Descubrimos con Ignasi Herms cuál es el estado actual de implantación de geotermia en los municipios catalanes. Una energía 100 renovable, local y muy eficiente que forma parte de los nuevos modelos de transición energética y descarbonización en el horizonte 2050.
- La geotermia en Cataluña ha dado un giro importante en los últimos años. ¿Nos podría poner en contexto y explicar de qué tasas de crecimiento podemos estar hablando?
La geotermia de muy baja temperatura (<30ºC) o también llamada 'geotermia somera' o 'intercambio geotérmico' es una fuente de energía renovable térmica, autóctona y disponible los 365 días al año y las 24h al día que podemos obtener del subsuelo. Aprovecha la estabilidad de la temperatura del terreno en los primeros 200 metros de profundidad, donde gracias a un sistema de captación efectuamos un intercambio térmico con ayuda del uso de la tecnología de las bombas de calor. La energía que se intercambia se utiliza para la climatización de edificios, es decir, producción de energía térmica (frío, calor y agua caliente sanitaria o ACS). Esta tecnología empezó a implementarse en Cataluña a principios de los años 2000, y si bien se vio parcialmente frenada durante la crisis económica entre los años 2010-2014, últimamente ha empezado a acelerarse de forma muy notable. Actualmente podríamos afirmar, según los datos que recopilamos desde ICGC, que el aprovechamiento de la geotermia en Cataluña está creciendo a un ritmo en-torno al 20% anual. Cabe decir que esta cifra coincide con la que desde el Consejo Europeo de la Geotermia (EGEC) ya se otorgaba en el año 2019 a España en su informe de la situación del mercado europeo.
- ¿En Europa se utiliza más o menos que aquí?
La tecnología de la geotermia somera está bastante implementada en toda Europa desde hace años. Suecia es el país que con diferencia tiene mayor nivel de difusión, es decir, el número de unidades de bombas de calor geotérmicas implementadas cada 1000 habitantes, con una cifra situada en 120 unidades, seguido de otros países como Finlandia, Dinamarca, Austria o Suiza con cifras entre 30 y 40 unidades. En cambio, España estaría alrededor de 0,1 unidades, mientras que Cataluña presentaría una cifra similar en torno a las 0,11 unidades. Según el proyecto Europeo GeoERA MUSE (Managing Urban Shallow geothermal Energy), en España la 'geotermia somera', al igual que en Cataluña, se encuentra en una situación de 'mercado emergente' mientras que el resto de países presentarían 'mercados consolidados '.
- ¿Qué destacaría de la geotermia respecto a otras renovables?
La tecnología de la ‘geotermia somera’ tiene múltiples ventajas respecto a otras renovables térmicas. Por ejemplo, si la comparamos con la biomasa, permite producir con un solo equipo, tanto frío, calor y ACS y además de forma simultánea, mientras que con la biomasa siempre será necesario instalar otras tecnologías con equipos complementarios para generar refrigeración (ya sea por ejemplo con aires acondicionados o enfriadoras industriales). Otra ventaja es que la geotermia no requiere ningún tipo de combustión, y por tanto no genera ni humos, ni olores, y se ahorra el mantenimiento de chimeneas, el control de emisiones de gases y partículas contaminantes, o la necesidad de garantizar el aprovisionamiento y almacenamiento del combustible constantemente. Ésta es la razón por la que podemos decir que la geotermia es verdaderamente una fuente autóctona de energía renovable térmica '100% local', ya que se encuentra directamente bajo nuestros pies, en contraposición a la biomasa que representa un recurso de 'proximidad ' atendiendo a que siempre se obtendrá a una cierta distancia (poco o mucha dependerá del caso) del punto de consumo final. Por otro lado, la posibilidad que ofrece la tecnología de la bomba de calor (es decir la geotermia y la aerotérmica) con la hibridación de energía solar fotovoltaica, es muy interesante puesto que permite tener edificios con un consumo energético global para la climatización extremadamente bajo y particular y específicamente con la geotermia incluso casi nulo (near Zero). En caso de que la comparemos con la aerotérmica, también tiene ventajas. La geotermia aprovecha la estabilidad térmica del terreno, y, por tanto, no sufre en los climas que habitualmente ya son de por sí más fríos como es el caso de la zona Central de Cataluña y en el Pirineo y Pre-Pirineo o cuando la temperatura del aire exterior presenta condiciones invernales adversas (oleadas de frío) afectando también a zonas de costa. Este aspecto le permite obtener eficiencias energéticas entre un 50 y 70% superiores respecto a la aerotérmica, que en estos casos pierde rendimiento y capacidad