Descobrim amb Ignasi Herms quin és l’estat actual d’implantació de geotèrmia als municipis catalans. Una energia 100 renovable, local i molt eficient que forma part dels nous models de transició energètica i descarbonització en l’horitzó 2050.
- La geotèrmia a Catalunya ha fet un gir important els darrers anys. Ens podria posar en context i explicar de quines taxes de creixement podem estar parlant?
La geotèrmia de molt baixa temperatura (<30ºC) o també anomenada ‘geotèrmia somera’ o ‘intercanvi geotèrmic’ és una font d’energia renovable tèrmica, autòctona i disponible els 365 dies a l’any i les 24h al dia que podem obtenir del subsol. Aprofita l'estabilitat de la temperatura del terreny en els primers 200 metres de profunditat, on gràcies a un sistema de captació efectuem un intercanvi tèrmic amb l’ajuda de l’ús de la tecnologia de les bombes de calor. L’energia que s’intercanvia s’utilitza per la climatització d’edificis és a dir producció d’energia tèrmica (fred, calor i aigua calenta sanitària o ACS). Aquesta tecnologia va començar a implementar-se a Catalunya a principis dels anys 2000, i si bé es va veure parcialment frenada durant la crisis econòmica entre els anys 2010-2014, darrerament ha començat a accelerar-se de forma molt notable. Actualment podríem afirmar, segons les dades que recopilem des de ICGC, que l’aprofitament de la geotermia a Catalunya està creixent a un ritme al voltant del 20% anual. Val a dir que aquesta xifra coincideix amb la que des del Consell Europeu de la Geotermia (EGEC) ja s’atorgava a l’any 2019 a l’estat espanyol en el seu informe de la situació del mercat europeu.
- A Europa s’utilitza més o menys que aquí?
La tecnologia de la geotermia somera està bastant implementada arreu d’Europa des de fa anys. Suècia és el país que amb diferència, té major nivell de difusió, és a dir, el nombre d’unitats de bombes de calor geotèrmiques implementades cada 1000 habitants, amb una xifra situada en 120 unitats, seguit d’altres països com Finlàndia, Dinamarca, Àustria o Suïssa amb xifres entre 30 i 40 unitats. En canvi, l’estat espanyol estaria al voltant de 0,1 unitats, mentre que Catalunya presentaria una xifra similar al voltant de les 0,11 unitats. Segons el projecte Europeu GeoERA MUSE (Managing Urban Shallow geothermal Energy), a l’estat espanyol la ‘geotermia somera’, igual que a Catalunya, es troba en una situació de ‘mercat emergent’ mentre que la resta de països presentarien ‘mercats consolidats’.
- Que destacaria de la geotèrmia respecte d’altres renovables?
La tecnologia de la ‘geotermia somera’ té múltiples avantatges respecte altre renovables tèrmiques. Per exemple, si la comparem amb la biomassa, permet produir amb un sol equip, tant fred, calor i ACS i a més a més de forma simultània, mentre que amb la biomassa sempre caldrà instal·lar altres tecnologies amb equips complementaris per generar refrigeració (ja sigui per exemple amb aires condicionats o refredadores industrials). Un altre avantatge és que la geotermia no requereix cap tipus de combustió, i per tant no genera ni fums, ni olors, i s’estalvia el manteniment de xemeneies, el control d'emissions de gasos i partícules contaminants, o la necessitat de garantir l’aprovisionament i emmagatzematge del combustible constantment. Aquesta és la raó per la qual podem dir que la geotèrmia és veritablement una font autòctona d'energia renovable tèrmica '100% local', ja que es troba directament sota els nostres peus, en contraposició a la biomassa que representa un recurs de 'proximitat' atenent que sempre s'obtindrà a una certa distància (poc o molta dependrà del cas) del punt de consum final. D’altre banda, la possibilitat que ofereix la tecnologia de la bomba de calor (és a dir la geotèrmia i l’aerotèrmica) amb la hibridació d’energia solar fotovoltaica, és molt interessant ja que permet tenir edificis amb un consum energètic global per la climatització extremadament baix i particularment i específicament amb la geotèrmia fins i tot gairebé nul (near Zero). En el cas que la comparem amb l’aerotèrmica, també té avantatges. La geotermia aprofita l’estabilitat tèrmica del terreny, i per tant, no pateix en els climes que habitualment ja són de per si més freds com és el cas de la zona Central de Catalunya i al Pirineu i Pre-Pirineu o quan la temperatura de l’aire exterior presenta condicions hivernals adverses (onades de fred) afectant també a zones de costa. Aquest aspecte li permet obtenir eficiències energètiques entre un 50 i 70% superiors respecte l’aerotèrmica, la qual en aquests casos perd rendiment