Salvo que se produzcan cambios en la política local –como es el caso de Madrid- las ciudades más importantes del mundo están avanzando sustancialmente respecto del rol de las energías renovables en los sectores de electricidad, calefacción y refrigeración y transporte. También están desarrollando enfoques intersectoriales, por ejemplo, utilizando residuos urbanos y aguas residuales como materia prima para producir biogás, biometano y otras fuentes de energía.
En muchas ciudades, hay un reconocimiento creciente de las oportunidades que existen para aumentar el uso de fuentes renovables, lo cual impulsa a los responsables políticos a adoptar más ambiciosos.
Los resultados preliminares del informe sobre el estado global de las energías renovables en las ciudades -desarrollado por REN21- muestran cómo las ciudades están utilizando cada vez más energía renovable en los sectores de electricidad, calefacción, refrigeración y transporte.
En el sector eléctrico, el número de ciudades alimentadas por al menos un 70% de electricidad renovable se duplicó entre 2015 y principios de 2018 (de 42 a 101), incluidas Auckland (Nueva Zelanda), Dar es Salaam (Tanzania), Nairobi (Kenia) y Seattle (Estados Unidos).
De las ciudades que informan, más de 275 utilizan energía hidroeléctrica y 184 energía solar fotovoltaica. Más de 40 ciudades ya están totalmente alimentadas por energías renovables, con la mayoría en América Latina (30), las estadounidenses como Burlington (Vermont), Georgetown (Texas) y Rock Port (Missouri), así como Reykjavik (Islandia) y Shenzhen (China).
Calefacción y refrigeración
Los centros urbanos están integrando cada vez más las energías renovables, como la bioenergía, la energía geotérmica y la energía solar térmica, en sus sectores de calefacción y refrigeración. Un número creciente de ciudades está comenzando a promover el uso de calefacción eléctrica tanto para calefacción de espacios como de agua, ya que estas cargas representan fuentes significativas de demanda flexible que pueden usarse para facilitar la integración de energía renovable variable en la red.
En ciudades de toda China, los códigos de construcción que requieren la instalación de calentadores de agua solares en residencias, edificios públicos y otras estructuras han ayudado a aumentar la capacidad solar térmica total del país a más de 375 GW, o el 78% de la capacidad instalada global, lo que hace de este país el mercado de tecnologías termosolares más grande del mundo.
Las redes urbanas de calefacción y refrigeración proporcionan una oportunidad para que las ciudades integren energías renovables. A nivel mundial, la bioenergía proporciona el 95% de la energía renovable utilizada en la calefacción urbana, y ha crecido rápidamente a más del 5% anual durante el período 2006-2017. En Austria, más de 2.100 sistemas municipales de calefacción urbana utilizan la biomasa local comprada a los agricultores locales como fuente primaria de combustible.
De manera similar, Saint Paul (Minnesota, EEUU), convirtió su sistema de calefacción y refrigeración de distrito en desechos de madera municipales, con 65 megavatios (MW) de capacidad de calefacción y 25 MW de capacidad de energía y, a principios de 2019, eliminó por completo el carbón. En Tartu (Estonia), el sistema de calefacción urbana se basa principalmente en biomasa derivada de astillas de madera locales, combinada con energía solar y geotérmica; el gas natural se usa solo cuando las fuentes de energía renovables son insuficientes.
Transición en la movilidad
Las ciudades también están apoyando el uso de energías renovables en el sector del transporte, tanto a través de sus propias inversiones como a través de una regulación de apoyo. Muchas urbes están en el proceso de transición de sus flotas de transporte público o municipal para funcionar con biocombustibles o hidrógeno, o están aumentando la cantidad de vehículos eléctricos (EV) que usan.
A medida que los costos operativos de los vehículos eléctricos continúan disminuyendo, los operadores de vehículos de flota (como autobuses urbanos y tranvías, taxis y vehículos municipales), así como las compañías de automóviles compartidos, encuentran cada vez más atractivo el uso de electricidad. En 2017, unos 385.000 autobuses eléctricos operaban en más de 300 ciudades en todo el mundo.
