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Biomasa, fuente sostenible de energía térmica con tendencia positiva en España
SOSTENIBILIDAD Y EFICIENCIA ENERGÉTICA
PROYECTOS DE CALOR RENOVABLE EN PEQUEÑOS MUNICIPIOS: AHORRO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA A GRAN ESCALA
� Javier Díaz González Presidente de la Asociación Española de la Biomasa (Avebiom) La Asociación Española de la Biomasa (Avebiom) ha presentado dos proyectos al Gobierno de España para favorecer la implantación de la biomasa como fuente de energía renovable en municipios de menos de 5.000 habitantes, donde reside alrededor del 4,5% de la población del país. Se trata de desarrollar hasta 100 nuevas redes de calor con biomasa local, que darían servicio a unas 250.000 personas en el entorno rural y, por otro lado, favorecerían el recambio de sistemas de calefacción obsoletos por equipos individuales de biomasa de última tecnología que utilicen biocombustibles certificados en 255.000 viviendas.
Estas dos iniciativas presentadas por Avebiom al Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico movilizarían 1.000 millones de euros y encajan plenamente con objetivos del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia del Estado, con el que el Gobierno de España guiará la ejecución de 72.000 millones de euros de fondos europeos hasta 2023. Son proyectos altamente factibles en el entorno rural, donde existe un elevado porcentaje de viviendas unifamiliares que aún utilizan para calentarse contaminantes calderas de gasóleo, estufas de gas butano e incluso de carbón en alguna zonas, y donde también siguen funcionando muchas estufas y calderas de leña anticuadas, no conformes al reglamento de Ecodiseño. El planteamiento general del proyecto es mejorar el acceso a la energía térmica a los habitantes de municipios de menos de 5.000 habitantes, facilitándoles el acceso a un sistema que reporta grandes beneficios: ahorro en la factura, mayor confort y mejor calidad del aire cercano. En estos núcleos de población, el suministro de calefacción y ACS se soluciona habitualmente mediante calderas de combustibles fósiles individuales, con pre-
BUENAS PERSPECTIVAS.
A pesar de la excepcional situación vivida en 2020, las ventas e instalaciones de equipos de biomasa siguieron aumentando y se han puesto en marcha varias redes de calor en distintos puntos del país
dominio del gasóleo. La leña y el carbón se siguen empleando en muchas zonas, y también el gas butano. Un porcentaje importante de estos equipos se ha quedado anticuado, agravando con ello el problema de las emisiones de partículas y otros contaminantes. Instalar redes de calor en municipios que cuenten con potencial de biomasa en un radio de 30 km supondría sustituir miles de calderas y estufas obsoletas por sistemas centralizados de biomasa mucho más eficientes, dotados de equipos de filtración de los gases de escape de alta eficiencia y gestionados de forma profesional. En cuanto a la provisión de biocombustible, hay que apuntar que España cuenta con una ingente cantidad de biomasa endógena susceptible de ser utilizada como fuente de energía renovable y sostenible. Desde agrobiomasas residuales como la paja, los sarmientos o las podas de olivo y árboles frutales, a subproductos de la industria agroalimentaria, como el hueso de aceituna, el orujillo, las cáscaras de frutos secos o los huesos de frutales, y la biomasa forestal residual generada en los aprovechamientos selvícolas. Las redes de calor propuestas calentarían una superficie de 10 millones de metros cuadrados de uso público, residencial y dotacional, utilizando para ello 150.000 toneladas de biocombustibles renovables cada año. Además, estas redes, al sustituir el uso de combustibles fósiles, evitarían la emisión de 120.000 toneladas de CO2 cada año. La gestión de las instalaciones y el abastecimiento de biocombustible, una vez construidas, darían empleo directo a más de 300 personas. Según los últimos datos recogidos por el Observatorio de la Biomasa, a finales de 2020 en España funcionaban 434 redes de biomasa y 50 proyectos se encontraban en distintas etapas de desarrollo. El 64,3% de estas redes se ubica en poblaciones de menos de 5.000 habitantes. Para hacer realidad el aumento de redes de calor propuesto, Avebiom estima necesaria una inversión pública de 150 millones de euros, que generaría una tracción de la inversión privada de 225 millones de euros adicionales. Con una potencia global superior a 1.400 MW térmicos, el proyecto aportaría más del 1,5% al objetivo de calor renovable que establece el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC). El PNIEC, de hecho, contempla un aumento de la penetración de este tipo de instalaciones.
