Nuevas tecnologías de calefacción y refrigeración urbana

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Esta ficha tecnológica sobre las nuevas tecnologías en torno a la calefacción y refrigeración urbana sintetiza algunos hechos considerados significativos por nuestros Fellows en la actividad de la Plataforma Presans.

Antecedentes

Las primeras redes urbanas de calefacción y refrigeración se remontan al Imperio Romano.

En el contexto de las políticas actuales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la eficiencia de los sistemas de calefacción y refrigeración, el tema de las redes urbanas de calefacción y refrigeración es importante. Las ciudades son, en efecto, el mejor lugar para aplicar las sinergias. De hecho, los entornos urbanos muestran una creciente heterogeneidad en términos de necesidades energéticas:

  • Las necesidades de calefacción de la mayoría de los edificios antiguos son elevadas (50° C)
  • Las necesidades de los edificios renovados y nuevos son menores (35° C)
  • Las tasas de adaptación siguen siendo modestas
  • Algunos sitios especiales. tienen necesidades muy elevadas (hospitales)
  • La preparación de agua caliente representa una parte importante de las necesidades
    • Las redes de calefacción urbana se utilizan desde hace décadas para satisfacer estas necesidades :

      • Suponen el 10% del calor consumido en Europa
      • Permiten el uso a gran escala de tecnologías eficientes de conversión de energía
        • Sin embargo, las necesidades de refrigeración son cada vez mayores. Por otro lado, la eficiencia de las bombas de calor descentralizadas está aumentando. Por último, hay que tener en cuenta que las estructuras urbanas limitan el tamaño máximo de las tuberías que se pueden utilizar.

          Actores consolidados del sector

          Entre las empresas líderes en calefacción y refrigeración urbana se encuentran las siguientes:

          Engie (Francia); Veolia (Francia); NRG Energy (EEUU); RWE (Alemania); Vattenfall (Suecia); Danfoss (Dinamarca); Fortum (Finlandia); Statkraft (Noruega); Alfa Laval (Suecia); Korea District Heating Corporation (Corea del Sur); SSE (Reino Unido); Radet (Rumanía); FŐTÁV Zrt. (Hungría).

          Estas empresas explotan redes basadas en tecnologías de primera, segunda o tercera generación:

          • Primera generación (1880-1930): todavía utilizada en París, este tipo de red se compone de tubos de acero que atraviesan el hormigón y transportan el vapor. Su eficiencia energética es baja.
          • Segunda generación (1930-1970): la red transporta agua a presión y utiliza combustibles fósiles como fuente de energía.
          • Tercera generación (1970-2020): tuberías preaisladas; estaciones de distribución compactas, también conectadas a fuentes de energía renovables; sistemas de medición y control.

          La tendencia es aumentar la eficiencia energética, y así reducir la temperatura de calefacción necesaria para el funcionamiento del sistema.

          Nuevas tecnologías para ciudades inteligentes

          Las nuevas tecnologías de calefacción y refrigeración pretenden optimizar las sinergias a través de redes urbanas avanzadas, y adoptando enfoques innovadores en el campo de la conversión de gases (fósiles o renovables).

          Concretamente, el perfil de las próximas generaciones de redes tiene este aspecto:

          • Cuarta generación (en desarrollo): sistema de cuatro tubos altamente integrado para calefacción y refrigeración, medición inteligente y múltiples integraciones con fuentes de energía renovables.
          • Quinta generación (en desarrollo): sistema de dos tubos y baja temperatura que permite el free-cooling y se acopla a bombas de calor, medición inteligente, múltiples integraciones con fuentes de energía renovable y plantas de recuperación de calor residual.
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