Geotermia de baja entalpía en España: calefacción y refrigeración

Transcripción

1 Geotermia de baja entalpía en España: calefacción y refrigeración JORNADA HISPANO ALEMANA SOBRE GEOTERMIA, 15 de Junio 2010 Prof. Dr. Javier F. Urchueguía Schölzel Catedrático de Física Aplicada de la Universidad Politécnica de Valencia Socio Fundador de Energesis Ingeniería Copresidente de la sección de Geotermia de Baja Entalpía de APPA Presidente del European Geothermal Panel Miembro del grupo rector de la Plataforma Tecnológica Española de Geotermia (GEOPLAT) 1

2 Resumen Bombas de calor geotérmicas: concepto y situación en Europa Desarrollo de la GT en España Perspectivas de futuro 2

3 La energía geotérmica La energía geotérmica de baja entalpía basa su principio en la capacidad que tiene la tierra para acumular el calor procedente del sol, manteniendo una temperatura prácticamente constante a lo largo del año a partir de determinada profundidad Es una energía renovable (DIRECTIVA 2009/28/EC del Parlamento Europeo y del Consejo 23 de abril de 2009) Es un sistema muy eficiente Al trabajar con un salto térmico menor que los sistemas convencionales 3

4 Elementos de la Bomba de Calor Geotérmica Una Bomba de Calor Geotérmica es un sistema que cede y absorbe calor del terreno a través de un conjunto enterrado de tuberías plásticas de alta densidad. Está formada por: una gran masa térmica (suelo) que permite ceder/extraer calor un conjunto de tuberías enterradas por las que circula agua/anticongelante (intercambiador enterrado) sistema hidráulico bomba de calor agua/agua sistema interior 4

5 Modo de funcionamiento Calor introducido en la vivienda Calor extraído de la vivienda Consumo eléctrico Calor extraído de la tierra Calor inyectado a la tierra Consumo eléctrico INVIERNO (CALEFACCIÓN) VERANO (REFRIGERACIÓN) 5

6 Bomba de Calor Agua a mayor altura Espacio a mayor temperatura Agua Bomba de agua cuanta más altura hay que vencer, mayor es el consumo eléctrico Calor Bomba de calor cuanta más diferencia de temperatura hay que vencer, mayor es el consumo eléctrico Agua a baja altura Espacio a baja temperatura 6

7 Temperatura Estable del Suelo Temperatura estable a lo largo del año 0 m ,5 m

8 Climatización n Geotérmica La climatización geotérmica utiliza bombas de calor geotérmicas para producir calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria. 8

9 The old market high enthalpy (el. power) high temperature basins (el.power, district heating) medium temperature basins (district heating) everywhere: EGS, shallow geothermal? Situación en Europa 9

10 Existe una distribución muy desiguale entre paises sin relación con los recursos Naturales Por qué están más del 70% de las nombas de calor geotérmicas en sólo 3 paises? 10

11 Y Y España? a? 11

12 Etapa de investigación y desarrollo A partir de 2001 Desarrollo del mercado Evolución de la GT en España

13 GeoCool THE FIFTH FRAMEWORK PROGRAMME GEOCOOL Geothermal Heat Pump for Cooling-and Heating along European Coastal Areas 13

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17 Resultados %

18 Resultados %

19 Por primera vez se demuestra experimentalmente el funcionamiento y el ahorro asociado a un sistema de BCG (frente a la aerotermia ) de manera contrastable y científica, tanto en refrigeración como en calefacción Se verifican ahorros que en promedio superan el 40% del consumo de energía eléctrica de la instalación La instalación GEOCOOL ha permitido hasta la fecha dar soporte a dos tesis doctorales. Varias líneas de investigación se basan en las posibilidades que ofrece el sistema. La instalación es regularmente visitada por arquitectos, ingenieros e instaladores interesados en las posibilidades del geotermia somera. Cada dos semanas se ofrece una presentación y una visita. 19

