Crear una plataforma duradera para trazar el futuro de la energía

Mientras los costes de la energía se disparan y las industrias luchan por sobrevivir, Los EMB3R pueden marcar la diferencia. Investigadores austriacos revelan cómo la plataforma está preparada para ayudar a las empresas a convertir de forma rentable el calor residual en una valiosa fuente de ingresos, ahora y durante muchos años.

¿Cómo se crea una plataforma digital que pueda unir a los proveedores y a los usuarios potenciales del calor residual a escala local y nacional y que, al mismo tiempo, proporcione datos significativos sobre el precio y la eficiencia de la red ahora y en el futuro? Esta es la pregunta a la que han respondido los investigadores de la empresa vienesa de economía de la energía, e-think energy research, y la Technische Universität Wien (TU Wien) al desarrollar la plataforma EMB3Rs.

Diseñada para poner en contacto a los proveedores de calor residual con los usuarios finales, la plataforma mapea la oferta y la demanda de energía térmica de los posibles interesados y determina la opción más barata para conectar a los usuarios potenciales. La plataforma mostrará cómo el exceso de calor y frío puede reutilizarse como una valiosa fuente de energía para otros procesos industriales, la calefacción urbana y otras aplicaciones.

Ali Kök, del Grupo de Economía de la Energía de la Universidad Técnica de Viena, y Marcus Hummel, de e-think, han trabajado juntos para definir los requisitos y especificaciones de la plataforma EMB3Rs. En palabras de Hummel, "ha sido un proceso intensivo y, desde luego, no ha sido una tarea sencilla". Pero a medida que el proyecto se acerca a su fin, tanto Kök como Hummel confían en que su perseverancia ha dado sus frutos, y lo hará durante muchos años más.

Llegar hasta el final

EMB3Rs incluye varios módulos de software de código abierto que se han programado para manejar una enorme variedad de datos técnicos y económicos relacionados con la energía. Por ejemplo, un módulo empresarial evalúa el riesgo en una configuración energética, un módulo de optimización tecnoeconómica determina la opción menos costosa para utilizar el exceso de energía térmica en una cadena de suministro y un módulo de mercado calcula los precios potenciales del calor residual en diferentes escenarios de mercado.

Ali Kök y sus colegas de la Universidad Técnica de Viena han desarrollado el importante módulo GIS de la plataforma. Este módulo es fundamental para encontrar la forma más rentable de conectar las fuentes y los sumideros de calor/frío, y considera las opciones de reutilización del calor/frío residual a una determinada distancia de un sistema de calefacción y refrigeración urbana.

Como parte de sus cálculos, el módulo GIS determina la distancia entre la fuente y el sumidero, diseña una posible solución de red y, a continuación, calcula los costes de inversión en red necesarios y las pérdidas de calor/frío asociadas. Estos cálculos exigen diversos datos: por ejemplo, los costes de las bombas, las tuberías y la excavación, las temperaturas del suelo y la capacidad térmica del agua, así como la ubicación de las carreteras accesibles.

Según Kök, él y sus colegas recuperaron los datos de la información de los usuarios y colaboraron estrechamente con ADENE - Agência para Energia - en Portugal. En este caso, las bases de datos de ADENE de los Certificados de Eficiencia Energética (EPC) de los edificios portugueses y de las auditorías industriales fueron fundamentales para localizar los posibles sumideros y fuentes de calor/frío y determinar las soluciones de red tanto a nivel local como nacional.

Los investigadores también descargaron los importantísimos datos de la red de carreteras de la base de datos de mapas de carreteras gratuita y de código abierto OpenStreetMap. "[Nuestro módulo SIG] utiliza los datos de esta base geográfica para crear, por ejemplo, la red de calefacción urbana más corta", explica Kök.

La escala es importante

Es importante destacar que, a lo largo del desarrollo del módulo GIS, la escalabilidad ha estado en la mente de Kök y sus colegas. Como señala Kök: "En algunos casos se pueden modelizar zonas pequeñas con un número reducido de fuentes de calor y usuarios, pero también se puede querer modelizar a nivel regional amplio, como parte de una gran ciudad".

