L’incremento di fonti rinnovabili e l’utilizzo di calore di scarto nei sistemi di teleriscaldamento può dare un contributo sostanziale agli obiettivi di sviluppo sostenibile, con riduzione dell’inquinamento atmosferico locale e creazione di posti di lavoro. Le linee guida di IRENA per i decisori politici
di Ilaria Bottio, Segretario generale AIRU
IRENA (International Renewable Energy Agency), organizzazione intergovernativa che supporta i paesi nella loro transizione verso un futuro energetico sostenibile, ha recentemente pubblicato delle linee guida per i decisori politici sulle modalità di integrazione delle fonti rinnovabili a bassa temperatura in sistemi di teleriscaldamento.
L’Agenzia, inoltre, nel suo recente WET (World Energy Transition Outlook – 1,5°C Pathway), pubblicato a marzo 2021, sottolinea come la finestra di opportunità per raggiungere l’obiettivo dell’accordo di Parigi di 1,5 ° C si stia chiudendo rapidamente. Le tendenze recenti mostrano che il divario tra dove siamo e dove dovremmo essere non sta diminuendo, ma anzi aumentando. Stiamo andando nella direzione sbagliata. Quindi il momento di agire è adesso, mentre c’è la possibilità di sfruttare lo slancio degli investimenti sulla scia della pandemia.
A livello mondiale tutti i Paesi stanno combattendo i danni dal Covid-19 con ingenti somme spese per salvataggi e misure di recupero. Il percorso verso gli obiettivi dello scenario a 1,5 ° C inizia ora e gli investimenti pubblici devono essere convogliati anche verso una transizione energetica, che tenga conto ovviamente della biocapacità e delle infrastrutture che possono contribuire a tale transizione. Nel settore del calore IRENA non ha dubbi, il driver principale sono le reti di teleriscaldamento e teleraffrescamento.
Perché un focus così preciso sul teleriscaldamento? Perché la riduzione delle emissioni del settore del riscaldamento e del raffreddamento è fondamentale per mitigare i cambiamenti climatici e ridurre l’inquinamento atmosferico. Il riscaldamento degli edifici e la produzione di acqua calda per uso domestico rappresentano circa la metà del calore totale prodotto (IEA, 2019). La stragrande maggioranza di questa energia viene prodotta dalla combustione di fonti fossili, rendendo il settore degli edifici un importante “emettitore” di gas serra e di inquinanti locali con effetti sulla salute. Tale aspetto rappresenta quindi una forte preoccupazione in molte città. Dal lato del raffreddamento, la domanda di raffreddamento sta crescendo rapidamente in tutto il mondo. I due settori richiedono quindi un’azione urgente.
Oggi circa la metà (55 per cento) delle persone nel mondo risiede nelle aree urbane, una tendenza che si prevede salirà al 68 per cento entro il 2050 (ONU, 2019).
Il settore può essere decarbonizzato: i sistemi di teleriscaldamento aumentare l’uso delle fonti rinnovabili, diminuire la povertà energetica, ridurre la quantità di combustibili fossili utilizzati, le emissioni di CO2 e di idroflurocarburi (HFC). In questo modo, tali sistemi potranno contribuire a rendere il riscaldamento e il raffreddamento conformi agli obiettivi di riduzione delle emissioni fissati dall’accordo di Parigi (ONU, 2015) e dall’emendamento di Kigali al protocollo di Montreal (UN, 2016) soprattutto nelle aree ad alta densità abitativa (quelle urbane).
ILARIA BOTTIO AIRU
È necessario però uno sforzo considerevole per ridurre l’intensità di carbonio nei sistemi di teleriscaldamento esistenti. Nonostante le bioenergie e le risorse geotermiche ad alta e media temperatura svolgano un ruolo importante nel fornire riscaldamento e raffreddamento in alcune regioni, la quota complessiva delle rinnovabili nel teleriscaldamento su scala globale è marginale; nel 2018 era inferiore all’8 per cento (IEA, 2019) a livello mondiale.
L’espansione dell’uso di fonti rinnovabili e di calore di scarto nei sistemi di teleriscaldamento può dare un contributo sostanziale agli obiettivi di sviluppo sostenibile, con riduzione dell’inquinamento atmosferico locale, creazione di posti di lavoro e sviluppo di infrastrutture sostenibili nonché riduzione dei gas serra.
Con questa idea in mente, ecco utile e opportuna la guida di cui all’oggetto di tale articolo: Integrare le fonti rinnovabili a bassa temperatura nei sistemi di teleriscaldamento – Linee guida per i decisori politici. Lo studio è sviluppato nel quadro del progetto Energy Solutions for Cities of the Future e implementato attraverso una collaborazione tra l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA) e l’Università di Aalborg (AAU) sotto l’egida della Global Geothermal Alliance.
