Bogotá, escenario óptimo para un Zero Energy District

  • 221 views
Uploaded on

 

More in: Real Estate
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
221
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3

Actions

Shares
Downloads
0
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. aiguasol.coop La oportunidad de posicionar a Colombia en la vanguardia mundial de la Eficiencia Energética Bogotá: escenario óptimo para un “ZED” Zero Energy District David Caetano WOF Green Bogotá Bogotá, 10 de Julio de 2012
  • 2. Indice Bogotá. Escenario óptimo para un ZED Presentación Contexto internacional Contexto local Conceptos para ZED Estrategias y experiencias Beneficios de un proyecto ZED
  • 3. AIGUASOL en pocas palabras  Firma de ingeniería y consultoría independiente  Equipo de 20 personas altamente cualificadas (Doctores, Físicos, Ingenieros y Arquitectos) y totalmente dedicadas a tareas de consultoría, I+D e ingeniería energética  Organizada bajo la figura legal de cooperativa con una estructura de trabajo y gestión participativa y horizontal  Fundada en 1999 por 2 PhDs de la Universitat Politècnica de Catalunya cuenta con un amplio bagaje en I+D  A la vanguardia en el mercado de la energía renovable y la eficiencia energética Enfocada principalmente en:  Optimización energética de edificios y áreas urbanas  Energías renovables para edificaciones e industria  Herramientas avanzadas de cálculo y simulación 3
  • 4. Servicios y Mercados Consultoría Energética Proyectos de Ingeniería Desarrollo de Software I+D+I Formación Edificios Residenciales y Terciarios Industria ESCOs Planeamiento Urbano Autoridades Publicas Universidades 4
  • 5. Línea de desarrollo actual Desarrollo de metodologías y herramientas innovadoras para la generación paramétrica y el análisis en multitud de simulaciones dinámicas (10000+) enfocadas a:  Modelos energéticos de análisis de sensibilidad en edificios o conjuntos de edificios.  Metamodelado de sistemas energéticos.  Optimización de diseños de edificios y sistemas  Estudios de mapeado energético para barrios y ciudades. Diversas aplicaciones a gran escala, como mapas energéticos, definición de directrices energéticas, análisis de opciones de diseño, etc…
  • 6. Indice Presentación Contexto internacional Contexto local Conceptos para ZED Estrategias y experiencias Beneficios de un proyecto ZED
  • 7. Contexto internacional Contexto mundial de la energía y del cambio climático. Relación entre consumo de energía y cambio climático La energía es responsable del 66% de las emisiones de GEI en el mundo.
  • 8. Contexto internacional Contexto mundial de la energía y del cambio climático:
  • 9. Contexto internacional Contexto mundial de la energía y del cambio climático:
  • 10. Contexto internacional Contexto mundial de la energía y del cambio climático:
  • 11. Contexto internacional Contexto mundial de la energía y del cambio climático:
  • 12. Contexto Internacional El peso de la edificación en el consumo de energía y en las emisiones de GEI:  Mundo (2004) Flujos de energía mundiales desde la energía primaria hasta los consumidores finales (EJ) No contabiliza la energía producida en la fabricación de los materiales de construcción
  • 13. Contexto Internacional El peso de la edificación en el consumo de energía y en las emisiones de GEI:  Unión Europea  Según la Directiva Europea de Eficiencia Energética de los Edificios (2010/31), los edificios suponen el 40% de la energía final consumida y el 36% de las emisiones GEI  Estados Unidos  Según el US Green Building Council, los edificios suponen el 39% de la energía final consumida y el 36% de las emisiones GEI
  • 14. Contexto Internacional El peso de la edificación en el consumo de energía y en las emisiones de GEI: Mundo Según el RICS (2005), las emisiones de GEI de la edificación son 1/3 del total EDIFICACIÓN + MODELO TERRITORIAL EN UE Y EEUU → 50/60% ENERGÍA Y EMISIONES GEI No incluidas en estas cifras el consumo derivado del modelo territorial: transporte público, alumbrado público y urbanización (energía y emisiones de los materiales)
  • 15. Indice Presentación Contexto internacional Contexto local Conceptos para ZED Estrategias y experiencias Beneficios de un proyecto ZED
  • 16. Contexto Local Colombia. Demanda de energía por diferentes fuentes y sectores
  • 17. Contexto Local Colombia. Relación Demanda de energía y emisiones GEI
  • 18. Contexto Local Colombia. Demanda de energía sector terciario y residencial
  • 19. Contexto Local El peso de la edificación en el consumo de energía y en las emisiones de GEI: Energía y emisiones en sector edificación en Colombia Los edificios comerciales y públicos (terciarios) consumen al año (2010) aproximadamente el 5% de la energía total del país, así como el 25% de la electricidad total del país En las próximas dos décadas se prevé un incremento en el consumo eléctrico del 150% en el sector terciario y del 75% en el sector residencial aproximadamente. Estos incrementos implican que se deba planificar una política de diversificación de recursos y eficiencia energética, para que su abastecimiento e impacto ambiental no sea un problema a futuro.