Para garantizar que la plataforma EMB3Rs se amplíe fácilmente desde el ámbito local al nacional, los investigadores han diseñado el módulo SIG para reducir la resolución de sus redes a medida que crece el área modelizada. De este modo, se garantiza que los tiempos de cálculo del módulo sigan siendo relativamente cortos cuando se diseña una red en una zona extensa.

"Si el usuario realiza una evaluación nacional, no puede utilizar todas las carreteras de un país entero, ya que el tiempo de cálculo sería eterno", explica Kök. "Así que, en función de la complejidad de una zona, eliminamos los detalles y bajamos la resolución de la red para garantizar la escalabilidad". Por ejemplo, el módulo eliminará de sus cálculos los carriles para bicicletas y las vías peatonales a medida que se vaya ampliando.

"Conseguir el equilibrio adecuado entre detalle y escalabilidad ha sido un reto clave, pero lo hemos conseguido", añade. "Nuestro objetivo ha sido utilizar el EMB3R en estudios de casos muy pequeños, pero es posible que también queramos utilizarlo a nivel nacional".

Las complejidades del diseño de los módulos y su integración en la plataforma no pasan desapercibidas para ningún público; de hecho, tanto e-think como TUWien han coordinado el complicado proceso de definición de los requisitos de los módulos y la plataforma, de acuerdo con todas las necesidades de los usuarios. Sin embargo, tras años de desarrollo, Hummel está seguro de que los beneficios de EMB3R serán duraderos.

Como destaca, la plataforma puede ofrecer datos matizados y detallados "a pie de calle", lo que la convierte en una herramienta de prefactibilidad muy útil para planificar y diseñar soluciones energéticas. "Las herramientas digitales son cada vez más importantes: a medida que se generan datos más detallados, hay que analizarlos y necesitamos herramientas para hacerlo", afirma.

"Hemos comprobado que puede ser bastante difícil mantener vivo el desarrollo de herramientas de código abierto... pero creo que será diferente para una herramienta de prefactibilidad como EMB3Rs, ya que la información que proporciona la plataforma puede llevarse directamente a los responsables de la toma de decisiones y utilizarse realmente en el desarrollo del proyecto", añade. "Teniendo en cuenta esto, creo que hay una posibilidad real de que EMB3Rs sea un proyecto realmente longevo por el que los usuarios también pagarán".

Impacto duradero

Ahora que el proyecto EMB3Rs llega a su fin, ¿qué impacto tendrá la plataforma en los crecientes problemas energéticos del mundo? Para Hummel, la respuesta no sólo está en la longevidad para marcar la diferencia, sino también en la educación. Cree que EMB3Rs tiene una oportunidad real de mostrar a las industrias que generan calor residual cómo puede utilizarse para crear un potencial flujo de ingresos, especialmente en los sistemas de calefacción urbana.

"Como el calor residual está al final de la tubería, también está al final de los pensamientos de muchas industrias, pero con EMB3Rs podemos demostrar el valor del calor residual", dice.

"Por ejemplo, los EMB3R pueden mostrar cómo el precio que se obtiene por suministrar calor residual a un sistema de calefacción urbana dependerá de la cantidad de calor que se tenga, de la regularidad con la que se tenga, de la demanda y de las otras opciones de suministro en la red", añade. "He visto varios contratos de calor residual desfavorables, pero eso se debe a que las empresas no saben cuánto dinero deberían recibir por ello".

Kök está de acuerdo y considera que la plataforma EMB3R ha llegado en el momento justo. "Hace poco asistí a una conferencia científica centrada en la calefacción urbana, y en ella escuchamos cómo algunas empresas han sobrevivido a los altos precios de la energía vendiendo su calor residual", afirma. "Así que la crisis energética actual ya está motivando a las empresas a estudiar cómo pueden obtener ingresos integrando el calor residual en los sistemas energéticos".