En solo cuatro años se prohibirá la calefacción de gas en las nuevas viviendas del Reino Unido. «¿Hacia dónde se dirigirá el sector de la construcción para conseguir una calefacción de bajo contenido de carbono?», se pregunta Lucy Cotton de GeoScience Limited.
Seequent lleva varios años colaborando estrechamente con la industria geotérmica, a la que apoya con una serie de soluciones para impulsar los avances en energías renovables que el mundo necesita. (Por ejemplo, desarrollamos el modelado de subsuelo en 3D especializado de Leapfrog Geothermal para permitir a los equipos «ver hacia dentro» de los yacimientos, y tomar decisiones con más seguridad sobre los objetivos de los pozos y las operaciones).
Creemos que este importante recurso energético tiene el potencial de aliviar algunos de los mayores impulsores del consumo no renovable. Por lo tanto, parte de nuestra ambición ambiental como compañía es proporcionar las herramientas y mejorar los flujos de trabajo que permitirán a los expertos en geotermia evaluar, desarrollar y actuar más eficazmente dentro de uno de nuestros sectores de energía renovable más prometedores.
Este mes, nos gustaría agradecer a Lucy Cotton, geóloga de la consultora independiente de ciencias de la Tierra GeoScience Limited, por observar cómo la ciencia está respondiendo a la necesidad de calefacción urbana de bajo contenido de carbono en toda Europa y el Reino Unido en particular.
”“Geothermal energy is one of the very few readily available technologies that can replace fossil fuel heating at any scale from individual houses to large multi-purpose residential and commercial developments.”
El sector más grande de consumo de energía del Reino Unido es la calefacción (confirmado por el Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial [Department for Business, Energy and Industrial Strategy, BEIS]). Contribuye a más de un tercio de las emisiones anuales de carbono del Reino Unido y solo la calefacción doméstica representa el 43 % de ese consumo.
Si bien existen soluciones de calefacción de bajo contenido de carbono como bombas térmicas (de aire, agua y tierra), sistemas de biomasa y calefacción solar, la mayor parte de la calefacción doméstica del Reino Unido proviene de la red de gas.
No por mucho tiempo.
En 2019, el canciller del Reino Unido anunció que a partir de 2025, se prohibiría la calefacción de gas para nuevos proyectos de desarrollo inmobiliario. Si bien se trata de un paso en la dirección correcta para el crecimiento sostenible, la declaración general no necesariamente proporcionó una solución inmediata para las compañías de construcción, y el desafío que se avecina es enorme. Con una gran cantidad de proyectos de desarrollo en todo el país, y con muchos planes que se extienden más allá de 2025, los encargados de los proyectos están teniendo que adaptarse y recurrir a métodos alternativos para lograr una calefacción de bajo contenido de carbono.
Dentro de estos métodos se encuentran los sistemas de calefacción geotérmica urbana.
Posición de Europa en la carrera geotérmica
La calefacción urbana a partir de la energía geotérmica no es un concepto nuevo. En la actualidad existen alrededor de 250 sistemas de calefacción urbana en Europa abastecidos por energía geotérmica, con una capacidad total instalada de más de 4.5 GWth (Consejo Europeo de Energía Geotérmica, EGEC, 2018). Su tamaño varía entre menos de 1M Wth y más de 50 MWth, a menudo con bombas de calor que ayudan a los recursos geotérmicos menos profundos o de menor entalpía.
Capacidad de calefacción geotérmica urbana instalada por país europeo. Informe de mercado geotérmico de EEGEC 2018
Francia es uno de los líderes del mercado de calefacción geotérmica urbana en Europa.De hecho, ha sido la ADEME, Agencia Francesa de Energía y Medio Ambiente, la que ha declarado que el costo de la calefacción y la refrigeración urbana es ahora más bajo con la geotermia que con el gas natural. Este cambio en la economía podría ser el incentivo que haga que la energía geotérmica no solo sea técnicamente viable, sino también una opción competitiva para el futuro de la calefacción. Se trata de un incentivo que hacía falta desde hace tiempo.
«Ha habido mucho énfasis en la descarbonización de la electricidad», dice Kathy Hicks, propietaria de la consultora de evaluación ambiental y geológica Carrak Consulting. «Pero estamos atrasados con respecto a la calefacción. El cambio climático y la creciente crisis energética necesitan impulsar la planificación de fuentes de calor de bajo contenido de carbono en nuevos proyectos de desarrollo».
Hicks señala las aguas cálidas procedentes de la profundidad de minas inundadas, como una ruta prometedora para una variedad de usos directos del calor, particularmente para el Reino Unido. También indica que «así como un legado ambiental negativo, las antiguas áreas mineras a menudo experimentan una alta tasa de desempleo y escasez de combustible, por lo que existe un imperativo social, así como una sinergia espacial entre el funcionamiento de antiguas minas y la demanda de calefacción de bajo costo».
