Comunicación presentada al VI Congreso Ciudades Inteligentes
Autora
- Adriana Rangel Sotter, Ingeniería de Soluciones para Administración Pública, Esri España
Resumen
El gobierno ha definido un conjunto de medidas estratégicas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, mejorar la penetración de energías renovables y la eficiencia energética. Para lograr los retos que se derivan de poner en marcha estas directrices que se plantean a las ciudades hacia el 2050, se propone aplicar inteligencia geográfica sobre el territorio de hoy y apoyar con la tecnología la toma de decisiones sobre el escenario actual y futuro en el ámbito energético. En esta sesión, mostraremos los resultados de un piloto en tres sectores: eléctrico, residencial y transporte, incluyendo ejemplos con análisis de idoneidad, análisis demográficos y cuadros de mando como soporte decisivo a las ciudades.
Palabras clave
Análisis Demográficos, Idoneidad, Eficiencia, Gobierno, GEI, Geografía, GIS, Datos
Introducción
Con el objetivo de descarbonizar la economía española y alcanzar la neutralidad de emisiones a la que aspiran las ciudades y el territorio rural en 2050, el gobierno ha creado una hoja de ruta para el futuro, cuyo detalle para la próxima década está descrito en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (de ahora en adelante, PNIEC). Para lograr alcanzar los desafíos que se proponen en España y que deben estar en coherencia con los objetivos de la Unión Europea (reducción de al menos un 90% de las emisiones brutas totales de Gases de Efecto Invernadero y alcanzar un sistema eléctrico 100% renovable en 2050), los consistorios y otras administraciones locales y regionales deben implementar una serie de medidas estratégicas para la transformación sectorial descritas en el PNIEC y poder planificar sobre la realidad del terreno y sus recursos.
En el marco de esta iniciativa, se ha implementado un piloto que incluye tres sectores: eléctrico, residencial y transporte. Se han utilizado datos abiertos públicos de varias organizaciones como mapa.gob.es, cnig.es, ign.es, ine.es, datos.gob.es, livingatlas.arcgis.com, entre ellos: protección ambiental (Red Natura2000, Espacios Naturales Protegidos, ZEPA y LIC), divisiones territoriales (municipios, comarcas y comunidades autónomas), energía (instalaciones renovables existentes, edificios certificados, superficies energéticas), sociodemográficos (renta por hogar, total de población) aspectos físicos del entorno (MDT, pendiente, usos del suelo, núcleos de población, zonas climáticas) y red de ferrocarriles (estaciones, tramos).
A continuación, planteamos los tres casos incluidos en el piloto: energía eólica (para el sector eléctrico), eficiencia energética (para el sector residencial) y red ferroviaria (para el sector transporte). En cada uno de ellos se ha usado la inteligencia geográfica para ver y analizar las variables que afectan al territorio y poder tomar decisiones adecuadas en función de los datos existentes.
Sector eléctrico
En las medidas contempladas para el sector eléctrico, se requiere lograr una reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (en adelante GEI) del 23%, respecto a 1990. Como respuesta a esta medida se propone el desarrollo de la energía eólica para reducir las emisiones de GEI por sustitución de combustibles fósiles. De cara a poder cumplir el objetivo de potencia instalada de las Energías Renovables en España para el año 2030, el despliegue e integración de Energía Eólica (terrestre y marítima) debe generar 50.333 MW. Por ello, se plantea la generación de productos de información para realizar análisis de idoneidad y establecer dónde se deben construir nuevos parques eólicos o cuáles instalaciones existentes se deberían ampliar, y de este modo realizar repotenciación (ampliar potencia existente) y finalmente desde el Ministerio coordinar los planes con las comunidades autónomas para maximizar las zonas válidas para el desarrollo de la energía eólica en España.
A través de la inteligencia geográfica, se ha generado un tratamiento de los datos existentes para obtener tres productos de información. Primero, un mapa para identificar Zonas válidas, donde se pueda poner un parque de aerogeneradores en base a los criterios restrictivos utilizados. Segundo, un mapa con la Energía disponible por comarca en esa zona válida (total y media). Y finalmente, un tercer producto que hace referencia a una aplicación de pesos que permite dar más importancia a unas variables u otras y obtener una rampa de 10 categorías de idoneidad en base a esos pesos.
