Las redes de calor y frío son sistemas centralizados de distribución de energía térmica diseñados para climatizar edificios e infraestructuras urbanas con una eficiencia superior a la de los sistemas descentralizados convencionales. Estos sistemas energéticos urbanos presentan diversas configuraciones, entre las que destacan las redes de calor y frío a baja temperatura o de 5ª generación (5GDHC), que representan una evolución tecnológica fundamental para la descarbonización del sector térmico y la optimización de los flujos energéticos procedentes del calor residual de baja temperatura.
Diferencias respecto a las redes convencionales
Las redes de calor y frío convencionales operan a temperaturas elevadas (70-120 °C para calefacción y 6-8 °C para refrigeración), lo que genera pérdidas significativas durante el transporte y limita la integración de energías renovables y residuales.
En cambio, las redes de baja temperatura funcionan en un rango más eficiente: para calor entre 30-60 °C y para frío entre 10-20 °C. Estas temperaturas reducen las pérdidas térmicas, mejoran la sinergia con fuentes de calor de baja exergía (energía térmica aprovechable) y aumentan la eficiencia de las bombas de calor conectadas al sistema.
Ventajas técnicas y operativas
Las redes de calor y frío a baja temperatura ofrecen numerosos beneficios:
- Mayor eficiencia energética: Reducen las pérdidas de distribución y aumentan el rendimiento global del sistema.
- Integración de energías renovables y residuales: Permiten aprovechar fuentes como la geotermia de baja entalpía, la energía solar térmica y la recuperación de calor residual de industrias y centros de datos, entre otras.
- Reducción de la huella de carbono: Contribuyen a la transición energética y a los objetivos de neutralidad climática al suministrar energía térmica renovable.
- Optimización de costes: Disminuyen la necesidad de inversión inicial en la red de distribución y los sistemas conectados, además de alargar la vida útil de los materiales de la red.
- Compatibilidad con edificios de alta eficiencia: Mejoran el rendimiento energético de los edificios, facilitando el cumplimiento de los estándares nZEB (Nearly Zero Energy Buildings) y son fácilmente integrables en proyectos de rehabilitación energética.
Aplicación de las redes en el día a día
Recientemente, hemos visto muchas noticias sobre el impacto ambiental de la inteligencia artificial (IA), cuyo uso crece rápidamente. El aumento del procesamiento de datos ha disparado la demanda energética de los centros de datos, que consumen un 3 % de la electricidad de la UE. Se prevé que su impacto ambiental aumente significativamente si no se priorizan fuentes de energía renovable, especialmente en los sistemas de refrigeración.
Los centros de procesamiento de datos (CPDs) generan grandes cantidades de calor residual que pueden reutilizarse mediante redes de baja temperatura para calentar edificios o apoyar procesos industriales.
En Aiguasol hemos participado en proyectos pioneros en este ámbito, como RENEWIT (2016), en colaboración con el IREC, con el objetivo de desarrollar estrategias innovadoras para mejorar la eficiencia de los centros de datos. Entre las soluciones destacadas, se analizó la recuperación del calor residual de los servidores para alimentar redes urbanas de calor (district heating).
También trabajamos en el proyecto del Centro de Datos Miramón (2017), donde se identificaron ineficiencias en la circulación del aire frío. Mediante soluciones de bajo coste, como la reorganización de los racks, la implementación de pasillos fríos y calientes y el encapsulamiento de los servidores, se consiguió reducir la demanda energética entre un 10 % y un 15 %.
La solución ideal para cada centro de datos depende de factores como la ubicación geográfica, el año de construcción y la tecnología disponible. Por ejemplo, en zonas frías se puede maximizar el uso del free cooling (aprovechamiento del aire exterior), mientras que en entornos urbanos o industriales se pueden establecer sinergias para reutilizar el calor residual.
Una mirada al futuro energético
Las redes de calor y frío a baja temperatura representan una solución técnica de alto rendimiento para la gestión energética urbana e industrial. Su capacidad para integrar fuentes renovables y reutilizar el calor residual las posiciona como una infraestructura energética esencial para la transición energética.
Para fomentarlas, es esencial implementar incentivos económicos, crear marcos legales y normativos favorables y promover la colaboración público-privada. Además, es necesario invertir en formación profesional y sensibilizar a la ciudadanía sobre los beneficios de estos sistemas. También es importante integrarlas con fuentes de energía renovable y planificarlas adecuadamente dentro del diseño urbano. Su implementación contribuye a la creación de nuevas oportunidades económicas y de empleo local, un factor fundamental para la cohesión social durante la transición.
En Aiguasol seguimos trabajando en la definición de modelos de negocio para impulsarlas a través de iniciativas como el proyecto europeo LIFE, centrado en la elaboración de planes de inversión para proyectos DHC de baja temperatura, consolidándolas como una tecnología clave para las ciudades inteligentes y la sostenibilidad energética del futuro. En esta línea, también hemos participado en diversos proyectos de desarrollo de redes de calor y frío (DHC) a escala nacional e internacional, incluyendo la planificación e implementación de sistemas en el Ecodistrito de Mercedes (Barcelona), el barrio Seda-Paperera en el Prat de Llobregat, San Pedro (Costa Rica), o los distritos hoteleros en Varadero y Cayo Largo (Cuba), contribuyendo a la expansión global de este modelo energético más eficiente y limpio.