Ficha del Reto Innotransfer

2022_R_84

Prioridad AVI del Reto

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Título del reto

CPM 3 VALÈNCIA: URBANISMO Y HÁBITAT SOSTENIBLE – IDENTIFICACIÓN DE TECNOLOGÍAS Y SOLUCIONES INNOVADORAS QUE CONTRIBUYAN A LA ADAPTACIÓN Y RENOVACIÓN DE LAS INFRAESTRUCTURAS, EQUIPAMIENTO, EDIFICIOS Y VIVIENDAS, PÚBLICOS Y PRIVADOS, A FIN DE OPTIMIZAR SU EFICIENCIA ENERGÉTICA, MINIMIZANDO LA DEMANDA DE ENERGÍA Y EMISIONES DE LA CIUDAD EN UN ESCENARIO DE NEUTRALIDAD CLIMÁTICA

Necesidad a resolver

El consumo de energía relacionado con las necesidades de iluminación, servicio de agua caliente, funcionamiento de los electrodomésticos, y generación de frío y calor en las viviendas y en los edificios e instalaciones de servicios, públicos y privados, representa un 35% del consumo energético global. Esta cifra asciende al 50% si se tienen en cuenta la producción de materiales para la construcción y los procesos constructivos, contemplando su ciclo de vida integral.

Estos consumos están condicionados por el modelo urbano de la ciudad, y por los materiales, dispositivos y procesos usados en el sector. Por este motivo, el replanteamiento de los modelos de urbanismo y el fomento de la optimización energética en las infraestructuras y en la edificación es uno de los objetivos prioritarios del Ayuntamiento de València. Y esto, tanto en las nuevas construcciones y proyectos de urbanización, como en las intervenciones de rehabilitación y renovación, incluso teniendo en cuenta sus procesos y sus materiales.

Con este fin, además del despliegue progresivo de las soluciones tecnológicas avanzadas disponibles en el mercado, va a ser determinante el impulso del desarrollo y adopción de nuevas tecnologías y modelos de gestión.

Entre las primeras, se encuentran las tecnologías destinadas a la iluminación, y los sistemas de refrigeración y electrodomésticos. En el campo de la iluminación se ha producido un desarrollo notable con la tecnología LED. Igualmente, en la mejora de la eficiencia energética de los electrodomésticos. Los sistemas de climatización presentan, no obstante, un margen importante para la mejora. Este margen de mejora es mucho mayor en el ámbito de la generación y consumo de calor y en el del comportamiento térmico de envolventes.

En lo relativo a las aplicaciones térmicas, el uso de bombas de calor y otros sistemas renovables para la calefacción y la refrigeración ha aumentado significativamente. No obstante, los equipos de calefacción basados en el uso de combustibles fósiles y los calentadores eléctricos convencionales están mayoritariamente extendidos y representan, todavía, un porcentaje muy alto de las ventas de las instalaciones nuevas. Para avanzar en la descarbonización del sector de la edificación, es necesario reducir urgentemente la cuota de los equipos de calefacción convencionales.

La tecnología de las bombas tiene, asimismo, un margen importante para la mejora. Entre otros ámbitos, tiene un gran recorrido la explotación de soluciones de intercambio de calor basadas en la geotermia somera y los recursos hídricos, que alcanzan niveles de eficiencia más altos que los equipos tradicionales de aire acondicionado y reducen significativamente el consumo de energía.

Estas soluciones, cobran un particular interés cuando se dirigen a comunidades de usuarios y se aplican en el contexto del despliegue de redes y microrredes de distrito, incluso unidas al concepto de Comunidad Energética. Esta combinación constituye un ámbito tecno-jurídico óptimo para la adopción de medidas con gran impacto social y energético, al permitir la transición ordenada de amplias zonas urbanas, una óptima gestión y el aprovechamiento de economías de escala.

Por otro lado, las tecnologías destinadas a mejorar la eficiencia de la envolvente de los edificios, incluidos el aislamiento térmico, las fachadas, las paredes, los tejados y las ventanas, desempeñan un papel esencial en el rendimiento energético de los edificios. En este campo se ha producido un avance sustancial en el diseño teórico de envolventes inteligentes y activas, no obstante, su traslado al mercado ha sido hasta ahora muy bajo.