Los criterios utilizados en el sector eléctrico han sido: energía disponible, despoblación en el territorio y restricciones como zonas protegidas (LIC, ZEPA, espacios naturales) o zonas inundables, distancia a poblaciones (1.000 metros), distancia a vías de acceso (200 metros), y localizaciones situadas en lugares con una pendiente superior al 30%.
La siguiente figura muestra un cuadro de mando interactivo con información del estudio eólico a nivel de comarca para Castilla y Léon, permitiendo ver, a nivel general, toda la comunidad autónoma o, a un nivel más detallado, la comarca o comarcas que se seleccionen. En esta aplicación puede visualizarse cuál es la energía disponible, la energía total y variación de la población desde el año 2001 hasta 2018, y muy importante: permite identificar cuáles son las zonas idóneas para el emplazamiento del parque eólico (tonos amarillos, donde hay más energía disponible por superficie válida). Toda la información presente puede filtrarse en base a criterios específicos de energía válida o variación de la población.
La siguiente figura muestra la aplicación web de idoneidad eólica con datos para Castilla y León. En ella, se permite combinar y ponderar diferentes capas para que se puedan evaluar varios factores a la vez. El flujo de trabajo que se debe seguir es elegir las capas, asignar las ponderaciones y ajustar los valores de clasificación de las capas para definir el análisis. Finalmente, solo es necesario ejecutar el modelador, visualizar los resultados y, si se desea, guardar el resultado.
Sector residencial
En las medidas contempladas para el sector residencial, se requiere mejorar la eficiencia energética del 39,5% en 2030 de edificaciones y equipos sobre la reducción de las emisiones de GEI. Por tanto, el objetivo de este sector es renovar 1,2 millones de viviendas a lo largo del periodo, renovar las instalaciones térmicas de calefacción y agua caliente sanitaria de 300.000 viviendas/año y del parque de edificios públicos de la Administración General del Estado por encima de 300.000 m2/año, extendiendo esta actuación a las Administraciones Autonómicas y Locales.
Haciendo uso de tecnología con inteligencia geográfica, se ha creado un mapa de población en riesgo o situación de pobreza energética. Y con este producto de información dentro de un cuadro de mando, la administración puede identificar dónde hay más necesidades energéticas dentro del territorio, cuáles son las viviendas e instalaciones que se deben renovar, y con ello planificar las acciones para mejorar la eficiencia energética. Por ejemplo, el aumentar dos letras del certificado de viviendas que actualmente están codificados de la A a la F.
En los análisis se han tenido en cuenta variables como densidad de población, clasificación de viviendas, zonas climáticas, usos del suelo, zonas rurales, núcleos de población con más consumo energético y superficie ocupada por instalaciones de producción de energía eléctrica por fuentes renovables.
La siguiente figura muestra el resultado del análisis energético para el sector residencial de Castilla y León, es un cuadro de mandos interactivo que permite filtrar por provincia, municipio, por intensidad energética, indicando la renta media por hogar, renta media per cápita, consumo medio de hogares, gasto medio de energía por hogar (visualizando el valor no solo en porcentaje, sino también en euros), cuál es la superficie de producción energética, donde se destaca la solar y eólica como los tipos de energía más utilizados, así como el porcentaje de edificios certificados y su nivel de certificación.
En la siguiente figura, se muestra el filtro de la información para la provincia de Burgos.
Sector transporte
En las medidas contempladas para el sector transporte, se busca el efecto de la optimización, cambio modal y electrificación del transporte sobre la reducción de las emisiones de GEI por aumento de la eficiencia y disminución de la demanda de combustibles fósiles, lo que incluye que el 28% de la energía empleada en el transporte (vía electrificación y biocarburantes). El objetivo a largo plazo que propone el PNIEC es convertir a España en un país neutro en carbono en 2050. En esa dirección, será necesario que la energía empleada en el transporte proceda de energías renovables.