Sustitución de 255.000 equipos obsoletos
Esta importante rehabilitación energética de las viviendas tendría efectos muy positivos; por un lado, el reemplazo de equipos contaminantes por sistemas de biomasa acordes con el reglamento de Ecodiseño reduciría de forma notable las emisiones actuales y, por otro, supondría un acceso más económico a la calefacción para toda la población. Según calcula la asociación, completar la sustitución de equipos propuesta beneficiaría a más de 635.000 personas, el 11,4% de la población que habita en localidades de menos de 5.000 habitantes. Estas calderas y estufas de biomasa requerirían 265.000 toneladas de biocombustibles certificados al año; cantidad perfectamente suministrable por los productores nacionales.
Las redes de calor propuestas calentarían una superficie de 10 millones de metros cuadrados de uso público, residencial y dotacional.
Instalar redes de calor en municipios que cuenten con potencial de biomasa en un radio de 30 km supondría sustituir miles de calderas y estufas obsoletas por sistemas centralizados de biomasa mucho más eficientes.
Lograr este reemplazo masivo de equipos aportaría 115 ktep de energía térmica bruta renovable, contribuyendo con un 3,2% al incremento de energías renovables para calor y frío que establece como objetivo el PNIEC. Para lograrlo, Avebiom cree necesaria una inversión pública de 337 millones de euros, que activaría otros 321 millones de euros desde el sector privado. El proyecto propone la realización de una campaña de publicidad a gran escala para motivar el cambio por parte de los usuarios y también la creación de un sistema de registro nacional de pequeños equipos de biomasa.
Tendencia positiva en 2020 y 2021
A pesar de la excepcional situación vivida en 2020 y que aún perdurará por un tiempo en 2021, el sector español de la bioenergía está logrando mantener una tendencia positiva. En 2020, las ventas e instalaciones de equipos de biomasa siguieron aumentando y se han puesto en marcha varias redes de calor en distintos puntos del país. Creemos que en 2021 veremos un nuevo acelerón en las instalaciones de biomasa térmica gracias a las numerosas convocatorias de ayudas que se siguen lanzando, tanto a escala regional como nacional y, esperemos, también a la llegada de los fondos europeos para la recuperación. El sólido crecimiento del sector se sustenta en tres pilares fundamentales: la sostenibilidad de la materia prima; la calidad de los biocombustibles sólidos; y la evolución tecnológica de los equipos de combustión, tanto en rendimiento como en reducción de emisiones. Desde julio de 2021, todos los estados miembros deberán tener la directiva de renovables (Directiva (UE) 2018/2001) transpuesta ya a sus legislaciones
Completar la sustitución de equipos propuesta beneficiaría a más de 635.000 personas, el 11,4% de la población que habita en localidades de menos de 5.000 habitantes.
nacionales. La biomasa es la fuente renovable más utilizada en la UE con cerca del 60% de contribución, por lo que debe considerarse como una energía fundamental para alcanzar los objetivos de neutralidad en las emisiones de carbono a 2050 tanto en la UE, como en España. Según las últimas estimaciones realizadas por el Observatorio de la Biomasa, en 2019 se instalaron más de 57.000 nuevas estufas y calderas de biomasa de pequeña y mediana potencia, hasta acumular alrededor de 340.000 dispositivos en total. Pendientes de concluir el procesamiento de los datos recogidos durante 2020, seguramente el parque de equipos de calefacción doméstica con biocombustibles estará rondando ya las 400.000 unidades. En 2021 veremos avances en más de 50 proyectos de redes de calor con biomasa ya iniciados, algunos de los cuales se unirán a las 434 instalaciones inventariadas en 2020. Este concepto deberá ganar más protagonismo en nuestro país por las enormes ventajas que aporta, tanto ambientales como económicas: permiten abastecer a cientos o miles de personas y eliminar sus chimeneas individuales por una única instalación más eficiente y causante de notablemente menos emisiones. Y, además, contribuyen a rebajar los gastos en importaciones de combustibles fósiles que lastran cada año la balanza de pagos nacional, además del bolsillo del ciudadano. En cuanto a los biocombustibles sólidos, en 2019 se alcanzó el récord de producción de pellets, con 714.000 toneladas. Las condiciones invernales y las importaciones desde Portugal son factores que afectan a la producción de cada año, esperamos que las plantas de pellets nacionales suministren entre 650.000 y 800.000 toneladas en 2021, cubriendo cerca del 90% del consumo nacional previsto. La última edición del Mapa de los Biocombustibles Sólidos de Avebiom muestra 83 fábricas de pellet, 61 de astilla y 25 de hueso de aceituna inventariadas en el último año en España. Estos centros de producción tienen capacidad para poner en el mercado millones de toneladas de biocombustibles cada año. Al finalizar la década, el 82% de todo el pellet fabricado en el país se certificó con calidad ENplus, el sistema de certificación líder en el mundo. Por otra parte, cada vez más productores de astilla, hueso y otras biomasas sólidas mediterráneas se interesan en certificar sus producciones con el sello específico BIOmasud. En 2021 avanzaremos en la redacción del plan estratégico para la valorización energética de la ingente cantidad de biomasa agrícola que se genera España. También este año, en el mes de septiembre, organizaremos en Valladolid una nueva edición de la feria Expobiomasa, una inmejorable oportunidad para ver las últimas novedades del sector de la bioenergía. En paralelo, se celebrará el I Salón del Gas Renovable, que organizamos junto con la asociación Aebig.
