La Clave

Los distritos de energía positiva como semilla de la ciudad descarbonizada

Los distritos de energía positiva (PED, por sus siglas en inglés) son un nuevo modelo de transformación urbana hacia ciudades energéticamente eficientes y flexibles. Diversas iniciativas, especialmente desde el ámbito europeo, están avanzando en la implementación e investigación de este concepto, que ya cuenta con marcos metodológicos para su replicación. En este artículo se detallan las experiencias de Oulu y Groninga, ciudades del proyecto MAKING-CITY, y qué avances se esperan en los próximos años.

Palabras clave: Energía positiva, eficiencia, ciudades, futuro, sostenibilidad.

Positive energy districts (PED) are a new concept for urban action towards more efficient and flexible cities. Various initiatives —mainly at European level— are progressing in the implementation and research of this concept and are providing methodological frameworks for its replication. In this paper the examples of Oulu and Groningen —MAKING-CITY project’s cities— are depicted, as well as an overview of the expected future developments. 

Keywords: Positive energy, efficiency, cities, future, sustainability.

Emilio Miguel Mitre

GBCe (Green Building Council España).

Líder de colaboración del proyecto MAKING-CITY.

Miguel Segovia Martínez

GBCe (Green Building Council España).

Técnico de proyectos.

©Santi Burgos

¿Qué es un distrito de energía positiva (PED, positive energy district)?

Por expresarlo sencillamente con una sola frase, un distrito de energía positiva es un trozo de ciudad dentro del cual se produce más energía que la que se consume. La actual definición de referencia de lo que es un PED es, obviamente, más completa e integra el balance energético, los límites del sistema, los tipos de tecnologías que incluye y el objetivo final de ser sostenibles social, económica y medioambientalmente.

Los PED son áreas urbanas o grupos conectados de edificios, energéticamente flexibles y eficientes, que tienen una emisión neta cero de gases con efecto invernadero y gestionan activamente un exceso de producción anual local o regional de energía renovable. Requieren la integración de distintos sistemas e infraestructuras y la interacción entre los edificios, los usuarios y los sistemas regionales de energía, movilidad y TIC, asegurando el suministro energético y una buena vida para todos en cuanto a la sostenibilidad social, económica y medioambiental. (JPI Urban Europe; SET Plan Action 3.2, 2020).

La dimensión energética está en el corazón de este concepto, entendiendo que la energía es el eje vertebrador de la transformación urbana en todos sus aspectos. Esta dimensión energética se compone de tres funciones: eficiencia, flexibilidad y producción. La visión integradora de los PED debe permitir a las ciudades sacar el mayor partido a cada una de dichas funciones, asegurando un equilibrio entre las tres. 

En segundo lugar debemos destacar la cuestión del borde. En los PED se establece un sistema con un dentro y un fuera. Según las definiciones más estrictas de PED, los flujos deben ocurrir en el interior del sistema, excepto por la inyección de excedente energético a la red general y, ocasionalmente, recibir energía. Dicha definición ha entrado prontamente en crisis al identificarse impactos que exceden los límites del sistema (como por ejemplo los sociales) y la necesidad de incorporar producción energética fuera de los núcleos urbanos (huertos solares en los límites de la ciudad). No obstante, se mantiene la ambición de limitar las interacciones lo máximo posible dentro del sistema a fin de realizar un control exhaustivo de los flujos energéticos y de recursos.

Por otro lado, y aunque no hay una definición precisa del tamaño, los PED sí presentan una cierta escala, del orden de tamaño de un barrio con al menos varios cientos de viviendas e incluyendo una variedad de usos que pueden generar sinergias. Esta escala surge de la idea de actuar sobre una unidad funcional de la ciudad a nivel urbano y, concretamente, social. De este último foco surge la definición de barrio de energía positiva (PEN, por sus siglas en inglés) que surge de integrar a la vecindad como parte central del PED. 

