Creando comunidades libres de carbono: Energías renovables y más allá

Cómo las comunidades urbanas pueden impulsar la descarbonización y asumir su papel en la transición energética.

Dado que las ciudades albergan una proporción cada vez mayor de la humanidad y son responsables de las tres cuartas partes del consumo de energía primaria, las comunidades urbanas deben estar en el centro de la acción de descarbonización global. Gauri Singh, subdirector general de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), habla de las oportunidades que tienen las zonas urbanas para reducir las emisiones. Las tecnologías de Grid Edge juegan un papel importante.

 

Por Ward Pincus

Está claro que las ciudades, que albergan a tanta gente y tanta actividad humana, desempeñarán un papel crucial a la hora de impulsar la transición energética y llevar a la humanidad hacia un futuro descarbonizado. Es más, hay buenas razones para que las ciudades adopten un futuro con bajas emisiones de carbono. Han pasado quince años desde el hito histórico en el que se estimó que más del 50 por ciento de la población mundial vivía en ciudades. Para 2050, esa proporción será de casi el 70 por ciento. Al mismo tiempo, las ciudades representan alrededor del 75 por ciento del uso global de energía primaria y más del 70 por ciento de las emisiones de GEI relacionadas con la energía, según la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA).

 

Las poblaciones urbanas, especialmente el gran número que vive a lo largo de las costas, sentirán de manera desproporcionada el impacto del cambio climático, debido al aumento del nivel del mar y el impacto del clima extremo. Las medidas tomadas para apoyar la descarbonización pueden fortalecer la resiliencia de la ciudad y fomentar el crecimiento económico y la creación de empleo. Las ciudades también saben que, dada su enorme contribución a las emisiones de GEI, sus acciones pueden tener un impacto enorme.

¿Qué es Grid Edge?

El Grid Edge es la interfaz del suministro y la demanda de energía distribuida con la red eléctrica. Las soluciones y tecnologías en esa interfaz incluyen todos los activos de demanda, activos de generación distribuida y servicios que permiten que esas tecnologías funcionen. Los ejemplos incluyen generación fotovoltaica distribuida, edificios y controles de edificios inteligentes, medidores inteligentes, vehículos eléctricos, almacenamiento de baterías y muchos otros.

Reduciendo la huella urbana

Las ciudades pueden hacer mucho para impulsar la descarbonización. Para empezar, los edificios y la construcción son responsables del 36% del uso global de energía y del 39% de las emisiones de CO2 relacionadas con la energía anualmente. La calefacción y la refrigeración son los principales contribuyentes a las emisiones de los edificios, por lo que la electrificación de estos sistemas es clave.

 

El cambio de hornos de combustibles fósiles a bombas de calor eléctricas `` puede aumentar la eficiencia energética en la mayoría de los casos al menos tres veces '', dice Gauri Singh, Director General Adjunto de IRENA, y agrega que los sistemas de calefacción y refrigeración de distrito pueden mejorar significativamente la eficiencia de estos servicios. Los edificios también pueden albergar paneles fotovoltaicos y calentadores solares térmicos de agua, así como baterías eléctricas en el lugar.

Las ciudades son actores clave en la transición energética y la importancia de su papel solo se fortalecerá.
Gauri Singh, Director General Adjunto de IRENA

La conexión de estos activos dentro de un edificio o en un campus o vecindario a través de un sistema de gestión de energía de edificio inteligente (BEMS) puede reducir drásticamente la demanda de energía. Mediante el uso de datos de sensores de edificios y pronósticos meteorológicos, un BEMS puede predecir los requisitos de energía y la producción para determinar cuánta de la energía producida en el sitio debe almacenarse para su uso posterior o alimentarse a la red. Este sistema se está probando en un área de cinco edificios del distrito de Aspern Seestadt en Viena que conecta BEMS, almacenamiento compartido de baterías eléctricas, almacenamiento de agua caliente, energía solar fotovoltaica y bombas de calor para minimizar el consumo de energía de todo el sistema.

Energías renovables en la ciudad

En las ciudades, la fotovoltaica es la tecnología de energía renovable más probable que se implemente, dice Singh. Los paneles se pueden montar en estructuras construidas que incluyen viviendas, edificios de departamentos y oficinas, edificios gubernamentales, fábricas, hospitales y estacionamientos. La medición neta puede alentar a las entidades privadas a instalar estos sistemas acreditando a los propietarios u otros operadores privados por la electricidad que envían a la red.

 

La adaptación generalizada de la energía solar fotovoltaica montada en el techo o los vehículos eléctricos requiere tecnologías habilitadoras, lo que es más importante, una red inteligente que pueda gestionar la variabilidad del suministro de energía renovable, la generación de energía cada vez más descentralizada y los requisitos de demanda adicionales de una mayor electrificación. Para ayudar a una red inteligente a hacer frente, los distritos de la ciudad pueden diseñar para una máxima flexibilidad de demanda, dice Singh. Esto puede incluir electrodomésticos inteligentes y BEMS que responden al aumento de las tarifas eléctricas u otras señales de la red cambiando a la energía de la batería en el sitio o reduciendo el consumo.

