtica en edificis nous. aquest fet pot provocar la disminució de la cota a nivells L'ús directe de l'aigua del subsòl per a refrigeració negatius. ja que a nivell de mar un abatiment típic no és viable a la zona del 22@ degut a que la de 20-40 cm ja pot facilitar l'entrada d'aigua salina temperatura de l'aigua ronda els 18 oc i caldria que a l'aqüífer. amb tots els inconvenients que això estigués a 14 oc per aprofitar el salt tèrmic comporta. Per evitar aquest problema es poden (CLABSA. 2006). Aquest mateix estudi estimava un realitzar injeccions d'aigua prèviament. però consum d'aigua freàtica de 3.9 hm3/any per torres provoca un increment notable de la inversió. de refrigeració mentre que per bescanviadors de calor el consum és de 81.9 hm3/any amb un rati de 93 frig/m2h per oficines. Economia Aquest tipus d'instal-lacions requereixen una forta Estat normatiu inversió inicial. especialment influenciada per les perforacions a realitzar. però degut al seu bon Actualment no hi ha cap regulació per aquest tipus rendiment permeten un estalvi rellevant per dïnstal·lacions. En reacció a aquesta situació l'usuari en la seva explotació. l 'Agència Catalana de l'Aigua va elaborar una Guia anomenada "CLIMACA" amb el fet de definir amb El cost d'un pou d'extracció (80 cm de diàmetre. 1O el màxim de claredat possible els permisos m de profunditat. cabal 30 m3/h) és necessaris i garantir la protecció del medi. aproximadament 40.000 EUR. El cost d'un pou de CLIMACA conté una revisió de la normativa i de recarrega fins a 30 més de uns 50.000 EUR. El cost criteris tècnics actuals en altres països. així com de l'estació de bombeig i bescanviadors de plaques una avaluació de les tècniques analítiques i seria d'uns 125.000 EUR. numèriques per valorar la viabilitat de les Tenint en compte l'estalvi econòmic en electricitat instal-lacions geotèrmiques (Agència Catalana de consumida. i també en inversió evitada en una l'Aigua. 201 0). torre de refrigeració o en una bomba de calor Segons aquesta guia cal sol·licitar i obtenir el refrigerada per aire. resulta un període de retorn permís d'investigació previ en cas de no existir pou de la inversió d'uns 1O anys. preexistent en un emplaçament determinat; en cas que existeixi. cal demanar i obtenir la concessió administrativa. que inclou les dues accions 1. 8 EN ER GIA GEOTÈRMICA d'extracció i injecció de l 'aigua. sempre independentment del volum. Principi de funcionament L'energia geotèrmica té dos orígens principals. un Aspectes condicionants és la radiació solar i l'altre és el calor radio-gènic. Existeixen quatre tipus d'energia geotèrmica Un requisit bàsic per la viabilitat d'una instal·lació segons la seva finalitat: de climatització per freàtic és disposar d'una font prou gran d'aigua freàtica relativament propera a  Geotèrmia d'alta temperatura : La l'edifici. Com més a prop millor ja que reduirà les temperatura és superior a 150°C. Aquest recurs despeses de perforació i canalització. s'aprofita per la producció d'electricitat. La profunditat es troba entre 1.500 i 3.000 m. En els nuclis urbans com Barcelona resulta  Geotèrmia de mitja temperatura: El rang de especialment difícil per la problemàtica de temperatura es troba entre 1D O i 150°C. ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [22] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA      ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA TRT (Thermal Response TesO. El gran Estat actual de desenvolupament inconvenient dels col·lectors verticals és la inversió inicial. sensiblement superior als En aquest estudi només s'analitza el potencial del altres tipus. Per contra el ventall d'avantatges darrer tipus. és força ampli: l'ocupació de terreny és molt Avui en dia els dos principals referents mundials baixa el que causa que l'impacte visual sigui de geotèrmia de baixa entalpia són EUA i Suècia. negligible i la temperatura del subsòl es manté en aquest últim hi ha actualment més de 400.000 pràcticament constant per sota dels 1O m. bombes de calor geotèrmiques instal-lades. Tot i això a Espanya la geotèrmia somera o de baixa FIGURA22. entalpia és una realitat. tot i que no tan estesa com INSTAL·LACIÓ GEOTÈRMICA AMB COL·LECTOR VERTICAL en altres països europeus com ara Alemanya. França o la mateixa Suècia. En el conjunt europeu es calcula que hi ha quasi 15.000 MWt instal·lats (Plataforma Tecnológica Española de Geotermia (Geoplat) . 201 0). Manifold inside or El "Llibre blanc de l'energia renovable" prèvia l'any at the buHding 1997 una potència instat-la da l'any 201 O de 5.000 MWt. a l'any 2007 ja s'havia doblat aquest valor i actualment quasi s'ha triplicat la previsió. És una dada molt significativa del creixement que està experimentant aquesta tecnologia durant la darrera dècada. Actualment s'estan duent a terme Mands &Sanner. 2002 arreu d'Europa més de 50 projectes (Groundmed. 2009). Pel que fa a l'estat Espanyol resulta molt complicat Història fer cap previsió i inclús saber la potència L'energia geotèrmica és aquella emmagatzemada instal·lada degut a una falta de dades en forma de calor al subsòl. El primer coneixement estadístiques. Existeixen dades disponibles de que es té de la seva utilització és de 1000 anys a.C. subvencions a nou Comunitats Autònomes. entres quan a Xina es construeixen importants balnearis i les que no hi és Catalunya. fet que de ben segur a Grècia i l'Imperi Romà es fan servir aigües incrementaria el valor de 8.4 MW a finals de 2008 termals per higiene i calefacció. Una fita molt de potència instaHada conegut fins al moment. important en la història d'aquesta tecnologia va Altres estudis i estimacions asseguren que la tenir lloc al segle XIX. quan comença a funcionar la potència instaHada a finals de 2009 era de 15 MWt. primera calefacció geotèrmica a EUA. Més tard. s· estima un creixement anual del sector del 100 %. l'any 1930. a Islàndia es desenvolupa el que es pot considerar com la primera xarxa de districte geotèrmic del món per habitatges (Plataforma Implementació a Barcelona Tecnológica Española de Geotermia (Geoplat). La instaHació més emblemàtica d'energia 201 0). A principis del segle XX es realitza el primer geotèrmica a Barcelona es troba en el monument a experiment per produir electricitat a partir de Cristòfor Colom. que es va convert ir en el primer l'energia provinent del terra a Itàlia (Comunidad de monument català en fer servir aquesta tecnologia. Madrid. 