planificación energética territorial ciudades sostenibles

ETO Energía para Todos

PlanificaciónEnergéticaTerritorialCiudadessostenibles

UniversidaddelNorteJavierTrespalacios1

11.07.2017

1Ingenieromecánico,masterenenergíasrenovable;consultoreinvestigadorentemasdeciudades.

[email protected] Energía para Todos

Mi pasión

En la vida hay que tener sueños, la pasión te lleva a ellos…

Introducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión

CERN – LHC / LHCb (la maquina mas grande

del mundo)

Robot para llevar el café

Rover para la luna (ESA)

Maquina cortar cartón

Construcción de trenes

Energía en los edificios

Energía Ciudades


¨ Mensaje que traigo:

1. Comprendan que esta pasando en el planeta.

2. Métodos de planificación energética territorial (PET).

3. Ciudades sostenibles.

ObjetivosIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


Edward Glaeser Silicón Valley

François Maréchal

Ungershin (Francia)Soren Hermansen

Martin Beniston

Temas actuales

Yo me he apasionado con las ciudades, la energía, el empleo, el planeta, porque creo que puede ser una buena oportunidad para un desarrollo económico, social y de dejar un mejor planeta a nuestros hijos.

Jean Ruegg

Heliotrope

Antonio Da Cunha


Vauban


Introducción



¤ Aumento de la población.

¤ Aumento del consumo de energía.

¤ Aumento de las emisiones de CO2.

Que pasa en el planeta : el hombre y la energíaIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


¤ La principal fuente de energía son de tipo fósiles - 80%.¤ Son agentes energéticos agotables.¤ Las fuentes fósiles producen GEI, entre ellos CO2.

!

Las fuentes de energías utilizadas en el mundoIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


El aumento de emisiones de GEI

¤ El aumento de las emisiones de CO2 y los gases con efecto invernadero, provocan el recalentamiento de la tierra y el cambio climático.

Introducción PET Aplicación Situación actual Bonus Conclusión


Cambio climático

Donde es el Cambio Climático?



Algunos efectos del cambio climático

¤ Las sequias, las inundaciones y otros.

¤ Problemas en la producción de alimentos; alzas en los precios.

¤ La migración.¤ La transmisión de

enfermedades.



La energía

Que es la energía?



Economía - Energía

¤ La relación del consumo de energía vs PIB, en un país como Suiza.¤ La energía es un factor importante en el desarrollo de un país (ejemplo en la creación

de empleos).

Avenir-suisse: https://www.avenir-suisse.ch/files/2017/03/energie_pour_l_economie_et_le_bien_etre.pdf



La geopolítica y la influencia en la energía

¤ Asegurar el aprovisionamiento; los problemas geopolíticos han creado problemas económicos.



¤ Los riesgos de la producción nuclear, por ejemplo Fukushima y Chernóbil.n El hombre ha buscado soluciones al aumento del consumo de energía.

Algunos riesgos en la producción de energíaIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


Calidad de vida - Energía

¤ La energía ayuda a mejorar la calidad de vida.¤ La falta de acceso a la energía es también uno de los principales

factores que contribuyen a la pobreza (Practical Action).



Ambiental

Energía = Economía + Política + Ambiental + Social

Economía SocialPolítico



¤ El sector residencial, comercia y terciario; es el principal consumidor de energía - 35%.

2’507 Mtoe : 28%

2’542 Mtoe : 28%

3’122 Mtoe : 35%

809 Mtoe : 9%

1

3

2

Donde esta el consumo?Introducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


Crecimiento de las ciudades

¤ Proporción de la población urbana por continente (UN Habitat).n Hay que planificar las ciudades para asegurar su calidad de vida.



Las ciudades buscan ser mas atractivas, tener una buena calidad de vida, atraer inversores.

Que es una ciudad y que busca?Introducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


Energía útil(edificios)

Energía primaria(producción)Perdidas: 3% a 20%

Medir CO2

Perdidas: 2% a 3%

Perdidas: 6% - 20%

Los nombres de la energía¤ Como es el aprovisionamiento

Energía final

¤ Energía gris : la energía escondida.



Tecnologías descentralizadas y centralizadas

¤ Tecnologías como CAD (calefacción a distancia) o FAD (frio a distancia).n Un sistema centralizado es mas eficiente, económico, contamina menos, etc.