  • 20. Contexto Local Latitud ecuatorial: Climatología constante y de poca severidad en ciertas zonas  Posibilidad de reducción demandas energéticas. Gran potencial de cobertura de dicha demanda mediante fuentes no convencionales (solar, biocombustibles,…)
  • 21. Contexto Local. Coyuntura actual Previsión de creciente demanda de edificios de oficinas y uso terciario. Previsión de operaciones de renovación urbana. Previsión nuevos desarrollos urbanísticos. Entorno favorable a nivel político/ambiental. •Plan de Desarrollo PDFNCE. •Programa de uso racional y eficiente energía (PROURE).
  • 22. Indice Presentación Contexto internacional Contexto local Conceptos para ZED Estrategias y experiencias Beneficios de un proyecto ZED
  • 23. Conceptos ZED Criterios fundamentales para la concepción de un ZED: Optimización del entramado urbanístico: Reducción energética de la demanda de barrio o distrito. Directrices de diseño bioclimático en los edificios. Generación local para cobertura de la demanda energética, mediante combinación de diferentes tecnologías limpias y eficientes. Uso eficiente de la energía.
  • 24. Conceptos ZED Uso Herramientas de simulación dinámica  Permiten predecir y analizar de forma rápida, precisa y económica comportamientos energéticos, sin pasar por la experimentación real.  Analiza de forma sencilla y efectiva las complejas interacciones que afectan al balance energético del edificio, sistema o proceso físico a estudiar.  Proporciona la oportunidad de adaptar los diseños de los edificios o sistemas energéticos a climatologías, tipologías, fenomenologías y usos diferentes.
  • 25. Conceptos ZED Uso Herramientas de simulación dinámica  Simulación energética (edificio + HVAC + iluminación)  Iluminación natural vs Iluminación artificial  Ventilación natural vs Ventilación mecánica  Cálculo de cargas y demandas energéticas  Confort térmico / IEQ (Calidad del aire interior)  Certificado de rendimiento energético / LEED  Contribución de energías renovables y sistemas convencionales.  Economía energética / Costes de ciclos de vida
  • 26. Conceptos ZED Optimización del entramado urbanístico. A partir de la fase más preliminar o líneas iniciales del diseño del entramado urbanístico: Paso 1. Modelado matemático y geométrico del entorno geográfico del barrio. Paso 2. Análisis preliminar de casuísticas del entorno urbano. Diferentes densidades y esponjamientos.
  • 27. Conceptos ZED Optimización del entramado urbanístico. Paso 2. Análisis preliminar de casuísticas del entorno urbano. Diferentes tipologías edificatorias y usos Diferentes orientaciones para edificios
  • 28. Conceptos ZED Optimización del entramado urbanístico. Paso 3. Optimización urbanística de la demanda energética de climatización. Uso de herramientas de simulación dinámica mediante el software TRNSYS. Análisis paramétrico de todas las variables mediante el software GENOPT acoplado al motor de cálculo TRNSYS.
  • 29. Conceptos ZED Optimización del entramado urbanístico. Paso 3. Optimización urbanística de la demanda energética de climatización. Orientaciones Norte Sur Este Oeste Sur Este Sur Oeste Tipología Torre Barra U Silla Perfiles Uso Perfil 1 Perfil 2 Perfil 3 Perfil 4 Zona Norte Sur Este Oeste Cima Esponjamiento Urbano Alto Medio Bajo Este análisis parámetrico permite cruzar del orden de 6 a 10.000 combinaciones con el objetivo de encontrar las disposiciones óptimas en el espacio integrando todos los factores urbanísticos que influyen en la demanda energética del edificio.
