Si me has seguido durante los últimos años (o has visto Ahora ve a construir), sabes que estoy muy interesado en el papel que puede desempeñar la tecnología para ayudar a abordar los desafíos socioeconómicos y ambientales globales. En un viaje reciente a Irlanda, tuve la oportunidad de visitar Tallaght, una zona en crecimiento en el sur de Dublín que recientemente ha sido objeto de importantes esfuerzos de revitalización. Aquí, los líderes comunitarios, la agencia de energía local y AWS se han unido para reimaginar la forma en que se suministra calor y agua caliente a todo, desde hospitales y edificios gubernamentales hasta un campus universitario y viviendas públicas. El programa se llama Tallaght District Heating Scheme y es una colaboración entre Codema (la agencia de energía de Dublín), el Consejo del Condado del Sur de Dublín, AWS y Heat Works, la primera empresa de energía sin fines de lucro de Irlanda, que administra la red. Este programa es el primero de su tipo en la Isla Esmeralda, pero como las últimas estimaciones muestran que la calefacción urbana podría satisfacer más del 87% de la demanda de calefacción de Dublín para 2050, podría ser el primero de muchos.
La calefacción urbana en sí no es una idea nueva. La gente ha encontrado formas de producir y distribuir calor de forma centralizada durante miles de años, desde los hipocaustos de la antigua Roma y los ondols de Corea hasta las operaciones de vapor de Nueva York del siglo XX que calentaron y enfriaron una parte importante del bajo Manhattan (casi 1.500 edificios en la ciudad). todavía obtienen su calor del vapor). Y si bien estas soluciones existen desde hace mucho tiempo, no siempre han sido sostenibles. Muchos de estos sistemas de calefacción dependían de la quema de carbón y otros combustibles fósiles para producir calor, que ahora sabemos que genera importantes emisiones y es un motor del cambio climático. Más recientemente, las instalaciones de cogeneración, como CopenHill en Copenhague han proporcionado un modelo para capturar el calor producido por infraestructuras críticas, como la incineración de residuos, y utilizarlo para calentar la comunidad. Lo que nos lleva de nuevo a Tallaght y a por qué su nuevo programa de calefacción urbana es tan importante para el futuro energético de Irlanda.
Hoy en día, Irlanda se encuentra en una importante transición energética para alejarse de los combustibles fósiles y tiene el ambicioso objetivo de reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero en un 51% para finales de la década. Para lograrlo, los líderes locales están encontrando nuevas soluciones a viejos problemas. Por ejemplo, Amazon ha invertido en tres parques eólicos irlandeses para suministrar energía limpia a la red eléctrica del país. Y en el área metropolitana de Dublín, existen oportunidades novedosas para aprovechar fuentes de energía renovables y subutilizadas, incluida la geotermia profunda y el calor residual de procesos industriales y municipales (por ejemplo, centros de datos, instalaciones de tratamiento de residuos e incluso cervecerías). Codema estima que estas fuentes sin explotar pueden producir aproximadamente 19 TWh, energía suficiente para calentar el equivalente a aproximadamente 1,6 millones de hogares y desempeñar un papel importante en los esfuerzos de descarbonización de Irlanda.
Cómo funciona la calefacción urbana
La calefacción urbana, en pocas palabras, es calor generado en un sitio centralizado (por ejemplo, agua caliente), luego distribuido a la comunidad mediante tuberías aisladas, de donde el calor es extraído por hogares y empresas y, en muchos casos, como en Tallaght, donde el El subproducto enfriado se devuelve al sistema para ser recalentado.
Los sistemas de calefacción urbana son una opción atractiva para las comunidades que buscan reducir su huella de carbono. Estos sistemas son independientes de las fuentes de energía: pueden utilizar energía y calor de diversas fuentes, incluidas las renovables. Esta flexibilidad permite que estas redes se adapten con el tiempo a medida que surgen nuevas tecnologías y evolucionan los objetivos climáticos. Por ejemplo, pueden pasar del biocombustible a la captura de calor reciclado procedente de la incineración de residuos. También reducen los gastos generales de infraestructura de los hogares al eliminar la necesidad de calderas y calentadores de agua individuales. La capacidad de elegir y cambiar fuentes de energía ayuda a preparar estos sistemas para el futuro, brindando a los municipios y residentes una flexibilidad que no siempre es posible con otras soluciones de calefacción.
