A medida que aumenta el número de países, estados, ciudades y organizaciones que se comprometen a alcanzar la neutralidad de carbono para mediados de siglo, los edificios con cero emisiones de carbono por fin reciben la atención que merecen como solución climática fundamental. Los edificios son responsables de casi el 40 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. La buena noticia es que tanto el interés como la inversión en edificios con cero emisiones de carbono están creciendo, junto con el lanzamiento de compromisos públicos e iniciativas mundiales.
En el Estudio de 2018 del Indicador de Eficiencia Energética de Johnson Controls, el 50 % de 1.900 organizaciones de todo el mundo en 20 países prevé tener al menos un edificio con cero emisiones de carbono (o con consumo energético neto cero) en los próximos 10 años. Además, el 59 % de las organizaciones prevé aumentar el próximo año la inversión en eficiencia energética, energías renovables y tecnología para edificios inteligentes. Estas inversiones son fundamentales para descarbonizar tanto los edificios nuevos como los existentes.
Buenas DEED
El diseño de edificios y comunidades con cero emisiones de carbono está impulsado por cuatro tendencias principales: la descarbonización de la red eléctrica; la electrificación de la calefacción de espacios y agua en los edificios; las mejoras de eficiencia para reducir la demanda de energía; y la digitalización para aportar la flexibilidad necesaria para satisfacer las necesidades de los ocupantes de los edificios y de la red energética. La eficiencia, sobre todo cuando la digitalización la hace posible a nivel de sistema (es decir, eficiencia activa), es fundamental para reducir dinámicamente la demanda máxima y mantener los costos asequibles. Cada dólar invertido en eficiencia energética genera 3 dólares con el tiempo y ahorra 2 dólares en inversión en suministro de energía. En conjunto, estas cuatro buenas «DEED» —descarbonización, electrificación, eficiencia y digitalización— ofrecen una vía integral para que los edificios y las comunidades contribuyan a un futuro con bajas emisiones de carbono.
Aunque los edificios y las comunidades con cero emisiones de carbono puedan parecer complejos y poco comunes, rápidamente se están generalizando gracias al apoyo de organizaciones mundiales como Architecture 2030, Alianza Global para los Edificios y la Construcción y el Consejo Mundial de Construcción Ecológica. Aunque hoy menos del 1 % de los edificios nuevos se construye para tener cero emisiones de carbono o estar preparado para alcanzarlas, varias ciudades, empresas y organizaciones inmobiliarias ya se han comprometido a que el 100 % de su cartera tenga cero emisiones de carbono para 2030. Además, hay edificios con cero emisiones de carbono en todas las zonas climáticas del mundo, como muestran los siguientes ejemplos.
Para contribuir a alcanzar los ambiciosos objetivos climáticos de California, la Universidad de California se comprometió a alcanzar el objetivo de utilizar energía 100 % renovable para 2025. La Universidad de Stanford, aunque no forma parte del sistema universitario estatal, también se comprometió con ese objetivo e invirtió en eficiencia energética en los edificios del campus, logrando ahorros de hasta el 50 % y un promedio del 24 % mediante renovaciones integrales de edificios. Para cumplir sus objetivos de energía renovable, el campus añadió energía solar fotovoltaica de 5 MW en los tejados y de 68 MW en una planta solar central fuera del campus. Después retiró una planta de cogeneración a gas y convirtió el sistema de calefacción por vapor en uno de agua caliente, de modo que el 90 % de la calefacción del campus pudiera suministrarse mediante enfriadoras con recuperación de calor en una nueva instalación central de energía. Un avanzado controlador predictivo basado en modelos optimiza el uso de grandes depósitos de almacenamiento de agua fría y caliente mediante previsiones de siete días de la carga térmica y los precios de la energía en tiempo real. Se prevé que esto reduzca las emisiones de gases de efecto invernadero en un 68 %, el consumo de agua en un 15 % y los costos en 420 millones de dólares a lo largo de 35 años.
