Redes de calor

Redes de Calor: Innovación en la gestión térmica para un futuro sostenible

Estas redes producen calor y frío de forma centralizada y lo distribuyen a través de un sistema de tuberías que permite satisfacer las necesidades de calefacción y refrigeración de los usuarios conectados. A pesar de que este tipo de energía ha estado muy relacionada con el uso de combustibles fósiles, Iberdrola, y su compromiso con la descarbonización, ha hecho posible su despliegue empleando fuentes renovables.

En el pasado, solo se utilizaban combustibles fósiles como fuente generadora del calor. En cambio, actualmente, se añaden otras como el calor residual de las industrias, las bombas de calor o la biomasa para calentar el agua. La utilización de estas otras formas de energía ha permitido que las redes de calor sean más eficientes reduciendo, por ejemplo, la temperatura con la que se calienta el agua y ayudando a que existan menos pérdidas de energía.

El cambio a este modelo ha aumentado en los últimos años, contando además con el apoyo de la Unión Europea. Sus principales ventajas son la reducción de costes, la disminución de las emisiones de CO₂ y la reducción del consumo eléctrico debido a su eficiencia, lo cual sigue ayudando a la reducción del impacto ambiental. 

Como funcionan y características

Las redes de calor actúan como suministro de energía térmica tanto en zonas residenciales como industriales. Se utilizan para dar servicio de calefacción, agua caliente sanitaria y refrigeración. Estas redes se basan en cuatro elementos principales: 

• Centrales de generación: desarrolladas para producir la demanda total de energía con origen 100 % renovable (aerotermia, bomba de calor, biomasa, etc.). La centralización de la generación de la energía permite mejorar la eficiencia de la producción de calor y agua caliente sanitaria, así como reducir las emisiones en los núcleos urbanos.
• Red de tuberías: transportan el agua, evitando las pérdidas térmicas. Existen tres grupos diferentes de tuberías. Por un lado, está la red troncal, que conecta las centrales con las redes de distribución. Tras esta están los ramales, que siguen principalmente el recorrido de calles y carreteras. Y, finalmente, están las acometidas que permiten la interconexión de la red de distribución a los edificios.
• Subestaciones: compuestas por un intercambiador, válvulas de control con estabilización de presión y limitadora de caudal que gestiona el consumo del cliente y un contador de energía para conocer el consumo de cada usuario. Dispone de un sistema de control y regulación que controla el funcionamiento de los equipos mencionados y, además, controla el bombeo de distribución de calor a los usuarios finales. Independizan el circuito primario, que corresponde al del suministro de energía, de la red de calor del secundario correspondiente al circuito interno del edificio que demanda calor de la red. 
• Tanque de almacenamiento de energía: acumulan el exceso de calor generado por las fuentes renovables cuando la demanda es baja. Este tanque permite almacenar el calor durante períodos de producción excedente y liberarlo cuando la demanda aumenta, lo que optimiza la eficiencia energética del sistema y garantiza un suministro continuo de calor a los usuarios, permitiendo una mayor flexibilidad en la gestión del suministro de calor y facilitando la integración de fuentes de energía renovables intermitentes, como la energía solar o eólica, en la red de calor.

Fuentes térmicas

La energía necesaria para el funcionamiento de las redes de calor puede provenir de diversos tipos de fuentes:

• Calderas de biomasa: estas calderas tienen un rendimiento aproximado del 92 % y disponen de la más avanzada tecnología que permite reducir muy significativamente las emisiones de CO₂, NOx y partículas. Hoy, la biomasa es la principal fuente de energía de las calderas en España, usando astillas forestales. El potencial de la biomasa es aproximadamente de unos 125/200 TWh por año.
• Bombas de calor: las bombas tienen un rendimiento superior a la combustión, permitiendo además mayor eficiencia en redes de baja temperatura, por debajo de los 50ºC. Con un buen almacenamiento, son la base para la integración de redes duales de calefacción y refrigeración urbana.
• Calor residual: es el excedente de calor del funcionamiento realizado en un proceso industrial. Se puede recuperar y utilizar como fuente térmica artificial gracias a las bombas de calor. De este modo, las redes de calor se convierten en otra vía de entrada para favorecer la descarbonización industrial. Dentro de los sectores industriales más interesantes para recuperar el calor residual se encuentran los centros de datos debido a su funcionamiento ininterrumpido y a su necesidad de evacuar gran necesidad de calor de forma constante.
   

¿Cómo puede una red urbana de calor ayudar a la descarbonización de la economía?

La red urbana de calor ayuda a la descarbonización debido a la utilización de energías renovables, eliminando el combustible fósil del proceso. Por otro lado, la centralización de la generación permite la producción de calefacción y agua caliente sanitaria de una forma más eficiente y menos contaminante eliminando los focos de emisiones dentro de los núcleos urbanos, minimizando por ejemplo el efecto “boina térmica” en las ciudades. Para la Unión Europea, solo las redes que incorporan al menos un 50 % de energía renovable (o residual) son eficientes. 

Redes de calor de Iberdrola

Actualmente, estamos desarrollando una cartera de 37 proyectos con un potencial de más de 4 TWht/año en las ciudades de España con mayor potencial, 22 redes de calor (~2,8TWht en zona fría con elevada densidad de población) y 15 redes de calor adicionales pendientes de estudio (~ 1,2 TWht). 

Dentro de estos proyectos cabe destacar el inicio de nuestra primera red de calor en la ciudad de Palencia donde hemos obtenido una concesión demanial del ayuntamiento de 50 años y una importante subvención del IDAE dentro del programa de incentivos a proyectos de redes de calor y frío que utilicen fuentes de energía renovables de más de 1 MW.