Un enfoque sistémico del uso final de la energía

Un enfoque sistémico del uso final de la energía

La optimización del uso de la energía en los edificios y la industria requiere un enfoque sistémico para aprovechar todo su potencial. Esta idea está ganando terreno, como demuestra la propuesta de la comisión ITRE del Parlamento Europeo de incluir una definición de "eficiencia del sistema" en la Directiva de Eficiencia Energética. La definición que se ha propuesto inicialmente es un buen punto de partida para reflexionar sobre este tema.

El concepto de enfoque sistémico de la eficiencia energética no es nuevo, pero hasta hace poco los reguladores de la UE lo dejaban de lado, probablemente porque conlleva diversas complejidades normativas. Una de las dificultades consiste en formular una definición clara e inequívoca de lo que significa ese enfoque. En su proyecto de informe sobre la propuesta de refundición de la DEE, la Comisión ITRE del Parlamento Europeo define la "eficiencia del sistema" como la selección de soluciones energéticamente eficientes cuando también permiten una vía de descarbonización rentable, una flexibilidad adicional y el uso eficiente de los recursos[1].

Esta definición reconoce acertadamente la existencia de múltiples objetivos políticos que corren el riesgo de crear conflictos de intereses, por ejemplo, entre la eficiencia energética y la eficiencia de los recursos. Para asegurarse de que se busca el equilibrio ideal entre esos diferentes objetivos, la optimización debe realizarse simultáneamente para todos esos objetivos y a nivel de todo el sistema de uso de la energía.

La eficiencia de las entidades funcionales

El uso de la palabra "solución" sugiere que no son los equipos en sí mismos los que deben ser la finalidad de las medidas de eficiencia energética, sino la prestación de determinados servicios, como la calefacción y la refrigeración de espacios, la iluminación o el movimiento industrial, por citar algunos. Sería más preciso definirlos como entidades funcionales, que incluyen entonces todos los componentes del lado del consumo de los contadores de las empresas de servicios públicos que son necesarios para proporcionar un servicio o función particular. Esta definición incluye explícitamente los circuitos eléctricos y las redes de tubos situados entre el contador de la empresa y el uso final de la energía, que de otro modo corren el riesgo de quedar fuera de toda regulación.

Los cables eléctricos, en particular, contienen un potencial de ahorro energético oculto. La sección de cable más económica suele ser más del doble de la mínima obligatoria. El tamaño de los cables es difícil de regular mediante un enfoque orientado al producto, como el diseño ecológico, porque la sección transversal óptima de los cables depende de la carga. Desde el punto de vista energético, el circuito eléctrico forma parte intrínseca de la instalación que alimenta. Por lo tanto, la optimización debe tener lugar a nivel del sistema funcional, ya sea una estación de carga de vehículos eléctricos, un sistema de bomba de calor o una instalación fotovoltaica en el tejado. Especialmente en los edificios no residenciales, el potencial de ahorro energético del dimensionamiento económico de los cables es considerable.

Cuando se busca la optimización a nivel de entidades funcionales, la forma en que se combinan, controlan y operan los componentes que utilizan energía forma parte inherente de la ecuación. Una de las principales ventajas de este planteamiento es que permite abordar el sobredimensionamiento o infradimensionamiento de los equipos, que es una causa común de pérdidas de energía y que no está contemplada en la normativa de diseño ecológico de los equipos. La optimización a nivel de entidades funcionales también revelará oportunidades para recuperar las pérdidas de calor, por ejemplo, haciendo que precalienten los flujos de agua entrante. Y garantizará la optimización de la automatización y el control en función de las condiciones particulares de funcionamiento de cada centro concreto.

Figura 1 - La reducción de la intensidad energética conseguida solo con auditorías energéticas periódicas, comparada con la reducción conseguida al integrar esas auditorías en un sistema de gestión energética (Anton Barckhausen, Juliane Becker, Peter Malodobry, Nathanael Harfst, Ulrich Nissen, Energiemanagementsystem in der Praxis, Umwelt Bundesambt, 2019).

