Calefacción urbana: Sostenible y con futuro hacia la transición de la calefacción
Abastecer a varios edificios, bloques de pisos o ciudades enteras con calor rentable y respetuoso con el medio ambiente para calefacción y agua...
El suministro de calor rentable y respetuoso con el medio ambiente para la calefacción y el agua caliente a varios edificios, bloques de pisos o ciudades enteras es posible gracias a la calefacción urbana. Con este tipo de generación de calor, el agua caliente no se produce in situ en el propio edificio, sino en una central eléctrica o planta de calefacción cercana.
En este blog, descubrirá cómo funciona la calefacción urbana, qué ventajas y desafíos ofrece y qué papel desempeñará en el futuro suministro de calor. Los siguientes capítulos le darán una visión general:
La calefacción urbana se refiere a la generación centralizada de calor, que se distribuye a numerosos edificios a través de un extenso sistema de tuberías bien aislado. A diferencia del suministro local de calor, por ejemplo, mediante calderas individuales en cada casa, la energía necesaria para la calefacción urbana se produce en grandes centrales combinadas de calor y electricidad o centros energéticos. Desde allí, el calor generado se transporta directamente a los consumidores conectados en forma de agua caliente o vapor a través de tuberías aisladas térmicamente. El sistema de tuberías generalmente se coloca bajo tierra, aunque en algunos casos, por ejemplo, debido a obstáculos estructurales, puede ser posible colocar las tuberías sobre el suelo.
Por lo tanto, la calefacción urbana difiere fundamentalmente de las soluciones de calefacción descentralizadas: mientras que la energía para los sistemas locales se genera in situ, la calefacción urbana se basa en un suministro combinado y eficiente para barrios enteros, distritos o incluso ciudades. La base técnica es una red cerrada que permite un suministro continuo y fiable de calefacción y agua caliente.
En comparación con la calefacción local, que suele abastecer a áreas más pequeñas o asentamientos individuales, la calefacción urbana se caracteriza por una mayor gama espacial y una mayor complejidad de la red. Sin embargo, ambos sistemas utilizan el mismo principio de generación y distribución centralizada de calor.
Como parte de las redes de calefacción modernas, la calefacción urbana es un componente central de la infraestructura energética urbana. Permite la integración de diversas fuentes de energía, desde los combustibles fósiles hasta el calor residual industrial y las energías renovables, por lo que contribuye de manera importante a un suministro de calor sostenible y preparado para el futuro en regiones densamente pobladas.
El suministro de calefacción urbana se basa en un proceso técnico claramente estructurado que se extiende desde la generación centralizada de calor hasta la transferencia de calor en el edificio. La atención se centra en la eficiencia, la fiabilidad y la transmisión segura de la energía generada.
Resumen de los componentes principales de una red de calefacción urbana
Con esta infraestructura técnica, la calefacción urbana garantiza un suministro eficiente, seguro y cómodo de calefacción de espacios y agua caliente a los edificios, especialmente en áreas urbanas y propiedades más grandes.
El calor se genera principalmente en grandes centrales de cogeneración o unidades de cogeneración. Por lo general, se utiliza la cogeneración de calor y electricidad (CHP), en la que la combustión de combustibles, como el gas natural y la biomasa, produce electricidad y calor utilizable al mismo tiempo. También se utilizan como fuentes las plantas de incineración de residuos y el calor residual industrial. El calor resultante se proporciona en forma de agua caliente o vapor, que se utiliza para el transporte a la red de calefacción urbana.
El agua caliente o el vapor se transportan a los edificios conectados a través de un sistema de tuberías subterráneas ampliamente ramificado, la llamada red primaria. Las tuberías están altamente aisladas para minimizar las pérdidas de energía en el camino hacia el consumidor. La distancia entre el productor y el consumidor puede ser de varios kilómetros, por lo que el transporte se hace especialmente eficiente gracias a los modernos sistemas de tuberías.
Las redes modernas de calefacción urbana dependen cada vez más de sistemas de tuberías de plástico preaisladas de polipropileno (PP-R y PP-RCT). Estas tuberías ofrecen una serie de ventajas técnicas:
El edificio está conectado a la red de calefacción urbana a través de una tubería de conexión doméstica. El componente central del edificio es la estación de transferencia de calefacción urbana. Se encarga de transferir el calor suministrado al sistema de calefacción de la casa. Esto se hace generalmente a través de intercambiadores de calor que separan hidráulicamente el circuito de calefacción urbana del circuito de calefacción interno. La estación de transferencia regula la presión, la temperatura y el caudal y mide la cantidad de calor suministrado para fines de facturación. Los dispositivos de seguridad y control garantizan un funcionamiento seguro y sin problemas. El agua enfriada en la tubería de calefacción urbana se transporta de vuelta a la planta de cogeneración a través de la tubería de retorno y se recalienta.
La calefacción urbana se puede clasificar en función de la fuente de energía utilizada. La elección de la fuente de energía determina significativamente el equilibrio económico y ecológico de la respectiva red de calefacción urbana.
