Microgeneración Energética
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La microgeneración energética como oportunidad de colaboración empresarial Eva Arrilucea (NAIDER) Iban Rui-Wamba (CONERTIC)
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Proyectos de microgeneración energética como oportunidad de colaboración entre empresas
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La microgeneración
energética como
oportunidad de
colaboración
empresarial
Eva Arrilucea (NAIDER)
Iban Rui-Wamba (CONERTIC)
Junio 2011
LA MICROGENERACIÓN
ENERGÉTICA
La microgeneración energética consiste
en producir electricidad a pequeña
escala cerca de los puntos de consumo
y procedente de una fuente baja en
carbono.
La microgeneración cuenta con
innegables ventajas para generar
energía en los lugares aislados, para
descargar las redes de distribución de
baja tensión, para reducir el impacto y
los costes y para aumentar la eficiencia
y la sostenibilidad al usar como fuente
las renovables que reducen las
emisiones de dióxido de carbono y
otras sustancias contaminantes a la
atmósfera.
Además, la instalación de sistemas de
microgeneración se configura como
una respuesta a los retos energéticos y
medioambientales a los que nos
enfrentamos en la actualidad y está
alineada con el objetivo marcado por la
Directiva europea 2009/28/CE que
obliga a España a generar el 20% de su
energía primaria mediante renovables
en el año 2020.
Las instalaciones de microgeneración se
suelen situar junto a viviendas
unifamiliares, edificios, urbanizaciones
y comunidades de vecinos. Las
tecnologías de microgeneración
incluyen mini-eólica, energía solar,
mini-hidráulica, bombas de calor,
biomasa, micro-cogeneración (micro
CHP) y celdas de combustible a
pequeña escala entre otras.
Pero además, el diseño, desarrollo y
puesta en marcha de proyectos de
microgeneración implican una
oportunidad muy interesante para
movilizar a grupos de agentes muy
diversos en un marco de colaboración
que puede derivar en beneficios más
allá de los directamente esperados del
proyecto.
Dado que cada una de estas tecnologías
de microgeneración está en un estadio
diferente de desarrollo respecto al
mercado, requieren diferentes
instrumentos y niveles de apoyo para
su implantación efectiva.
PRINCIPALES
TECNOLOGÍAS DE
MICROGENERACIÓN
1 Minieólica
La mini-eólica y la micro-eólica
aprovechan la energía cinética del aire
para generar energía y usan máquinas de
menos de 100 kilovatios de potencia y
áreas de barrido del rotor de 200m2. El
valor diferencial de estas micro-turbinas
es que pueden generar energía en el
mismo lugar de consumo evitando las
pérdidas típicas del transporte y en los
puntos de transformación, sin emitir CO2.
Es adecuada para lugares aislados y para
ayudar a las redes de distribución de baja
tensión.
Algunos de los avances tecnológicos más
interesantes que se han desarrollado
recientemente son por ejemplo el
aerogenerador de eje vertical basado en
la instalación de pequeños molinos de
viento en entornos urbanos. Algunos
aerogeneradores como el IDM sitúan sus
palas en un plano horizontal resolviendo
el problema de la generación de ruido
típico de las turbinas. La velocidad de giro
del rotor es menor de 10 revoluciones por
minuto y su ruido operacional es del 0,5%
en comparación con un aerogenerador de
eje horizontal.
Es común hibridar la mini-eólica con las
placas solares porque los dos sistemas se
complementan muy bien: durante el día
produce la fotovoltaica y por la noche los
aerogeneradores.
Las aplicaciones más comunes de la mini-
eólica son en alumbrado, electricidad en
general, bombeo de agua y riego y carga
de baterías. Hasta ahora las dos opciones
de uso más comunes son el
autoconsumo, en el que la energía
producida es consumida directamente
por el usuario que la produce y la venta a
la red eléctrica de la energía generada,
una modalidad más innovadora liderada
en España por el Gobierno de Navarra.
El marco normativo para la mini-eólica en
Euskadi está definido entre otros por la
Estrategia Energética de Euskadi donde se
definen los mini-parques eólicos (menos
de 8 aerogeneradores y menos de 10 MW
de potencia) y los mini-aerogeneradores
(aquellos de potencia inferior a 100 kW)
2 Solar fotovoltaica
La energía fotovoltaica es la
transformación directa de la radiación
solar en electricidad a través del uso de
paneles fotovoltaicos. En los paneles la
radiación excita los electrones de un
dispositivo semiconductor generando una
diferencia de potencial que será mayor
cuantos más dispositivos estén
conectados en serie.
