El documento Claves para un nuevo paradigma energético. Análisis de la situación y tendencias. Líneas de trabajo futuras de la UPC para la Transición hacia un nuevo Modelo Energético (TME) es fruto de un proceso de reflexión interna, de confluencia y debate, en el seno de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), que ha tenido lugar del 2014 al 2017, y que ha contado con la participación de un importante número de investigadores y grupos de investigación, así como algunas entidades externas. Con esta iniciativa la UPC quiere impulsar, de forma coordinada, tecnologías y nuevas formas organizativas y de gestión orientadas a la transición energética, basada en el uso de energías renovables.

Para elaborar el documento, se ha partido de la base de que la UPC es un referente en este ámbito tanto en términos de docencia como de investigación, y así se refleja en proyectos como el Campus Energía (reconocido como Campus de Excelencia Internacional) y el KIC InnoEnergy, una de las primeras comunidades de conocimiento e innovación promovida por el Instituto Europeo de Innovación y Tecnología (EIT). Con esto, la UPC se propone, como acciones transversales, anticipar la investigación y crear nuevas soluciones tecnológicas en colaboración con el entorno, ensayando experiencias piloto en los propios edificios e instalaciones de los campus. Al mismo tiempo, se plantea impulsar un cambio cultural en el que la tecnología esté al servicio de las personas, formando las nuevas generaciones de profesionales con un proyecto educativo basado en la sostenibilidad. Igualmente, la UPC se identifica con un rol primordial en el debate general sobre un nuevo modelo energético y social aportando propuestas de futuro.

Seis ámbitos de análisis y actuación
En este informe se advierte que, aunque la transición energética hacia las fuentes de energía es posible, “hace falta un gran esfuerzo colectivo de cambio de mentalidades y de formas de proceder y, a la vez, una gran transformación de los sistemas técnicos, de gestión y de gobernanza de la civilización humana actual”. Tras una introducción a la transición energética y el cambio de paradigma, el documento fija la perspectiva en seis áreas temáticas: la alimentación; la habitabilidad; la accesibilidad y la movilidad; la información y la comunicación (TIC); los procesos tecnológicos, y la gobernanza. Para cada uno de estos seis ámbitos, se hace un análisis de la situación y tendencias, y también se plantean las posibles líneas de trabajo futuras en la UPC, para contribuir a superar el modelo energético que ha imperado en los últimos 150 años, basado en una proporción creciente de recursos no renovables. 

En el campo de la alimentación, se propone favorecer la incorporación de las tecnologías facilitadoras (KET’s) de la industria 4.0 al sector agroalimentario (como la electrónica, las TIC, la fotónica, la nanotecnología o la robótica). Además, se plantea trabajar en el proceso de desperdicio de alimentos y agua, y también ofrecer servicios para la elaboración de los balances alimentarios de Catalunya (correlacionar la producción con el suministro de los principales productos vegetales y animales, los usos, la salud de las personas, el suministro de energía…).

Las actuaciones que se plantean en el ámbito de la habitabilidad son trabajar para la eficiencia y los usos adecuados de la energía y de otros recursos en relación a la utilización de los edificios y de los espacios urbanizados y, en especial, avanzar en el reto de conseguir edificios de consumo energético casi nulo (Nearly Zero Energy Buildings, nZEB). Uno de los principales problemas del futuro en este aspecto, según se advierte en el documento, es el mantenimiento de las edificaciones ya construidas y su adecuación a las nuevas energías renovables. También se propone desarrollar nuevos modelos de servicios que contengan infraestructuras verdes de conexión con el territorio, y que aporten la trama necesaria para la transformación de la ciudad existente.

La UPC también quiere ofrecer a las administraciones la capacidad para participar en el análisis de la accesibilidad, tanto física (transporte) como virtual (información y comunicaciones), y desarrollar nuevas formas de accesibilidad. Se apuesta, pues, por estudiar nuevos conceptos de vehículos eléctricos urbanos de baterías y tecnologías de apoyo, e investigar el hidrógeno como vector energético en el transporte pesado y a larga distancia. A la vez, se plantea analizar un nuevo concepto y gestión de la movilidad que priorice las actividades de proximidad, movilidad colectiva y, sobre todo, que busque sinergias con la accesibilidad virtual.

En cuanto a la información y la comunicación, se sugiere investigar nuevos métodos y materiales para optimizar la energía requerida para fabricar circuitos electrónicos integrados, que permitan reducir la necesidad de tierras raras (grupo de elementos químicos esenciales en los instrumentos cotidianos), de materiales altamente contaminantes y de materiales provenientes de zonas en conflicto. Igualmente, se pretende desarrollar y mejorar técnicas de captación de energía (energy harvesting). También se apuesta por analizar el coste de oportunidad que supone la intervención de las TIC en los procesos de ahorro y eficiencia energética, y trabajar para evitar las consecuencias de los fallos técnicos y humano en este ámbito, así como de los ataques exteriores en la eficiencia global (y energética) del sistema económico.

Las TIC, al mismo tiempo que consumen energía, también contribuyen a ahorrarla (en las actividades de los sectores primarios, industrial, de servicios, transporte y residencial), por medio de la desmaterialización (digitalización) de la información y del mejor conocimiento y control de los procesos. Es por este motivo que se propone profundizar en esta línea. La introducción de principios de economía circular en las TIC y el fomento de segundos usos y de la recuperación de materiales (especialmente los escasos) y de energía son algunos de los retos planteados.

En cuanto a los procesos tecnológicos, la UPC recomienda incidir en tres aspectos, previamente a la implantación de nuevas energías renovables: por una parte, crear una guía de transformación de procesos tecnológicos asociados a las diferentes actividades, con el fin de mejorar su eficiencia energética; por otra parte, establecer listas de referencia de materiales para promover el uso más responsable (obtención de cemento, cerámica, cristal, acero, metales o polímeros suelen tener más incidencia energética y ambiental que los procesos posteriores de construcción o transformación). Otra de las actuaciones previstas es elaborar un mapa de residuos industriales y analizar el fin de vida de los productos para poder impulsar la economía circular.

Finalmente, el documento pone el foco en cómo tendría que ser la configuración del sistema energético del futuro y su sistema de gobernanza. La UPC apuesta por investigar sobre el uso de fuentes de energía renovables (solar térmica, hidráulica, fotovoltaica, eólica, geotérmica y también biomasa). En este sentido, planeta hacer frente a diversos retos tecnológicos, como los nuevos agentes (lgeneradores de energía para usos propios), las nuevas funciones como el almacenamiento de energía a gran escala (donde el hidrogeno está llamado a tener una función clave) y la necesidad de transformar las redes eléctricas en redes distribuidas (ya que en el futuro sistema energético convivirán una multiplicidad de generadores y usuarios, de muy pequeños a muy grandes).

En este ámbito, también se propone estudiar modelos de sistemas reguladores y tarifarios adecuados a las dinámicas del nuevo sistema energético renovable distribuido.

Documento Claves para un nuevo paradigma energético. Análisis de la situación y tendencias. Líneas de trabajo futuras de la UPC para la Transición hacia un nuevo Modelo Energético (TME)