Tradicionalmente, la mayoría de los suministros de calefacción urbana se han basado en combustibles fósiles como el gas natural y el carbón. Estos combustibles se queman en plantas de cogeneración centralizadas o en plantas combinadas de calor y electricidad para generar calor y, a menudo, también electricidad (cogeneración de calor y electricidad). La calefacción urbana fósil se utiliza ampliamente, pero es cada vez más el foco de la descarbonización, ya que se asocia a importantes emisiones de CO₂.
La proporción de energías renovables en las redes de calefacción urbana crece continuamente. Las fuentes renovables más importantes son:
La integración del calor residual industrial ofrece un potencial adicional significativo. Muchos procesos industriales generan un excedente de calor que no se puede utilizar completamente en el sitio. Si este calor residual se inyecta en la red de calefacción urbana, se reduce la demanda de energía primaria y aumenta la eficiencia general del sistema. La utilización del calor residual industrial es un elemento importante para la transformación sostenible del suministro de calor.
La calefacción urbana es un componente central de las redes de calefacción modernas y desempeña un papel clave en la transformación del suministro de energía. La tecnología ofrece numerosas ventajas, pero también se enfrenta a retos específicos que deben tenerse en cuenta a la hora de tomar decisiones.
La calefacción urbana ofrece una impresionante combinación de eficiencia técnica, sostenibilidad y confort para el usuario. De un vistazo:
A pesar de todas las ventajas, también existen retos relevantes que deben tenerse en cuenta a la hora de decidirse por la calefacción urbana:
El mercado internacional de la calefacción urbana está creciendo dinámicamente y es un elemento clave para la descarbonización de las infraestructuras urbanas. Según Fortune Business Insights, el volumen del mercado global fue de alrededor de USD 168 mil millones en 2023 y se espera que aumente a más de USD 241 mil millones para 2032. Future Market Insights incluso prevé un aumento a alrededor de USD 340 mil millones para 2033, lo que corresponde a una tasa de crecimiento anual de alrededor del 5,6 %. Este crecimiento se verá impulsado principalmente por la urbanización, el aumento de los precios de la energía y la presión política mundial para reducir las emisiones de CO₂. Si bien Europa está actualmente a la cabeza, la región de Asia-Pacífico -en particular China y Japón- y América del Norte también están registrando un crecimiento significativo. En países como Dinamarca, Suecia e Islandia, la calefacción urbana ya cubre una gran proporción de las necesidades de calefacción urbana. En China, millones de nuevos hogares se conectan a redes de calefacción centralizadas cada año con el fin de aumentar la eficiencia energética y mejorar la calidad del aire en las zonas urbanas.
Los gobiernos de todo el mundo están estableciendo objetivos ambiciosos para la expansión de las redes de calefacción climáticamente neutras. En Europa y América del Norte, programas como el Pacto Verde de la UE y los fondos nacionales de apoyo están garantizando la modernización y descarbonización de las redes existentes y la construcción de nuevos sistemas de calefacción urbana. En China, las redes de calefacción centralizada se están ampliando masivamente para reducir la dependencia del carbón y combatir la contaminación del aire. Las soluciones de calefacción centralizada también se están promoviendo en Japón y Corea del Sur en respuesta a la alta dependencia de las importaciones y la presión de la urbanización. El marco regulatorio promueve específicamente la integración de energías renovables y el aprovechamiento del calor residual.
Estados Unidos y Canadá están invirtiendo en proyectos piloto de redes híbridas con energía solar, biomasa y geotérmica. En Dinamarca se están construyendo grandes plantas termosolares con almacenamiento estacional. En China, las redes de calefacción se combinan cada vez más con calor residual industrial y fuentes renovables. Estos ejemplos lo ilustran: la transición a redes de calefacción climáticamente neutras es un objetivo internacional clave. Según Euroheat & Power, alrededor del 43% de la calefacción urbana en Europa ya proviene de fuentes de calor renovables y residuales, mientras que en Escandinavia e Islandia la cifra supera el 50%. La integración de la energía solar térmica, la energía geotérmica, la biomasa y el calor residual industrial está aumentando en todo el mundo. La calefacción urbana solar (SDH), en particular, está creciendo con fuerza: según Future Market Insights, el volumen del mercado aumentará de 3.060 millones de dólares (2025) a 5.500 millones de dólares (2035), una tasa de crecimiento anual de más del 6 %. Las innovaciones tecnológicas, como las grandes bombas de calor, el almacenamiento de calor estacional, las redes digitales y los sistemas de control inteligentes, están acelerando la transformación y aumentando la eficiencia.