de aportar confort. La otra ventaja es que la geotermia no necesita instalar equipos en las fachadas de los edificios u ocupar espacio en sus tejados y en las terrazas exteriores para colocar las típicas bombas de calor aire-aire o aire-agua, sino que una vez instalada, queda escondida dentro de los edificios. De este modo libera espacio a las cubiertas por otros usos como pueden ser la instalación de placas fotovoltaicas por autoconsumo, a la vez que elimina el impacto visual, un punto que afecta especialmente a edificios arquitectónicamente singulares o protegidos. La geotermia también favorece a la reducción del efecto isla de calor superficial en zonas urbanas, ya que mientras la bomba de calor aerotérmica en verano expulsa el calor del edificio al ambiente exterior, la geotermia la disipa contra el terreno recuperándola entonces en invierno para producir calefacción, respondiendo así a un modelo de economía más circular y sostenible. Otro aspecto importante es que permite eliminar el uso de torres de refrigeración en zonas urbanas eliminando el riesgo de la legionelosis.
- ¿Podríamos decir que es la tecnología más eficiente?
La tecnología de intercambio geotérmico es sin duda la fuente de energía térmica más eficiente de todas las tecnologías (renovables o no) que existen actualmente. Por ejemplo, una caldera de condensación de gas o una caldera de biomasa pueden tener eficiencias medias estacionales de entre el 80 y el 95%, mientras que la aerotérmica puede tener eficiencias en torno al 350% y la geotermia del 500% o más. Hay que tener presente que durante buena parte del período de verano, la geotermia puede generar free-cooling, o frío de forma directa sin consumir electricidad por el accionamiento del compresor de la bomba de calor geotérmica gracias a que aprovecha la temperatura estable del terreno situada alrededor de los 15-18ºC, mientras que la aerotérmica necesitará consumir energía para hacer funcionar el circuito frigorífico de su bomba de calor para enfriar la temperatura del aire exterior hasta un nivel suficiente para poder satisfacer la demanda de frío del espacio interior. Por tanto, la geotermia es la fuente que genera un mayor ahorro mensual del gasto energético de los edificios entre todas las renovables disponibles.
- ¿Qué tipos de instalaciones geotérmicas existen?
Los diferentes tipos de tecnologías los podemos clasificar entre sistemas cerrados (intercambian calor o frío directamente con el terreno por conducción térmica) y sistemas abiertos (captan agua subterránea de la que extraen calor o frío). Los sistemas cerrados pueden ser o verticales (es decir, implica la perforación de sondeos que pueden tener habitualmente entre a 100 y 150 metros de profundidad) o bien horizontales (normalmente situando serpentinos enterrados en el suelo entre 1 y 1.5 metros de profundidad). Entre ambos sistemas cerrados, los sondeos verticales son los mayoritarios en Cataluña (más del 90% corresponde a esta tipología) y los más eficientes. Algunas de las instalaciones que tenemos más emblemáticas se sitúan en el Hospital de Sant Pau en Barcelona o en el Hospital de Viladecans. Existe una variante cuando éstos se implementan aprovechando la construcción de elementos estructurales de cimentaciones de grandes edificios (como pueden ser pilotes o muros de pantallas perimetrales de hormigón armado) pero la solución está limitada a cimentaciones de cierta profundidad (un ejemplo de este tipo, lo tenemos en el mercado de Sant Antoni en Barcelona). Por otro lado, los sistemas abiertos con captación de agua subterránea trabajan normalmente a través de parejas de pozos convencionales de agua, el primero de los cuales se utiliza para bombear un caudal suficiente para extraer calor o frío, y en el otro se inyecta y se devuelve el agua al medio sin que exista una pérdida de recurso hídrico. Si bien esta solución aporta rendimientos mucho más elevados que un sistema cerrado, siempre dependerá de la existencia de condiciones hidráulicas favorables en los acuíferos, y, por otra parte, una vez implementado será necesario realizar un mantenimiento periódico más exhaustivo. Aunque es uno de los sistemas más habituales en Europa y en otros ámbitos del estado como es el caso de la ciudad de Zaragoza, en Cataluña tenemos pocos casos inventariados de este tipo (un caso es el de la sede de Aigües del Prat en El Prat de Llobregat, o el del Campus de la Pompeu Fabra en la Ciutadella en Barcelona). Por último, podemos distinguir entre instalaciones individuales y múltiples conectadas a través de redes de frío y calor - equipadas con geotermia - para abastecer zonas urbanas a nivel de barrio o áreas industriales enteras.