2008). Disposa d'un col·lector de sis sondes doble U amb Durant el segle XX es van fer diversos avenços una profunditat de 100 m. Una instal-lació de claus per arribar a l'estat actual. especialment bomba de calor geotèrmica per als espais interiors durant els anys 70 i 80 quan degut a la crisi del del monument. suposa una solució molt adient en petroli i al desenvolupament dels plàstics aquest cas. ja que no suposa cap impacte visual i comercials la geotèrmia de baixa entalpia disposà calia preservar la imatge de una de les icones de la de preus competitius de mercat. ciutat. A Espanya la geotèrmia va aparèixer per aquestes Un dels projectes més ambiciosos que s'estan dècades degut també a les crisis energètiques. duent a terme actualment a Barcelona és L'any 1974 es realitza el primer document precisament d'energia geotèrmica. Es vol instal·lar anomenat "Inventario General de Manifestaciones a l'antic Hospital de Sant Pau la instal-lació més Geotérmicas en el Territorio Nacional". gran d'Europa amb una longitud de col·lector de 37 km. amb un nombre de perforacions al voltant de 400 (Vinyals. 201 0). ESTUDIS TÈCNICS- PECQ 2011-2020 [24] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA FIGURA23. CÀLCUL DE l'ESTALVI D'ENERGIA PRIMÀRIA Projecte de cogeneració a una centre que consumeix 100 unitats d'energia en forma de calor i 100 unitats en forma d'eLectricitat. FIGURA24. CICLE TERMODINÀMIC D'UNA PLANTA DE TRIGENERACIÓ (GENERACIÓ DE CALOR FRED I ELECTRICITAT) ESQUEMA DE PROCÉS D'UNA TRIGENERACIÓ A UN CENTRE HOSPITALARI PLANTA DETRIGENERACIÓ BASADA EN MOTOR DE GAS I MÀQUINA D'ABSORCIÓ DE SIMPLE EFECTE CENTRE HOSPITALARI + Aig uafreda l i 7112°( energ•alocal Bescanviador Calefacció Aerorrefrigerants Cê:lefacció 80/60 °C Bescanviador AC5 ACS 60°( ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [26] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA    ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA d'Europa. a on superen el 50% de quota de mercat Estat normatiu de calor. En el total del continent aquest valor és un 10 %. Una dada molt important a destacar és No existeix una normativa específica per aquest que el 80% del calor subministrat mitjançant tipus de xarxes. però resulta essencial el suport de Disctrict Heating prové d'energies renovables o de l'Administració pública en projectes de District recuperació de calor de processos industrials o Heating and Cooling. especialment en la fase producció d'electricitat (cogeneració) (Euroheat & inicial. que ha de contemplar la inversió necessària Power. 2009). A París hi ha en funcionament la per fer possible el projecte i la promoció que cal xarxa més gran de DHC. anomenada Climaespace. fer a la societat per tal que els clients es connectin. que dona servei a 500 edificis. entre els que es troba el Museu del Louvre. Aspectes condicionants La tendència actual és implementar el DHC al Sud d'Europa ja que és la zona a on no està consolidat. A l'hora d'implementar una xarxa de DHC cal tenir Els paràmetres més importants dels quals depèn en compte que és una instaHació de gran escala, i la seva implementació és la climatologia de l'indret per tant es requereix un gran espai per col· locar la i de la font de calor disponible (renovable o no). central de producció. Un altre problemàtica és la Resulta del tot recomanable instal·lar xarxes de xarxa en sí mateixa: cal soterrar totes les DHC degut a que és una manera de subministrar canonades corresponents a la impulsió i tornada energ ia de manera neta. còmoda i fiable. tant de l'aigua ca lenta i freda . amb tot el treball que comporta d'obra . aixecament de carrers i respectar les canonades ja instal-lades de gas i Implementació a Barcelona aigua convencionals. En conjunt un xarxa de DHC requereix una gran infraestructura . A Barcelona existeix una gran xarxa de DHC propietat de DISTRICLIMA a la zona del22@ i Poble Un dels aspectes condicionants també és tot el Nou. Va ser inaugurada l'any 2004 amb motiu del referent al manteniment del global de la Fòrum de les Cultures celebrat a Barcelona i instal-lació, ja que cal garantir en tot moment el actualment és la xarxa de DHC més important a bon estat del sistema i de les màquines per Espanya segons dimensió. diversitat de clients i assegurar el bon funcionament global. És implantació en una gran ciutat. Té una potència important estudiar cada connexió a un punt de insta l-la da de 35 MWt i 55 MWf. l'extensió de la consum de manera detallada. ja que sovint xarxa és 11 .3 km i la superfície climatitzada és sorgeixen barreres que dificulten aquesta aproximadament 488.000 m2 . La central de connexió . producció es troba a la zona del Fòrum. tot i que es preveu la construcció d'una segona central per l 'any 2011 (lnstiuto para la Diversificación y Ahorro Economia de la Energía (IDAE). 2010). Aquesta tecnologia requereix una inversió elevada. Actualment hi ha en marxa un projecte molt com per exemple la que es va realitzar inicialment ambiciós dut a terme per DALKIA i VEOLIA al Barri a la xarxa de DISTRICLIMA a la zona Fòrum de de la Marina. Gran Via de l'Hospitalet i el seu Barcelona. que va superar els 32 MEUR (Instituta entorn. Disposarà de dues centrals de producció. para la Diversificación y Ahorro de la Energía una estarà situada a la Marina (23.75 MWf i 15 MWt (IDAE). 