Finalmente, las tecnologías incorporadas al sistema dependen del contexto local en el que se implanta el PED. Entre otros, se consideran factores como energéticos y ambientales la movilidad, la gobernanza y sociales (MAKING-CITY, 2019) en los que resultan determinantes la climatología, la forma urbana, el planeamiento urbano, las redes energéticas existentes, el reparto competencial y las características socioeconómicas de los ciudadanos.

¿De dónde surgen los PED?

El concepto de los PED es relativamente reciente y resultado de la confluencia de las políticas de innovación y energéticas en la Unión Europea. Para entender el trasfondo, interesa conocer cómo surge y qué organizaciones están detrás, porque se trata de un universo relativamente complejo.

El primer marco estratégico en el que se integran el smart con la energía es en el Plan Estratégico Europeo de Tecnología Energética (SET Plan, por sus siglas en inglés) (1), que en 2009 incluye la Iniciativa Ciudades Inteligentes. En torno a dicha estrategia, han surgido diferentes conceptos y definiciones como los proyectos faro, el edificio de energía positiva, las ciudades y comunidades inteligentes (2), el distrito de energía/emisiones casi cero (3) y, finalmente, el concepto PED.

La Alianza Europea de Investigación en Energía (EERA) —responsable del desarrollo continuo del SET Plan— reconoció en 2018 los PED como tecnología estratégica, con la publicación del Plan de Implementación de la Acción 3.2: Comunidades y Ciudades Inteligentes (4) y la constitución de un grupo de trabajo de implementación liderado por la EERA JPSC (5) y JPI Urban Europe (6).

Paralelamente al SET Plan, la Comisión Europea lanzó en 2012 la Alianza Europea de Innovación sobre Comunidades y Ciudades Inteligentes (EIP-SCC) —actualmente Smart Cities Marketplace (7), junto con el Sistema de Información de Ciudades Inteligentes (SCIS)— los proyectos faro, a través de convocatorias del Horizonte 2020. Estos proyectos tienen como objetivo la innovación y el testeo de soluciones inteligentes y, desde la convocatoria de 2018, concretamente el desarrollo de PED. MAKING-CITY, junto a otros 5 proyectos faro están implementando PED en 10 ciudades europeas y preparando su replicación en otras 29 ciudades seguidoras europeas. 

Por otro lado, el Programa de Energía en Comunidades y Edificios (EBC) de la Agencia Internacional de la Energía (IEA) ha lanzado su propia iniciativa sobre PED, el Anexo 83.

Más allá de las políticas energéticas y de innovación, existen muchos otros marcos que se integran en el concepto PED. Los Objetivos de Desarrollo Sostenible —en especial el 11—, la Agenda Urbana, el “Paquete de Invierno”, el Pacto Verde Europeo, la Oleada de Renovación y el contexto local son fundamentales para entender el presente y el futuro de los PED. 

Metodologías

Pese a que el concepto y su aplicación aún están en desarrollo, de algunas de las iniciativas previamente mencionadas ya se han obtenido aprendizajes que pueden ser de interés para aquellas ciudades que quieran implantar un PED.

Según el proyecto MAKING-CITY (2020), cinco son los requisitos necesarios para facilitar la implantación de un PED:

  1. Gobernanza colaborativa. Más allá de los procesos de participación ciudadana, tejiendo redes de debate y toma de decisiones con todos los actores implicados.
  2. Planeamiento y diseño urbano. Utilizar las herramientas de planificación existentes para orientar el aspecto energético.
  3. Empoderamiento ciudadano. Desde el consumidor al ciudadano, a través de los valores compartidos.
  4. Inversión y modelos de negocio. Cada PED necesitará modelos de negocio diferentes para cada actor, entre la gran variedad existente.
  5. Análisis de impactos. La implantación de un PED debe ser analizada dentro de los planes y la infraestructura energética general de la ciudad.

Sin embargo, más allá de estos puntos existen otros aspectos que deben tenerse en cuenta: el contexto local, la infraestructura energética, la digitalización, el marco legal, la escalabilidad y replicabilidad del PED y la monitorización, entre otras (SCIS, 2020).

