MA-DHC

MA-DHC es un proyecto de investigación que se desarrolla en el marco del Plan de Doctorados Industriales de la Generalidad de Cataluña en colaboració con la Universidad Politécnica de Cataluña para el período 2022-2024, dentro del Programa de Doctorado de Sostenibilidad.

El proyecto prevé, por un lado, el desarrollo de nuevas técnicas de modelización y simulación para la evaluación de redes de distrito de refrigeración y calefacción de cuarta y quinta generación (4GDHC y 5GDHC) con recursos geotérmicos de muy baja entalpía complementados con otras energías renovables orientado al territorio de Cataluña.

Por otro lado, se generará una nueva herramienta para ayudar a la toma de decisiones en cuanto a su implantación en Cataluña en los ámbitos de la sostenibilidad urbana. Esta herramienta tendrá preferentemente la forma de un software de libre acceso para el diseño y dimensionado de redes modernas de distrito de frío y calor. Se basará en la integración de los datos geotérmicos disponibles y elaborados por parte del ICGC y contará con una interfaz gráfica de usuario suficientemente amigable para hacerla accesible al mayor rango posible de usuarios.

 

Esquema conceptual de una red de 5ª generación (ICGC, 2022; modificada de Garcia-Céspedes, et al., 2022)

Antecedentes en el proyecto MA-DHC

Atendiendo al consumo de energía final de la UE, el 40% corresponde al sector de la edificación, lo cual representa el 36% de las emisiones de efecto invernadero. Desde una perspectiva diferente, el 50% de los usos finales de la energía corresponde a calefacción y refrigeración, y de ahí el 80% son responsabilidad de los edificios.

Para poder alcanzar la neutralidad climática en 2050 en el territorio de la UE, de acuerdo con su estrategia a largo plazo, debe promoverse en este sector un aumento de su eficiencia energética y un uso masivo de las energías renovable, y en particular, de las renovables térmicas.

Por otro lado, los efectos del cambio climático también están propiciando un aumento progresivo de las necesidades de refrigeración en el parque de edificios, sobre todo en los países mediterráneos y climas templados.

Se estima que, en 2050, hasta el 50% de la demanda de frío y calor en la UE podría generarse bajo el esquema de redes de distrito de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria (ACS). Por este motivo, una de las tecnologías clave que Europa está impulsando para alcanzar sus objetivos de descarbonización y lucha contra el cambio climático son las redes de distrito de baja y muy baja temperatura, inteligentes, flexibles y optimizadas, también conocidas como 4th and 5th generation district heating and cooling networks (redes 4GDHC y 5GDHC, respectivamente), a partir de fuentes exclusivamente locales y 100% renovables, sobre todo con tecnologías eficientes como la bomba de calor geotérmica (BCG). Precisamente, en áreas densamente pobladas, las redes 4GDHC y 5GDHC suponen el mejor escenario para el aprovechamiento de un recurso renovable térmico tan limpio, eficiente, disponible y local como la geotermia superficial. Esto incluye tanto sistemas abiertos (aprovechamiento de la energía térmica presente en masas de agua tanto superficiales como subterráneas) como sistemas cerrados (aprovechamiento de la energía térmica presente en el subsuelo) y sistemas de almacenamiento térmico. Además, las redes de distrito modernas admiten la combinación de diversas tecnologías renovables a la vez, creando sinergias evidentes como la hibridación de geotermia superficial con energía solar fotovoltaica.

Para valorar el uso de los recursos geotérmicos superficiales y su aplicación en redes de climatización eficientes de frío y calor, es necesario desarrollar herramientas que faciliten a los técnicos evaluadores un rápido proceso de modelización en las fases preliminares de estudios y proyectos, para así facilitar la toma de decisiones de cara a integrarlas en los planes y programas de sostenibilidad y energía en áreas urbanas. Por otra parte, es necesario un fuerte componente didáctico en este tipo de herramientas que ayude a una mayor sensibilización de la sociedad sobre la existencia de los recursos geotérmicos y de sus bondades.