2010). És una inversió que va incloure la de potència instal-lada) i l'altra a la Zona Franca (21 central de producció. el sistema de canonades - MWf i 34.9 MWt). Es crearà una planta de primer tram del troncal- i els bescanviadors valorització de biomassa (2 MWe de potència situats a 5 punts de consum. elèctrica nominal) i una central de recuperació de Es tracta de projectes de llarga vida útil fred de regasificació d'ENAGAS (30 MW de potència (concessions de l'ordre de 25-30 anys). intensius màxima instal-lada). la qual tindrà una xarxa de en capital inicialment i per tant amb períodes de transport fins a la central de Zona Franca. Està retorn de la inversió perllongats. de l'ordre de 10 a previst la connexió del 85% dels immobles 12 anys. previstos en el pla urbanístic i connectar els edificis a una distància de la xarxa de 100 m de D'altra banda permet a l'usuari tèrmic beneficis mitja. L'última fase del projecte contempla econòmics. com és per exemple el fet de no haver l'expansió fins a les noves zones territorials de d'invertir en equipaments als edificis com ara L'Hospitalet de Llobregat i els nous edificis de chillers. calderes o bombes de calor o escomeses serveis de la Zona Franca (Dalkia. 201 0). de gas. També representa un estalvi el fet de no haver de dedicar un espai dins l'edifici per ubicar ESTUDIS TÈCNICS- PECQ 2011-2020 [31 ] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA de diverses maneres. sempre i quan impliqui un Per instal-lacions més grans (450 kW) es poden estalvi d'energia primària i emissions de diòxid de arribar a valors de PBT de l'ordre de 7 anys la qual carboni a l'atmosfera. cosa podria fer més atractiva la implantació d'aquesta tecnologia. Aquests períodes de retorn El fet de que es requereixi un escalfament. i per són considerant que el calor necessari pel pre­ tant una possible despesa en generar aquest calor. escalfament és un calor residual. és a dir. gratuït. condiciona fortament l'ús d'aquesta tecnologia. En cas de no ser així es dispararia la inversió i seria totalment inviable econòmicament sense cap retribució o prima. Economia La instal-lació de turboexpanders suposa una inversió de l'ordre de 3.300 €/kW per instal-lacions petites. El fet de que no hi ha retribució de règim especial per aquesta tecnologia fa que es compliqui la seva implantació. L'única retribució rebuda és la de venta d'electricitat a preu de mercat (pool. 40 EUR/MWh actualment) i amb aquests valors els PBT de les instal-lacions ronden els 1O anys amb rendiments isoentròpics reduïts (sobre el67%) per instal-lacions menors de 10 0 kW. ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [33] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA  ­ ­ ­ ­ ­ ­  ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA FIGURA35. SUPERFÍCIE DE NOVA CONSTRUCCIÓ A BARCELONA (PART 3) Habitatges 81.000 41.532 18.987 169.600 Oficines 9.840 29.520 121.578 Comercial 480 1.440 5.930 Equipaments 840 2.520 10.378 Centres esportius 120 360 1.483 Hotels 720 2.160 8.896 Total 105.000 72.000 41.532 315.519 169.600 FIGURA36. SUPERFÍCIE D'EDIFICIS DE REHABILITACIÓ A BARCELONA 2.2 EN ER GIA SOLAR TÈRMICA Escenari tendencial Habitatges 1.313.539 Oficines 414.270 A partir de l'històric de l'energia solar tèrmica Comercial 20.208 proporcionat per AEB. s'ha fet una previsió Equipaments 35.365 temporal de l'evolució d'aquesta tecnologia dins Centres esportius 5.052 l'àmbit municipal. mitjançant una regressió de Hotels 30.312 tipus logarítmica. D'aquesta manera. es pot Total 1.818.746 comparar la tendència actual amb el potencial calculat dins l'escenari normatiu. Aquest potencial contempla tant la previsió d'obra nova construcció FIGURA37. DEMANDES ENERG~TIQUES SEGONS TIPOLOGIA D'EDIFICI com la previsió d'edificis rehabilitats a la ciutat de (-kWh/m2/any)- RATIS --- Barcelona. L'evolució es mesura en superfície de la placa solar instal·lada. Addicionalment. s 'ha previst l 'evolució d'aquelles Habitatges 23 30 20 instal-lacions dutes a terme voluntàriament. ja que Oficines 4 32 93 no entren dins el marc regulatiu de la normativa Comercial 4 32 93 Equipaments 10 32 31 existent. A continuació es mostren els resultats Centres esportius 31 53 58 obtinguts. Hotels 43 55 82 Per a l'obtenció d'aquests ratis. es va realitzar una taula on FIGURA39. s'agrupaven diferents valors d'aquests. procedents de diversos SUPERFICIE DE CAPTACIÓ SOLAR TOTAL TENDENCIAL estudis que ENERGIA LOCAL ha realitzat. Posteriorment. es va fer una elecció i es van proposar els valors a AEB. Finalment Superfície de captació solar t otal (m2) AEB va escottir la millor solució per caracteritzar les demandes 170.000 energètiques amb la seva experiència 1~9.750 127.500 FIGURA38. 106.250 DEMANDES DE POTÈNCIA SEGONS TIPOLOGIA D'EDIFICI 85.000 (W-/m2)- RATIS 63.750 42.500 y = 239.39x + 865.05 21.250 Habitatges -10 -70 -100 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 Oficines 1 80 117 Comercial 1 80 117 - Voluntaris 1999-2009 - Obligats OST 1999-2009 Object ius PMEB 1999-2010 o Previsió DST 201 0-2020 Equipaments 12 59 49 - Tendencial OST 1999-2020 - Tendencial volunt aris 201o-2020 Centres esportius 22 75 79 Hotels 14 86 94 ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [35] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA Potencial tecnològic en noves complexitat geomètrica o la manca de radiació edificacions i rehabilitacions solar degut a ombres permanents. ­ Es procedeix a calcular la superfície de terrat Amb l'objectiu d'establir el sostre del potencial de ocupada pels captadors. tenint en compte una l'energia solar tèrmica a ciutat de Barcelona s'ha inclinació de 45 graus respecte el pla seguit la següent metodologia. horitzontal (òptima per la producció d'ACS) i ­ En primer lloc s'ha caracteritzat la superfície de una separació entre plaques atenent el sostre construïda de la previsió futura Reglament d'lnstal-lacions Tèrmiques en d'actuacions urbanístiques proporcionada per Edificis (RI TE. ITE 1O . 