El document 'Claus per a un nou paradigma energètic. Anàlisi de la situació i tendències. Línies de treball futures de la UPC per a la Transició vers un nou Model Energètic (TME)' és fruit d’un procés de reflexió interna, de confluència i debat, al si de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), que ha tingut lloc del 2014 al 2017, i que ha comptat amb la participació d’un importat nombre d’investigadors i grups de recerca així com algunes entitats externes. Amb aquesta iniciativa la UPC vol impulsar, de forma coordinada, tecnologies i noves formes organitzatives i de gestió orientades a la transició energètica, basada en l’ús d’energies renovables.

Per elaborar el document, es parteix de la base que la UPC és un referent en aquest àmbit tant en termes de docència com de recerca, i així es reflecteix en projectes com el Campus Energia (reconegut com a Campus d’Excel·lència Internacional) i el KIC InnoEnergy, una de les primeres comunitats de coneixement i innovació promoguda per l'Institut Europeu d'Innovació i Tecnologia (EIT). Amb això, la UPC es proposa, com a accions transversals, anticipar la recerca i crear noves solucions tecnològiques en col·laboració amb l’entorn, assajant experiències pilot en els propis edificis i instal·lacions dels campus. Alhora, es planteja impulsar un canvi cultural en què la tecnologia estigui al servei de les persones, formant les noves generacions de professionals amb un projecte educatiu basat en la sostenibilitat. Igualment, la UPC s’identifica amb un rol cabdal en el debat general sobre el nou model energètic i social aportant propostes de futur.

Sis àmbits d’anàlisi i actuació
En aquest informe s’adverteix que, si bé la transició energètica vers les fonts d’energies renovables és possible, “cal un gran esforç col·lectiu de canvi de mentalitats i de formes de procedir i, alhora, una gran transformació dels sistemes tècnics, de gestió i de governança de la civilització humana actual”. Després d’una introducció a la transició energètica i el canvi de paradigma, es fixa la perspectiva en sis àrees temàtiques: l’alimentació; l’habitabilitat; l’accessibilitat i la mobilitat; la informació i la comunicació (TIC); els processos tecnològics, i la governança. Per a cadascun d’aquests sis àmbits, se’n fa una anàlisi de la situació i tendències, i també es plantegen les possibles línies de treball futures a la UPC, per contribuir a superar el model energètic que ha imperat en els darrers 150 anys, basat en una proporció creixent de recursos no renovables.

En el camp de l’alimentació, es proposa afavorir la incorporació de les tecnologies facilitadores (KET’s) de la indústria 4.0 al sector agroalimentari (com ara l'electrònica, les TIC, la fotònica, la nanotecnologia o la robòtica). A més, es planteja treballar en el procés de malbaratament d’aliments i d’aigua, i també oferir serveis per a l’elaboració dels balanços alimentaris de Catalunya (correlacionar la producció amb el subministrament dels principals productes vegetals i animals, els usos, la salut de les persones, el subministrament d’energia...).

Les actuacions que es plantegen en l’àmbit de l’habitabilitat són treballar per l’eficiència i els usos adequats de l’energia i d’altres recursos en relació a la utilització dels edificis i dels espais urbanitzats i, en especial, avançar en el repte d’aconseguir edificis de consum energètic quasi nul —Nearly Zero Energy Buildings (nZEB). Un dels principals problemes del futur en aquest aspecte, segons s’adverteix en el document, és el manteniment de les edificacions ja construïdes i la seva adequació a les noves energies renovables. També es proposa desenvolupar nous models de serveis que continguin infraestructures verdes de connexió amb el territori, i que aportin la trama necessària per a la transformació de la ciutat existent.

La UPC també vol oferir a les administracions la capacitat per participar en l’anàlisi de l’accessibilitat, tant física (transport) com virtual (informació i comunicacions), i desenvolupar noves formes d’accessibilitat. S’aposta, doncs, per estudiar nous conceptes de vehicles elèctrics urbans de bateries i les tecnologies de suport, i investigar l’hidrogen com a vector energètic en el transport pesant i a llarga distància. Alhora, es planteja analitzar una nova concepció i gestió de la mobilitat que prioritzi les activitats de proximitat, la mobilitat col·lectiva i, sobretot, que cerqui sinèrgies amb l’accessibilitat virtual.

Respecte a la informació i la comunicació, es suggereix investigar nous mètodes i materials per optimitzar l’energia requerida per fabricar circuits electrònics integrats, que permetin reduir la necessitat de terres rares (grup d’elements químics essencials en la instruments quotidians), els materials altament contaminants i els materials provinents de zones en conflicte. Igualment, es pretén desenvolupar i millorar tècniques de captació d’energia (energy harvesting). També s’aposta per analitzar el cost d’oportunitat que suposa la intervenció de les TIC’s en els processos d’estalvi i eficiència energètica, i treballar per evitar les conseqüències de les fallades tècniques i humanes en aquest àmbit, així com dels atacs exteriors en l’eficiència global (i energètica) del sistema econòmic.

Les TIC, al mateix temps que consumeixen energia, també contribueixen a estalviar-ne (en les activitats dels sectors primaris, industrial, de serveis, transport i residencial), per mitjà de la desmaterialització (digitalització) de la informació i del millor coneixement i control dels processos. És per aquest motiu que es proposa aprofundir en aquesta línia. La introducció de principis d’economia circular en les TIC i el foment de segons usos i recuperació de materials (especialment els escassos) i d’energia són alguns reptes plantejats.

Quant als processos tecnològics, la UPC recomana incidir en tres aspectes, prèviament a la implantació de noves energies renovables: d’una banda, crear una guia de transformació de processos tecnològics associats a les diferents activitats, a fi de millorar la seva eficiència energètica; d’altra banda, establir llistes de referència de materials per promoure’n l’ús més responsable (l’obtenció del ciment, la ceràmica, el vidre, l’acer, els metalls o els polímers sol tenir més incidència energètica i ambiental que els processos posteriors de construcció o transformació). Una altra de les actuacions és fer un mapa de residus industrials i analitzar la fi de vida dels productes per poder impulsar l’economia circular.  

Finalment, el document posa el focus en com hauria de ser la configuració del sistema energètic del futur i el seu sistema de governança. La UPC aposta per investigar sobre els usos de fonts d’energia renovables (solar tèrmica, hidràulica, fotovoltaica, eòlica, geotèrmica, i també la biomassa). En aquest sentit, planteja fer front a diversos reptes tecnològics, com ara els nous agents (els generadors d’energia per a usos propis), les noves funcions com l’emmagatzematge d’energia a gran escala (on l’hidrogen està cridat a tenir una funció clau) i la necessitat de transformar les xarxes elèctriques en xarxes distribuïdes (ja que en el futur sistema energètic hi conviuran una multiplicitat de generadors i usuaris, de molt petits a molt grans).

En aquest àmbit, també es proposa estudiar models de sistemes reguladors i tarifaris adequats a les dinàmiques del nou sistema energètic renovable distribuït.