Más del 98% de estos autobuses se desplegaron en China, pero los vehículos también estaban presentes en Berlín (Alemania), Moscú (Federación de Rusia) y Tshwane (Sudáfrica). El mercado europeo de autobuses EV se ha expandido en los últimos años, y en 2017 se ordenaron unos 1.250 autobuses en la región, lo que representa el 10% del mercado de autobuses urbanos. En 2018, se estima que el 5% de los autobuses urbanos registrados en Europa occidental y Polonia eran eléctricos.
Si bien los vehículos eléctricos y otras formas de transporte electrificado por sí solos no aumentan la participación renovable en el consumo de energía, sí permiten el uso de electricidad renovable en el sector del transporte.
Transporte público
Por ejemplo, en 2018 Santiago (Chile) encargó un parque solar fotovoltaico de 100 MW para abastecer a más de la mitad de la demanda de electricidad de su sistema subterráneo de trenes. En Melbourne (Australia), todo el sistema de tranvías de 410 automóviles de la ciudad está en transición a la energía solar, suministrada por electricidad de una planta fotovoltaica solar de 35 MW programada para completarse en 2019. En Nueva Delhi (India), los trenes de Delhi Metro Rail Corporation funcionan en parte con energía solar fotovoltaica externa, mientras que servicios auxiliares como iluminación y aire acondicionado funciona con energía solar fotovoltaica en los techos.
Energía de las aguas residuales
Comúnmente, los municipios son responsables de administrar los grandes volúmenes de desechos y aguas residuales producidos a nivel de la ciudad, y cada vez más, deben enfrentar los impactos sociales, económicos, ambientales y de salud de estos desechos en aumento.
En 2017, más del 80% de las aguas residuales urbanas todavía se descargaban directamente en las vías fluviales del mundo: solo la ciudad de Lagos (Nigeria) generaba 1,5 millones de metros cúbicos de aguas residuales todos los días, la mayoría de los cuales fluían sin tratamiento a la laguna de Lagos.
Las ciudades del mundo también generaron alrededor de 2 mil millones de toneladas métricas de residuos sólidos. Cuando se vierte en los vertederos, la porción orgánica de estos desechos municipales puede liberar grandes cantidades de metano que, si no se capturan para quemarse o usarse, pueden contribuir significativamente al calentamiento global.
Mediante la transformación de estos residuos en biogás, las ciudades tienen la oportunidad de minimizar el impacto ambiental, como poco. Debido a que el biogás se crea a través de la digestión anaeróbica de cualquier material orgánico, en las ciudades se puede producir a partir de la porción orgánica de los desechos sólidos municipales, de los desechos de restaurantes, del lodo de aguas residuales y de los desechos de las empresas agrícolas circundantes.
El biogás puede proporcionar calor y electricidad y también puede actualizarse a biometano, un sustituto renovable del gas natural que puede inyectarse en la red de gas natural o usarse para alimentar vehículos de gas natural.
A partir de 2018, más de 10.000 digestores en Europa y más de 2.200 lugares en EEUU producían biogás, a menudo en o cerca de ciudades. Aunque la tecnología se ha implementado principalmente en Europa y América del Norte, se está expandiendo a otros lugares.
En la ciudad de Yabu (Japón), una nueva instalación de producción de desechos a biogás que convertirá los desechos agrícolas y alimentarios en energía renovable está programada para comenzar a operar en 2019. La planta convertirá el biogás producido a partir del proceso de digestión en aproximadamente 1,4 megavatios-hora ( MWh) de electricidad por año, y el calor residual será utilizado por un invernadero cercano.
En Europa, más de 500 instalaciones de biometano estaban en funcionamiento a fines de 2018, muchas de ellas en ciudades. En Suecia, más del 60% de los municipios recolectan desperdicios de alimentos con fines energéticos, produciendo un estimado de 5.2 PJ de biometano anualmente que pueden inyectarse en la red de gas local para su uso como combustible de transporte. En Kalundborg (Dinamarca), una planta de biogás utilizará 300.000 toneladas de desechos de fábrica para producir 8 millones de metros cúbicos de biometano por año. En Beerse (Bélgica), una instalación de digestor que usa desechos de jardines y vegetales de los hogares locales para producir calor y calor. La electricidad en una planta combinada de calor y energía (CHP) existente se actualizó en 2018 para transformar el 25% del biogás en biometano.