La geo visualización

Plano ciudad Catastro Movilidad Potencial Fotovoltaico



Las pistas de Colombia

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5.00E+10"

1.00E+11"

1.50E+11"

2.00E+11"

2.50E+11"

3.00E+11"

3.50E+11"

4.00E+11"

1981"

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1995"

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1998"

1999"

2000"

2001"

2002"

2003"

2004"

2005"

2006"

2007"

2008"

2009"

2010"

2011"

2012"

Final&consump-on&[Mtoe]&

PIB&[US$&a&precios&actuales]&

PIB&[US$&a&precios&actuales]&:&Final&consump-on&[Mtoe]&

Valeur"US$" Mtoe"

¤ Algunas pistas en Colombia, hay que planificar, con políticas o estrategia energética; hay problemas como :

n Los precios?n Los cortes?n Otros?n El no planificar nos traerá malas

soluciones (costosas y no eficientes).La#sensación#térmica#(índices#de#confort)#2011#7>#2070##



Que es la planificación energética territorial?



¤ La Planificación Energética Territorial o la Planificación Energética Urbana, es una practica que se genero por el choque petrolero de los años 80’s, las ciudades europeas buscaron como manejar el consumo energético global en una región.

La planificación energética territorial - PET

Freiburg, primera ciudad alemana en realizar una planificación energética urbana.



¤ El uso racional de la energía.

¤ Asegurar el aprovisionamiento.

¤ Valorizar las energías renovables, local y los desechos térmicos.

¤ Respetar el medio ambiente.

¤ El desarrollo económico.

¤ Herramientas para planificar un territorio.

Que busca la PETIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


La planificación energética territorial - PET

País

Ciudad

Barrio

Manzana (isla)

Edificio

¤ INFORMACION

Luxemburgo – EPFL / IPESE



Territorio

Consumo + CO2

E. Renovable, desechos térmicos

Escenarios

Proyecto Futuro

¤ Es definir o delimitar un territorio.

¤ Análisis inicial : identificar en donde esta el consumo e identificarlo geográficamente.

¤ Inventario geográfico del potencial de energía renovable local y posible recuperación de energía.

¤ Definir los objetivos que queremos lograr o búsqueda de etiquetas.

¤ Escenarios y estrategias a desarrollar.

Como se realiza una PET?Introducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


¤ Posición geográfica (posición X y Y).

¤ Superficie del edificio [m2] y numero de pisos.

¤ Año de construcción.

¤ Tipo de afectación (ex: casa individual, comercio, escuela, etc).

¤ Agente energético térmico y eléctrico (ex: gas, madera, o nuclear).

Análisis inicialInformación catastro



Método de análisis inicial : conocer las necesidades

Entre el 80% y el 90% de edificios en Suiza.

Normas :SIAMinergie

Normas SIA (construcciones después del año 2000)

Estadísticas consumo de energía en los edificios, según época de construcción.

Tecnología

SRE x SIAafectación x ηutil_tecnol x fprimaria_tecnol = Energíaprimaria_term

Energía útil [MJ] Energía final [MJ]

1. CO2 [kg].2. Energía Renovable

[%].3. Consumo energético

[MJ].



Consumo energético (térmicas y eléctricas)

¤ Identificamos las zonas de mayor consumo.



Inventario energía local, renovables y de recuperación

Eólica Mini hidráulicaSolar

Geotérmica Madera (Biomasa) Desechos térmicos



Bajar el consumo – Estrategia de renovación

Ejemplo(Ventanas(con(marcos(metálicos(

Interior(

Exterior( Exterior(

Interior(

Ejemplo(Balcón(

¤ Lo primero es consumir menos.



Objetivos a buscar

¤ Label Ciudad de la energía:

n Estrategia para bajar el consumo.

n Aumento de las energías renovables.

¤ Label pacto de alcaldes: 3 x 20

n 20% menos consumo.

n 20% menos de CO2.

n 20% mas de energías renovables.



¤ Bajar el consumo:n Renovando la

vivienda; utilizando elementos que consuman menos energía.

¤ La utilización de energías renovables:n Mix energético,

varios tecnologías al mismo tiempo.

Resumen de la estrategia


Interior(

Exterior(

Exterior(

Interior(

Ejemplo(Balcón(



Aplicación de PET (Orbe)

Orbe – Suiza : 10’000 habitantes, mas de 2000 construcciones (casa y edificios)Tiene varias empresas, como Nestlé.



Estado de la información

¤ Clasificar los edificios según su periodo de construcción y afectación (tipo de uso).



[email protected]

Situación inicial : formulación de estrategias

¤ Según el periodo de construcción conocer donde esta el consumo.