- ¿Qué requiere una instalación de geotermia somera?
Lo que necesita básicamente son dos cosas: un espacio para instalar el campo de captación geotérmico (por ejemplo, las perforaciones de sondeos verticales de entre 100 y 150m de profundidad o bien los pozos de agua convencionales a profundidades situadas en función de donde se encuentre el nivel freático). El espacio necesario para el campo de captación geotérmico dependerá de la demanda térmica del edificio que se pretenda climatizar. Por ejemplo, por un edificio unifamiliar de 150-180 m2 y una solución basada en sondeos verticales cerrados de 100m, puede requerirse unos 30 m2. Para abastecer necesidades térmicas de edificios más grandes, la superficie requerida por un sistema cerrado aumentará para colocar un mayor número de sondeos, y en el caso de un sistema abierto requerirá un caudal de agua mucho más elevado debiendo instalar probablemente más de un pozo.
- ¿Qué ventajas supone tener equipamientos municipales con geotermia?
Como he comentado, la geotermia es una tecnología que, con un único equipo, puede cubrir todas las necesidades de climatización de edificios, ya sean oficinas, bibliotecas y espacios cívicos, centros deportivos, casales o guarderías o cualquier otro equipamiento municipal aportando un rendimiento muy elevado a la vez que requieren un mantenimiento muy bajo. El resultado es que se consigue una reducción del gasto por climatización elevada respecto a cualquier otra alternativa energética, y a la vez si lo comparamos con la biomasa, eliminamos la necesidad de disponer de otros equipos para cubrir la demanda de frío en verano y la necesidad de gestionar la logística de aprovisionamiento y almacenamiento de combustible, aspecto no despreciable cuando el usuario busca independencia, comodidad y seguridad.
- ¿E inconvenientes?
El principal inconveniente que tiene la geotermia, tanto para el sector público como el privado, es siempre la necesidad de disponer de un espacio donde situar el campo de captación geotérmico, y la necesaria inversión inicial para instalar el sistema. Ahora bien, dado que los rendimientos son elevados, el gasto energético mensual disminuye considerablemente respecto a cualquier otra solución, y los períodos de la recuperación de inversión pueden situarse entre 5 y 8 años en función de la demanda del edificio, aunque no consideramos la incorporación de ayudas y subvenciones. Pero en caso de que el usuario pueda optar a estas ayudas, entonces el período de amortización puede reducirse drásticamente.
- ¿Qué casos de instalaciones de geotermia destacaría a nivel municipal?
Aparte de los ejemplos que he citado anteriormente se podrían destacar otros muchos ejemplos de instalaciones en equipamientos municipales en toda Cataluña. Por poner varios casos, citaría el proyecto de la Escuela Pins del Vallés de Sant Cugat del Vallés que se está acabando de instalar este 2021 en el marco del proyecto Europeo Geofit, la instalación del Pabellón municipal de deportes de Viladrau (Girona) instalado en 2009, La Lotja o Palacio de Congresos de Lleida instalada en 2010, la guardería municipal la Olivera en Girona ciudad instalada en 2012 o el edificio consistorial del Ayuntamiento de Sant Martí de Llémena en Girona instalado en 2015.