La existencia de un recurso abundante que permite al Reino Unido aprovechar la geotermia para la calefacción urbana no es una solución única para todos los casos. Elegir el sistema adecuado para aprovechar al máximo el esquema de calefacción urbana es específico para cada ubicación.
Pero los sistemas basados en perforaciones se pueden diseñar de manera que incorporen la geología local o la infraestructura circundante existente (como las minas inundadas) para aumentar su eficiencia y el ahorro de carbono y reducir los costos operativos. Según la conductividad térmica del suelo, el gradiente geotérmico y la presencia de recursos de agua tibia cercana, los sistemas pueden variar desde circuitos de tuberías instalados en una red de agujeros poco profundos o zanjas horizontales, hasta pares de pozos medianos (500 m) o profundos (~1000-2000 m) con acceso a yacimientos específicos para sistemas de circuito abierto.
El Reino Unido cuenta con una gran cantidad de recursos geotérmicos naturales y explotaciones mineras inundadas que pueden utilizarse tanto en circuito abierto como en circuito cerrado. La adopción de recursos poco profundos ha sido relativamente buena; hay varios miles de sistemas de bombas de calor geotérmicas de circuito cerrado en el Reino Unido. Pero en cuanto a los recursos más profundos, y los recursos hídricos de las minas, estamos muy por detrás de la mayor parte de Europa.
En la actualidad, solo hay un sistema de calefacción urbana en funcionamiento con un componente geotérmico, en Southampton. Utiliza un pozo profundo perforado con fines de investigación en la década de 1980. Sin embargo, como argumenta el Dr. Robin Curtis, especialista en bombas de calor de fuente terrestre de GeoScience Limited, el potencial de este avance temprano podría y debería haber sido más entusiasta. «El Reino Unido fue pionero con el plan de Southampton, encargado en la década de 1980 por miembros ilustrados del ayuntamiento. Ahora podríamos liberar rápidamente un potencial de calefacción descarbonizada similar procedente del subsuelo a través de recursos geotérmicos autóctonos, de agua de minas y de fuentes subterráneas». Pero el Reino Unido falló en gran medida en perseguir este liderazgo temprano.
Incentivo e imperativo
Sin embargo, las actitudes están cambiando. Ahora se está avanzando hacia otros sistemas, como las minirredes de calefacción en Manchester, con temperaturas bajas impulsadas por bombas de calor en las subestaciones. También existen sistemas innovadores, como la propuesta del nuevo proyecto de desarrollo de Seaham Garden Village en el condado de Durham, que planea usar calor de la mina cercana Dawdon de la Autoridad del Carbón.
Mientras tanto, recientemente se ha brindado más apoyo en el Reino Unido mediante la entrega del Plan de Descarbonización del Sector Público (Public Sector Decarbonisation Scheme, PSDS) de mil millones de libras esterlinas, que otorga subsidios a «organismos del sector público para financiar la eficiencia energética y las medidas de descarbonización térmica». Además, el Comité sobre el Cambio Climático recomendó el año pasado, en su informe de situación al Parlamento sobre la reducción de las emisiones en el Reino Unido, que las redes de calefacción y las bombas de calor se fomenten con cambios en los impuestos o gravámenes que favorezcan la calefacción de bajo contenido de carbono frente a los combustibles fósiles.
Al observar cómo las opiniones de los organismos influyentes están cambiando poco a poco en una dirección más sostenible y con una orientación hacia la calefacción descarbonizada y una infraestructura resistente al clima, está claro que se podría lograr mucho con una mayor interacción entre las industrias geotérmica y de la construcción del Reino Unido para ayudar a conseguir emisiones netas de carbono cero para 2050.
Como dice Peter Ledingham, MD de GeoScience Limited: «Si vamos a cumplir con los ambiciosos objetivos de reducción de carbono en el Reino Unido, uno de los cambios más importantes que tenemos que hacer es descarbonizar nuestra calefacción. La energía geotérmica es una de las pocas tecnologías fácilmente disponibles que puede reemplazar la calefacción por combustibles fósiles a cualquier escala, desde casas particulares hasta grandes complejos residenciales y comerciales de uso múltiple. El momento es adecuado para aprovechar los recursos geotérmicos renovables y sostenibles para tener un impacto significativo en la huella de carbono de nuestra calefacción, tanto en las viviendas existentes como en las que aún no se han construido».
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Más información• Una versión de este blog se alojó originalmente en www.geoscience.co.uk