1) . AEB segons les tipologies definides amb S'ha considerat la possibilitat d'orientar totes les anterioritat (nous habitatges. oficines ... ). plaques al sud (0° azimut) absorbint així el màxim Aquest procediment s'ha repetit per estimar la radiació solar. El valor d'aquesta s'ha obtingut de superfície de sostre rehabilitat segons tipologia. l'Atles de Radiació Solar de Catalunya. Aplicant la ­ Un cop definits els edificis tipus s'ha obtingut la superfície útil d'absorció i el rendiment de tres superfície total de terrat disponible. A models diferents de captadors s'ha calculat continuació s'ha aplicat un factor reductor del l'energia tèrmica aprofitable per al consum d'ACS. 70% sobre el terrat total que respon a la Els resultats obtinguts són els següents. disponibilitat d'aquest per la col-locació de plaques ja que es contempla la presència d'obstacles com ara antenes o xemeneies. la FIGURA40. POTENCIAL TECNOLÒGIC DE SOLAR TÈRMICA Nova construcció 950.706 313.717 246.991 Rehabilitació 296.568 97.862 77.047 Total 1. 247.275.0 411.579 324.039 Potencial econòmic i normatiu en noves Limitarem el potencial trobat a l'obligat per la edificacions i rehabilitacions normativa. L'DST de Barcelona contempla una cobertura d'ACS d'entre el 60 i el 70 per cent de la Després d'haver analitzat la inversió d'una demanda total. en funció de la tipologia i el volum instal-lació solar tèrmica per ACS s'ha constatat d'aigua calenta demandat per l'edifici estudiat. que el seu període de retorn considerant l'estalvi respecte el gas natural excedeix els 1O anys. S'ha En relació al manteniment de les instal-lacions. pres. doncs. com potencial econòmic normatiu. s'ha considerat un control rutinari cada sis mesos únicament aquell exigit per la normativa en vigor. com a mesura de prevenció contra la degradació dels elements que componen la instal-lació i l'acumulació de brutícia en els mòduls solars. Els resultats obtinguts són els següents. FIGURA 41. POTENCIAL ECONÒMIC I NORMATIU DE SOLAR TÈRMICA Nova construcció 201.169 66.382 52.263 Rehabilitació 85.476 28.206 22.207 Total 286.645 94.588 74.470 ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [36] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA FIGURA44. POTENCIAL TECNOLÒGIC DE SOLAR FOTOVOLTAICA Nova construcció 950.706 313.717 41.1 55.430 Rehabilitació 296.569 97.569 12.8 17.297 Total 1.247.275 411.580 53.9 72.720 Potencial econòmic i normatiu en noves funció de la superfície construïda i la tipologia de edificacions i rehabilitacions l'edifici considerat. S'ha prioritzat la solar tèrmica per a la cobertura d'ACS en aquells edificis on la Malgrat presentar un payback inferior a 1O anys. ordenança també ho obliga. emprant la superfície s'ha considerat únicament el potencial exigit per la restant disponible per les plaques fotovoltaiques. normativa. corresponent a 7 Wp/m 2 (const.) en FIGURA45. POTENCIAL ECONÒMIC I NORMATIU DE SOLAR FOTOVOLTAICA Nova construcció 200.206 66.065 9.2 12.453 Rehabilitació 30.132 9.943 1.4 1.874 Total 230.338 76.008 10,6 14.327 2.4 ENERGIA MINIEÒLICA Potencial tecnològic en noves edificacions i rehabilitacions Escenari tendencial La limitació d'aquesta tecnologia torna a ser els m2 Pel que fa a la ciutat de Barcelona no hi ha de teulada disponible. Així doncs s'ha partit tendència d'energia minieòlica ja que no s'ha d'aquest nombre i. mitjançant el radi d'actuació realitzat cap projecte d'aquesta tecnologia amb d'un aerogenerador. s'ha calculat el nombre èxit. Si mirem més enllà. per exemple a nivell màxim d'aerogeneradors que es podrien instal·lar. estatal. podem trobar alguns exemples El valor d'aquest radi d'actuació s'ha calculat amb d'instaHacions de minieòlica però en casos molt un programa d'una web Danesa experta en específics com s'ha comentat anteriorment. Cal dir l'energia eòlica. A continuació es mostren els que. en part. això és provocat pel fet de no compta resultats. amb una legislació específica que faci factible la inversió en aquests projectes. FIGURA46. POTENCIAL TECNOLÒGIC DE MINIEÒLICA Nova construcció 950.706 201 3.783 Rehabilitació 296.569 201 1.180 Total 1.247.275 4.963 ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [38] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA FIGURA47. COMPARATIVA OEL POTENCIAL TECNO.LÒGIC OE CINC MO-OELS DIFERENTS. O' AE ROGENERADO.RS . Nova construcció Energia generada (MWh/a) 5.958 6.966 22.102 29.450 39.140 Potencia generada (kW) 680 795 2.523 3.362 4.468 Rehabilitació Energia generada (MWh/a) 1.859 2.173 6.895 9.187 12.210 Potència generada (kW) 212 248 787 1.049 1.394 Total Energia generada (MWh/a) 7.817 9.139 28.997 38.637 51.350 Potència generada (kW) 892 1.043 3.310 4.411 5.862 S'han utilitzat 5 models diferents d'aerogeneradors amb potències compreses entre 1.5 kW i 7.5 kW i s'ha calculat l'energia i la potència generada per aquests. Cal dir que a l'hora d'escollir quin és el potencial generada per cada velocitat de vent. s'ha obtingut de màxims s'ha considerat la implantació del la potència generada per aerogenerador. Amb el model que més energia genera ( el model de 7.5 nombre d'aerogeneradors disponibles s'ha kW que proporciona 51.350 MWh/a). Aquest model obtingut el valor total de potència i energia proporcionaria més energia per unitat d'inversió. generada (aquesta última considerant 8760 hores la qual cosa vol dir que si hi