- ¿En entornos urbanos densos tiene cabida la geotermia?
La respuesta es sí, la geotermia tiene cabida en entornos urbanos densos, pero hay que planificarlo. En estos espacios podemos imaginar cuatro situaciones. La primera es la de una obra nueva, donde casi siempre se puede colocar geotermia dentro del espacio ocupado por la cimentación o en zonas ajardinadas o pavimentadas colindantes si están disponibles. En el segundo caso, tenemos las rehabilitaciones integrales de edificios preexistentes, donde, aunque dependerá de las características del proyecto, también en muchas ocasiones se puede instalar geotermia fácilmente (un ejemplo reciente es la rehabilitación del casino municipal de Rubí). La tercera situación surge de plantearse el aprovechamiento de espacios urbanos públicos no edificados (como por ejemplo parques y jardines) en los pueblos y ciudades donde el subsuelo no tenga ningún uso asignado y que por tanto podría utilizarse para colocar campos de captación geotérmicos (por ejemplo, sondeos verticales) para alimentar un edificio concreto que se encuentre cercano. Y el cuarto escenario, sería cuando este campo de captación alimenta a más de un equipamiento y entonces hablaremos de una microred o red urbana de frío y calor en función del número de edificios conectados.
- En Cataluña existe una especial implementación de biomasa para producir calor, pero entonces deben buscar alternativas para producir frío. Sabemos que en Olot fueron pioneros en 2017 con la primera red espabilada de climatización urbana híbrida combinando varias renovables. ¿Es una buena opción?
Es la solución del futuro inmediato. Según los últimos datos publicados por la asociación española de empresas de redes de frío y calor (ADHAC) en 2021, por ahora más del 93% de las redes de climatización que existen en Cataluña están equipadas sólo con biomasa y en la mayoría de los casos (con algunas excepciones) corresponden a pequeñas instalaciones promovidas por el sector público para alimentar entre 2 y 6 equipamientos públicos. Como es sabido, la biomasa no puede generar por sí misma refrigeración, y por tanto, durante el período de verano cuando las calefacciones están apagadas y la red se encuentra funcionando a bajo rendimiento proveyendo tan sólo ACS, los edificios que están conectados deben cubrir la demanda de refrigeración con otras tecnologías, y este aspecto irá a peor con el progresivo aumento de las temperaturas con el cambio climático. El planteamiento de la solución a la demanda térmica de calor y frío renovable está en la integración de tecnologías y no en la implementación de una única fuente. Actualmente ya están apareciendo otros proyectos similares al de la "xarxa espavilada" híbrida de 'Olot como el nuevo proyecto "Vielha Smart Multi-RES micro DHC grid" que promueve el Conselh Generau d'Aran y el Ayuntamiento de Vielha e Mijaran y que hibridizará la geotermia como fuente renovable principal junto con biomasa local del valle y solar térmica y fotovoltaica. Pero también hay que decir que la estrategia seguida hasta ahora implementando pequeñas redes de calor para alimentar sólo un número siempre reducido de edificios públicos, mientras el resto de los edificios de los pueblos y ciudades siguen quemando gas y gasoil, no es evidentemente la solución para a conseguir el objetivo de descarbonización del sector térmico de los edificios en 2050. El camino para alcanzar la descarbonización de pueblos y ciudades para 2050 pasará por una implementación masiva y general de redes de calor urbanas de frío y calor inteligentes con la integración de diversas fuentes renovables 100% locales como la geotermia, además de impulsar la instalación de tecnología de almacenamiento tanto eléctrico como térmico (también en el subsuelo) como ya se plantea en buena parte de Europa. Por último, es necesario ampliar la visión de que los servicios de las comunidades energéticas locales van orientados sólo a la instalación de sistemas de energía solar fotovoltaica añadiendo la generación térmica mediante redes de frío y calor renovables con geotermia y otras fuentes.