De las experiencias piloto en las ciudades de Oulu y Groninga, el proyecto MAKING-CITY (2020) llega a proponer una metodología para la implantación de PED en seis fases que incluyen el análisis del contexto urbano, la definición de los límites del PED, la negociación de las soluciones a incorporar mediante procesos de participación ciudadana y gobernanza, análisis de barreras y oportunidades, el cálculo del balance energético y el desarrollo de las soluciones elegidas. 

De la gran diversidad de soluciones que permite el enfoque integral de los PED, para conseguir un balance energético positivo se debe actuar prioritariamente en (1) la eficiencia energética, (2) la generación de energía renovable, (3) la integración del sistema energético para dotarle de flexibilidad y, finalmente, (4) la inclusión de la electromovilidad (SCIS, 2020).

Dos ciudades faro

Las ciudades de Groninga, en Países Bajos, y la ciudad de Oulu, en Finlandia, son las dos ciudades faro del proyecto MAKING-CITY. El proyecto MAKING-CITY, coordinado por la Fundación CARTIF y cuyo principal objetivo es la puesta en marcha y demostración del concepto PED, cuenta con un presupuesto de 20 millones de euros financiados al 90 % por el programa Horizonte 2020 e involucra a 34 organismos incluidos ayuntamientos, centros de investigación y empresas. Sus desarrollos están arrojando resultados de gran interés para la replicación y definición de los PED en toda Europa.

Groninga, Países Bajos

La ciudad de Groninga, en el norte de los Países Bajos, se encuentra en un proceso de transformación urbana con el objetivo de abandonar su principal fuente energética: el gas natural. La explotación de este recurso en las inmediaciones de la ciudad ha dado lugar a terremotos, llevando a la ciudadanía a reclamar alternativas sostenibles.

En 2011 Groninga adoptó un master plan para convertir la ciudad en neutral energéticamente en 2035. De gran interés es el enfoque de su plan “Gronigen Energizes, Programme 2015-2018” (8), que completó esta ambición política, y el plan “The Next City” (9) de 2017, cuyo objetivo es convertir la ciudad en un laboratorio real de transición energética. 

Fuente: Proyecto MAKING-CITY. Autoras: Beril Alpagut (Demir Enerji) y Andrea Gabaldón (CARTIF)

Debido a la diversidad de tejidos urbanos, la ciudad de Groninga plantea una transición por distritos (10), de los cuales dos están aplicando el modelo PED. En ambos distritos (construidos entre los años 60 y 80) existe diversidad funcional: edificios universitarios, oficinas, industriales y residenciales unifamiliares y colectivos.

La rehabilitación de edificios residenciales es una de las prioridades, con intervención en suelos, cubiertas, fachadas, ventanas, termostatos inteligentes y monitorización de consumos en tiempo real. En cuanto a la generación de energía renovable, se ha instalado fotovoltaica en edificios terciarios y aparcamientos y mejorado el sistema existente de calefacción de distrito con la incorporación de bombas de calor y solar térmica al sistema geotérmico. 

El almacenamiento de energía es una de las claves para dotar de flexibilidad al sistema, con sistemas de acumulación del excedente térmico y la generación de biogás procedente de los RSU y aguas residuales. La movilidad también se integra con puntos de recarga inteligentes para vehículos eléctricos y carriles bici con superficie fotovoltaica.

Finalmente, el papel de una ciudadanía movilizada es fundamental en Groninga. La comunidad energética local forma parte del proyecto y el ayuntamiento ha puesto en práctica su estrategia de participación para involucrar a los vecinos en el diseño.

Oulu, Finlandia

Con más de 200.000 habitantes, Oulu es la mayor ciudad del norte de Finlandia. El frío clima de la región hace que la ciudad de Oulu sea muy dependiente energéticamente.