i capacitat d’aportar confort. L’altre avantatge és que la geotermia no necessita instal·lar equips a les façanes dels edificis o ocupar espai a les seves teulades i a les terrasses exteriors per col·locar les típiques bombes de calor aire-aire o aire-aigua, sinó que un cop instal·lada, queda amagada dins dels edificis. D’aquesta manera allibera espai a les cobertes per altres usos com poden ser la instal·lació de plaques fotovoltaiques per autoconsum, a la vegada que elimina l’impacte visual, un punt que afecta especialment a edificis arquitectònicament singulars o protegits. La geotermia també afavoreix a la reducció de l’efecte illa de calor superficial en zones urbanes, ja que mentre la bomba de calor aerotèrmica a l’estiu expulsa la calor de l’edifici a l’ambient exterior, la geotermia la dissipa contra el terreny recuperant-la llavors a l’hivern per produir calefacció, responent així a un model d’economia més circular i sostenible. Un altre aspecte important és que permet eliminar l’ús de torres de refrigeració en zones urbanes eliminant el risc de la legionel·losi.
- Podríem dir que és la tecnologia més eficient?
La tecnologia d’intercanvi geotèrmic és sens dubte la font d’energia tèrmica més eficient de totes les tecnologies (renovables o no) que existeixen actualment. Per exemple una caldera de condensació de gas o una caldera de biomassa poden tenir eficiències mitjanes estacionals d’entre el 80 i el 95%, mentre que l’aerotèrmica pot tenir eficiències entorn al 350% i la geotèrmia del 500% o més. Cal tenir present que durant bona part del període d’estiu, la geotermia pot generar free-cooling, o fred de forma directe sense consumir electricitat per l’accionament del compressor de la bomba de calor geotèrmica gràcies a que aprofita la temperatura estable del terreny situada al voltant dels 15-18ºC, mentre que l’aerotèrmica necessitarà consumir energia per fer funcionar el circuït frigorífic de la seva bomba de calor per refredar la temperatura de l’aire exterior fins a un nivell suficient per poder satisfer la demanda de fred de l’espai interior. Per tant la geotèrmia és la font que genera un major estalvi mensual de la despesa energètica dels edificis entre totes les renovables disponibles.
- Quins tipus d’instal·lacions geotèrmiques existeixen?
Els diferents tipus de tecnologies els podem classificar entre sistemes tancats (intercanvien calor o fred directament amb el terreny per conducció tèrmica) i sistemes oberts (capten aigua subterrània de la qual n’extreuen calor o fred). Els sistemes tancats poden ser o bé verticals (és a dir, implica la perforació de sondejos que poden tenir habitualment entre a 100 i 150 metres de profunditat) o bé horitzontals (normalment situant serpentins enterrats en el sòl entre 1 i 1.5 metres de profunditat). Entre els dos sistemes tancats, els sondejos verticals són els majoritaris a Catalunya (més del 90% correspon a aquesta tipologia) i els més eficients. Algunes de les instal·lacions que tenim més emblemàtiques es situen a l’Hospital de Sant Pau a Barcelona o a l’Hospital de Viladecans. Existeix una variant quan aquests s’implementen aprofitant la construcció d’elements estructurals de fonamentacions de grans edificis (com poden ser pilots o murs de pantalles perimetrals de formigó armat) però la solució està limitada a fonamentacions de certa profunditat (un exemple d’aquest tipus el tenim en el mercat de Sant Antoni a Barcelona). D’altre banda, els sistemes oberts amb captació d’aigua subterrània treballen normalment a través de parelles de pous convencionals d’aigua, el primer dels quals s’utilitza per bombejar un cabal suficient per extreure’n la calor o el fred, i en l’altre s’injecta i es retorna l’aigua al medi sense que hi hagi una pèrdua de recurs hídric. Si bé aquesta solució aporta rendiments molt més elevats que un sistema tancat, sempre dependrà de l’existència de condicions hidràuliques favorables en els aqüífers, i d’altra banda, un cop implementat caldrà realitzar un manteniment periòdic més exhaustiu. Malgrat és un dels sistemes més habituals a Europa i a d’altres àmbits de l’estat com és el cas de la ciutat de Saragossa, a Catalunya tenim pocs casos inventariats d’aquest tipus (un cas és el de la seu d’Aigües del Prat al Prat de Llobregat, o el del Campus de la Pompeu Fabra a la Ciutadella a Barcelona). Finalment podem distingir entre instal·lacions individuals i múltiples connectades a través de xarxes de fred i calor - equipades amb geotermia - per abastir zones urbanes a nivell de barri o àrees industrials senceres.
