Proyecto Happening: climatización limpia y eficiente en los hogares europeos

A pesar de las ventajas asociadas a la bomba de calor, su instalación actual en edificios de uso residencial colectivo sigue siendo marginal. Con el fin de promover esta tecnología, combinada con la producción de energía limpia, nace el proyecto Happening, respaldado con fondos del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea para la investigación y la innovación. A través de tres emplazamientos con una climatología y características muy diferentes (en España, Italia y Austria), el proyecto Happening demostrará un paquete de soluciones altamente versátil, escalable y replicable para la modernización de sistemas energéticos de edificios.

El cambio climático es una preocupación cada vez mayor en el mundo, y es necesario dar una respuesta global y cambiar los patrones existentes para conseguir cumplir con los objetivos marcados en materia de sostenibilidad y lograr limitar a 1,5 ºC ese cambio de temperatura del planeta. En 2015 los líderes mundiales consensuaron los Objetivos para el Desarrollo Sostenible, con la finalidad de erradicar la pobreza, proteger el planeta y asegurar la prosperidad para todos.

De todas las metas marcadas, hay varias relacionadas con la eficiencia energética en el sector de los edificios, principalmente el ODS7 Energía Asequible y No Contaminante. Este Objetivo pretende, entre otras cosas, garantizar el acceso universal a servicios energéticos asequibles, fiables y modernos, aumentando considerablemente la proporción de energías renovables en el conjunto de fuentes de energía y además duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética todo ello para 2030.

Las bombas de calor son una tecnología clave para conseguir aumentar el porcentaje consumo de energía final a partir de fuentes renovables, especialmente si se combinan con su instalación en los mismos edificios 

Según la Comisión Europea, los edificios son actualmente responsables del 40% de la energía demandada de la Unión Europea, y generan el 36% de las emisiones de gases de efecto invernadero si se tiene en cuenta todo su ciclo de vida desde la construcción hasta la demolición. Por este motivo, la descarbonización de este sector es fundamental para cumplir con las metas marcadas, entre ellas la de alcanzar la neutralidad climática en 2050. Renovando los edificios antiguos se podría reducir el consumo total de energía entre un 5 y un 6%, así como las emisiones de CO2 un 5%. Sin embargo, actualmente se están renovando con una tasa del 1% al año.

En España, en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) se han fijado dos objetivos prioritarios: un 42% de fuentes de energía renovables sobre el uso final de la energía y un 39,5% de mejora de la eficiencia energética. En materia de rehabilitación energética de edificios se han establecido dos metas: en primer lugar, una mejora de la eficiencia energética de la envolvente térmica de los edificios a lo largo de la década de 1.200.000 viviendas; y, en segundo lugar, la renovación de instalaciones térmicas de calefacción y ACS de 300.000 viviendas al año de media.

Según el PNIEC, y siguiendo con la tendencia actual (Escenario Tendencial), el consumo de energía final de las bombas de calor aumentará de 627 ktep a 3.237 ktep. Sin embargo, el objetivo del plan (Escenario Objetivo) es más ambicioso y pretende aumentar de 629 a 3.523 ktep, lo que supone un aumento del 8,8% de la aportación de las bombas de calor.

Es en este contexto que aparece Happening (cuyas siglas provienen de HeAt PumPs in existing multi-family buildings for achieving union’s ENergy and envIroNmental Goals), un proyecto que pretende ser una solución que permita cumplir los objetivos anteriormente mencionados. Es un proyecto europeo enmarcado en el Horizonte 2020, dentro del llamamiento Building a Low-Carbon, Climate Resilient Future: Secure, Clean and Efficient Energy, en el que participan 11 entidades de cuatro países distintos: España, Italia, Austria y Alemania.

Energía final a partir de fuentes renovables

Las bombas de calor son una tecnología clave para conseguir aumentar el porcentaje de consumo de energía final a partir de fuentes renovables, especialmente si se combinan con su instalación en los mismos edificios, pero esta actuación sigue siendo marginal. Además, las bombas de calor son capaces de generar mucha más energía calorífica de la eléctrica que consumen. 

Sin embargo, hay dificultades técnicas en su implementación, como que las pérdidas de energía calorífica son muy altas en las tuberías de distribución y la necesidad de trabajar a una temperatura alta para evitar la legionela en el agua caliente sanitaria. También existen dificultades de carácter no tecnológico que producen incertidumbre acerca de los resultados. El proyecto Happening tiene solución para todas estas dificultades.

