MA-DHC

MA-DHC és un projecte de recerca que es desenvolupa en el marc del Pla de Doctorats Industrials de la Generalitat de Catalunya en col·laboració amb la Universitat Politècnica de Catalunya pel període 2022-2024, dins del Programa de Doctorat de Sostenibilitat (Co-director Dr. Ignasi Herms).

El projecte preveu d’una banda, el desenvolupament de noves tècniques de modelització i simulació per l’avaluació de xarxes de districte de refrigeració i calefacció de quarta i cinquena generació (4GDHC i 5GDHC) amb recursos geotèrmics de molt baixa entalpia complementats amb altres energies renovables orientat al territori de Catalunya.

D’altre banda, és generarà una nova eina per ajudar a la presa de decisions en quant a la seva implantació a Catalunya en els àmbits de la sostenibilitat urbana. Aquesta eina tindrà preferentment la forma d’un programari de lliure accés per al disseny i dimensionament de xarxes modernes de districte de fred i calor. Es basarà en la integració de les dades geotèrmiques disponibles i elaborades per part de l’ICGC i comptarà amb una interfície gràfica d’usuari suficientment amigable per fer-la accessible al major nombre possible d’usuaris.

 

Esquema conceptual d’una xarxa de 5à generació (ICGC, 2022; modificada de Garcia-Céspedes, et al., 2022)

Antecedents al projecte MA-DHC

Atenent al consum d’energia final de la UE,  el sector de l’edificació suposa el 40% del total, i aquest es correspon amb el 36% de les emissions d’efecte hivernacle. Des d’una perspectiva diferent, el 50% dels usos finals de l’energia corresponen a calefacció i refrigeració, i d’aquí el 80% són responsabilitat dels edificis.

Per tal de poder assolir la neutralitat climàtica al 2050 al territori de la UE, d’acord amb la seva estratègia a llarg termini, s’ha de promoure en aquest sector un augment de la seva eficiència energètica i un ús massiu de les energies renovables, i en particular, de les renovables tèrmiques.

D’altra banda, els efectes del canvi climàtic també estan propiciant un augment progressiu de les necessitats de refrigeració en el parc d’edificis, sobretot en els països mediterranis i climes temperats.

S’estima que al 2050, fins al 50% de la demanda de fred i calor a la UE podria generar-se sota l’esquema de xarxes de districte de calefacció, refrigeració i aigua calenta sanitària (ACS).  Per aquest motiu, una de les tecnologies clau que Europa està impulsant per assolir els seus objectius de descarbonització i lluita contra el canvi climàtic són les xarxes de districte de baixa i molt baixa temperatura, intel·ligents, flexibles i optimitzades, també conegudes com 4th and 5th generation district heating and cooling networks (xarxes 4GDHC i 5GDHC, respectivament), a partir de fonts exclusivament locals i 100% renovables, sobretot amb tecnologies eficients com la bomba de calor geotèrmica (BCG). Precisament, en àrees densament poblades, les xarxes 4GDHC i 5GDHC suposen el millor escenari per a l’aprofitament d’un recurs renovable tèrmic tan net, eficient, disponible i local com és la geotèrmia superficial. Això inclou tant sistemes oberts (aprofitament de l’energia tèrmica present a masses d’aigua tan superficials com subterrànies) com sistemes tancats (aprofitament de l’energia tèrmica present al subsol) i sistemes d’emmagatzematge tèrmic. A més, les xarxes de districte modernes admeten la combinació de diverses tecnologies renovables a la vegada, creant sinèrgies evidents com la hibridació de geotèrmia superficial amb energia solar fotovoltaica.

Per valorar l’ús dels recursos geotèrmics i la seva aplicació en xarxes de climatització eficients de fred i calor, és necessari desenvolupar eines que facilitin als tècnics avaluadors un ràpid procés de modelització en les fases preliminars d’estudis i projectes, per així facilitar la presa de decisions cara a integrar-les en els plans i programes de sostenibilitat i energia en àrees urbanes. D’altra banda, cal una forta component didàctica en aquest tipus d’eines que ajudi a una major sensibilització de la societat sobre l’existència dels recursos geotèrmics i de les seves bondats.