Las células solares que componen los
módulos que forman los paneles son
normalmente de silicio (aunque ya se
barajan otras tecnologías de primera,
segunda y tercera generación),
semiconductor capaz de generar un
voltaje eléctrico por efecto de la radiación
solar. La producción de energía depende
de la radiación solar y puede consumirse
en el momento de la producción o bien
ser almacenado para un uso posterior.
Gracias a su aspecto modular, la
tecnología fotovoltaica permite construir
desde enormes plantas hasta pequeños
paneles para tejados que faciliten la
microgeneración de energía.
En el País Vasco hay más de 2.000
instalaciones de este tipo operativas:
instalaciones de pequeña potencia para
sistemas aislados de la red eléctrica
(señalización, alumbrado público,
bombeo de agua, electrificación rural) e
instalaciones de potencia entre 5 y 100
kw que se conectan a la red y venden la
electricidad que producen a cambio de
una prima especial.
En España, el RD 1578/2008 de
retribución de la actividad de producción
de energía eléctrica mediante tecnología
solar fotovoltaica, limita la implantación
de esta tecnología mediante la asignación
de unos cupos de producción anuales.
3 Solar térmica
La solar térmica es la energía que se
obtiene aprovechando el calor del sol.
En el País Vasco, la aplicación del Código
Técnico de la Edificación en las nuevas
construcciones y rehabilitaciones
integrales, además de la implantación de
este tipo de sistemas en edificios ya
existentes con importantes demandas de
agua caliente sanitaria o calentamiento
de piscinas (polideportivos, residencias de
ancianos, hoteles, hospitales,
albergues,...), están haciendo proliferar
cientos de instalaciones de energía solar
térmica.
Los paneles solares son colectores planos
vidriados cuyas aplicaciones más
interesantes son:
Edificios: para conseguir agua caliente
sanitaria, calentamiento de piscinas y
calefacción
Instalaciones industriales: agua caliente
sanitaria y parcelación de agua para
procesos
Instalaciones agropecuarias: calefacción
de los invernaderos, agua caliente de las
piscifactorías
Refrigeración solar: emplazamientos con
necesidades de agua fría o refrigeración
mediante el aprovechamiento de calor en
el proceso de absorción.
Los sistemas mixtos son instalaciones
solares que permiten obtener agua
caliente mientras exista radiación solar y
se combinan con sistemas convencionales
como calderas de gas natural para cuando
no haya suficiente sol. Existen otras
innovaciones que permiten un mejor
aprovechamiento del sistema como la
conjunción entre la térmica y la bomba de
calor que consigue una eficiencia nueve
veces mayor que usadas individualmente.
4 Biomasa
La biomasa es básicamente material de
origen orgánico que puede ser quemado
para generar calor y electricidad. Cuando
más cerca de la fuente de generación se
consuma la biomasa, menos CO2 se
genera en su procesamiento y más
eficiente es. La biomasa se puede usar de
formas diferentes para generar calor y
electricidad, desde pequeños hornos
domésticos y plantas de unidades
combinadas a media escala hasta grandes
plantas centralizadas que generan
energía para la red general.
Las principales aplicaciones de la biomasa
en microgeneración son:
Calefacción de madera o pellet en
viviendas, edificios residenciales y oficinas
Plantas de cogeneración (CHP) con
madera y pellet para edificios
residenciales y oficinas
Las restricciones más típicas al uso
doméstico de bio-fuels son las derivadas
del espacio necesario para la instalación
(mayor que en otras alternativas), la
disponibilidad de proveedores locales y el
cumplimiento de las exigencias de
ventilación. Además, los hornos de
biomasa necesitan un mayor
mantenimiento que las calderas
convencionales aunque los residuos
producidos son mínimos.
El marco regulatorio de la biomasa en
España está definido en su mayor parte a
través del Real Decreto 661/2007, que
regula la producción d energía eléctrica
en régimen especial y la Ley 43/2003 de
montes, que garantiza la protección y
conservación de los mismos.
5 Bombas de calor
Una bomba de calor es una máquina
térmica que permite transferir energía en
forma de calor de un ambiente a otro a
través de un sistema de refrigeración por
compresión de gases cuya particularidad
reside en una válvula inversora del ciclo
capaz de invertir el sentido del flujo de
refrigeración transformando el
condensador en evaporador y viceversa.