- Què requereix una instal·lació de geotèrmia somera?
El què necessita bàsicament són dues coses: un espai per instal·lar el camp de captació geotèrmic (per exemple les perforacions de sondejos verticals d’entre 100 i 150m de profunditat o bé els pous d’aigua convencionals a profunditats situades en funció d’on es trobi el nivell freàtic). L’espai necessari pel camp de captació geotèrmic dependrà de la demanda tèrmica de l’edifici que es pretengui climatitzar. Per exemple per un edifici unifamiliar de 150-180 m2 i una solució basada en sondejos verticals tancats de 100m, pot requerir-se uns 30 m2. Per abastir necessitats tèrmiques d’edificis més grans, la superfície requerida per un sistema tancat augmentarà per col·locar un major nombre de sondejos, i en el cas d’un sistema obert requerirà un cabal d’aigua molt més elevat havent d’instal·lar probablement més d’un pou.
- Quines avantatges suposa tenir equipaments municipals amb geotèrmia?
Com he comentat, la geotermia es una tecnologia que amb un únic equip, pot cobrir totes les necessitats de climatització d’edificis, ja siguin oficines, biblioteques i espais cívics, centres esportius, casals o llars d’infants o qualsevol altre equipament municipal aportant un rendiment molt elevat a la vegada que requereixen d’un manteniment molt baix. El resultat és que s’aconsegueix una reducció de la despesa per climatització elevada respecte qualsevol altre alternativa energètica, i a la vegada si ho comparem amb la biomassa, eliminem la necessitat de disposar d’altres equips per cobrir la demanda de fred a l’estiu i la necessitat de gestionar la logística d'aprovisionament i emmagatzematge de combustible, aspecte no menyspreable quan l’usuari busca independència, comoditat i seguretat.
- I inconvenients?
El principal inconvenient que té la geotèrmia, tan pel sector públic com el privat és sempre la necessitat de disposar d’un espai on situar el camp de captació geotèrmic, i la necessària inversió inicial per instal·lar el sistema. Ara bé, com que els rendiments són elevats, la despesa energètica mensual disminueix considerablement respecte qualsevol altre solució, i els períodes de la recuperació d’inversió poden situar-se entre 5 i 8 anys en funció de la demanda de l’edifici malgrat no considerem la incorporació d’ajuts i subvencions. Però en el cas que l’usuari pugui optar a aquests ajuts, llavors el període d’amortització pot reduir-se dràsticament.
- Quins casos d’instal·lacions de geotèrmia destacaria a nivell municipal?
A banda dels exemples que he citat anteriorment es podrien destacar molts altres exemples d’instal·lacions en equipaments municipals arreu de Catalunya. Per posar varis casos, citaria el projecte de l’Escola Pins del Vallès de Sant Cugat del Vallès que s’està acabant d’instal·lar aquest 2021 en el marc del projecte Europeu Geofit, la instal·lació del Pavelló municipal d'esports de Viladrau (Girona) instal·lat l’any 2009, La Llotja o Palau de Congressos de Lleida instal·lada al 2010, l’Escola bressol municipal l'Olivera a Girona ciutat instal·lada l’any 2012 o l'edifici consistorial de l’Ajuntament de Sant Martí de Llémena a Girona instal·lat l’any 2015.