hagués una normativa de funcionament a l'any). adequada per regular aquesta tecnologia aquest A continuació es mostra una taula exemple model seria el més viable. (aerogenerador de 5 kW) del càlcul esmentat on es Aquests valors s'han obtingut mitjançant les pot apreciar el recull de mostres de diferents freqüències dels vents de diferents anys. Amb la velocitats al llarg de 4 anys i el valor final de probabilitat dels vents i les fitxes tècniques dels potència proporcionada per aquest aerogenerador. aerogeneradors. on es proporciona la potència FIGURA48. COMPARATIVA DEL POTENCIAL TECNOLÒGIC DE CINC MODELS DIFERENTS D'AEROGENERADORS <·1 -6 -9 -4 -5 -24 --1.2 o o <2 48 71 27 43 189 9,1 o o <3 91 160 63 77 391 18.7 250 46,9 <4 99 187 67 122 475 22.8 550 125.2 <5 BO 177 54 60 371 17.8 780 138.7 <6 140 77 39 55 311 14.9 1.350 201.3 <7 43 33 38 42 156 7.5 1.800 134.6 <8 31 13 13 20 77 3.7 2.100 77.5 <9 8 8 4 6 26 1.2 2.700 33.7 <10 6 8 5 8 27 1.3 3.400 44.0 <11 5 7 5 6 23 1.1 4.400 48.5 <12 4 5 4 3 16 0,8 5.000 38.4 Total 561 755 323 447 2086 100,0 ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [39] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ... ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA 2.8 COGENERACIÓ I metodologia. s'han pres mesures per superfícies M ICROCOGEN ER ACIÓ construïdes compreses entre 1.000 i 10.000 m2 i potències instaHades que osciHen entre els 5.5 kW i els 125 kW per a cada tipologia. Escenari tendencial Aquest valors s'han calculat per totes les Actualment hi ha un total de 27.7 MW de potència combinacions proposades en el full de càlcul de de cogeneració instal·lada a la ciutat de Barcelona. com parat iva de tecnologies (trigeneració. que es corresponen amb grans centres calefacció i ACS ... ). consumidors d'energia com són els hospitals i el sector industrial. En els propers any només es preveu la instaHació de 1O MW addicionals que Potencial econòmic i normatiu en noves cobririen les demandes de fred i calor de l'Hospital edificacions i rehabilitacions del Mar i el seu entorn (Hotel Ars ... ). Es considera que un 5 % del potencial de la millor D'altra banda. la microcogeneració no té una forta solució per a cada tecnologia es durà a terme. presència a la ciutat. La prova és que actualment només hi ha 230 kW de potència instal·lada (2008- 2009). La tendència en aquest cas situaria el potencial al voltant dels 2 MW instal·lats l'any 2020. Potencial en edificis existents S'ha afegit aquest punt en aquesta tecnologia degut a que. així com en la resta de tecnologies no Potencial tecnològic en noves es dona o si més no és menyspreable. la cogeneració està comprovat que s'implanta en edificacions i rehabilitacions edificis existents. S'ha calculat el potencial de cogeneració Aquest potencial s'ha estimat mitjançant dades de mitjançant un software propi que permet estimar projectes reals que ENERGIA LOCAL té constància amb prec1s1o l'aportació horària de la que es duran a terme en els propers anys i amb microcogeneració per cada tipologia i segons la l'experiència en el sector. superfície construïda de l 'edifici analitzat. S'ha de tenir en compte que s'ha tirat a la baixa D'aquesta manera es possible estimar tant la per no contemplar més potencial que el que cobertura energètica com el rendiment elèctric realment hi haurà. de manera que aquests valors equivalent i el percentatge d'estalvi d'energia seran superats en l'horitzó 2020. primària (segons Directiva 2004/8/EC). Seguint la FIGURA 50. POTENCIAL TECNOLÒGIC DE MICROCOGENERACIÓ 50.994 77.775 207.081 215.214 FIGURA 51. POTENCIAL ECONÒMIC I NORMATIU DE MICROCOGENERACIÓ 2.550 3.889 10.354 10.761 FIGURA 52. POTENCIAL DE COGENERACIÓ EN EDIFICIS EXISTENTS 14.000 23.100 29.400 70.000 ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [43] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA FIGURA 53. CARACTERITZACIÓ DE LES ESTACIONS DE REGULACIÓ I MESURA DE GAS NATURAL A LA XARXA DE 36 BARG A BARCELONA Cerdanyola 70.000 30,99 11.75 Sant Adrià 100.000 31.89 10.73 Zona Franca 240.000 33,14 11,08 Aquests cabals nominals són els cabals que es barg de mitja. De totes les subestacions existents a donen a l'hivern. però l'estiu només circula un 10% la ciutat (com s'ha esmentat al punt 11.4 són 21 d'aquest ja que el consum de Gas Natural és subestacions) a continuació es mostra una taula on redueix notablement. Mitjançant la tecnologia es recullen les dades de funcionament de les que turboexpander el que es proposa és instal·lar una més potencial energètic. dit d'una altre manera de turbina en paral-lel a les vàlvules d'expansió. així les subestacions on realment seria viable. s'aprofitaria aquest caiguda de pressió per generar tecnològicament i fins i tot econòmicament (PBT de electricitat. 1O anys). la im plantació de turboexpanders. Concretament. s'han considerat les subestacions Des d'aquestes estacions s'envia el gas natural a que disposaven d'un cabal nominal superior a diverses subestacions localitzades arreu de la 10.000 Nm3/h ja que aquestes proporcionaven ciutat de Barcelona on la pressió. en la majoria potències raonables. d'aquestes. es torna a reduir passant de 9.7 a 3 FIGURA 54. CARACTERITZACIÓ DE LES ESTACIONS DE REGULACIÓ I MESURA MÉS SIGNIFICATIVES CONNECTADES A LA XARXA DE 36 BARG A BARCELONA Magòria 30.000 9,33 3.4 Travessera de les Cort 15.000 9.24 3.4 Sant Andreu 20.000 9.96 3.0 Horta 22.000 9,64 3.4 Montbau 15.000 9,52 1.8 Sant Gervasi 30.000 9.15 3.5 Sarrià 30.000 9,34 3,0 Icària 36.000 9,79 3,7 Sant Martí 30.000 10.21 3.55 Finalment. amb aquestes dades de funcionament i circula és el cabal mínim que circula al llarg d'un considerant un rendiment isoentròpic del 70% s'ha any (1 0% del cabal nominal). Així doncs. en la taula calculat el potencial de màxims tant de les