La bomba de calor emplea un fluido
refrigerante con bajo punto de ebullición
que requiere energía para evaporarse,
energía que extrae de su entorno en
forma de calor. El fluido a baja
temperatura y en estado gaseoso pasa
por un compresor que eleva su presión
aumentando su energía interna. Así, al
pasar por el intercambiador de calor cede
calor al foco caliente y se licúa. Luego
pasa por una válvula de expansión donde
recupera la presión inicial enfriándose de
nuevo. En el evaporador absorbe calor
del foco frío y el fluido que se ha
evaporado regresa al compresor
cerrándose el ciclo.
El ciclo reversible de este sistema permite
tanto extraer como ingresar energía al
medio, controlándose de forma
automática. Los usos de esta tecnología
permiten climatizar una piscina,
calefactar una vivienda, controlar el
ambiente de un invernadero, etc.
Entre las barreras más habituales a este
tipo de tecnología están la necesidad de
un espacio considerable para su
instalación con los costes que ello
conlleva, y el coste de la electricidad
requerida para ponerla en marcha. De
todas formas, cada vez es más habitual
que las bombas de calor estén asistidas
por colectores solares e integradas en
sistemas geotérmicos lo que permitiría a
priori reducir este coste.
6. Mini hidráulica
La tecnología mini-hidroeléctrica se basa
en aprovechar la energía cinética de una
masa de agua que mueve una turbina
cuyo movimiento de rotación se
transfiere mediante un eje a un
generador de electricidad. Es una de las
más maduras ya que la tecnología
consiste básicamente en la turbina de
generación que no ha tenido grandes
cambios en los últimos años.
Las centradles mini-eléctricas son
aquellas que cuentan con una potencia
instalada que no supera los 10MW y
pueden ser fundamentalmente de dos
tipos:
Centrales de agua fluyente que captan
parte del caudal del río, lo conducen
hasta la central para ser turbinado y
devuelven el caudal al cauce.
Centrales de pie de presa, son aquellas
situadas aguas abajo de los embalses
destinados a usos hidroeléctricos o a
otros fines como abastecimiento de agua
a poblaciones o riegos, susceptibles de
producir energía eléctrica, ya que no
consumen volumen de agua. Tienen la
ventaja de almacenar la energía (el agua)
y poder emplearla en los momentos en
que más se necesiten
En Euskadi, esta energía aporta alrededor
del 7% del total de las renovables. El
marco regulatorio estatal de la hidráulica
está definido por el RD 661/2007 que
regula la producción de energía eléctrica
en régimen especial, la Ley de Aguas que
regula el dominio público hidráulico y el
Reglamento del Dominio Público
Hidráulico modificado en el RD 9/2008.
7 Geotérmica
La energía geotérmica es la almacenada
en forma de calor que se encuentra bajo
tierra y que puede aprovecharse para la
producción directa de calor o para la
generación de electricidad.
La de alta entalpía (en proceso de
desarrollo) es la que aprovecha un
recurso geotérmico que se encuentra en
determinadas condiciones de presión y
temperatura superior a 150C. La
producción de energía eléctrica consta
por un lado del subsuelo donde se
desarrollan los sondeos o perforaciones,
que tienen como objeto acceder hasta el
reservorio geotermal para extraer el calor
a la superficie en forma de vapor a
presión o de agua caliente; y por otro
está la planta geotérmica, situada en la
superficie y cuyo objetivo es la
generación de electricidad a partir de la
transformación del calor extraído del
subsuelo en energía mecánica mediante
un ciclo termodinámico. La producción de
calor directo consiste en el intercambio
directo del calor del subsuelo con otro
circuito secundario en superficie (red de
distrito) que calienta de manera directa
los edificios. El fluido de agua caliente
sirve tanto para calefacción como para
agua caliente sanitaria. A través de un
convertidor, se puede invertir el proceso
generando frío en el verano.
La de baja entalpía basa sus aplicaciones
en la capacidad de subsuelo para
almacenar calor y mantener una
temperatura constante, entre 10 y 20
metros de profundidad. Como el
contenido de calor en este caso es
insuficiente para producir energía
eléctrica, los recursos pueden ser usados
para producir agua caliente sanitaria y
climatización. La tecnología desarrollada
para el aprovechamiento de la energía
geotérmica de baja entalpía es la bomba
de calor geotérmica renovable.
Los yacimientos geotérmicos de baja
entalpía (con temperatura inferior a 100
grados son los más abundantes. Sus
aplicaciones más habituales son en
sistemas de calefacción individual y de
distrito, calor industrial como el
calentamiento de invernaderos y calor
terapéutico en balnearios y otras
aplicaciones como la conducción de agua
caliente bajo carreteras para evitar que se
congelen en invierno.