Se propone optimizar y cambiar la red ferroviaria mediante la electrificación, de tal forma que se reducirán las emisiones de GEI por aumento de la eficiencia y disminución de la demanda de combustibles fósiles. Las medidas de ferrocarril a 2050 afectan el 90% de total de la red en dos áreas: mercancías (industria) y pasajeros (población). Estas medidas implican un cambio de cultura en los ciudadanos y como consecuencia se busca un cambio modal del transporte, para ello se tomarán medidas como cambiar el uso de avión a tren en la península.
Se han creado dos productos de información para el sector transporte, haciendo uso de tecnología con inteligencia geográfica. El primero, un cuadro de mando interactivo de la Red ferroviaria para España y el segundo, una aplicación Web que permite hacer reportes comparativos del estado de la Red.
Para ver y analizar el estado actual de la red ferroviaria en España, incluyendo tanto los tramos como las estaciones de la red de ferrocarril y la población beneficiada por esta red, la siguiente figura muestra un mapa interactivo que actualiza el resto de indicadores del cuadro de mando, teniendo en cuenta longitud de la red total, kilómetros destinados a alta velocidad, porcentaje y kilómetros de la red que está electrificado actualmente, características de la red (número de vías, ancho de vía, correspondencia con red europea), uso y estado físico de las estaciones y la población que se ve beneficiada por la red ferroviaria. Así como filtros por provincia de interés o navegando a una dirección específica.
El segundo producto de información generado es una aplicación Web que permite hacer reportes comparativos de las estaciones ferroviarias para España, la siguiente figura muestra el resultado del reporte para la estación Madrid-Atocha, y la población que se ve beneficiada a 5, 10 y 15 minutos en tiempo de conducción, así como las características de estas áreas de influencia con relación a población total, tamaño medio del hogar, total de hogares y rangos de edad. Esta aplicación Web, permite elegir cualquier lugar de la geografía nacional y es configurable con relación a las variables de estudio, así como a las áreas incluidas en cada análisis.
Conclusiones
El valor aportado por el uso de tecnología con inteligencia geográfica (conocida también como Sistemas de Información Geográfica o GIS por sus siglas en inglés) es vital para lograr los desafíos que se derivan de poner en marcha las directrices que se plantean a las ciudades hacia el 2050 dentro del marco del PNEIC, destacando entre ellos su visión holística del territorio para la toma de decisiones y mejora de la eficiencia a todos los niveles. La tecnología ya está preparada para afrontar estos retos como puede deducirse de los pilotos presentados en esta iniciativa.
En relación con los tres (3) sectores que se han tenido en cuenta dentro del piloto: Sector eléctrico, sector residencial y sector transporte, destacamos que: la energía eólica dentro del sector eléctrico es el punto de partida para la transformación del sector y descarbonización de la economía española, bien a través de la ampliación de los parques eólicos existentes o la creación de nuevos emplazamientos para la generación de energía renovable. En el sector residencial el mapa de población en riesgo o situación de pobreza energética es esencial para poder planificar las acciones para lograr alcanzar el reto de la eficiencia energética. En relación con el sector transporte las medidas que se deben implementar para la optimización del sector, además de la electrificación de la red ferroviaria y como consecuencia del cambio modal de transporte implican un cambio de Cultura en la ciudadanía.
Agradecimientos
Desde Esri agradecemos al Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico por creer que nuestra tecnología tiene la capacidad para solucionar los retos que se plantean dentro del PNEIC. A ISDEFE.es por el conocimiento del sector energético y al equipo de Tecnología e Innovación de Esri España por su trabajo de implementación en este piloto, y en especial a Ignacio Vázquez y Alba Page, por sus ideas, compromiso y conocimiento de tecnología.
Referencias
- Estudio Ambiental Estratégico del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030
- Borrador Actualizado del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030
- Borrador Actualizado del Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030 – Documento sintético
- Documento Básico HE|Ahorro de energía, Ministerio de Fomento. Secretaría de Estado de Infraestructuras, Transporte y Vivienda. Secretaría General de Vivienda. Dirección General de Arquitectura, Vivienda y Suelo. Diciembre 2019
- Geoportal