Dentro de su estrategia de transformación urbana de 2012, su Plan de Acción para el Clima y la Energía Sostenible presentaba el objetivo de una reducción del 20 % de las emisiones de CO2 en 2020, objetivo ampliado en 2018 por la Estrategia a 2026 Luz del Norte (11). Entre las medidas de estas estrategias se incluye la mejora de la gestión pública del agua, el incremento de la utilización de fuentes energéticas renovables, o el desarrollo de plantas de biogás.

La transformación de Kaukovainio —barrio de 4.700 habitantes a tres kilómetros del centro de Oulu— en PED tiene como objetivo revitalizar y atraer nuevos residentes al distrito, generando mayor cohesión social y promoviendo la sostenibilidad. Esta transformación se enmarca en el master plan de urbanismo, transporte y medio ambiente de 2012, que también plantea la participación de la ciudadanía en estos procesos. 

Fuente: Ayuntamiento de Oulu.

La primera medida ha sido la rehabilitación de los edificios plurifamiliares mediante la intervención en su envolvente y la monitorización de consumos y la calidad del ambiente interior. Además, se han construido nuevos edificios residenciales de alta eficiencia y, en el corazón del barrio, un nuevo centro comercial.

Este nuevo centro comercial, fruto de la participación de la empresa de economía social Arina en el proyecto, es clave en el funcionamiento energético del barrio, ya que acoge las instalaciones geotérmicas y bombas de calor que alimentan la calefacción de distrito. Además cuenta con tanques de energía térmica, los cuales permiten cubrir parte de la demanda de calefacción y ACS en invierno.

Fuente: Proyecto MAKING-CITY

Los PED serán instrumentos para la transformación urbana y para dotar a la infraestructura energética de mayor eficiencia y flexibilidad

Por último, las cubiertas de los edificios se han dedicado a paneles fotovoltaicos y, si finalmente no se alcanzase la neutralidad energética, se prevé incorporar energía hidroeléctrica y eólica producida en las inmediaciones de la ciudad. 

Proyección futura

La aplicación del concepto PED no ha hecho más que comenzar. Los primeros proyectos, iniciados en torno al 2018 deben terminar su implementación y generar datos y resultados para poder evaluar el éxito de este modelo. Sin embargo, múltiples estrategias esperan que los PED sean una herramienta clave para la descarbonización de las ciudades. 

Actualmente, el objetivo marcado por el SET Plan (2018) es fomentar la planificación, desarrollo y replicación de 100 PED en toda Europa para el año 2025. Según el análisis preliminar sobre el cumplimiento de dicho objetivo (Bossi, Gollner, & Theierling, 2020), al menos hay en desarrollo 61 proyectos que incluyen o están alineados con el concepto PED, la mayor parte en proceso de implementación. 

Al contrario de lo que se podría pensar en un primer momento, el modelo no se aplica principalmente en nuevos desarrollos —en los que la aplicación sería más sencilla—, sino que más de la mitad de los PED analizados incluyen tanto edificios existentes como nuevos y gran diversidad de usos, lo que revela su potencial como catalizador de la regeneración urbana, especialmente en tejidos que deben ser completados.

Los proyectos PED en España

En España contamos con diversos proyectos que, en mayor o menor medida, están implementando el concepto PED. 

La isla de Zorrotzaurre, en la ría de Bilbao, es el piloto más ambicioso en España, del proyecto Atelier (12). La isla, antiguamente dedicada al uso industrial, va a contar con 5.500 nuevas viviendas, 150.000 m2 de oficinas y 93.500 m2 de dotaciones culturales y sociales, implementando actualmente el concepto PED. 

También dentro del marco de proyectos faro europeos hay cuatro ciudades que están planificando sus PED para los próximos años: León (proyecto MAKING-CITY), Sestao (proyecto +CityxChange), Granada (proyecto POCITYF) y Zaragoza (proyecto RESPONSE). A través de otros marcos de trabajo, las ciudades de Pamplona y Paterna (JPI Urban Europe, 2020) también están planificando PED.

