Tema 13. Gestión sostenible de la energía

Tema 13.

Ecología urbana, ordenación del territorio y paisaje

5º semestre. GRADO. ETS de Arquitectura Prof. Mª Rosario del Caz Enjuto

Programa de teoría en Ecología Urbana, Ordenación del Territorio y Paisaje

BLOQUE 1: INTRODUCCIÓN

Presentación de la asignatura

Tema 2. Conceptos básicos sobre la ecología urbana

Tema 3. Conceptos básicos sobre la ordenación del territorio Tema 4. Conceptos básicos sobre el paisaje

BLOQUE 2: TERRITORIO Y PAISAJE

Tema 5. Ciudad, territorio y planificación espacial

Tema 6. La evaluación ambiental de planes urbanísticos Tema 7. Paisaje y territorio 1

Tema 8. Paisaje y territorio 2 (Técnicas de intervención)

BLOQUE 3: MODELOS URBANOS

Tema 9. Modelos urbanos

Tema 10. Accesibilidad y movilidad urbanas sostenibles Tema 11. Regeneración urbana ecológica

Tema 12. Naturaleza y verde urbano

BLOQUE 4: MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS

Tema 13. Energía Tema 14. Agua

Esquema de la clase

1. Datos generales sobre consumo de energía y procedencia de la misma

2. Consecuencias derivadas de este modelo de consumo energético 3. Tres grandes frentes para una política energética sostenible

1. Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. • En el sector de la edificación:

– Planificación urbana

– Arquitectura bioclimática – Calefacción por distrito • En el sector de los transportes • En el sector de la industria

2. Impulso decidido de las energías renovables

1. Consumo y procedencia de la energía

Mix energético mundial Pronóstico para 2100 Fuente: World Coal Institute Consumo energético mundial

por fuentes. 2010 Consumo de energía primaria por fuentes.

1. Consumo y procedencia de la energía

Sectores de uso final de la energía en España, 2008. Fuente: IDAE

1. Consumo y procedencia de la energía

Consumo energético por modos de transporte en España, 2008 Fuente: IDAE

1. Consumo y procedencia de la energía

Consumo energético por usos en el sector residencial, en España y en la UE, 2008 Fuente: IDAE

1. Consumo y procedencia de la energía

Consumo energético del sector industria en España, 2008 Fuente: IDAE

2. Consecuencias derivadas de este modelo de consumo energético

2. Consecuencias derivadas de este modelo de consumo energético

2. Consecuencias derivadas de este modelo de consumo energético.

3. Tres grandes frentes para una política energética sostenible

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética:

- En el sector de la edificación - En el sector de los transportes - En el sector industrial

Impulso decidido de las energías renovables

Captura de CO₂, control y minimización de las emisiones inevitables

3. Tres grandes frentes para una política energética sostenible

Planificación urbana

Arquitectura bioclimática

Calefacción por distrito

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector de la edificación

3. Tres grandes frentes para una política energética sostenible

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector de la edificación

Planificación urbana Arquitectura bioclimática Calefacción por distrito Planta Zeilenbau - Orientación - Emplazamiento - Densidad

Emplazamiento

Santorini

Factores: - Viento

- Vegetación

- Presencia de masas de agua (mar, río, lago). Puede tener influencia en 10 km a la

redonda. - Altitud

Densidad

Viena Valdespartera, _Zaragoza

Alburquerque Nuevo México

3. Tres grandes frentes para una política energética sostenible

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector de la edificación

Planificación urbana Arquitectura bioclimática Calefacción por distrito

Es aquella arquitectura que busca la

adaptación al clima, el aprovechamiento selectivo de la energía solar y eólica para conseguir el bienestar térmico y lumínico, consiguiendo un ahorro significativo de la energía convencional y contribuyendo a una reducción de la contaminación atmosférica.

Buena parte de los principios de la arquitectura bioclimática derivan de los principios básicos de la arquitectura popular: compacidad; masa térmica; captación solar a través de miradores y/o acristalamientos; empleo de patios, etc.

3. Tres grandes frentes para una política energética sostenible

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector de la edificación

Planificación urbana Arquitectura bioclimática Calefacción por distrito

La arquitectura bioclimática está íntimamente relacionada con el clima del lugar. Por tanto, las pautas bioclimáticas de los edificios dependerán del lugar donde se ubiquen. Existen, pues,

estrategias bioclimáticas diversas.