PROYECTO SINGULAR
Mercado de San Antonio (Barcelona)
INNOVADORAS INSTALACIONES GEOTÉRMICAS PARA UNO DE LOS EDIFICIOS MÁS EFICIENTES DE 2020
El singular mercado de San Antonio de Barcelona, en rehabilitación durante nueve años (20092018), ha sido reconocido como uno de los edificios más eficientes energéticamente de 2020 por sus instalaciones innovadoras y sostenibles. Es el mercado de mayores dimensiones de la Ciudad Condal y, desde su rehabilitación, cuenta con una de las instalaciones geotérmicas de pantallas termoactivas más grandes de Europa. Este proyecto de instalaciones, obra del premiado estudio AA25, se diseñó con criterios de sostenibilidad y tratando de impactar lo menos posible en el icónico edificio, obra de Antoni Rovira i Trias en 1882.
El Mercado de San Antonio se sitúa en el ensanche de Barcelona, sobre el límite medieval de la muralla que cerraba la ciudad, junto a la puerta del mismo nombre. El edificio se proyecta y construye en 1882 por el arquitecto Antonio Rovira i Trías sobre el ya implantado Plan Cerdá de 1855. Durante la vida del edificio se llevan a cabo diversas actuaciones de adecuación y actualización a las necesidades del mercado y en el período 2009-2018 se proyecta y ejecuta, por parte del despacho RavetllatRibas, la rehabilitación y ampliación del edificio, de acuerdo con el nuevo programa funcional determinado por el Instituto Municipal de Mercados de Barcelona. Ello representa la restauración de los 6.000 m2 de edificio patrimonial desarrollado en planta baja y la ampliación hasta los 55.000 m2 consecuencia de la adición de cuatro sótanos donde se deberían desarrollar funciones tales como actividad comercial en superficies de gran formato, carga y descarga de los productos de mercado, su almacenamiento, cámaras frigoríficas de uso común al mercado, depósito de residuos y superfície de aparcamiento.Si bien el proyecto no contaba con el tratamiento climático completo de la totalidad del volumen del edificio, sí era muy importante la cantidad de aire que se debía vehicular entre el interior del edificio y el exterior, bajo los conceptos de climatización, ventilación y disipación térmica en la producción energética requerida. Como explica Miquel Camps, CEO de AA25, “dado el carácter patrimonial del edificio, se debía preservar al máximo sus características arquitectónicas, pero al mismo tiempo resolver las necesidades tecnológicas que eran demandadas para el funcionamiento del mismo. Tratar climáticamente un edificio inicialmente pensado como un ambiente eminentemente abierto al exterior y catalogado como edificio patrimonial obligó a definir estrategias de funcionamiento y soluciones constructivas diferentes de las habituales y, sobre todo, con un gran respeto por la arquitectura preexistente”. Como dato significativo, cabe destacar que el edificio requiere la vehiculación de 1.800 Tm/h de aire en todos los conceptos. Cantidad que hubiera sido más elevada de no disponer del sistema de aprovechamiento geotérmico que se planteó en el edificio. Los aproximadamente 18 m de profundidad requerida para el desarrollo inferior del edificio, así como la característica geológica de la presencia en el solar de un nivel freático elevado (sobre los 7,00 m de profundidad) propició la necesidad de la perimetralización de la manzana del mercado mediante pantallas de cimentación de 38 m de profundidad, hasta alcanzar estratos de terreno impermeables que permitieran un control efectivo de la presencia en la obra de agua freática.