Por su parte, una planta de conversión de desechos orgánicos en energía en Rialto (California) procesa 700 toneladas de alimentos y 300 toneladas de biosólidos diariamente para producir biometano y electricidad. Las plantas de biometano también se están desarrollando rápidamente en China, donde estaban en funcionamiento unas 140 plantas en todo el país a fines de 2018, incluidos los sistemas de energía de lodos en Beijing, Changsha, Chengdu, Hefei y Jinmen. En Karachi (Pakistán), un nuevo sistema de tránsito rápido de autobuses con más de 200 autobuses públicos, que comenzará a funcionar en 2020, estará propulsado por biometano producido a partir de 3.200 toneladas de estiércol de vaca.
Objetivos
A fines de 2018, más de 200 ciudades en todo el mundo se habían comprometido a obtener electricidad 100% renovable en el sector eléctrico, con objetivo que se sitúan entre 2020 y 2050. Solo en Estados Unidos, más de 100 ciudades y pueblos habían establecido objetivos para el 100% energías renovables para fin de año, incluidas las más recientes Cincinnati (Ohio), Minneapolis (Minnesota) y Washington, DC Muchas otras urbes, como Adelaide (Australia), han adoptado objetivos para el uso de energía renovable en las operaciones municipales, con la intención de dar un ejemplo a las empresas y la sociedad civil.
Algunas ciudades, incluidas Malmö (Suecia) y Breckenridge (Colorado), primero establecieron objetivos para las energías renovables en las operaciones del gobierno, y luego las extendieron a objetivos de todo el municipio. También se han comprometido con la calefacción y refrigeración en base a renovables.
El año pasado, 19 ciudades de los cinco continentes, que representan a 130 millones de personas, se comprometieron a través del consorcio C40 para garantizar que todos los edificios nuevos sean de carbono cero neto para 2030, incluso mediante el uso de energías renovables en calefacción y refrigeración. Estas poblaciones signatarias también establecieron un objetivo para expandir su objetivo de carbono neto cero para cubrir todos los edificios para 2050. Para fines de 2018, más de 110 ciudades y municipios habían adoptado objetivos para calefacción y refrigeración 100% renovables.
Por ejemplo, Munich (Alemania) adoptó un objetivo en 2018 para una red de calefacción urbana 100% renovable para 2040, uniéndose a ciudades como Amsterdam (Países Bajos), Helsingborg (Suecia), Osnabrück (Alemania) y Viena (Austria). Gotemburgo (Suecia) se ha comprometido a eliminar por completo los combustibles fósiles en su sistema de calefacción urbana para 2030, reemplazándolos con energías renovables y calor residual de la industria.
Además, algunas ciudades se han comprometido a utilizar biocombustibles y vehículos eléctricos en el sector del transporte. En general, estas medidas son parte de estrategias más amplias para promover el uso de tecnologías de transporte con bajas emisiones de carbono y opciones de movilidad.
A finales de 2018, más de 70 ciudades y municipios se habían comprometido a utilizar energía 100% renovable en el sector del transporte. San Francisco (EEUU) anunció objetivos de energía renovable para su sistema ferroviario del 50% para 2025 y del 100% para 2045, uniéndose a las promesas existentes de Oslo (Noruega) para impulsar su flota de autobuses públicos con energías renovables para 2020 y Helsinki (Finlandia) para alimentar todos los autobuses urbanos y vehículos pesados con energías renovables para 2020.
En algunos casos, las ciudades han adoptado objetivos integrales que cubren los tres sectores de uso final de energía (electricidad, calefacción y refrigeración, y transporte).
A finales de 2018, alrededor de 50 ciudades y municipios se habían comprometido con el 100% de energía renovable en todos estos sectores.