¤ Según la SRE (Superficie de Referencia Energética).



Situación inicial : formulación de estrategiasIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión

Utilizar la géovisualisacion.


[email protected]


¤ Tipo de agente energético utilizado.



[email protected]


Según el periodo de construcción conocer donde esta el consumo.




La producción de CO2.



[email protected]


Costos de la energía por epoca.



[email protected]


Según el periodo de construcción conocer donde esta el consumo.



[email protected]

Resumen situación inicialIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


[email protected]

Definir nuestro objetivo

¤ Tener la imagen de una ciudad sostenible energéticamente.



Reducir consumo

Conducción!

Convección!

Radiación!

Evaporación0y0condensación!


Interior(

Exterior(Exterior(

Interior(

Ejemplo(Balcón(

¤ Atacar la envoltura de la construcción; para no tener perdidas o adicionar energía a calentar o enfriar.



Escenarios para bajar el consumo

¤ Certificación de eficiencia energética.



Potencial renovable de Orbe : SolarIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión

x

¤ Radiación solar en Orbe.


[email protected]

Potencial renovable de Orbe : SolarIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión

¤ Superficie fotovoltaica, para 100%, 50% renovable.

¤ Resumen total solar térmico y fotovoltaico.


[email protected]

Potencial renovable de Orbe : Eólico

¤ Buen potencial eólico.



[email protected]

Potencial renovable de Orbe : Eólico

¤ Buen potencial para mini eólico.



[email protected]

Escenarios para la implementación de biomasa.

¤ El potencial de la madera, cerca del proyecto.



[email protected]

Escenarios la implementación de biomasa.

¤ La madera tiene un CO2 neutro.



[email protected]

Escenarios para bajar las emisiones CO2 y comparación de ER

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20%#

40%#

60%#

80%#

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120%#

1# 2# 3# 4# 5.1# 5.2# 5.3# 5.4# 5.5# 5.6# 5.7# 5.8# 5.9# 6# 7.1# 7.2# 7.3# 7.4# 8#

Réduc&on)par)Agents)Energé&que)et)stratégie)de)rénova&on)

EP#Total#[MJ.an]# EP#Objec?fs#[MJ.an]#

Réduc?on#EP#Bois#pellets#[MJ.an]# Réduc?on#EP#CAD#Bois#[MJ.an]#

Réduc?on#EP#CAD#Gaz#[MJ.an]# Réduc?on#EP#Electricité#Thermique#[MJ.an]#

Réduc?on#EP#Gaz#a#condensa?on#[MJ.an]# Réduc?on#EP#Gaz#a#condensa?on#et#solaire#thermique#[MJ.an]#

Réduc?on#EP#Mazout#à#condensa?on#[MJ.an]# Réduc?on#EP#PAC#sondes#ver?cal#[MJ.an]#

Réduc?on#EP#Rejet#chaleur#(UIOM,#STEP)#[MJ.an]#

¤ Comparar los escenarios para saber cual produce menos CO2 y el uso de energías renovables.

0%#

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1# 2# 3# 4# 5.1# 5.2# 5.3# 5.4# 5.5# 5.6# 5.7# 5.8# 5.9# 6# 7.1# 7.2# 7.3# 7.4# 8#

Comparaison*CO2*Total*avec*stratégie*

CO2#Actuelle#[kg]# CO2#Objec<fs#[kg]#

CO2#Total#avec#Bois#pellets#[kg]# CO2#Total#CAD#Bois#[kg]#

CO2#Total#avec#CAD#Gaz#[kg]# CO2#Total#avec#Electricité#Thermique#[kg]#

CO2#Total#avec#Gaz#a#condensa<on#[kg]# CO2#Total#avec#Gaz#a#condensa<on#et#solaire#thermique#[kg]#

CO2#Total#avec#Mazout#à#condensa<on#[kg]# CO2#Total#avec#PAC#sondes#ver<cal#[kg]#

CO2#Total#avec#Rejet#chaleur#(UIOM,#STEP)#[kg]#



1

23

4 5

1. Desecho térmico : Nestlé.

2. Estación de depuración.

3. Agua usada (Alcantarilla).

4. Mini hidráulica.5. Biomasa :

basurero.6. Bio gas : desechos

compostables agricultores.

7. Bomba de calor : con el agua de superficie.

6

Potencial renovable y recuperación de energía

7



Potencial renovable y recuperación de energíaIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión

¤ Después de encontrar potencial en la recuperación de calor, lo utilizaremos para un proyecto especifico, como el eco barrio Gruvatiez.