PREMIO A LA EFICIENCIA Y LA INNOVACIÓN
Las instalaciones sostenibles del mercado han sido premiadas con el premio 3 Diamantes en 2020. El edificio ha ganado el primer premio en la categoría de instalaciones de más de 200 kW en esta 6ª edición de los premios que otorga Mitsubishi Electric en obras de ingeniería, por su carácter altamente eficiente y potenciadoras de ahorro energético. La reforma del mercado más grande de la ciudad entró en concurso en 2001 y se otorgó al equipo de arquitectura Pere Joan Ravetllat-Carme Ribas, que contó con la colaboración de
AA25/SLP Arquitectura & Instal-lacions, el estudio recientemente premiado con el galardón 3 Diamantes. También se contó con la intervención de la ingeniería de estructuras Esteyco; con el equipo de arquitectos técnicos Toledo-Villareal y de la ingeniería Ipae como dirección de ejecución de las instalaciones; con Sacyr-Copcisa en calidad de constructora; Sacyr-Valoriza como ejecutora de las pantallas termoactivas; y de la UTE formada por las empresas Elecnor-Alainsa como ejecutoras de las instalaciones mecánicas y eléctricas.
Vista parcial de una de las cuatro centrales geotérmicas del edificio.
Dado el carácter patrimonial del edificio, se debía preservar al máximo sus características arquitectónicas, pero al mismo tiempo resolver las necesidades tecnológicas que eran demandadas para el funcionamiento del mismo.
Ello supuso disponer de 16.500 m2 de superficie de fachada contra el terreno que permitió generar un gran intercambiador térmico mediante el uso de 44 km de tubería de polietileno reticulado formando bucles verticales con colectores horizontales en su parte superior, que permitían conseguir, aproximadamente, 500 kW en refrigeración y 650 kW en calefacción, sin necesidad de intercambio con el exterior. “Esta solución permite el intercambio térmico de la instalación de climatización con la temperatura del terreno. Temperatura que se mantiene prácticamente constante durante todas las épocas del año”, señala Camps.
Funcionamiento del sistema
El edificio, en su configuración energética total, dispone de cuatro centrales aerotérmicas situadas en la parte superior de los cuatro testeros de los chaflanes de la manzana edificada y cuatro centrales geotérmicas situadas en las mismas verticales que las anteriores, pero situadas en la planta del primer sótano. Las centrales aerotérmicas producen energía térmica, suministrándola directamente a cada uno de los cuatro climatizadores de que disponen cada una de ellas. Climatizadores que disponen de doble intercambiador para poder recibir la energía del sistema geotérmico. La producción energética de aprovechamiento geotérmico se realiza mediante cuatro bombas térmicas agua-agua a seis tubos de 160 kW nominales de capacidad.
Los equipos proyectados permiten bombear calor, en primera instancia, entre zonas interiores del edificio con demandas simultáneas de calor-frío, y vehicular hacia o desde el terreno, la cantidad de energía resultante: “Dado los altos valores de los coeficientes de prestación de los equipos, se consigue unos excelentes valores de aprovechamiento energético y, como consecuencia, un alto valor de sostenibilidad de la instalación”, subrayan desde el estudio AA25.
La distribución de la energía obtenida por aprovechamiento geotérmico se realiza mediante un anillo perimetral en la planta -1 del edificio, que permite interconectarse con las cuatro subestaciones de distribución frío-calor para las cuatro usuarios ubicados en aquella planta sin contacto directo con el exterior. Además, como añade Miquel Camps, “este anillo permite suministrar energía térmica disponible a las cuatro centrales aerotérmicas en cada uno de los vértices del mercado, donde se hallan los 16 climatizadores zonales de la planta de ventas”. Por ello, los primeros usuarios que gozan de la energía que se aprovecha del sistema geotérmico son las zonas que no disponen de posibilidad de generación aerotérmica y, con la energía sobrante, se van alimentando climatizadores previamente desconectados del sistema aerotérmico, consiguiendo así el máximo aprovechamiento del sistema geotérmico frente al sistema aerotérmico.
Esquema genérico conceptual del sistema de aprovechamiento geotérmico.
PRINCIPALES PARÁMETROS DE LA INSTALACIÓN
Longitud de pantallas: 435 mp (metros lineales de pantalla) Profundidad de pantallas: 38 m Superficie total de pantallas (intercambio): 16.530 m2p (metros cuadrados de pantalla) Capacidad de disipación/captación térmica: 25÷35 W/m2p Densidad superficial: 2,66 m/m2p Longitud total de sondas: 43.970 m Potencia de disipación/captación unitaria: 9,40÷13,10W/ms (metros lineales de sonda) Potencia térmica a disipar/captar del terreno: 415÷580 kWt (kilovatio térmico) Potencia frigorífica (a generar): 350÷500 kWf (kilovatios térmicos en refrigeración) Potencia calorífica (a ganerar): 440÷620 kWc (kilovatios térmicos en calefacción)
