À medida que as cidades continuam a trabalhar na redução da sua pegada ambiental, a densificação dos sistemas de aquecimento urbano e a sua adaptação com fontes de energia de baixo carbono constituem uma estratégia de grande impacto. Chegou o momento de acelerar este processo.
O que é o aquecimento urbano?
O aquecimento urbano (DH) é um sistema de distribuição de calor gerado num local centralizado através de uma rede de condutas isoladas, destinado a satisfazer as necessidades de aquecimento residenciais e comerciais. Este sistema representa cerca de 10 % do abastecimento de calor na UE.
As redes de aquecimento urbano deverão receber um impulso ao abrigo de um projeto de legislação da UE que exige que todos os municípios com mais de 50 000 habitantes elaborem planos de ação para a descarbonização do aquecimento e da refrigeração.
Tendências atuais
Os sistemas de aquecimento urbano existem desde o final da década de 1870, mas principalmente em áreas densamente povoadas com uma procura de calor elevada e constante. Existiram três gerações principais, com uma transição do vapor para a água quente como vetor energético após a Segunda Guerra Mundial (sistemas soviéticos) e, posteriormente, da alta temperatura para a baixa temperatura e para combustíveis alternativos após a crise do petróleo de 1973 (sistemas escandinavos).
Até 2021, muitos países da UE elaboraram planos para converter os seus sistemas de aquecimento urbano em sistemas de cogeração a gás natural, uma vez que estes produzem cerca de metade das emissões causadoras do aquecimento global em comparação com o carvão. Esta teria sido uma forma economicamente viável de cumprir os objetivos climáticos da UE. No entanto, com os preços do gás a dispararem em 2022, grandes preocupações quanto à segurança do abastecimento de gás natural e novas evidências de emissões fugitivas de metano, estes planos estão a ser revistos.
Mais de 90 % do aquecimento urbano global é produzido pela China, pela Rússia e pela Europa, tendo a China registado o maior crescimento desde 2000, uma vez que a sua produção mais do que quadruplicou em 2020. A China é responsável por mais de 35 % da produção global de aquecimento urbano, o que a torna o maior produtor mundial. Os Estados Unidos e a Coreia também estão a registar um crescimento rápido na produção de aquecimento urbano, tendo esta última praticamente duplicado desde 2000.
Produção de aquecimento urbano por região, 2020, e intensidades médias mundiais de carbono do abastecimento de aquecimento urbano no Cenário Net Zero, 2020-2030
Mistura energética
Embora muitas cidades estejam agora a instalar sistemas de aquecimento urbano com baixas emissões de carbono, cerca de 90 % da produção global de aquecimento urbano funciona com combustíveis fósseis, principalmente gás natural e carvão, que representam atualmente cerca de 30 % e 26 % da matriz energética, respetivamente, de acordo com dados do setor a nível da UE.
O aquecimento urbano permite a incorporação de fontes de energia flexíveis e limpas no mix energético, pelo que os sistemas de aquecimento urbano podem desempenhar um papel significativo na descarbonização do setor do aquecimento. Além disso, a eletrificação das bombas de calor poderá desempenhar um papel importante na transição para o Cenário de Emissões Líquidas Nulas até 2050. As bombas de calor reversíveis que funcionam com sistemas de distribuição de água à temperatura próxima da do solo poderiam constituir a base para a próxima geração de sistemas de «aquecimento urbano frio» para o inverno e o verão.
Graças aos contínuos avanços tecnológicos, os modelos atuais de aquecimento urbano são 2,2 a 4,5 vezes mais eficientes do que as caldeiras a gás. E, se adotadas a nível mundial, as bombas de calor poderiam ajudar a reduzir as emissões globais anuais de CO₂ na ordem das gigatoneladas.
Potencial inexplorado
Apesar de todas estas opções em cima da mesa, o potencial do aquecimento urbano de baixo carbono continua, em grande parte, inexplorado, e os sistemas existentes precisam de ser adaptados para satisfazer as novas condições de fornecimento de água a temperaturas mais baixas e de novos sistemas de troca de calor.
Uma das preocupações é que parte do calor produzido se perde durante o processo de distribuição, imediatamente antes do fornecimento, com perdas que variam entre 10 % e 30 %. Muitas das redes existentes distribuem atualmente calor através de tubagens que utilizam água pressurizada a temperaturas de fornecimento superiores a 80 °C; por conseguinte, a renovação destas redes no sentido de temperaturas de funcionamento mais baixas pode contribuir significativamente para reduzir as perdas de calor, com valores-alvo inferiores a 10 %. Tal pode ser conseguido através do isolamento pré-fabricado das tubagens e da modernização dos permutadores de calor.
Tendo isto em conta, o projeto KeepWarm, financiado pelo programa Horizonte 2020 da UE, pretende acelerar a modernização dos sistemas de aquecimento urbano na Europa Oriental e apresentar vários estudos de caso na região. O REWARDHeat é outro projeto que procura demonstrar uma nova geração de redes de aquecimento e arrefecimento urbanos de baixa temperatura, através da recuperação de calor renovável e residual de baixa temperatura em ambientes urbanos.
É fundamental garantir que estes projetos de modernização sejam planeados, executados e colocados em funcionamento sem necessidade de retrabalho e a um ritmo acelerado.
É essencial minimizar a exposição ao risco dos trabalhadores e do público em geral, reduzir ao mínimo as perturbações nos espaços públicos e diminuir as emissões de CO₂ o mais rapidamente possível.
Samp fornece a solução para garantir que os projetos, os operadores e os empreiteiros trabalhem com uma versão partilhada da realidade geoespacial e dos sistemas, mantendo-a atualizada diretamente a partir do terreno.
Em conjunto, estas equipas podem ter um impacto positivo mais rapidamente com a Samp e comunicar mais facilmente com os utilizadores finais e o público em geral.
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