Redes de calor

Redes de calor: inovação na gestão térmica para um futuro sustentável

Essas redes produzem calor e frio de forma centralizada e o distribuem por meio de um sistema de tubulação que atende às necessidades de aquecimento e resfriamento dos usuários conectados. Embora esse tipo de energia tenha estado diretamente relacionado ao uso de combustíveis fósseis, a Iberdrola, com seu compromisso com a descarbonização, tornou possível sua implantação por meio de fontes renováveis.

No passado, apenas combustíveis fósseis eram usados como fonte de geração de calor. Atualmente, no entanto, foram implementadas outras fontes, como o calor residual de indústrias, bombas de calor ou biomassa para aquecimento de água. O uso dessas outras formas de energia tornou as redes de calor mais eficientes, reduzindo, por exemplo, a temperatura na qual a água é aquecida e ajudando a reduzir as perdas de energia.

A mudança para esse modelo vem aumentando nos últimos anos, contando com o apoio da União Europeia. Suas principais vantagens são a redução de custos, menores emissões de CO₂ e menor consumo de eletricidade devido à sua eficiência, o que ajuda a reduzir o impacto ambiental. 

Como elas funcionam e suas características 

As redes de calor, também conhecidas como redes de aquecimento, têm o objetivo de abastecer áreas residenciais e industriais com energia térmica. São usadas para aquecer ou resfriar um local e fornecer água quente para uso doméstico. Essas redes são constituídas por quatro elementos principais: 

• Usinas de geração: desenvolvidas para produzir a demanda total de energia a partir de fontes 100% renováveis (aerotérmica, bomba de calor, biomassa etc.). A centralização da geração de energia permite melhorar a eficiência da produção de calor e água quente para uso doméstico, bem como reduzir as emissões em áreas urbanas.
• Rede de tubulações: transportam a água, evitando perdas térmicas. Há três grupos diferentes de tubulações. Por um lado, existe a rede tronco, que conecta as usinas com as redes de distribuição. Depois, há os ramais, que seguem principalmente o trajeto de ruas e estradas. E, por último, as conexões de serviço que permitem a interconexão da rede de distribuição aos edifícios.
• Subestaciones: composta por um trocador, válvulas de controle com estabilização de pressão e limitador de fluxo que gerencia o consumo do cliente e um medidor de energia para conhecer o consumo de cada usuário. Possui um sistema de controle e regulação que monitora o funcionamento dos equipamentos mencionados e controla o bombeamento da distribuição de calor aos usuários finais. São responsáveis por separar o circuito primário, que corresponde ao circuito de fornecimento de energia da rede de calor, do circuito secundário, que corresponde ao circuito interno do edifício que recebe o calor da rede.
• Tanque de armazenamento de energia: acumula o excesso de calor gerado por fontes renováveis quando a demanda é baixa. Esse tanque permite que o calor seja armazenado durante os períodos de produção excedente e liberado quando a demanda aumenta, otimizando a eficiência energética do sistema e garantindo um fornecimento contínuo de calor aos usuários, permitindo maior flexibilidade na gestão do fornecimento de calor e facilitando a integração de fontes de energia renováveis intermitentes, como a energia solar ou eólica, na rede de calor.

Fontes térmicas

A energia necessária para a operação das redes de calor pode vir de vários tipos de fontes:

• Caldeiras de biomassa: essas caldeiras têm uma eficiência aproximada de 92% e possuem a tecnologia mais avançada que permite uma redução muito significativa das emissões de CO₂, NOx e partículas. Atualmente, a biomassa é a principal fonte de energia para caldeiras na Espanha, usando matéria orgânica de florestas (lascas de madeira). O potencial da biomassa é de aproximadamente 125/200 TWh por ano.
• Bombas de calor: as bombas de calor têm um rendimento superior ao da combustão, permitindo também uma maior eficiência em redes de baixa temperatura, abaixo de 50ºC. Com bom armazenamento, são a base para a integração de redes duplas de aquecimento e resfriamento urbano.
• Calor residual: esse é o calor excedente da operação de um processo industrial.  Pode ser recuperado e usado como uma fonte de calor artificial graças às bombas de calor. Dessa forma, as redes de calor se tornam outro ponto de entrada para promover a descarbonização industrial. Entre os setores industriais mais interessantes para a recuperação de calor residual estão os centros de dados devido à sua operação ininterrupta e à necessidade de liberar constantemente grandes quantidades de calor.

Como uma rede de aquecimento urbano pode ajudar a descarbonizar a economia?

A rede de aquecimento urbano ajuda na descarbonização devido ao uso de energias renováveis, eliminando os combustíveis fósseis de seu processo. Por outro lado, a centralização da geração permite a produção de aquecimento e água quente doméstica de forma mais eficiente e menos poluente, eliminando as fontes de emissão dentro dos centros urbanos e minimizando, por exemplo, o efeito "boina térmica" nas cidades. Para a União Europeia, somente as redes que incorporam pelo menos 50% de energia renovável (ou residual) são eficientes. 

Redes de calor da Iberdrola

Atualmente, estamos desenvolvendo um portfólio de 37 projetos com um potencial de mais de 4 TWht/ano nas cidades da Espanha com maior potencial, 22 redes de calor (~2,8 TWht em áreas frias com alta densidade populacional) e 15 redes de calor adicionais em estudo (~1,2 TWht). 

Dentro desses projetos, vale a pena destacar o início de nossa primeira rede de calor na cidade de Palencia, onde obtivemos uma concessão de 50 anos da prefeitura e um importante subsídio do IDAE dentro do programa de incentivo para projetos de redes de aquecimento e resfriamento que usam fontes de energia renováveis de mais de 1 MW.