Nestle


[email protected]

La posibilidad de un CAD (Calefacción a distancia)

¤ Instalación de un sistema CAD.


CAD


Reutilización de energía

¤ Aguas de alcantarilla.



Reutilización de energía

¤ Comparación : Antes y después.


A22#A21#

A11#A12#

A13#

B11#

B12# B13#

B21#B22#

B23#

B31#

B32#

B33#

B41#B42#

B43#

B51#

B52#

B61#B62#


Electricidad 224’642’264MJ.an

CAD - Otros 215’944’512 MJ.an

Orbe Condición Exterior Confort

Emisiones 4’536’706 kg CO2 - 78%

La estrategia para llegar a los objetivosIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión


[email protected]

Análisis del potencial

¤ Los estudios de los Ingenieros, llegaron a determinar que Orbe podría utilizar 60% de energías renovables.

n 60%n 60%n 60%

¤ Entre las primeras medidas: caso de un nuevo barrio ecológico, llamado Gruvatiez.

A22#A21#

A11#A12#

A13#

B11#

B12# B13#

B21#B22#

B23#

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B33#

B41#B42#

B43#

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B52#

B61#B62#



Los proyectos están bloqueados

¤ Oposición al barrio ecológico / Gruvatiez (Orbe).




¤ Oposición a un proyecto eólico en el Jura (Suiza).




¤ Oposición a los proyectos eólicos en Besançon (Francia).



Proyectos 100% renovables

¤ La Isla de Samso (Dinamarca); donde ha estado implicada la población.



Por medio de una PET ayudar a los ODS

La sostenibilidad es también involucrar a las personas, crea red social.



Desbloquear los proyectos

¤ Escuela de la energía.n Para fomentar la innovación.n Proyecto ETO (Energía para

TOdo).

¤ Las empresas de productos o servicios deben instalarse en Orbe.n Pague impuestos.n Creen puestos de trabajos.




[email protected]

Creación de empresas

¤ Cooperativas de energía.



Multiplicar y valorizar nuestro trabajo – Teoría de HEX

Région 1 : PET réalisé

Region 2

Ciudad 3

¤ Es que las ciudades puede ser el gran medio para un desarrollo económico y combatir el cambio climático.



Ciudades sostenible



Comprender el desarrollos sostenible¤ El primer elemento es conocer la historia del desarrollo sostenible nos hace ver el

futuro (resumen comprimido):

n Siglo XVII, el termino Progreso, asociado al mejoramiento material.n 1935, Schumpeter, el concepto del Desarrollo : “El análisis del cambio económico”;

asociado al abastecimiento de bienes y servicios a una población en crecimiento, al desarrollo económico sin limites.

n En los 60’s, aparecen obras sobre el daño que estaban causando sobre en Medio Ambiente; por ejemplo en la obra de Rachel Carson “Silent Spring” o el de Paul Erlichen “The Popultion Bomb”, la creación de la WWF y muchas mas acciones.

n 1972, en Estocolmo, la primera conferencia sobre el medio ambiente.n En 1987, la primera ministra de Noruega, Gro Brundtland, menciona por primera vez

el termino desarrollo sostenible en su informe “Nuestro futuro común”.n 2015, tenemos los Objetivos del Desarrollo sostenible – ODS.



Comprender el desarrollos sostenible

¤ Para utilizar los conceptos de desarrollo sostenible, hay que tener claro que busca:

n “Satisfacer las necesidades actuales sin comprometer las generaciones futuras”, Gros Brundtland.



Por medio de una PET ayudar a los ODS

Los ODS nos ayudan a definir la sostenibilidad.



Comprender el desarrollos sostenibleIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión

¤ WWF, OLP para barrios ecológicos. ¤ Ecotechsy (Suiza), Eco Restitución.


Las ciudades

¤ Una ciudad es una zona donde una gran densidad de personas existen y donde el paisaje refleja la actividad del hombre con intensidad.

¤ Es que son las ciudades el gran invento del hombre?

Detroit

Florencia el renacimiento

Silicón Valley

Atenas


Birmingham la revolución industrial

¤ Las ciudades han pasamos por:n Por el renacimiento, Florencia.n La revolución industrial, Birminghan.


Las ciudades y el desarrollo sostenible

¤ Ahora?n Vamos a una revolución verde – sostenible?