20 Iniciativa Prensa Energesis GEOCOOL 20

21 Desarrollo del mercado de GT baja en España (a partir de 2004) 21

22 El mercado de GT baja inicia su desarrollo en España alrededor del año 2004 Entre los años el crecimiento es lento. Se acelera en 2008 a raíz de la implantación del nuevo Código Técnico de la Edificación y RITE, obligando a incorporar renovables en nuevas construcciones En 2008 se funda el grupo de GT baja de APPA, primera Asociación para defensa de los intereses sectoriales Se estima en la actualidad una potencia instalada de alrededor de entre MWth Las CCAA con mayor presencia de GT baja son: Galicia, Cataluña, Valencia, País Vasco, Navarra y Madrid Estas cifras NO incluyen los sistemas abiertos, que vienen siendo utilizados desde hace mucho tiempo, aunque su impacto medioambiental los pone crecientemente en cuestión 22

23 Geotermia como Producto Solución completa (climatización + ACS) Ahorros energéticos y en emisiones Energía renovable subvenciones Tecnología eficiente (tiempos de retorno competitivos) Bioseguridad Mejor mantenimiento, menor ruido, mejor estética Tecnología integrable Mayor inversión inicial 23

24 Instalaciones Edificio de oficinas Gandía (Valencia) Refrigeración 180 kw Calefacción 220 kw 9,1 tco 2 /año evitadas Primer edificio con climatización híbrida en España 24

25 Instalaciones 25

26 Instalaciones Centro de educación ambiental Torrente (Valencia) Refrigeración 98 kw Calefacción 58 kw 10,11 tco 2 /año evitadas Conjunto formado por un edificio principal y siete bungalós 26

27 Instalaciones Bloque de viviendas Morella (Castellón) Calefacción 26 kw 4,9 tco 2 /año evitadas Cuenta con contadores entálpicos para determinar el consumo energético de cada vivienda 27

28 Instalaciones Vivienda unifamiliar Altea (Alicante) Refrigeración 11, 7 kw Calefacción 15,4 kw 4,4 tco 2 /año evitadas Climatización + ACS 28

29 Instalaciones Vivienda Unifamiliar Lloseta (Mallorca) Refrigeración 12,2 kw Calefacción 15,4 kw 6,6 tco2/año evitadas Climatización + ACS 29

30 Instalaciones Vivienda unifamiliar Godella (Valencia) Calefacción 40 kw Refrigeración 38 kw 4,2 tco 2 /año evitadas Climatización + ACS Piscina + Solar térmica 30

31 Instalaciones Edificio de oficinas Albuixech (Valencia) Calefacción 28,6 kw Refrigeración 22,8 kw Planta piloto Proyecto CDTI Climatización híbrida 31

32 Energesis Home

33 Test de Respuesta Térmica Conductividad térmica efectiva del terreno 33

34 Perspectivas de la GT baja en España 34

35 Barreras para la geotermia 35

36 Factores sobre el coste Obligatoriedad de producir ACS mediante energías renovables (CTE HE-4) Justificación excepciones CTE HE-5 Certificación Energética de Edificios (RD 47/2007) Falta mayor dimensión del mercado y consiguiente abaratamiento de costes Falta investigación y desarrollo de nuevos productos adaptados al mercado Mejores bombas de calor reversibles Sistemas balanceados (híbridos) Estructuras termoactivas, ETC 36

37 Pilotes termoactivos In situ Prefabricados Pantallas termoactivas

38 Directiva Europea Factores normativos Nuevo CTE, nuevo RITE Inclusión en el PER Near Zero Energy Buildings Nuevos programas de IDAE (GEOCASA, CALENER, ) Se requiere: coordinación con Entes Locales, desarrollos normativo sobre implantación, Ley de Minas, municipios, tarifas para la energía térmica, etc 38

39 Número relevante de sistemas en funcionamiento Factores conocimiento del público Creciente número de empresas, también extranjeras Sector no sujeto a primas, sólo subvenciones Conocimiento creciente en los sectores profesionales, existe amplia demanda de formación Congresos temáticos exitosos (GeoENER) Se requiere: política de formación de instaladores con garantías Campañas de sensibilización 39

40 Conclusiones: El sector de GT baja en España es un sector en despegue que ofrece nuevas oportunidades a un sectores en crisis, como la construcción y la climatización Existen aún importantes barreras a su pleno desarrollo, aunque se han dado pasos muy importantes desde el punto de vista tecnológico y normativo 40