La transformación requiere una inversión considerable: según Global Market Insights, se necesitarán más de 40.000 millones de euros para ampliar y descarbonizar las redes de calefacción urbana solo en Europa para 2032. La empresa de investigación empresarial confirma que las elevadas inversiones iniciales, las incertidumbres regulatorias y la necesidad de modernizar las infraestructuras existentes representan retos clave. Al mismo tiempo, los mercados ofrecen oportunidades considerables: la eficiencia energética, la seguridad del suministro, la reducción de CO₂ y la capacidad de integrar de forma flexible diversas fuentes renovables hacen de la calefacción urbana una tecnología clave en la transición hacia la calefacción. Por lo tanto, se está convirtiendo en un pilar del suministro de calor sostenible en todo el mundo. Con un claro compromiso político, una inversión masiva y una innovación tecnológica, las redes de calefacción urbana pueden contribuir de manera decisiva a la consecución de los objetivos climáticos mundiales para 2050. Europa sigue siendo pionera, pero Asia y América del Norte también se están poniendo al día rápidamente.
En Veksoe, al norte de Copenhague (Dinamarca), se están conectando unas 400 casas a la planta de calefacción urbana local. La distribución del agua templada a través del sistema de tuberías juega un papel importante en este proyecto. se debe a que la red de tuberías tiene una longitud total de más de 15 kilómetros. Cuanto mejor sea el aislamiento térmico de las tuberías subterráneas, menos energía necesitará la planta de calefacción para abastecer a la urbanización. Por lo tanto, los operadores se decidieron a favor de aquatherm energy blue. El sistema de tuberías de PP preaislado impresiona por su alto rendimiento de aislamiento, su alto caudal y su larga resistencia a la corrosión. A diferencia de los tubos metálicos, esto crea una mayor eficiencia, más seguridad y un mejor equilibrio ecológico para el proyecto. Veksoe forma parte de una estrategia nacional para aumentar significativamente la proporción de calefacción urbana y energía geotérmica, en particular en Dinamarca. Hoy en día, el 64% de todos los hogares daneses ya están conectados a una red de calefacción urbana, una cifra superior para los estándares europeos.
La calefacción urbana se ha consolidado internacionalmente como una respuesta estratégica a los retos del suministro de energía urbana y la descarbonización. La tecnología combina eficiencia, flexibilidad y escalabilidad, características que la hacen atractiva para una amplia gama de responsables de la toma de decisiones. Los proyectos de calefacción urbana se dirigen a un amplio espectro de partes interesadas y responsables de la toma de decisiones.
La realización exitosa de proyectos de calefacción urbana requiere una estrecha cooperación entre los actores públicos y privados, una planificación municipal de calefacción con visión de futuro y la participación temprana de todas las partes interesadas relevantes. La calefacción urbana es especialmente sostenible cuando se concibe e implementa como parte de un desarrollo urbano integrado y sostenible. Para los responsables de la toma de decisiones en las autoridades locales, los proveedores de energía y el sector inmobiliario, ofrece una solución robusta, escalable y respetuosa con el clima, siempre que se aborden de forma coherente las condiciones marco reglamentarias, económicas y técnicas.
Las administraciones municipales y regionales
son actores clave en la planificación estratégica del calor, definen objetivos políticos y crean condiciones marco regulatorios. Los municipios deciden sobre la designación de las zonas de calefacción urbana, coordinan a las partes interesadas y gestionan la integración en el desarrollo urbano.
Servicios públicos municipales, proveedores de energía y operadores de red
Estos actores son responsables de la planificación, construcción, operación y financiación de las redes. Toman decisiones de inversión, desarrollan modelos de negocio y son el punto de contacto central para los principales clientes y el sector inmobiliario.
Propietarios y operadores de grandes carteras de inmuebles
Las empresas de viviendas, los operadores de inmuebles comerciales, los hospitales, los centros educativos y las empresas industriales suelen ser los primeros en conectarse a las redes de calefacción urbana. Se benefician de la previsibilidad, la seguridad del suministro y la oportunidad de alcanzar los objetivos de sostenibilidad.
Industria y comercio
Las empresas con altos requisitos de calor o calor residual utilizable son relevantes tanto como grandes consumidores como potenciales alimentadores de la red. Al integrar el calor residual, pueden contribuir a aumentar la eficiencia del sistema en general.
Los responsables políticos y las autoridades reguladoras
establecen las condiciones marco, supervisan el cumplimiento de los objetivos climáticos y garantizan la transparencia y la protección de los consumidores.
La calefacción urbana es más que una alternativa a los sistemas de calefacción tradicionales: es un instrumento estratégico para la descarbonización, la eficiencia energética y la seguridad del suministro de las ciudades y barrios modernos. Gracias a la integración flexible de las energías renovables y el calor residual industrial, la alta fiabilidad operativa y los bajos requisitos de espacio en los edificios, la calefacción urbana ofrece claras ventajas para una amplia gama de partes interesadas: desde los responsables de la toma de decisiones municipales y los proveedores de energía hasta los operadores inmobiliarios y las empresas con grandes necesidades de calefacción. Al mismo tiempo, una implementación exitosa requiere una planificación previsora, la voluntad de invertir y la selección de socios de sistemas confiables.
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