Los edificios representan el 39 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero;
Reducir las emisiones de carbono en los edificios será fundamental para alcanzar las emisiones netas cero para 2050;
Los edificios eficientes de cero emisiones de carbono aprovechan tecnologías disponibles y rentables para reducir las emisiones, al tiempo que aumentan la salud, la equidad y la prosperidad económica en las comunidades locales.
Reducir las emisiones de carbono en los edificios será fundamental para alcanzar los objetivos climáticos de París y las emisiones netas cero para 2050. Los edificios representan el 39 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, incluido el 28 % en emisiones operativas y el 11 % en materiales de construcción y obras.
Se prevé que la superficie construida mundial se duplique para 2060, y solo el 3 % de la inversión en nueva construcción es ecológica y eficiente, lo que fija niveles elevados de emisiones durante décadas. La tasa de renovación de los edificios existentes apenas alcanza el 1 %, menos de un tercio del ritmo necesario para cumplir los objetivos climáticos de París.
Si bien los desafíos de descarbonización de los edificios son importantes, también lo son las oportunidades. Los edificios eficientes de cero emisiones de carbono aprovechan tecnologías disponibles y rentables para reducir las emisiones, al tiempo que aumentan la salud, la equidad y la prosperidad económica en las comunidades locales.
Existen cuatro tendencias fundamentales que impulsan los edificios de cero emisiones de carbono: descarbonización, electrificación, eficiencia y digitalización. Estas cuatro buenas “DEEDS” funcionan en conjunto para reducir las emisiones de carbono y el coste global de las operaciones de los edificios y de la infraestructura de apoyo. Los edificios pueden alcanzar un rendimiento de cero emisiones de carbono (o preparado para cero carbono) eliminando el uso de combustibles fósiles para la calefacción, utilizando energía renovable in situ y/o externa, reduciendo el uso de refrigerantes con alto potencial de calentamiento global y empleando materiales reutilizados o reciclados de bajo carbono en la construcción.
El propio calentamiento global provocará una mayor demanda de electricidad en regiones antes moderadas, como ocurrió recientemente en el noroeste del Pacífico de Estados Unidos, que requieren aire acondicionado para minimizar el estrés térmico. El clima frío fuera de temporada también puede aumentar la demanda de electricidad en regiones más cálidas. En algunos casos, esto supondrá costes más elevados para los propietarios de edificios, debido al menor coste (a menudo subvencionado) de la energía fósil y al aumento de la inversión en infraestructura eléctrica para ampliar la generación, el transporte, la distribución y la gestión de un suministro de energía renovable cada vez más intermitente.
La eficiencia energética debe seguir siendo una prioridad máxima para los edificios de cero emisiones de carbono, incluso con un suministro energético descarbonizado. Cada dólar invertido en eficiencia energética ahorra aproximadamente dos dólares en suministro de energía, ya sea que esa inversión se realice en generación local in situ o a nivel de red. También reduce el coste total de la futura infraestructura de red necesaria para satisfacer el aumento de la demanda. Aunque las medidas pasivas, como el aumento del aislamiento y los equipos de mayor eficiencia, pueden reducir la demanda eléctrica global, la eficiencia activa mediante medidas como la respuesta automatizada a la demanda y la optimización dinámica de la energía pueden aportar flexibilidad de demanda para ajustarse a la generación renovable intermitente.
La digitalización es un facilitador importante de la eficiencia energética y de la flexibilidad de la demanda en los edificios. Estos edificios “inteligentes” se benefician de sensores y controles avanzados, la integración de sistemas, el análisis de datos y la optimización energética para reducir activamente el consumo y la demanda de energía, al tiempo que mejoran el confort, la salud, la productividad y la resiliencia de las instalaciones para sus ocupantes. La incorporación de estas capacidades digitales en equipos y electrodomésticos “inteligentes” puede aportar beneficios adicionales, como una mayor fiabilidad y la gestión remota, además de las reducciones de energía y emisiones.
El potencial de ahorro energético de los edificios inteligentes es considerable. Los controles automatizados básicos de los edificios pueden ahorrar entre el 10 % y el 15 % de la energía en edificios comerciales. Funciones más avanzadas, como la ventilación controlada por demanda, pueden ahorrar un 5 % a 10 % adicional de energía. La integración de los sistemas de los edificios en conjunto puede generar ahorros energéticos incrementales del 8 % al 18 % frente al control básico de climatización (calefacción, ventilación y aire acondicionado) e iluminación. Los sistemas de gestión de información energética que utilizan infraestructura de medición avanzada y supervisan el uso final en los edificios ahorran un 3 % de media, mientras que la detección y el diagnóstico automatizados de fallos pueden ahorrar una media del 9 % en el consumo de energía.