 

En Copenhague, el proyecto de investigación EnergyLab Nordhavn ha desarrollado una red inteligente que integra electricidad, calor y transporte en el vecindario de Nordhavn. El proyecto está explorando la flexibilidad de la demanda para abordar la alta proporción de energía eólica en la red, mediante el uso de baterías, vehículos eléctricos para el almacenamiento de energía, calefacción inteligente en los apartamentos y bombas de calor y almacenamiento térmico para permitir el desplazamiento de la carga del sistema de calefacción de distrito y una reducción de las temperaturas requeridas en el sistema.

La movilidad se vuelve eléctrica

“La electrificación es esencial en el sector del transporte”, dice Singh, dado que más del 95 por ciento de la energía total utilizada en el sector del transporte se basa en combustibles fósiles. Esto significa desplegar y fomentar los coches, camiones y autobuses eléctricos y el ferrocarril. Las redes de carga inteligentes pueden fomentar el cambio simplificando el proceso de carga del vehículo.

La electrificación es fundamental en el sector del transporte.
Gauri Singh, Director General Adjunto de IRENA

El distrito londinense de Westminster Borough, por ejemplo, ya ofrece 1.000 puntos de recarga para vehículos eléctricos. Solo en Sutherland Avenue, se han instalado discretamente 24 conexiones a medida que se cortan enchufes negros en las farolas existentes. La medición móvil remota permite que el sistema maneje sin problemas toda la facturación.En total, Londres tiene 5.900 puntos de carga, incluidos más de 3.000 cargadores Ubitricity, lo que convierte a la capital británica en el líder en Europa en términos de densidad, muy por delante de Ámsterdam, París y Berlín, y destacando su apuesta por la electrificación del transporte.

Acoplamiento sectorial

La combinación del sector de la energía con el transporte y otros sectores mejora la flexibilidad e impulsa la eficiencia. El distrito de Düren en Alemania está construyendo una planta fotovoltaica y electrolizadora para producir hidrógeno limpio. Diseñada para interactuar con la red local, la planta producirá suficiente hidrógeno para los autobuses y trenes de hidrógeno del distrito. La planta se puede ampliar si crece la demanda de transporte.

 

El acoplamiento sectorial también puede vincular la gestión y el transporte de desechos, como señala Singh, con el biometano de los vertederos y los lodos de aguas residuales de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales que presentan fuentes rentables de combustibles de bajo costo, "al tiempo que evitan que el metano se libere a la atmósfera".

Una buena política es crucial

Si bien los avances tecnológicos son parte de la solución, los legisladores y los reguladores deben alentar la inversión a largo plazo en sistemas con bajas emisiones de carbono o sin emisiones de carbono, señala Singh. "Sin señales de políticas a largo plazo, los inversores, desarrolladores y consumidores pueden perder la confianza y la voluntad de participar en las actividades necesarias". Agrega que esta formulación de políticas debe considerar a todas las partes interesadas "para garantizar una gobernanza sostenible, una transición que se adapte a las comunidades locales y una transición justa e inclusiva que no deje a nadie atrás".

Sin señales de políticas a largo plazo, los inversores, desarrolladores y consumidores pueden perder la confianza y la voluntad de participar en las actividades necesarias.
Gauri Singh, Director General Adjunto de IRENA

Las ciuedades pueden comenzar con objetivos de sostenibilidad local, dice Singh, y agrega que los gobiernos urbanos pueden establecer códigos de construcciín municipales que requieran nuevas construcciones de alta eficiencia y la modernización de edificios existentes. Los gobiernos locales pueden emitir ordenanzas u ofrecer incentivos para fomentar la energía solar en la azotea para calefacción y refrigeración, prohibir los vehículos de combustión y desarrollar una infraestructura de carga para apoyar la adopción de vehículos eléctricos. La electrificación del transporte público es una forma en que las ciudades pueden promover un futuro con bajas emisiones de carbono. Ciudades como Leipzig están implementando infraestructura de carga para impulsar las rutas de los autobuses.

 

Das las muchas oportunidades para la descarbonización en las ciudades, junto con el crecimiento continuo de las poblaciones urbanas, Singh reitera: "Las ciuedades son actores clave en la transición energética, y la importancia de su papel solo se fortalecerá".

 

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Junio 15, 2021

 

Autor: Ward Pincus es periodista independiente de negocios y tecnología. Vive y trabaja en Dubai, Emiratos Árabes Unidos.

 

Créditos de las imágenes: Siemens, Getty Images