El desarrollo de materiales aislantes más eficientes es crucial para disminuir la demanda de calefacción de los edificios. La investigación reciente se ha centrado principalmente en el desarrollo de componentes avanzados basados en aerogeles, así como en paneles de aislamiento por vacío y por gas. Los materiales superaislantes pueden quintuplicar el aislamiento en los edificios, pero su penetración real en el sector de la construcción es casi insignificante. Igualmente, existe una línea de actuación muy importante destinada a optimizar el uso de materiales naturales, como la biomasa vegetal de origen local y sus derivados, que pueden llegar a tener una huella de carbono negativa y ayudan, además, a realizar una gestión agrícola y forestal mejorada.

Los componentes de acristalamiento inteligente para edificios, como los materiales cromógenos y espectralmente selectivos, se han desarrollado y están disponibles en el mercado. Los materiales de acristalamiento inteligentes pueden controlar el flujo de calor a través de los elementos transparentes y optimizar el rendimiento de la luz natural en interiores. Los materiales de cambio de fase pueden almacenar el calor en los edificios y liberarlo cuando sea necesario. Importantes investigaciones recientes han dado como resultado el desarrollo de componentes de alta eficiencia.

El diseño pasivo de los edificios, incluidos los sistemas y técnicas de calefacción y refrigeración pasivas y el diseño de la iluminación natural, contribuye significativamente a la reducción de su consumo energético. Se ha demostrado que el uso de sistemas pasivos de refrigeración y calefacción en los edificios, que incluyen técnicas de captación y almacenamiento solar, protección térmica, disipación de calor y amortización del calor, reduce sustancialmente la demanda de refrigeración en los edificios y reduce la necesidad de electricidad adicional.

Por otro lado, las tecnologías destinadas a disminuir la temperatura ambiente de las ciudades y reducir, por tanto, el efecto de isla de calor y la demanda de refrigeración de los edificios, han logrado un progreso significativo durante las últimas décadas. Hay un gran potencial para el desarrollo y uso de revestimientos basados en materiales fríos y superfríos: materiales reflectantes blancos e infrarrojos, materiales plasmónicos, fotónicos y fluorescentes, que combinan una alta reflectancia y una alta emisividad térmica.

El uso de estos materiales avanzados de mitigación, cuando se combinan con vegetación y otras técnicas de disipación, puede contribuir a la disminución de hasta el 30% de la carga de refrigeración de los edificios.

Finalmente, la digitalización del sector de la edificación puede tener un impacto muy significativo en el futuro consumo energético de los edificios. Las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) inteligentes pueden gestionar las necesidades operativas y los recursos de los edificios de forma integral, disminuyendo el consumo de energía y satisfaciendo las necesidades de confort y sanitarias. Los contadores inteligentes pueden proporcionar información útil a los usuarios sobre su consumo de energía y ayudar a las empresas de servicios públicos a gestionar mejor las cargas de electricidad. El establecimiento de tecnologías blockchain permite, a su vez, transacciones en tiempo real entre usuarios y comunidades de manera transparente, y potencialmente más justa, si se realiza con el arbitraje de entidades de gestión públicas intermediarias.

Además de las tecnologías de digitalización de las TIC, los sistemas de redes inteligentes que integran soluciones avanzadas de suministro y generación de energía, incluidas las renovables, pueden optimizar el uso de los recursos energéticos en los asentamientos y promover estrategias ecológicas colectivas.

El objetivo general de este proyecto es recopilar la información necesaria para preparar un Acuerdo Marco en Compra Pública de Innovación, con diferentes lotes, siempre que el resultado de la Consulta Preliminar al Mercado esté en los términos previstos para la Compra Pública de Innovación. De dicho Acuerdo Marco en Compra Pública de Innovación, emanarán los diferentes contratos basados, tal y como se prevé en la Ley de Contratos del Sector Público.

Cabe señalar que, en función del estado del arte y de las soluciones que se planteen, podrá dar lugar a otros tipos de licitación, ya sean licitaciones de compra pública ordinaria, por estar suficientemente maduro el mercado, o procedimientos de compra pública precomercial, así como procedimientos de asociación para la innovación, si los resultados de la CPM estuvieran en estadios muy tempranos, lejanos a soluciones comerciales.