En Euskadi el aprovechamiento de la
energía geotérmica de baja entalpía se
está llevando a cabo mediante
instalaciones de geointercambio. Esta
energía de baja temperatura no se puede
usar directamente para la climatización,
sino que es necesaria la instalación de un
equipo auxiliar, la bomba de calor; una
bomba de calor que en invierno toma
calor del subsuelo para distribuirlo por la
vivienda, mientras que en verano, con
solo cambiar el sentido de circulación,
capta calor en la vivienda para
depositarlo en el subsuelo. La instalación
de geointercambio la completan dos
sistemas para captar/irradiar calor, uno
en la vivienda (generalmente suelo
radiante o pared radiante) y otro, en el
terreno.
La Estrategia Energética de Euskadi al año
2010 no preveía un gran impacto de esta
fuente de energía en el balance
energético de Euskadi, pero dado el
crecimiento del sector de la energía
geotérmica de baja temperatura en los
últimos años, se prevé que su aporte sea
significativo en el horizonte 2015-2020. A
finales de 2008 había en el País Vasco 115
instalaciones de geointercambio, con una
capacidad global de 1742 kWg. Casi la
totalidad, de baja potencia, entre 10 y 50
kWg.
Guillermo Casas ©
ALGUNAS BUENAS
PRÁCTICAS
Eneco Delft. Holanda
(2010)
La empresa de district heating Eneco
Delft Ltd es un partenariado público
privado impulsado por la administración
municipal de la ciudad holandesa Delft. El
97% de la propiedad es de la empresa
Eneco New Energy y el 3% restante se
distribuye entre la administración
municipal, y varias asociaciones de
vivienda (ONG que rehabilitan y alquilan
viviendas para personas en riesgo de
exclusión social).
Se espera que en unos 5 años la empresa
provea de calefacción a unas 22.000
viviendas en Delft. La energía se produce
en dos localizaciones:
En el norte (unas 1.600 viviendas): se
obtiene calor residual procedente de una
planta de tratamiento de residuos. La
energía se obtiene usando una bomba de
calor y una pequeña planta CHP (de
cogeneración) en dos circuitos separados.
Cuando existen picos de demanda, el
sistema se apoya con la ayuda de calderas
de gas.
En el su (20.000 viviendas más): una
planta mayor CHP proveerá de
calefacción a esta zona. La electricidad
generada se dirigirá a la red general y los
picos de demanda se cubrirán como en el
caso anterior con ayuda de calderas de
gas.
Con este proyecto se estima una
reducción de 18.500 toneladas de CO2
respecto al año 2008. También se espera
que el retorno de la inversión (unos 120
millones de euros) sea al menos del 7.4%.
Los consorcios público privados son
instrumentos muy eficaces para
implantar proyectos a larga escala de
producción energética. Otra de las
lecciones de esta iniciativa es que ha
funcionado muy bien que todos los socios
tengan perfectamente definido su papel
en el proyecto. Por último, se ha
confirmado que los sistemas de
calefacción colectiva urbanos abren una
fuente de posibilidades para otras
energías renovables y suponen una
oportunidad muy interesante para la
reducción de emisiones de CO2.
Rêve d’Avenir. Francia
(2010-2011)
Este proyecto se está realizando con la
participación de 27 comunidades (11
suizas y 16 francesas) que suponen
unos 3.5 millones de habitantes en
total, bajo la coordinación de la
iniciativa europea Energy Cities y la
Oficina suiza Federal de la Energía
Suisse Énergie. Cuenta demás como
socios con La Oficina suiza de Estudios y
Asesoramiento Medioambiental y
Desarrollo sostenible bio-eco , el
Centro suizo de Investigación
Energética y Municipal CREM, el Centro
de Investigación Urbana y planificación
Regional francés THEMA, la Agencia
francesa de Desarrollo y Gestión de la
energía ADEME, el laboratorio suizo
GreenLab, la agencia suiza de eco-
comunicación Bleu Vert
Communication, la sociedad francesa
I@D Informatique, la Escuela
Politécnica Federal de Lausanne y la
asociación francesa négaWatt.
El objetivo del proyecto es realizar una
batería de acciones que permitan
aumentar un 20% la eficacia energética
en el territorio, disminuir un 20% las
emisiones de CO2 y cubrir al menos el
20% de la demanda de energía con
renovables.