  • 30. Conceptos ZED Optimización del entramado urbanístico. Paso 4. Mediante el Software ARCGIS se extraen los mapas de demanda energética del barrio, pudiendo analizar así las posibilidades de reubicación de las diferentes edificaciones.
  • 31. Conceptos ZED Optimización del entramado urbanístico. Paso 5. Consolidada la trama urbana se simulan diferentes escenarios de envolventes térmicas de los edificios (proporción zonas acristaladas vs zonas opacas…)
  • 32. Conceptos ZED Optimización del entramado urbanístico. Resultados obtenidos en experiencias anteriores. Reducción de la demanda energética del orden del 20% mediante la optimización de orientaciones, esponjamientos y reubicación de usos. Este tipo de medidas no supone sobreinversión económica alguna. Reducción adicional de la demanda energética de otro 20% por mejora de la envolvente térmica, mediante sobreinversiones económicas con pay-backs inferiores 3 años.
  • 33. Conceptos ZED Directrices de diseño bioclimático en los edificios. Consideración de conceptos bioclimáticos asociados a: soleamientos, sombreamientos, ventilación natural, inercia térmica, compacidad… Tradicional Modernidad
  • 34. Conceptos ZED Directrices de diseño bioclimático en los edificios. Análisis de flujos de aire y ventilación cruzada mediante herramientas de simulación dinámica. Urban scale Highrise buildingLowrise building
  • 35. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Paso 1. Análisis de diferentes modalidades de sistemas centralizados y redes de distrito. En función del mapa de demandas energéticas, fases constructivas, etc.
  • 36. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Paso 2. Análisis de diferentes sistemas y tecnologías de generación energética en base al perfil de demanda. Sistemas solares térmicos de baja y media temperatura para obtención de ACS y climatización. Sistemas con Bomba de Calor transporte de energía térmica. Sistemas de calderas generación energía térmica. Sistemas de co/trigeneración para cobertura térmica y eléctrica. Sistemas solares fotovoltaicos para cobertura energía eléctrica. Siempre con la finalidad de hibridar diferentes tecnologías de alta eficiencia energética, combinando recursos energéticos convencionales con renovables como: Gas Natural, electricidad, energía solar, biocombustibles, biogás, biomasa, etc.
  • 37. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Paso 3. Análisis paramétrico de las diferentes variables e indicadores combinado con las diferentes tecnologías: Diferentes superficies de captación solar. Diferentes potencias a instalar del resto de tecnologías. Diferentes volúmenes de acumulación de energía. Analizando para las diferentes casuísticas los siguientes indicadores: – Balance energético global del sistema. – Resultados de la inversión económica. – Balance medioambiental. Mínimo de emisiones de CO2. – Balance económico de la operación. TIR y pay-back óptimo.