La estrategia bioclimática para un clima templado, como el nuestro, se basa en los siguientes

principios:

1. Conservación de la energía

2. Aprovechamiento de la energía solar, tanto activa como pasivamente

3. Protección frente a la radiación solar excesiva

Arquitectura bioclimática 1. Conservación de la energía 2. Aprovechamiento de la energía

solar, tanto activa como pasivamente 3. Protección frente a la radiación solar excesiva 4. Instalaciones eficientes de apoyo

- Diseño de envolventes (fachadas, cubierta, suelo)

Arquitectura bioclimática 1. Conservación de la energía 2. Aprovechamiento de la energía

solar, tanto activa como pasivamente 3. Protección frente a la radiación solar excesiva 4. Instalaciones eficientes de apoyo

- Distribución de las piezas del edificio en función de las

orientaciones

Arquitectura bioclimática 1. Conservación de la energía 2. Aprovechamiento de la energía

solar, tanto activa como pasivamente 3. Protección frente a la radiación solar excesiva 4. Instalaciones eficientes de apoyo

- Aislamiento térmico. Uso de

materiales con gran inercia térmica

Arquitectura bioclimática 1. Conservación de la energía 2. Aprovechamiento de la energía

solar, tanto activa como pasivamente 3. Protección frente a la radiación solar excesiva 4. Instalaciones eficientes de apoyo

- Eliminación de puentes térmicos

Arquitectura bioclimática 1. Conservación de la energía 2. Aprovechamiento de la energía

solar, tanto activa como pasivamente 3. Protección frente a la radiación solar excesiva 4. Instalaciones eficientes de apoyo

Sistemas de captación pasivos:

- Muros y cubiertas acumuladoras, acristalamientos, galerías

Sistemas de captación activos: - Paneles solares térmicos

Sistemas de captación activos: paneles solares térmicos

- Un panel pequeño evita 1 tonelada de CO₂ al año - Obligatorio en las

nuevas edificaciones, según el Código Técnico de la Edificación

Sistemas de captación activos: paneles solares fotovoltaicos

- De momento tiene poca incidencia en la edificación (en España), aunque tiene una mayor presencia en granjas fotovoltáicas y huertos solares. Mientras el 45,4% de las instalaciones solares en Alemania se han hecho sobre tejado, esa cifra, en España, se sitúa en un modesto 8,8%.

1.Paneles fotovoltaicos (silicio)

2. Regulador de carga (impide seguir acumulando energía cuando la batería está llena)

3. Baterías

4. Inversor de corriente continua a corriente alterna (para electrodomésticos)

5. Iluminación Corriente continua) Dos tipos: aislada de red y con conexión a red

Arquitectura bioclimática 1. Conservación de la energía 2. Aprovechamiento de la energía

solar, tanto activa como pasivamente 3. Protección frente a la radiación solar excesiva 4. Instalaciones eficientes de apoyo

Ventilación: crear corrientes de aire, hacer que el aire circule, se mueva, y refresque el ambiente.

P.ej. – Dobles orientaciones en edificaciones - Fachadas y cubiertas ventiladas

Fachada ventilada

Cubierta ventilada a la catalana

Commerzbank. Norman Foster. Frankfurt, 1997 Barrio de “cero emisiones”. Surrey. Zed Factory

Arquitectura bioclimática 1. Conservación de la energía 2. Aprovechamiento de la energía

solar, tanto activa como pasivamente 3. Protección frente a la radiación solar excesiva 4. Instalaciones eficientes de apoyo

Ventilación: crear corrientes de aire, hacer que el aire circule, se mueva, y refresque el ambiente.

P.ej. – Dobles orientaciones en edificaciones - Fachadas y cubiertas ventiladas

- Patios y chimeneas de ventilación

Sombreamiento: evitar que la radiación solar entre en el edificio (mediante

elementos de la propia edificación – aleros, balcones corridos, brise-soleil, etc.-o mediante elementos externos – arbolado, pérgolas, etc.-)

Arquitectura bioclimática

1. Conservación de la energía

2. Aprovechamiento de la energía solar, tanto activa como pasivamente 3. Protección frente a la radiación solar excesiva 4. Instalaciones eficientes de apoyo - Calefacción - Refrigeración - Iluminación

La energía geotérmica aplicada a la calefacción y refrigeración de edificios. La bomba de calor geotérmica

Clasificación energética de los eletrodomésticos

3. Tres grandes frentes para una política energética sostenible

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector de la edificación

Planificación urbana Arquitectura bioclimática Calefacción por distrito aplicando la cogeneración

La calefacción por distrito consiste en la

producción y reparto local (a nivel de barrio o distrito) de energía calorífica (mediante agua caliente o vapor de agua que circula por una red subterránea). Es más eficiente el agua caliente

La cogeneración es la producción simultánea y combinada de calor y energía eléctrica en la misma instalación, que trata de rentabilizar al máximo la energía primaria contenida en

3. Tres grandes frentes para una política energética sostenible

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector de la edificación

Planificación urbana Arquitectura bioclimática Calefacción por distrito aplicando la cogeneración

Requisitos y pautas para este tipo de calefacción:

1. De densidad residencial. Mínimo 44 viv/Ha. No apto para ciudad difusa

2. De mezcla de usos (hospitales, hoteles, instalaciones industriales).

3. Continuidad de las redes de calor. Todos los usuarios que entren en el radio de acción han de conectarse 4. Adecuado tanto para nuevos barrios, como para

regeneración de barrios, aunque hay que evitar el conflicto con las otras redes existentes

5. La central de producción de calor y energía debe ser lo más eficiente posible. Tipos de fuentes primarias de energía: gas natural, biomasa, energía solar, etc.