¤ Que buscan las ciudades sostenibles:n Ser mas agradable para sus habitantes.



Ciudades sostenibles

¤ Como se han desarrollado esas ciudades sostenibles?

La confluence en Lyon (Francia)




¤ Como se han desarrollado esas ciudades sostenibles?

Vauban en Freiburg (Alemania)




¤ Como se han desarrollado esas ciudades sostenibles?Samso (Dinamarca)




¤ Como se han desarrollado esas ciudades sostenibles?Amsterdam (la ciudad que no ama los carros)




¤ Como se han desarrollado esas ciudades sostenibles?Basel (Suiza)



Ciudad sostenible

¤ Una ciudad sostenible busca ser mas agradable para sus habitantes…



PlanificaciónenergéticaterritorialyCiudadessosteniblesGraciasporsuatención.JavierTrespalacios:[email protected]:0041793105654https://j3palacios.wordpress.com/

UniversidaddelNorte- 11.07.2017


El aumento de emisiones de GEIIntroducción PET Aplicación Ciudades - sostenibles Conclusión

Ultima clase del profesor Martin Beniston.


Mensaje final

“El rol del científico es dar a los que no son expertos, las herramientas para mejor utilizar y ponderar lo que se encuentra en internet y, sobre todo, saber criticar su contenido.”

Ultima clase del profesor Martin Beniston…



Que pasa en el planeta : el hombre y la energía

Curso de Advance Energetique – profesor François Maréchal



InvestigaciónIntroducción PET Aplicación Situación actual Bonus Conclusión

¤ Nos ha tocado regresar, ha entender mejor la energía:

n En lo social.n Mas fuerte en la economía.n Crear innovación, empresas,

empleo.n En la gente.n Ambiental.


Bonus Track : ideas creación de empleoIntroducción PET Aplicación Situación actual Bonus Conclusión

¤ ACIS : Asociación Colombiana de Investigadores en Suizahttp://www.acis.ch/



¤ ETO : Energía para todos.

n Metodología para aumentar la innovación, el empleo y otros.

n Que todo el mundo sepa de energía, cree ideas innovadoras.

ETOEnergía para Todos

¤ https://j3palacios.wordpress.com/



¤ Desarrollo sostenible.

1. Vivienda

2. Empleo -OEIS

3. Zero CO2

4. Gestión desechos

5. Transporte sostenible

6. Recursos locales

7. Alimentación local

8. Gestión del agua

9. Suelo y biodiversidad

10. Cultura y patrimonio

11. Bienestar y confort

12. Análisis superficial de

riesgos ¤ Desarrollo sostenible:

n Una herramienta para realizar estrategias.

n Estrategias sostenibles que mejoran una región.

EcoIdea



¤ Etiquetas de ciudad.



¤ Barrios ecológicos : Confluence y Vauban.


¤ Hay que tener tiempo; porque la primera vez no funcione no quiere decir que esta malo.

n El secreto esta en planificar (mediano y largo plazo).

Las estrategias toman tiempoIntroducción PET Aplicación Situación actual Bonus Conclusión



EDA ¤ EDA : Energía Desarrollos sostenible y Agua.

n Metodología para bajar el consumo energético, aplicación de desarrollo sostenibles y el uso del agua.

n En escuelas y oficinas publicas.

Economía(

Medio(ambiente(Social(



¤ Creando el método de la “Materia de Transición”, podemos dar a otras áreas académicas, la información importante y objetivos de las otras áreas que trabajan en el desarrollo de una región.

Materia de

Transición

Ingeniería

Biología

Sociología

Economía


¨ Mensaje final :

¤ Comprendan que es la energía y porque atacar este problema.

¤ Conocer que es una ciudad.

¤ Como crear empleo a partir de los problemas de energía.

¤ Hay que planificar la energía en Colombia; podemos predecir el futuro; el no planificar genera soluciones costosas y no eficientes.

ObjetivosIntroducción PET Aplicación Situación actual Bonus Conclusión


6.61$Mtoe$)>$26%$

9.37$Mtoe$)>$37%$

8.63$Mtoe$)>$35%$

3$

0.57$Mtoe$)>$2%$

1$

2$

4$


Colombia?



¤ Laboratorio de ciudades.

100



¤ Transición energética.

Colombia(Cambio(Climá*co(

Las$empresas$publica$y$privadas$ Los$polí3cos$

101


Bonus Track : ideas creación de empleo

¤ Calefacción a distancia.


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planificación energética territorial ciudades sostenibles

Engineering