següent es recullen els valors de potència i energia estacions com de les subestacions. A l'hora de generades tant per les 3 ERM's com per les 9 realitzar el càlcul s'ha considerat que el cabal que subestacions més significatives. FIGURA 55. CARACTERITZACIÓ DE LES ESTACIONS DE REGULACIÓ I MESURA MÉS SIGNIFICATIVES CONNECTADES A LA XARXA DE 36 BARG A BARCELONA Estacions connectades a la xarxa 780 6.831 de 36 barg (3 estacions) Estacions connectades a la xarxa 436 3.817 de 16 barg (9 estacions) TOTAL 1.216 10.648 ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [45] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA Potencial econòmic i normatiu Seria necessària una breu justificació dels valors obtinguts en la col·lisió de tecnologies. Les úniques La manca de legislació específica i per tant d'una tecnologies que podrien coHisionar en l'escenari tarifa en règim especial. combinada amb un PBT plantejat serien la solar tèrmica, la solar d'instaHacions de petita potència no gaire atractius fotovoltaica i la minieòlica. degut a que totes fa que es consideri un potencial econòmic i precisen l'ocupació de m 2 de teulada. Però si ens normatiu de 465 kW que generaria uns 4.070 fixem no tenim cap problema a l'hora de MWh/a d'electricitat. col·lisionar-les. ja que no arribem. ni de bon tros. a Aquest potencial s'ha obtingut considerant que ocupar tota la teulada disponible (950.706 m2 en s'implantaria el turboexpander a l'estació que més nova construcció. 296.569 m2 en rehabilitació, és a dir. 1.247.275 m 2 en total). Si sumem tots el m2 potència proporciona (ERM Zona Franca) ja que seria més rentable que la implantació d'aquesta ocupat per aquestes tres tecnologies en la col·lisió tecnologia en qualsevol de les altres estacions. obtenim un valor de l'ordre de 568.090 m2 (443.585 2 Aquesta instaHació podria ser de demostració per m corresponents a nova construcció. on s'inclouen 2 veure el funcionament d'aquesta tecnologia. els 13.689 m voluntaris i 124.505 m 2 corresponents a rehabilitació). S'ha vist que no hi ha cap problema de col-lisió de 2.11 TAULA RESUM DE tecnologies. així que s'ha considerat el potencial econòmic/normatiu com el potencial obtingut al POTENCIAL TECNOLÒGICS O ·oE col·lisionar les tecnologies amb excepció de la MÀXIMS" solar tèrmica i la cogeneració. Al calcular el potencial de col-lisió d'aquestes tecnologies s'ha A continuació es mostra l'escenari de màxims de sumat el potencial voluntari (en el cas de la solar cada tecnologia. el potencial econòmic i normatiu. tèrmica) i el potencial en edificis existents (en el el potencial voluntari de la tecnologia Solar cas de potencial de cogeneració) al tèrmica. així com el potencial d'edificacions econòmic/normatiu obtenint-se així un valor existents de la cogeneració i per últim la col·lisió lleugerament superior per aquestes tecnologies. de tecnologies. Per últim aclarir que el que manca per cobrir les Al llarg del punt "Estudis de potencials demandes energètiques de calor i fred en aquest particularitzats" d'aquest document s'ha exposat el escenari s'ha suplert amb calderes i bombes de mètode d'obtenció dels valors del potencial de calor, respectivament. Tota la demanda elèctrica màxims i econòmic/normatiu de cada tecnologia. l'ha cobert la xarxa elèctrica de manera que la així com el potencial voluntari de la Solar tèrmica i generació elèctrica s'ha considerat injectada el de cogeneració en edificis existents. íntegrament a la xarxa. tal com permet el RD661 de generació d'electricitat en Règim Especial i tal com és pràctica habitual avui en dia en noves instaHacions. ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [46] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA FIGURA 56. RESUM DE L'ESCENARI DE MÀXIMS DELS EDIFICIS DE REHABILITACIÓ I DE NOVA EDIFICACIÓ I 1 --- Solar tèrmica Solar fotovoltaica Biomassa Minieòlica Expanders Freàtic Geotèrmia Cogeneració DHC Dalkia DHC Districlima ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [47] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA 3. ESCENARI DE COL·LISIÓ DE TECNOLOGIES. BALANÇ ENERGÈTIC GLOBAL 3.1 ESCENARI DE COL·LISIÓ DE Per confeccionar l'escenari final s'ha partit del potencial obtingut en la col-lisió de tecnologies. TECNOLOGIES atès que aquests potencials són molt restrictius. Com s'ha comprovat en el punt anterior. totes les A continuació s'exposa la situació base i l'escenari tecnologies han entrat a formar part de la situació de col-lis ions de tecnologies g lobat. tenint en final en la seva capacitat màxima. La part que compte tant els edificis de nova construcció com queda per cobrir és on s'han utilitzat les els de rehabilitació. així com la tecnologia dels tecnologies de la situació base. expanders (la qual no va associada a cap edifici) i la cogeneració en edificis existents. La generació d'en erg ia elèctrica mitjançant energies renovables i mesures d'eficiència El mètode seguit pels següents dos diagrames és energètica és molt important per tal de reduir el mateix. En primer lloc hi ha l'esquema emissions de C02. Mitjançant la solució trobada es corresponent a la situació proposada inicialment generen 100.702 MWh anuals. el que significa un per l'AEB. amb les emissions de diòxid de carboni 1.33% del consum elèctric total de Barcelona l'any generades per cada ús (calor. fred o electricitat) i la 2008. Pel que fa la generació elèctrica en règim suma total d'aquestes. En segon lloc. es mostra el especial implicaria un augment d'un 30% respecte resultat de col-lisionar les diverses tecnologies a l'any 2008 (336.000 MWh/a). estudiades. Com s'ha esmentat en el punt anterior. totes les tecnologies entren en l'escenari de És important remarcar la reducció d'emissions de col-lisions de manera que aquest s'ha obtingut a diòxid de carboni que la nova situació implica vers base d'addicionar les energies aportades per cada la inicial. al voltant d'un 28% menys, gràcies a la tecnologia. introducció d'energies renovables i d'eficiència energètica. ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [48] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA Escenari global FIGURA 57. SITUACIÓ BASE I ESCENARI DE COL·LISIONS GLOBAL Emissions totals Emissions totals 200.224 tones (Q,fany 144363 tones OOJany -27,!1% Energia Solarfoto\IDI!alca 14,2 96 (MWh/any) Micro-e~ 10,1 96 Exponders4,0% ~ Eòlica 1,6% Generació , , · -14.833 tones CO.Jany electnc1tat ·· 100.102 MWh/any .. DHC Distridima 6,7 !H. ' DHCo..Jkio3,7 '16 Mlcro.CHP 2..9 96 Biorna55• 0,3 'Ió Calor Calor 358.157 MWh/any C::~ lderd 7';) 3% 71.805 tones COJany 37.804 tones COJany Micro.CHP edif. exist. 5,7'1!> BC Geo1êrmi DHCCl;llki•3,1% Micro.CHP 1,0% BC Freàtic O, I !H. Fred Fred 23.232 tones COJany 16.206 to nes COJany 404.625 MWh/any Electricitat Electricitat 732.!!01 WtWh/any 105.186 tones (Q,Jany 732.801 105.186 tones COJany SITUACIÓ BASE ESCENARI DE COL·LISIONS ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [49] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA Escenari corresponent a edificis de nova construcció FIGURA 58. SITUACIÓ BASE I ESCENARI DE COL·LISIONS DELS EDIFICIS DE NOVA CONSTRUCCIÓ Emissions totals Emissions totals 142,!194 tones CO,Jany 119.758 tones CCh/any -16,3% Energia (MWh/ony) Minieòlica 5,6% 20.!194 MWh/any DHC Di>tri<:lima 1 0,7 '16 DHC Dakia 5,8 'Ió Micro-CHP 3 % Sioll'lilssaU.!i'ló SC Fr9tio 0,3 ~ Calor Calor 27.431 tones CCh/any 225.232 MWtllany 43.813 tones ((),{any 225.232 MWh/any BCGeotèrmic:a5,1 '16 DHC Dalkia 3,3 'Ml Mi=/any 34.028 tones CO,Jany -11,5% Energia (MWhlany) Minieòl/any 5.634 MWh/any Solar tèrmica 21,5 'Ib BC Geotèrmica 8,7'!1> Mlcro/arry 10 3.525 MWh/any 16.932 tones CO>!any Caldera 78.0 % Fred ~ 3.259tones CO>/any Fred 3.080 tones CO:Jany 56.763 IIIWh/any 56.763 MWh/any Electricitat Xa•)la electuca Electricitat 14.605 tones CO>/arry _ MWh/any 14.605 tones CO>!any 10 1.746 IIIWh/any 10 1 746 SITUACIÓ BASE ESCENARI DE COL·LISIONS ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [51] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA 3.2 RESUM D'altra banda. s'han realitzat uns gràfics multivariables on es mostra el comportament de S'ha determinat que el potencial d'estalvi d'energia cada tecnologia segons 5 paràmetres diferents: les primària (gas natural) que s'ha experimentat en la emissions de co2. la inversió inicial. el període de implementació d'energies renovables i eficiència retorn (PBT). el combustible fòssil estalviat i. per energètica a la ciutat de Barcelona és d'un 47,5% últim. l'impacte visual que generen a la ciutat però respecte la solució base. S'ha comptabilitzat sobre sobretot al usuari consumidor. la demanda d'energia tèrmica l'estalvi és del43.2%. La valoració que es fa d'aquests paràmetres és: El desenvolupament d'aquest pla de desplegament des de 1'1. que representa el valor més gran en de tecnologies comportarà: quant als paràmetres numèrics (pel paràmetre "impacte el territori". el que més impacte provoca). ­ La generació de 100.702 MWh/a d'electricitat fins a O que representa el valor més petit en quant distribuïda a la ciutat. en forma sobretot de als paràmetres numèrics (pel paràmetre "impacte microcogeneració i d'energia fotovoltaica. del territori". el que menys impacte provoca). ­ Atendre la demanda de calor de noves S'ha diferenciat segons si la tecnologia. edificacions i rehabilitacions prioritàriament principalment. generava energia tèrmica o energia arn b energia solar tèrmica. district heating. microcogeneració i bombes de calor amb elèctrica ja que molts d'aquests paràmetres no són comparables sense fer aquesta diferenciació. Cal geotèrmia. remarcar per entendre els resultats que. tot i ­ Atendre la demanda de fred de noves aquesta diferenciació. el càlcul del tant per ú edificacions i rehabilitacions prioritàriament relatiu al valor màxim s'ha realitzat amb les 1O amb district heating. microcogeneració tecnologies estudiades. Tot seguit es mostren els bombes de calor amb geotèrmia. resultats obtinguts: FIGURA60. COMPORTAMENT DE LES TECNOLOGIES DE GENERACIÓ TÈRMICA SEGONS DIFERENTS PARÀMETRES Tecnologies generació tèrmica Emisions C0 2 1,0 Impacte al territori Inversió inicial ~Solar tèrm ica ~Biomassa - Freàtic estalviat - Geotèrmia ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [52] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA FIGURA 61. COMPORTAMENT OE LES TECNOLOGIES OE GENERACIÓ ELÈCTRICA SEGONS DIFERENTS PARÀMETRES Tecnologies generació elèctrica Emisions C02 1,0 Impacte al terri tor nversió inicia l ~Cogeneració - Turboexpanders ~Solar fotovolta ica - Mini-eòl ica - Minihidràulica FIGURA62. COMPORTAMENT DE LES TECNOLOGIES AFECTADES PER NORMATIVA SEGONS DIFERENTS PARÀMETRES Tecnologies af ectades per nor mativa Impacte al territo( ~Sola r tèrmica - Biomassa ...,_Freàtic --Geotèrmia - DHC estalviat - Cogeneració 3.3 CONCLUSIONS Cal reforçar des de l'Ajuntament de Barcelona el suport al desplegament de tecnologies netes. per tal de mantenir i ampliar el compromís municipal amb el medi ambient. L'estudi realitzat, que incloent l'eina de software desenvolupada per tal de comparar l'impacte de diferents tecnologies en el sector terciari. demostra que l'anàlisi i la planificació energètica són elements clau en l'establiment de criteris mediambientals consistents i robustos, i per tant també en la consecució dels objectius perseguits per Barcelona de minimització de l'impacte de l'activitat humana en el nostre entorn . ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [53] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA FIGURA63. SOLUCIONS ESTUDIADES SEGONS TIPOLOGIA D'EDIFICI -- - - -- - A: ST+~CHP+CA A: ~CHP+CA A: ~CHP+CA A: DHC-Dist. A: DHC-Dist. A: BlOM A 0: ~CHP+CA C:CA C: ~CHP+CA C: DHC-Dist. C: DHC-Disl. C: BlOM F: HP F: HP F: HP F: DHC-Dist. F: DHC-Dist. F:- A: ST+ ~CHP+CA A: ~CHP+CA A: ST+CA+HP A: DHC-Dalk. A: DHC-Dalk. A: DHC-Disl. B C: ~CHP+CA C: ~CHP+CA C:CA C: DHC-Dalk. C: DHC-Dalk. C: DHC-Dist. F: ~CHP+HP F: HP F: HP F: DHC-Dalk. F: DHC-Dalk. F:- A: ST+DHC- A: ST+HP A: ST+CA A: ~CHP+CA A: DHC-Dalk. e Dist C: HP C:CA C: DHC-Dist. C: ~CHP+CA C: DHC-Dalk. F: HP F: Abs.Sol.+HP F: DHC-Dist. F: iJCHP+HP F:- A: ST+DHC- A: ST+DHC- A: ST+DHC- A: ST+HPgea A: ~CHP+CA Dalk. Dist. Dis t. D C: HPgeo C: iJCHP+CA C: DHC-Dalk. C: DHC-Disl. C: DHC-Dist. F: HPgeo F: iJCHP+HP F: DHC-Dalk. F: DHC-Dist. F:- A: ST+DHC- A: ST+DHC- A:~CHP+CA A: DHC-Disl. A: ~CHP+CA Dalk. Dalk. E C:CA C: DHC-Dist. C: ~CHP+CA C: DHC-Dalk. C: DHC-Dalk. F: HP F: DHC-Dist. F: _lJCHP+HP F: DHC-Dalk. F:- A:~CHP+CA A: DHC-Dalk. A: BlOM F C: ~CHP+CA C: DHC-Dalk. C: BlOM F: HP F: DHC-Dalk. F: HP A: ST+DHC- A:~CHP+CA Di st. G C: ~CHP+CA C: DHC-Dist. F: iJCHP+HP F: DHC-Dist. A: ST+DHC- A: HPgeo Dalk. H C: HPgeo C: DHC-Dalk. F: HPgeo F: DHC-Dalk. A: DHC-Dist. A: BlOM I C: DHC-Dist. C: BlOM F: DHC-Dist. F: HP A: DHC-Dalk. J C: DHC-Dalk. F: DHC-Dalk. A: ST+ DHC-Dist K C: DHC-Dist. F: DHC-Dist. A: ST+ DHC-Dalk. L C: DHC-Dalk. F: DHC-Dalk. A: DHC-Dist. M C: DHC-Dist. F: HP A: DHC-Dalk. N C: DHC-Dalk. F: HP ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [55] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA 4.2 BASES DE CÀLCUL energia. Tanmateix. també és necessari tabular els ratis de les emissions de co2 segons el Les dades de partida per a la realització del combustible o sistema utilitzat per l'obtenció de software han estat: certa energia.  Primerament. s'ha partit dels ratis de demandes energètiques per m2 construït FIGURA 64. diferenciades segons tipologia d'edifici i segons CONSUMS RESPECTE DEMANDA tipus de demanda.  Posteriorment. s'ha considerat el fet que la demanda energètica d'un edifici no té perquè ser el consum final que aquest realitza. Així 31% 100% 100% 100% doncs. s'han utilitzat uns percentatges del 31% 100% 100% 100% consum que es realitza respecte la demanda 100% 100% 100% 100% que es requereix. 100% 100% 100% 100%  Un cop caracteritzat el consum energètic. 100% 100% 100% 100% només ens cal tindre els rendiments. pèrdues i 100% 100% 100% 100% altres paràmetres que caracteritzen les màquines o sistemes que produeixen aquesta FIGURA65. RENDIMENTS. COP"S I RATIS D'EMISSIONS DE C02 Rendiment caldera standard segons CT (+3*logPn. on Pn és potència instat-la da) 80% Rendiment caldera Biomassa 88% COP bomba de calor standard per FRED 250% COP bomba de calor standard per CALOR 280% COP bomba de calor GEOTERMIA per FRED 400% COP bomba de calor GEOTERMIA per CALEFACCIÓ 500% COP bomba de calor GEOTERMIA per ACS 300% COP màquina d'absorció simple efecte Brli 65% COP termoelèctric 100% Rati emissió COz mix generació elèctrica de Catalunya (g/kWh) 143.54 Rati emissió C02 gas natural (g/kWhPCI) 202.14 Rati emissió C02 per generació elèctrica (g/kWh) segons 2004/8/EC (BT) 447.71 Rati consum elèctric bombeig calor en DHC (MWhe/MWhcalor) 0.02 Rati consum elèctric bombeig fred en DHC (MWhe/MWhfred) 0.08 Pèrdues xarxa de calor (en termes d'energia consumida/generada) 5.5% Pèrdues xarxa de fred (en termes d'energia consumida/generada) 3.0% Consum de gas Dalkia per calor (kWhPCI/kWht a usuaris)- projecció 2020 1.18 Consum d"electricitat Dalkia per fred (kWh/kWhf a usuaris)- projecció 2020 0.00 Rati emissió COz calor Dalkia (g/kWht) 237.67 Rati emissió C02 fred Dalkia (g/kWhf) 0.00 Consum de gas Districlima (kWhPCI/kWht a usuaris)- projecció 2020 0.12 Consum d"electricitat Districlima (kWh/kWhf a usuaris)- projecció 2020 0.15 Rati emissió COz calor Districlima (g/kWht) 23.49 Rati emissió COz fred Districlima (g/kWhf) 34.53 (**)Rati m2 placa solar/m2 teulada 0.33 Rati Energia generada per m2 teulada (kWh/(a·m2 teulada)) 259.8 Rati recuperació de calor en HP per ACS (kWh ACS/kWh FRED) 0.20 ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [56] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA  Per l'estimació de les inversions realitzades  Per últim. per la implantació de la segons la solució emprada s'han utilitzat uns tecnologia solar tèrmica s'ha seguit el ratis en la majoria dels casos €/kW instal·lat criteri més restrictiu dels tres que es però en algunes tecnologies es precisaven més mostren a continuació segons el consum dades. d'ACS: FIGURA66. RATIS D'INVERSIÓ SEGONS TECNOLOGIA EMPRADA Solar tèrmica 970.44 2.32 2474 (Vitosol-3.000) Caldera habitatge 1500 0,01 Bomba de calor 1000 0,02 habitatge (HP) Bomba de calor 2000 0.02 habitatge (HP geotèrmia) Districlima 63,08 190,99 Dalkia 63,08 190,99 Biomassa 300 Caldera Industrial 92 Bomba de calor 61 (HP) industrial Màquina 700 d'absorció FIGURA67. COBERTURA D'ACS OBLIGADA SEGONS DIF-ERENT-S NORMATIVES -50-5000 - .6.0%. -50% -30% 5001 - 6000 60% 55% 30% 6001-7000 60% 65% 35% 7001-8000 60% 65% 45% 8001-9000 60% 65% 52% 9001-10000 60% 70% 55% 10001-12500 65% 70% 65% >12500 70% 70% 70% ESTUDIS TÈCNICS - PECQ 2011 -2020 [57] ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA        ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ йил ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ йил ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ йил ­ ­ йил ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ йил ­ ­ ­ ­ йил ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ йил ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ йил ­ ­ ­ ­ ­ йил ESTUDI DE POTENCIAL DE DESENVOLUPAMENT D’ENERGIES RENOVABLES I EFICIÈNCIA ENERGÈTICA A BARCELONA