  • 38. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Análisis de los diferentes indicadores. (60.000.000,00) (40.000.000,00) (20.000.000,00) - 20.000.000,00 40.000.000,00 60.000.000,00 80.000.000,00 100.000.000,00 120.000.000,00 2019 2021 2023 2025 2027 2029 2031 2033 2035 2037 2039 2041 2043 2045 2047 2049 Balance de caja anual y flujo de caja inversiones red de distrito- 25% fondos ajenos Balance de caja Balance de caja acumulado
  • 39. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Análisis de los diferentes indicadores. 7,50% 7,70% 7,90% 8,10% 8,30% 8,50% 8,70% 8,90% 9,10% 9,30% -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% Análisis de sensibilidad de distintas variables sobre la rentabilidad de fondos propios (50% financiación al 4%) cambio enganche calor cambio enganche frío cambio energía calor cambio energía frío cambio tarifa cogeneración gas cambio tarifa cogeneración limpia
  • 40. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Análisis de los diferentes indicadores. 0,00% 2,00% 4,00% 6,00% 8,00% 10,00% 12,00% Escenario 1 Escenario base Escenario 2 Análisis de sensibilidad de distintas variables sobre el incremento de precio de la energía(50% financiación al 4%) Cambio incremento precio de la electricidad Cambio incremento precio del gas
  • 41. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Análisis de los diferentes indicadores. SISTEMA DISTRITAL DEMANDAS Y CONSUMOS, MWH EMISIONES, TONELADAS CO2 DIFERENC IA (toneladas CO2) COMENTARI OS Calor + pérdidas distritales Frío + pérdidas distritales Consum o gas Consumo electricidad Electricida d generada Electricida d causada por ventilación Emisione s sistema distrital Emisiones sistema ventilación Emisione s evitadas distrital Emisione s finales centrales Fase 1A 9,391 1,799 18,121 570 6,526 493 3,896 173 3,263 806 467 año 2019, fase 1A toda conectada Fase 1A+1B 18,211 4,706 44,666 1,688 17,222 2,047 9,703 544 8,611 1,635 1,585 año 2021, solo un 75% de los edificios fase 1B conectados Fase 1A+1B+2 36,238 19,686 46,464 6,662 31,210 5,825 11,810 1,322 15,605 - 2,472 9,578 año 2025, 70% fase 1A1B2 conectado Fase 1A+1B+2+ 3 63,255 24,276 56,079 7,209 49,453 6,450 13,963 59 24,727 - 10,705 19,118 año 2030, todo conectado
  • 42. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Resultado final.
  • 43. Conceptos ZED Generación local y multitecnológica de energía Resultante con Sistema Solar, acumulación estacional y Bombas de Calor.
  • 44. Indice Presentación Contexto internacional Contexto local Conceptos para ZED Estrategias y experiencias Beneficios de un proyecto ZED Conclusiones
  • 45. Estrategias y Experiencias Optimización del entramado urbanístico. Análisis comportamiento energético barrio de edificios de viviendas en Cerdanyola del Vallès (Barcelona). Planificación energética global del barrio de la Marina (Barcelona).
  • 46. Estrategias y Experiencias Optimización del entramado urbanístico. Optimización de la demanda energética del Barrio Antondegi en San Sebastián.
  • 47. Estrategias y Experiencias Optimización del entramado urbanístico. Evaluación energética del Master-Plan del Barrio Zorrotzaurre en Bilbao. Proyecto de Zaha Hadid.
  • 48. Estrategias y Experiencias Optimización del entramado urbanístico. Desarrollo del Plan Energético de Barcelona en el apartado de optimización energética en urbanismo. Desarrollo del Plan Energético de las Islas Baleares.
  • 49. Estrategias y Experiencias Proyecto Sistemas Generación DH&C: DUCH (Madrid) • Inversión en infraestructuras públicas de 1.500 M€ (incluida la remodelación de la estación de Chamartín). • Más de un millón de m2 construidos de oficinas y más de 15.000 viviendas. • Presentado en el Ayuntamiento de Madrid el Plan Parcial de Reforma Interior del Proyecto • Objetivo general: diseño de un barrio ecoeficiente • Objetivo concreto: determinación de la viabilidad de un sistema energético de barrio.
  • 50. Estrategias y Experiencias Análisis de DH&C: 22@(Barcelona)DHC LEVANTE DHC PONIENTE WASTE HEAT WASTE COOLNES 781.100 m2 Análisis Sistemas Generación DH&C: 22@ (Barcelona)
  • 51. Indice Presentación Contexto internacional Contexto local Conceptos para ZED Estrategias y experiencias Beneficios de un proyecto ZED
  • 52. Beneficios de un proyecto ZED Proyecto energético e innovador que refuerza y da valor a la política energética nacional en lo referente a eficiencia energética. Fomenta la innovación local y el espíritu empresarial, generando múltiples puestos de trabajo. Apoyo económico a las compañías privadas relacionadas con el sector de las energías limpias y los servicios energéticos (ESCOs). Atrae inversiones, al tratarse de un planteamiento visionario e innovador. Proyecto pionero en el país y en la región andina. Proyecto demostrativo y pedagógico.
  • 53.  @ http://http:// david.caetano@aiguasol.coop Av. Cra. 58 Nº 125A-59 Of. 388 BOGOTA, COLOMBIA (T) + 57 1 7439234 aiguasol.co