Al igual que California, el Sistema de la Universidad de Hawái se comprometió a alcanzar el 100 % de energía renovable para 2035, 10 años antes del compromiso de 2045 de usar energías renovables en todo el estado. Maui College priorizó primero la eficiencia energética, lo que redujo la demanda de electricidad en un 45 % gracias a nuevos controles de edificios, la renovación de equipos de HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), películas para ventanas que reducen el calor y mejoras de la iluminación LED. Luego, la universidad instaló 2,8 MW de energía solar fotovoltaica y 13,2 MWh de almacenamiento de energía, convirtiéndose en el primer campus del país alimentado con energía 100 % renovable generada in situ. El sistema de gestión energética de los edificios está integrado digitalmente con la iluminación, la carga de vehículos eléctricos, la energía solar fotovoltaica y los sistemas de almacenamiento en baterías; además, un controlador de microrred ofrece a la empresa de servicios públicos servicios de desplazamiento de carga y estabilización de la red. El proyecto, que incluye cinco campus, generará ahorros de 79 millones de dólares en 20 años y se financió mediante un contrato de rendimiento con ahorro energético, lo que elimina la necesidad de inversión por parte de los contribuyentes o los usuarios de los servicios públicos.
Al pasar de un clima tropical a uno extremadamente cálido y seco, la nueva sede de Bee’ah que se está construyendo en Sharjah, Emiratos Árabes Unidos, aspira a ser el edificio más inteligente y sostenible de Oriente Medio. El edificio, de 7.450 m² y diseñado por el célebre estudio Zaha Hadid Architects, funcionará al 100 % con 3,23 GWh de energía solar fotovoltaica generada in situ. Su diseño cumple las normas LEED Platino e incluye numerosas medidas de eficiencia energética activa y pasiva, como ventanas con control dinámico, controles de luz natural, acristalamiento aislante y sistemas de HVAC de alta eficiencia. Los datos de todos los sistemas del edificio se almacenan en una bóveda digital para permitir análisis avanzados de datos y aprendizaje automático, reducir continuamente el impacto ambiental y mejorar la productividad de los ocupantes.
Uno de los edificios actuales con cero emisiones de carbono más impresionantes se encuentra a 63 grados de latitud norte, en Trondheim, Noruega, y fue diseñado por la alianza Powerhouse. El Powerhouse Brattorkaia tiene un balance energético positivo a lo largo de todo el ciclo de vida del edificio, incluida la energía incorporada en los materiales de construcción y la deconstrucción al final de su vida útil. Es un edificio de oficinas de ocho plantas con 3.000 m² de paneles solares fotovoltaicos que producen 85.000 kWh al año, un excedente de electricidad suficiente para cargar 200 vehículos eléctricos. Una bomba de calor con refrigerante natural que utiliza agua de mar proporciona toda la refrigeración y calefacción de las oficinas, así como la de algunos edificios vecinos, mediante un sistema de energía urbana.
¿Cómo facilita el Foro Económico Mundial la transición hacia la energía limpia?
El Centro de Energía y Materiales conecta a líderes para comprender las complejas transiciones que están transformando los sistemas energéticos, de materiales e industriales. Ofrece una plataforma para explorar cómo se relacionan la seguridad energética, la asequibilidad y la sostenibilidad.
Mediante la colaboración entre cadenas de valor y regiones, el Centro facilita vías compartidas que ayudan a sus socios a coordinarse en torno a soluciones prácticas para una transición segura, con bajas emisiones de carbono y equitativa.
El edificio es altamente eficiente y alcanza el nivel BREEAM Outstanding de construcción ecológica, con recuperación de calor del aire, una envolvente con aislamiento superior, control de la masa térmica para calefacción y refrigeración, y sistemas adaptativos de iluminación y ventilación para los ocupantes. Una estrategia de digitalización llamada «Smart by Powerhouse» define cinco niveles de inteligencia: Automated; Smart Ready; Smart Standard; Smart Predictive; y Smart Cognitive. Los 14 sistemas técnicos del edificio están conectados mediante una infraestructura digital común que permite la supervisión remota para optimizar el uso de energía y las operaciones en las 25 instalaciones de Powerhouse.
Estos diversos proyectos de todo el mundo demuestran que centrarse en la descarbonización, la electrificación, la eficiencia y la digitalización puede hacer realidad edificios y comunidades con cero emisiones de carbono que sean inteligentes, seguros, sostenibles y asequibles.
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