La evaluación de la eficiencia energética y de costes de una entidad funcional debe hacerse independientemente de la fuente de energía o de la tecnología que se utilice, utilizando el uso de energía primaria como criterio tecnológicamente neutro. De este modo, se tendrá en cuenta la ganancia potencial de cambiar a otra tecnología o fuente de energía.

Otra cuestión que se desprende de la definición de la ITRE es el significado exacto del término "rentable". Sería conveniente aclarar que se refiere a la rentabilidad del ciclo de vida de las medidas investigadas. Aunque el coste total de propiedad (CTP) y el cálculo del coste del ciclo de vida (CCV) son herramientas habituales para la toma de decisiones, su uso dista mucho de ser sistemático. El criterio de amortización simple (PBT) está más extendido para las inversiones, pero tiene el inconveniente de ignorar cualquier ahorro económico después de que la inversión se haya amortizado por completo. Los incentivos normativos podrían ayudar a cambiar la práctica hacia el TCO y el LCC.

De la medición a la toma de decisiones

Una definición clara e inequívoca de la eficiencia de los sistemas es un primer paso importante, pero ¿puede llevarse a la práctica una optimización a nivel de sistema? Uno de los retos del enfoque sistémico es el conocimiento que requiere de los flujos energéticos de una organización.

Figura 2 -La cartografía de los flujos de energía es un primer paso hacia la optimización de ámbitos funcionales como la iluminación o el aire comprimido (Autor: Jinho Jung, bajo licencia Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0).

En el pasado, el mapeo de los flujos de energía mediante una campaña de monitorización apenas se ejecutaba fuera de las grandes instalaciones industriales, pero en los últimos años han entrado en el mercado sistemas de monitorización de la energía fáciles de instalar y de enchufar, lo que hace que la recopilación y agregación de datos sea accesible para las pequeñas organizaciones. Los incentivos gubernamentales que estimulan la instalación de estos sistemas podrían ser una importante palanca de un enfoque sistémico hacia la eficiencia energética y la descarbonización.

Una vez que los resultados de las mediciones y el seguimiento fluyen, la necesidad de procesarlos conducirá naturalmente a algún tipo de gestión de la energía. Estructurar y formalizar esta gestión es el siguiente paso clave necesario para salvar la brecha entre los productos y los sistemas y superar los incentivos divididos entre el coste de compra y los costes de funcionamiento. La gestión energética formalizada se adopta cada vez más en los grandes entornos industriales a través del formato ISO 50001, pero es prácticamente inexistente en las pequeñas y medianas empresas (PYMES). Una norma de "gestión energética lite" adaptada a las PYME, idealmente combinada con incentivos normativos, supondría un bienvenido estímulo.

Una definición completa

Con la evolución tecnológica que hace más accesible el control de la energía, ha llegado el momento de introducir el enfoque de sistemas en la directiva de eficiencia energética. Teniendo en cuenta todos los argumentos formulados anteriormente, la siguiente podría ser una definición más precisa:por"eficiencia del sistema" se entiende la eficiencia de una entidad funcional, incluidos todos sus componentes situados en el lado del consumo de los contadores de la empresa de servicios públicos, incluida la forma en que se combinan y operan esos componentes, evaluada a lo largo de todo el ciclo de vida del sistema e independientemente de la fuente de energía o la tecnología, que permite una vía de descarbonización rentable, una flexibilidad adicional y el uso eficiente de la energía y los recursos.

Se puede encontrar un análisis más detallado en el libro blanco 'Un enfoque sistémico del uso final de la energía'.

[1] Proyecto de informe ITRE del PE sobre la Directiva de Eficiencia Energética (22/02/2022) (2021/0203(COD)). Enlace: PR_COD_1recastingam (europa.eu)