El proyecto Happening demostrará un paquete de soluciones altamente versátil, escalable y replicable para la modernización de sistemas energéticos de edificios

Los objetivos del proyecto Happening son:

-Demostrar una solución global de renovación de calefacción de edificios y sistemas de agua sanitaria que sea altamente versátil, escalable y replicable y que, además, permita una fracción de energías renovables del 70%.

-Desarrollar procesos de planificación casi nula, implementación y operación.

-Desarrollar nuevos modelos de negocio y de financiación específicos para la renovación de edificios.

-Explotar al máximo el potencial del proyecto con estrategias de comunicación y diseminación.

El proyecto trata de construir una solución tecnológica basada en las bombas de calor descentralizadas, que consiga ser de fácil instalación, poco intrusiva para los ocupantes y muy adaptable a edificios diferentes con distintas características.

Además, se desarrollarán procesos de planificación casi nula, implementación y operación para facilitar la fase de planificación de los proyectos individuales, asegurar una instalación de calidad y un funcionamiento eficaz y reducir los esfuerzos y costes de los proyectos de renovación de instalaciones. Happening conseguirá reducir en un 50% el tiempo de planificación de los proyectos y el tiempo de instalación y de operación en un 30% en comparación con la mejor solución conocida hasta el momento.

Distintas opciones para elegir

El paquete que se va a construir consta de las siguientes tecnologías: sistemas de bombas de calor descentralizados y compactos, paneles fotovoltaicos, almacenamiento y control. La solución tecnológica se basa en reemplazar las calderas por sistemas basados en bombas de calor en combinación con unidades de almacenamiento y acopladas con otras fuentes de energía renovables. Se pretende que sea altamente versátil y, por ello, se proponen distintas opciones para elegir dependiendo de la situación:

El proyecto contará con tres proyectos piloto (ubicados en España, Italia y Austria) con los que se demostrará la viabilidad, la escalabilidad y la replicabilidad de la solución práctica

-Bombas de calor auxiliares descentralizadas. Se trata de instalar en cada apartamento una bomba de calor agua-agua, un aparato compacto que es capaz de suministrar la energía necesaria para calentar el ambiente y proporcionar agua caliente sanitaria.

-Microbombas de calor agua-aire en cada habitación. Estas microbombas de calor pueden calentar o enfriar el ambiente, para el agua caliente sanitaria se instala una bomba de calor centralizada pero más reducida y simple.

Con el objetivo de cubrir el 70% de la demanda de los edificios con fuentes de energía renovables, es importante instalar la solución propuesta junto con energía solar fotovoltaica y almacenamiento eléctrico. Para que además sea económicamente rentable, se instalará un control inteligente que implemente estrategias de gestión de la energía. Se ha propuesto un novedoso Sistema de Gestión de la Energía en Edificios (BEMS) que optimiza automáticamente y de manera horaria los ajustes del control, combinando los datos obtenidos de la monitorización, las preferencias de los usuarios, las predicciones del tiempo atmosférico y las tarifas eléctricas.

Los modelos de negocio actuales no son del todo efectivos para promover de manera contundente la eficiencia energética, ya que la carga de la inversión la tiene que realizar el cliente final y éste en muchas ocasiones no es capaz de hacer frente a los costes de inversión. Por eso, en Happening se va a trabajar con el modelo de empresas de servicios energéticos (ESE).

En ese sentido, Anese será la entidad encargada de proporcionar una gran variedad de asociados líderes en varios sectores, desde entidades bancarias hasta ESEs. Estas empresas aportarán una visión transversal del problema para diseñar la mejor solución para la ciudadanía. Se elaborarán modelos de negocio que minimicen el riesgo de las inversiones y el retorno estará dividido entre lo que se obtenga de los ahorros energéticos, incentivos y tarifas especiales para los dueños de los edificios lo que proporciona mayor seguridad.

Proyectos piloto

El proyecto contará con tres proyectos piloto con los que se demostrará la viabilidad, la escalabilidad y la replicabilidad de la solución práctica. Se han elegido tres localizaciones distintas que tienen condiciones climáticas y regulaciones diferentes y distintos tamaños y condiciones de consumo. Estos proyectos están ubicados en España, Italia y Austria.

La solución tecnológica va acompañada de un profundo análisis del mercado y de las oportunidades y barreras que tienen las bombas de calor para ser capaces de elaborar un modelo de negocio que permita su comercialización a gran escala; además se hará hincapié en la estrategia de comunicación para que pueda ser ampliamente conocido, se replique y se instale en multitud de lugares.

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Este artículo completo aparece publicado en el nº 567 de CIC, págs. 58 a 60.