Requisitos de la solución

Se requiere identificar soluciones y tecnologías innovadoras, de cualquier naturaleza, con aplicación potencial en la Ciudad de València, que permitan a su Ayuntamiento mejorar la eficiencia energética de las instalaciones, infraestructuras y edificios públicos e impulsar la adopción de soluciones de esta naturaleza en los edificios, viviendas e instalaciones de servicios privados, en un contexto de neutralidad climática impulsada por la Misión Climática València 2030.

En el ámbito de impacto de esta CPM, se destaca el interés del Ayuntamiento por identificar, también, tecnologías y soluciones que incidan específicamente sobre alguno de los sectores económicos clave para el éxito de la Misión Climática València 2030 (turismo, agroalimentación, cultura y ocio, comercio y servicios) impulsando su transformación hacia un modelo económico sostenible en un escenario de neutralidad climática. Asimismo, el Ayuntamiento quiere resaltar su interés por identificar propuestas que contribuyan a impulsar la economía del conocimiento y el emprendimiento en la ciudad.

De forma no exhaustiva, se persigue identificar tecnologías y soluciones innovadoras que permitan:

a. Desplegar sistemas inteligentes de gestión de la energía y respuesta de la demanda, para domicilios, comercios e infraestructuras públicas.

b. Explorar el potencial de los gemelos digitales para la gestión energética municipal, incluso integrando los consumos de los espacios públicos y privados.

c. Intensificar el uso de las redes y microrredes de distrito ligadas a comunidades energéticas. Incluso con sistemas de gestión digitalizada.

d. Implantar sistemas de mejora de envolventes, sistemas de aislamiento térmico exterior e interior (principalmente los fabricados con un modelo de economía circular) y sistemas de aislamiento con conducción térmica inteligente pasiva de calor.

e. Impulsar la mejora de aislamiento energético de edificios y viviendas de la ciudad de manera masiva, a través de soluciones técnicas estandarizadas y modelos de negocio que permitan la agrupación de demanda y la actuación conjunta a gran escala.

f. Implantar sistemas de aislamiento basados en biomasa vegetal de origen local.

g. Implantar e impulsar la adopción de recubrimientos con propiedades reflectivas y emisivas mejoradas.

h. Explorar el potencial de los materiales de recubrimiento y revestimiento con capacidad de absorción de CO2.

i. Desplegar soluciones constructivas basadas en cerramientos con propiedades térmicas mejoradas.

j. Impulsar la adopción de sistemas de recuperación del calor residual doméstico (individuales y comunitarios) de aguas grises, electrodomésticos, y sistemas centralizados de energía térmica, en combinación con transformadores de calor basados en el principio de la bomba de calor. Incluso para sistemas de recuperación de calor de aguas grises de colectores urbanos.

k. Implantar sistemas de recuperación del calor industrial y comercial (grandes centros de proceso de datos, lavanderías, cocinas de bares y restaurantes, mataderos, centros de distribución logística… etc.) hibridados con bombas de calor de media y alta temperatura y equipos de refrigeración:

l. Desplegar sistemas de climatización basados en bombas de calor de alta eficiencia en sustitución de los sistemas de generación de calor convencionales.

m. Desplegar sistemas de climatización y ACS basados en bombas de calor centralizadas de alta eficiencia y diseño modular en sustitución de los sistemas de generación convencionales basados en combustibles fósiles. Incluso soluciones hibridadas con sistemas convencionales e integradas con sistemas de generación de energía renovable local y almacenamiento de energía con un control inteligente de producción de frío, calor y ACS.

n. Explorar el potencial de las soluciones de climatización basadas en la geotermia, incluso trabajando con las aguas subterráneas de la ciudad y su red de agua de baja presión.

o. Implantar e impulsar la adopción de soluciones alineadas con los objetivos de la Nueva Bauhaus Europea en las nuevas edificaciones y planes urbanísticos.

p. Explorar el uso de sistemas de medición ambiental del espacio público reequilibrando infraestructuras verdes y azules.

q. En general, impulsar la mejora de la eficiencia energética y la reducción de emisiones en edificios, espacios, infraestructuras e instalaciones, públicos y privados, en la Ciudad.

 

Si su entidad desea utilizar Innotransfer para ayudarle en la búsqueda de socios para presentarse conjuntamente a esta CPM, puede cumplimentar la ficha de solución que aparece en esta misma página.

Alternativamente, si desea obtener más información o presentarse de manera individual a esta CPM, puede acceder a la web de Missions València 2030.

Plazo deseado de la solución

Medio Plazo (hasta 24 meses)

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