Un estudio reciente sugiere que los edificios eficientes interactivos con la red (GEB, por sus siglas en inglés) pueden reducir los costes energéticos hasta en un 20 % mediante la gestión activa de la demanda. La optimización energética puede controlar el consumo de energía de un edificio en función de la intensidad de carbono de la red en tiempo real y coordinar el uso de recursos de calefacción limpios con equipos de respaldo de combustibles fósiles para minimizar las emisiones de carbono las 24 horas, los 7 días de la semana, al tiempo que proporciona flexibilidad de demanda y resiliencia.
El edificio Unisphere en Silver Spring (Maryland) es uno de los mayores proyectos de energía neta cero de Estados Unidos. Incorpora bombas de calor geotérmicas, energía solar in situ y un sistema de control integrado que incluye climatización, iluminación, energía y ventanas regulables. El edificio de oficinas de ocho plantas de Powerhouse Brattorkaia en Trondheim (Noruega) es energéticamente positivo a lo largo de todo el ciclo de vida del edificio, incluida la energía consumida en la producción y el transporte de los materiales de construcción, la obra in situ y la deconstrucción al final de su vida útil. El edificio cuenta con 3.000 m² de paneles solares y una bomba de calor con refrigerante natural en su fuente de agua que proporciona refrigeración y calefacción. El edificio es muy eficiente, e incorpora medidas tanto pasivas como activas, incluidos sistemas de climatización e iluminación adaptativos para los ocupantes.
El calentamiento global y el cambio climático también tendrán un fuerte impacto en las regiones de clima tropical, donde el consumo energético de los edificios está impulsado por el aumento de la demanda de refrigeración eléctrica. La estrategia de descarbonización de Singapur en su Plan Verde para 2030 tiene el ambicioso objetivo de cuadruplicar el despliegue de energía solar para 2025 y alcanzar 2 GWp (gigavatios pico) de energía solar para 2030. A partir de 2030, el 80 % de los nuevos edificios serán “edificios de muy bajo consumo energético”, con una mejora del 80 % en eficiencia energética respecto a los niveles de consumo de 2005 de los edificios ecológicos más avanzados. Al menos el 20 % de las escuelas serán neutras en carbono para 2030.
El NUS School of Design and Environment 4 (SDE4) es el primer edificio de nueva construcción de energía neta cero de Singapur y el primer edificio del Sudeste Asiático en recibir la certificación Zero Energy del International Living Future Institute (ILFI). El edificio, de seis plantas, cuenta con un innovador sistema de refrigeración híbrido para reducir de forma eficaz su consumo energético. La supervisión avanzada de la ocupación, el uso del espacio, la calidad del aire interior y las condiciones meteorológicas ayuda a optimizar el funcionamiento del sistema. La electricidad producida por 428 kWp de paneles solares en cubierta se utiliza para alimentar todos los sistemas, y el excedente se exporta de forma dinámica a la red del campus para el uso de los edificios adyacentes. Desde su inauguración en enero de 2019, el edificio es energéticamente positivo neto: produce más energía de la que consume, en más de 460 MWh.
El Edificio SMU-X de energía neta cero, el primer edificio de madera técnica masiva (MET) de gran escala en el centro de la ciudad de Singapur, ha compensado el 100 % de su consumo energético anual mediante un sistema fotovoltaico instalado en el propio edificio. Por otra parte, el NUS School of Design and Environment 1 y 3 (SDE 1&3) es un edificio renovado de alta eficiencia, con una fachada avanzada que equilibra la entrada de luz natural y calor en el edificio, un sistema avanzado de control de iluminación y una cubierta solar para alcanzar un rendimiento de energía neta cero. La oficina Newton del Banco de Desarrollo de Singapur (DBS) oficina Newton es un proyecto de renovación de un edificio existente de cuatro plantas que aspira a un ahorro energético del 70 % y a un rendimiento de energía neta cero, mediante la instalación en la cubierta de módulos fotovoltaicos bifaciales (paneles fotovoltaicos que pueden generar electricidad por ambas caras) con tecnología avanzada de optimización energética del Internet de las Cosas.
Todos estos edificios demuestran lo fundamental que es la digitalización como factor para una electricidad limpia destinada a la calefacción en el Norte Global y a la refrigeración en el Sur Global. También es un elemento crucial para lograr un rendimiento eficiente de los edificios de cero emisiones de carbono, al tiempo que se reduce la futura inversión en infraestructura de red eléctrica, una prioridad máxima si queremos alcanzar los objetivos de 2050.