La originalidad del proyecto reside en
movilizar a todas las comunidades
alrededor de acciones comunes
relacionadas con estos objetivos en
mente (por ejemplo la instalación
paralela de miles de paneles solares,
cambio de bombillas a las de bajo
consumo, uso de la bicicleta para
trayectos cortos, cambio de las calderas
viejas por una instalación geotérmica…)
y volcarlas sobre una plataforma virtual
sobre Google Maps para hacerlas
visibles. Esta plataforma permitirá a
cada uno cuantificar sus ahorros de
energía y además intercambiar
experiencias entre todas las
comunidades.
Y, por último, una
visión…District Heating
para una comunidad de
vecinos de 450
viviendas y 2.000 m2
de oficinas en tu ciudad
(201?)
El proyecto consiste en la instalación de
una caldera de biomasa forestal para
satisfacer las necesidades de calor y frio
de 450 viviendas colectivas y más de
2000 m2 de oficinas y espacios
comerciales.
La inversión no supone una barrera
para acometer el proyecto. Mediante la
participación en el proyecto de una
empresa de servicios energéticos que
acomete con los gastos e inversiones
iniciales, los residentes en el distrito no
realizan ninguna inversión inicial y
pagan una cuota mensual por la
calefacción y refrigeración que
consumen.
Mediante este proyecto los ahorros
energéticos y económicos se sitúan por
encima del 15%. Además, el sistema
incorpora termostatos y contadores
inteligentes que controlan y miden los
consumos de cada cliente de manera
individual.
La originalidad del proyecto, además de
la propia tecnología empleada y del
sistema de financiación, reside en
combinar el servicio entre espacios
residenciales y espacios comerciales.
De este modo, los periodos de máxima
ocupación de los diferentes espacios se
combinan para obtener un máximo
rendimiento de la instalación. El
consumo en las viviendas es mayor a
primera horas y últimas horas del día
mientras que en los espacios de
oficinas y comerciales el consumo se
concentra en las horas centrales.
¿No te parece interesante?
Ferendus ©
¿DÓNDE ESTÁN LAS
OPORTUNIDADES?
Uno de los aspectos más interesantes
de poner en marcha proyectos de
microgeneración energética es que
requieren de la participación de un
amplio abanico de agentes públicos y
privados de distintas procedencias:
Agentes productores de tecnología
energética (solar, geotérmica, eólica,
hidráulica, etc.), tecnologías
transversales (TICs, electrónica,
domótica, robótica) y otras tecnologías
auxiliares para el desarrollo de las
anteriores tales como materiales,
revestimientos, tratamientos
superficiales entre otras.
Agentes con capacidad de aunar las
diferentes tecnologías y definir un
proyecto concreto desde el punto de
vista técnico tales como ingenieros,
arquitectos o urbanistas.
Agentes instaladores y
comercializadores, construcción,
empresas de servicios energéticos
Agentes de mantenimiento,
seguimiento y explotación
Agentes de soporte: legal
(conocimiento de la normativa,
identificación de nuevas necesidades
normativas), financiero (público y
privado), comunicación y difusión,
dinamización y coordinación y en
general todas aquellas capacidades de
apoyo necesarias para el desarrollo del
proyecto de microgeneración
La diversidad de agentes que pueden
aportar valor añadido en un proyecto de
microgeneración energética y el interés
intrínseco de este tipo de proyectos
desde el punto de vista de su
sostenibilidad y coherencia con el respeto
al medio ambiente los convierte en
candidatos ideales para impulsar la
cooperación empresarial en una zona
geográfica determinada (una provincia,
una comunidad autónoma, una ciudad),
contribuyendo también a que las
empresas encuentren nuevos nichos de
mercado, maximizando el impacto y el
beneficio de todos.
Eduardo Ruiz Baltanás ©
PARA SABER MÁS
Algunas de las fuentes que hemos
consultado para la elaboración de este
documento divulgativo y que te
recomendamos si quieres ampliar
información sobre el tema son:
Ente Vasco de la Energía. EVE
(www.eve.es)
Energy cities www.energy-cities.eu
Instituto para la Diversificación y el
Ahorro de Energía www.idae.es
The European Strategic Energy
Technology Plan SET Plan
http://ec.europa.eu/energy/technology/s
et_plan/doc/setplan_brochure.pdf
National Renewable energy Laboratory
www.nrel.gov
Microgeneration Strategy. Deportment os
Energy and Climate Change. UK.
http://webarchive.nationalarchives.gov.u
k
Si deseas contactar con nosotros y
hacernos llegar tus sugerencias puedes
hacerlo en estas direcciones:
Este documento se ha creado con fines divulgativos.
Puedes acceder al original en www.ateneonaider.com