Además, existen proyectos que, sin incorporar el concepto PED explícitamente, sí han considerado muchos de los aspectos de este y por lo tanto están alineados. En España contamos con dos ejemplos en funcionamiento: Pozo Barredo en Mieres y Móstoles (JPI Urban Europe, 2020) 

Por último, es importante destacar las otras 10 ciudades españolas (13) que forman parte de proyectos faro de smart cities, pero no incluyen el concepto PED, las 16 que forman parte del Intelligent Cities Challenge (14) y aquellas que se adhieran a la Misión 100 ciudades climáticamente neutrales (15).

Conclusiones

Los distritos de energía positiva son un modelo de transformación urbana que puede ser clave en la descarbonización de las ciudades. Actualmente es un ámbito emergente que, sin embargo, está llamado a ser uno de los principales instrumentos para dotar a la infraestructura energética de mayor eficiencia y flexibilidad, así como de promover la cultura energética. 

A pesar de su ambición global, los PED tienen una clara orientación energética que puede quitar el foco sobre aspectos como el medioambiente urbano, la desigualdad o el acceso a la vivienda, entre otros. Es importante que cualquier proyecto auspiciado bajo este modelo considere todas ellas y tenga una ambición global de ser sostenible. 

Finalmente, si queremos alcanzar el objetivo específico de 100 PED en Europa para 2025 y el objetivo global de neutralidad climática para 2050, la transformación urbana debe ser lo más rápida posible. Frente a la lenta y progresiva transformación de nuestras ciudades, el modelo PED dota a las ciudades de metodologías y visión para acelerar el cambio hacia comunidades más sostenibles. 

Notas

5

EERA Joint Programme Smart Cities https://www.eera-sc.eu/

6

PED Programme del Joint Programme Initiative Urban Europe https://jpi-urbaneurope.eu/ped/

9

Omgevingsvisie ‘The Next City’ http://www.gemeente.groningen.nl/omgevingsvisie

10

Animación explicativa de Groninga Energéticamente Neutral en 2035. Uitleganimatie 3D – Groningen Energieneutraal 2035 (ENG) https://vimeo.com/256410738

11

Oulu –The Light of the North City strategy 2026 https://www.ouka.fi/oulu/paatoksenteko-ja-hallinto/oulun-strategia

13

Ciudades faro: Barcelona, Pamplona, San Sebastián, Valencia, Valladolid y Vitoria-Gasteiz. Ciudades seguidoras: Palencia, Sabadell, Santa Cruz de Tenerife y Santiago de Compostela.

14

100 intelligent Cities Challenge, Comisión Europea. https://www.intelligentcitieschallenge.eu/

Referencias

1

Bossi, S., Gollner, C., & Theierling, S. (20 de noviembre de 2020). Towards 100 Positive Energy Districts in Europe:Preliminary Data Analysis of 61 European Cases. Energies, 13. doi: https://doi.org/10.3390/en13226083

2

Integrated SET-Plan (2018). SET-Plan ACTION n°3.2 Implementation Plan: Europe to becomea global role modelin integrated, innovative solutions for the planning, deployment, and replicationof PositiveEnergy Districts

3

JPI Urban Europe (2020). Europe Towards Positive Energy Districts: First Update. A Compilation of Projects towards Sustainable Urbanization and the Energy Transition.

4

JPI Urban Europe; SET Plan Action 3.2 (2020). White Paper on PED Reference Framework for Positive Energy Districts and Neighbourhoods. Obtenido de https://jpi-urbaneurope.eu/ped/

5

MAKING-CITY (2019). City level indicators. Entregable de proyecto 5.1. Obtenido de https://makingcity.eu/results/

6

MAKING-CITY (2020). Guidelines for Positive Energy District Design: How to Transform a District into a PED. Obtenido de http://makingcity.eu/wp-content/uploads/2020/12/Guidelines-for-PED-DEsign.pdf

8

SCIS (2020). Positive Energy District Solution Booklet. Obtenido de https://cityxchange.eu/wp-content/uploads/2020/12/1606985144968.pdf