Gestión sostenible de la energía

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector transportes

- Ordenación del territorio: Sistema jerarquizado de núcleos de población.

- Equidistribución de usos en el territorio. Minimizar usos que generen desplazamientos motorizados masivos (áreas comerciales, “ciudades de”, etc). - Modelos urbanos: compacidad y mezcla de usos - Forma de ordenación y priorización de los

sistemas de movilidad: peatones, bicis, transporte público, coches. Los aparcamientos como asunto crítico.

Gestión sostenible de la energía

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector industrial

- Instalación de sistemas de cogeneración en todo tipo de industrias, para recuperar el calor residual que se produce en numerosos procesos de

fabricación.

Gestión sostenible de la energía

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector industrial

r

Aprovechamiento del calor para calefactar barrios próximos a las industrias

Gestión sostenible de la energía

Políticas relacionadas con el ahorro y la eficiencia energética. En el sector industrial

Mejora del aislamiento térmico en las redes de distribución de fluidos térmicos

Monitorización y control de los procesos

Renuncia a las transformaciones de energía innecesarias: por ejemplo de energía eléctrica para producir calor, pues se desperdician ¾ partes de la energía primaria.

Aprovechamiento de los residuos (materia orgánica y su transformación en biogás; combustión de otras fracciones de basuras; etc)

Gestión sostenible de la energía

- Energía solar (térmica y fotovoltáica). - Energía eólica

Gestión sostenible de la energía

- Energía solar (térmica y fotovoltáica). - Energía eólica

- Biogás (extracción del gas metano –combustible- y de otros gases producidos al degradase la materia orgánica (ganadería, agricultura, lodos de depuradoras, etc.)

- Biomasa (residuos vegetales y, sobre todo, cultivos energéticos). Da lugar Biocarburantes (biodiésel,

bioetanol).

Gestión sostenible de la energía

- Energía solar (térmica y fotovoltáica). - Energía eólica

- Biogás (extracción del gas metano –combustible- y de otros gases producidos al degradase la materia orgánica (ganadería, agricultura, lodos de depuradoras, etc.)

- Biomasa (residuos vegetales y, sobre todo, cultivos energéticos). Da lugar Biocarburantes (biodiésel,

bioetanol).

- Otras (minihidráulica, pequeña eólica) - Energía maremotriz, energía undimotriz - Energía geotérmica

Energía mareomotriz (mareas) Energía undimotriz (olas) Energía minihidráulica. Potencia inferior a 10 MW Pequeña eólica Energía geotérmica

Gestión sostenible de la energía

- Energía solar (térmica y fotovoltáica). - Energía eólica

- Biogás (extracción del gas metano –combustible- y de otros gases producidos al degradase la materia orgánica (ganadería, agricultura, lodos de depuradoras, etc.)

- Biomasa (residuos vegetales y, sobre todo, cultivos energéticos). Da lugar Biocarburantes (biodiésel, bioetanol).

- Otras (minihidráulica, pequeña eólica) - Energía maremotriz, energía undimotriz - Energía geotérmica

- ¿Energía nuclear?

Supone, en la actualidad, el 6% de la energía primaria y se emplea sólo en la producción de energía

eléctrica.

Problemas:

- Qué hacer con los residuos radiactivos

- Proliferación nuclear (Irán, India, Pakistán o Corea del Norte)

- Seguridad de las centrales nucleares

- Costes económicos reales de todo el proceso

Gestión sostenible de la energía

- Aumento de la participación del gas natural en la producción

energética. Es el menos contaminante de los combustibles fósiles. También más abundante a medio plazo.

- Desulfuración de SO₂ y NO_X en las plantas de generación de electricidad

- Gasolinas sin plomo

- Catalizadores en coches

- Mayor refinado de los gasóleos (minimización de azufre) - Impuestos sobre emisiones

- Inclusión en el precio de la gasolina de los costes “externos” del automóvil

Captura de CO₂, control y minimización de las emisiones inevitables

Gestión sostenible de la energía

Captura de CO₂, control y minimización de las emisiones inevitables

CAC: captura y almacenamiento de dióxido de carbono

Esta técnica consiste en capturar el CO₂ producido en las centrales eléctricas o plantas industriales, y luego

almacenarlo por un largo periodo de tiempo, ya sea en formaciones geológicas del subsuelo, en océanos o en otros materiales.

1- Almacenaje en depósitos de petróleo y gas agotados

2- Uso de CO2 en una mayor recuperación de petróleo y gas

3a y 3b- Formaciones salinas profundas (en alta mar, o en tierra) 4- En la recuperación mejorada de metano en yacimientos de carbón

Secuestro de carbono: consiste en eliminar el carbono presente en la atmósfera mediante procesos naturales producidos por la vegetación