Del aire caliente al agua tibia y al calor
Los servidores producen calor. Y para funcionar de manera eficiente y proteger esos servidores, los centros de datos generalmente se enfrían con enormes unidades de tratamiento de aire. Sin embargo, si consideramos el subproducto de ejecutar servidores como una oportunidad, veremos cómo el calor se puede utilizar de manera positiva. En nuestro centro de datos de Tallaght, el aire caliente de los servidores es capturado por un intercambiador de calor en la unidad de tratamiento de aire, lo que aumenta la temperatura del agua que corre por el edificio a aproximadamente 23-28° Celsius (eso es 73-82° Fahrenheit para mis lectores estadounidenses). ) antes de ser bombeado al centro de energía de Heat Works a través de tuberías aisladas. El sistema toma esta agua tibia y la pasa a través de la primera de dos bombas de calor, donde se condensa hasta que la temperatura es de aproximadamente 45° C (113° F). Luego, el agua caliente pasa a través de una segunda bomba de calor, donde la temperatura del agua aumenta nuevamente a entre 70° y 85° C (158 – 185° F), dependiendo de la temporada. En este punto, el agua caliente sale del centro de energía en tuberías aisladas y está disponible para los clientes conectados al sistema de calefacción.
Mientras que una casa típica podría hacer uso de calentadores o calderas de agua calientes individuales, en un sistema de calefacción urbana, estos se reemplazan por unidades de interfaz de calor, que transfieren agua caliente del sistema a un edificio o casa según demanda. También funcionan como rompedores de presión, asegurando que no haya reflujo.
A medida que los hogares y las empresas consumen calor, el agua que ha perdido calor durante la transferencia de energía se devuelve al centro de energía Heat Work. Luego pasa a través de una bomba para enfriarse aún más a ~15°C (59°F), antes de dirigirse al centro de datos de AWS, donde el proceso de calentamiento comienza de nuevo.
Observabilidad
El monitoreo juega un papel crucial en cualquier sistema de escala significativa, ya sea un centro de datos, una aplicación distribuida o un programa de calefacción urbana. Permite diseñar teniendo en cuenta la tolerancia a fallas, sabiendo que las cosas fallarán en algún momento, pero brinda la capacidad de identificar problemas rápidamente y mantener las operaciones cuando los componentes fallan. Heat Works supervisa el plan de calefacción urbana de Tallaght las 24 horas del día, los 7 días de la semana. En cualquier momento pueden ver la temperatura del agua y del aire, la presión, el caudal y la generación de energía de cada bomba de calor; incluso pueden detectar fugas en el sistema con una precisión de unos pocos metros. Esta última parte es importante si se tiene en cuenta que en el pasado, los equipos de reparación a menudo dependían de indicadores visuales, como el vapor, para identificar una fuga (lo cual es bastante difícil en los meses más cálidos).
Si necesita un ejemplo de lo importantes que son los proyectos de monitorización y modernización de la red, no busque más allá del Reino Unido, donde están Perdiendo 3 mil millones de litros de agua por día.porque los hidrófonos diseñados para tuberías metálicas tienen dificultades para detectar fugas en las tuberías de plástico más nuevas del sistema.
¿Que viene despues?
Hoy en día, la colaboración entre AWS y Heat Works suministra a Tallaght 3 MW de energía del centro de datos local que antes provenía de gas o combustibles fósiles. Eso es suficiente para calentar aproximadamente 43.000 m2 de edificios públicos, incluida la universidad local, la biblioteca y el centro de innovación, y ha reducido las emisiones de carbono en el área en casi 1.500 toneladas métricas por año (esa es la masa de aproximadamente 7,5 ballenas azules adultas o 730 ballenas azules promedio). -coches de tamaño). En los próximos dos años, hay planes para duplicar la generación de energía y ampliar el programa a edificios residenciales y otras infraestructuras críticas en la comunidad.
El Plan de calefacción urbana de Tallaght demuestra el inmenso potencial de los sistemas energéticos comunitarios sostenibles en Irlanda. Y es un excelente ejemplo de cómo las agencias gubernamentales, los proveedores de energía y las industrias dentro del país pueden colaborar en proyectos a gran escala que no sólo apuntan a objetivos de descarbonización, sino que también pueden ayudar a revitalizar las comunidades y garantizar que tengan acceso confiable a la energía y calor.
Y tan importante como el propio programa de calefacción urbana es la transformación que se está llevando a cabo en Tallaght. Han dado la bienvenida a industrias como la computación en la nube, están invirtiendo en sus jóvenes con programas educativos que van desde la escuela primaria hasta la universidad, y el hospital local ha adoptado el aprendizaje automático y otras tecnologías en la nube para mejorar los resultados para los pacientes en su comunidad. Al igual que los numerosos componentes de la red que suministran calor, este modelo de colaboración entre industrias muestra que cuando todos desempeñan su papel, todos se benefician. Dar y recibir, entrada y salida. En un mundo que busca equilibrar la sostenibilidad con la conectividad y el consumo, Tallaght es un modelo de cómo la industria y las comunidades pueden unirse para lograr resultados sorprendentes. Es un modelo que espero que se adopte ampliamente en los próximos años.
¡Ahora ve a construir!