- En entorns urbans densos hi té cabuda la geotèrmia?
La resposta és Sí, la geotermia té cabuda en entorn urbans densos però cal planificar-ho. En aquests espais podem imaginar-nos quatre situacions. La primera és la d’una obra nova, on gairebé sempre es pot col·locar geotèrmia dins l’espai ocupat pe la fomentació o en zones enjardinades o pavimentades limítrofes si estan disponibles. En el segon cas tenim les rehabilitacions integrals d’edificis pre-existents, on, si bé dependrà de les característiques del projecte, també en moltes ocasions es pot instal·lar geotèrmia fàcilment (un exemple recent és la rehabilitació del casino municipal de Rubí). La tercera situació sorgeix de plantejar-se l’aprofitament d’espais urbans públics no edificats (com per exemple parcs i jardins) en els pobles i ciutats on el subsol no tingui cap ús assignat i que per tant podria utilitzar-se per col·locar camps de captació geotèrmics (per exemple sondejos verticals) per alimentar un edifici concret que es trobi proper. I el quart escenari, seria quan aquest camp de captació alimenta a més d’un equipament i llavors parlarem d’una microxarxa o xarxa urbana de fred i calor en funció del nombre d’edificis connectats.
- A Catalunya hi ha una especial implementació de biomassa per produir calor, però llavors han de buscar alternatives per produir fred. Sabem que a Olot van ser pioners al 2017 amb la primera xarxa espavilada de climatització urbana híbrida combinant diverses renovables. És una bona opció?
És la solució del futur immediat. Segons les darreres dades publicades per l’associació espanyola d’empreses de xarxes de fred i calor (ADHAC) al 2021, per ara més del 93% de les xarxes de climatització que existeixen a Catalunya estan equipades només amb biomassa i en la majoria de casos (amb algunes excepcions) corresponen a petites instal·lacions promogudes pel sector públic per alimentar entre 2 i 6 equipaments públics. Com és sabut, la biomassa no pot generar per ella mateixa refrigeració i per tant, durant el període d’estiu quan les calefaccions estan apagades i la xarxa es troba funcionant a baix rendiment proveint tan sols ACS, els edificis que hi estan connectats han de cobrir la demanda de refrigeració amb altres tecnologies, i aquest aspecte anirà a pitjor amb l’augment progressiu de les temperatures amb el canvi climàtic. El plantejament de la solució a la demanda tèrmica de calor i fred renovable està en la integració de tecnologies i no en la implementació d’una única font. Actualment ja estan apareixent altres projectes similars al de la xarxa espavilada híbrida d’Olot com ara el nou projecte "Vielha Smart Multi-RES micro DHC grid" que promou el Conselh Generau d’Aran i l’Ajuntament de Vielha e Mijaran i que hibriditzarà la geotèrmia com a font renovable principal juntament amb biomassa local de la vall i solar tèrmica i fotovoltaica. Però també cal dir que l’estratègia seguida fins ara implementant petites xarxes de calor per alimentar només un número sempre reduït d’edificis públics, mentre la resta d’edificis dels pobles i ciutats segueixen cremant gas i gasoil, no és evidentment la solució per a aconseguir l'objectiu de descarbonització del sector tèrmic dels edificis al 2050. El camí per assolir la descarbonització de pobles i ciutats pel 2050 passarà per una implementació massiva i general de xarxes de calor urbanes de fred i calor intel·ligents amb la integració de diverses fonts renovables 100% locals com ara la geotermia, a banda d’impulsar la instal·lació de tecnologia d'emmagatzematge tant elèctric com tèrmic (també en el subsol) com ja es planteja a bona part d’Europa. Per últim cal ampliar la visió que els serveis de les comunitats energètiques locals van orientats només a la instal·lació de sistemes d’energia solar fotovoltaica afegint la generació tèrmica mitjançant xarxes de fred i calor renovables amb geotermia i altres fonts.