Tradizionalmente, gli impianti di teleriscaldamento sono stati realizzati per funzionare a temperature elevate; attualmente la maggior parte dei sistemi italiani opera a 90 °C. L’innovazione tecnologica, la digitalizzazione e le attuali tendenze verso edifici più efficienti dal punto di vista energetico possono consentire un’integrazione più ampia di tecnologie energetiche pulite come geotermia a bassa temperatura, solare termico, energia da corpi idrici e fonti di calore di scarto a bassa temperatura in nuove reti di teleriscaldamento.
Queste fonti sono ampiamente disponibili a livello locale in molte regioni, così come evidenziato anche dallo studio congiunto svolto dal Politecnico di Milano e dal Politecnico di Torino Valutazione del potenziale di diffusione del teleriscaldamento efficiente sul territorio nazionale – Focus su sistemi di nuova generazione con fonti di calore di scarto e rinnovabile, che valuta il potenziale di espansione del teleriscaldamento in Italia pari a 4 volte l’esistente.
Queste fonti a bassa temperatura rimangono in gran parte inutilizzate perché non sono immediatamente compatibili con le attuali infrastrutture energetiche e il patrimonio edilizio esistente.
Il report di IRENA ritiene che l’utilizzo di tali fonti e del calore di scarto sostenibile nei sistemi di
teleriscaldamento sia spesso ostacolato da barriere, quali:
◼ mancanza di dati;
◼ insufficiente conoscenza e consapevolezza delle migliori tecnologie disponibili;
◼ disconnessioni a seguito di strategie di ristrutturazione edilizia;
◼ concorrenza sleale dei sistemi di riscaldamento individuali a fonte fossile o sistemi di raffreddamento elettrici;
◼ elevati costi iniziali;
◼ vincoli di bilancio a livello comunale;
◼ regolamentazione inadeguata e lunghe procedure autorizzative
Avendo individuato le sopra menzionate barriere, IRENA si prefigge quindi di fornire indicazioni per i decisori politici ed esempi di strumenti e soluzioni disponibili per facilitare l’integrazione delle fonti di calore rinnovabili a bassa temperatura negli impianti di teleriscaldamento nuovi ed esistenti, fornendo anche una panoramica delle applicazioni e delle tecnologie che utilizzano tali fonti.
La guida si concentra sui sistemi energetici che utilizzano solare termico, geotermia e calore ambientale dai corpi idrici, nonché sulle possibilità di utilizzo tramite pompe di calore. La biomassa non è contemplata perché secondo IRENA già rappresenta a livello mondiale la principale fonte di energia rinnovabile nel teleriscaldamento e non presenta grandi sfide di integrazione tecnica con le infrastrutture esistenti.
La Tabella 1 riassume i vantaggi e i ruoli delle principali fonti di calore a basse emissioni di carbonio e delle tecnologie abilitanti in un sistema energetico intelligente. Anche se la pianificazione energetica dei sistemi di teleriscaldamento è di natura locale, deve essere
coordinata a partire dal livello regionale e nazionale per raggiungere obiettivi sociali più ampi. La guida IRENA presenta quindi le migliori pratiche, gli strumenti e le soluzioni disponibili che i governi locali e nazionali possono applicare in diversi contesti per consentire l’integrazione di fonti energetiche rinnovabili a bassa temperatura nei sistemi di teleriscaldamento nuovi ed esistenti.
La diversità dei livelli istituzionali nel settore energetico e la diversa distribuzione delle competenze tra i livelli – nazionale, regionale e locale – da un Paese all’altro limita il dettaglio che può essere raggiunto nelle linee guida globali sviluppate da IRENA. Tuttavia, è possibile desumere alcune sfide generali riguardanti le proprietà delle fonti rinnovabili a bassa temperatura e le tecnologie disponibili.
Sono cinque i suggerimenti chiave che emergono dalla guida.
Sviluppare piani strategici di riscaldamento e raffreddamento basati su chiari driver politici e identificare le principali parti da coinvolgere. Questo processo potrebbe essere guidato dalle autorità locali, ma richiede il supporto fondamentale dei governi nazionali per fornire obiettivi ambiziosi e un quadro favorevole.
◼ A livello nazionale, fornire una governance adeguata e quadri normativi stabili.
◼ Sviluppare piani strategici locali e determinare quali parti saranno coinvolte nel processo, in che modo e su quali basi.
◼ Facilitare l’accettazione da parte dell’opinione pubblica della transizione verso un settore a basse emissioni di carbonio e verso la realizzazione di un modello di teleriscaldamento efficiente.
◼ Elaborare scenari tecnici basati sulla domanda incrociata con la mappatura delle risorse disponibili localmente.
Migliorare la mappatura della domanda di riscaldamento e raffreddamento effettuando misurazioni puntuali a livello di edificio o utilizzando gli strumenti esistenti per effettuare stime della domanda attraverso la modellazione topdown o bottom-up.
◼ Valutare le risorse di calore disponibili per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici utilizzando strumenti esistenti, come i sistemi di informazione geografica, o sviluppando veri e propri atlanti del calore. Le informazioni generate dall’uso di questi strumenti potrebbero essere utilizzate per supportare la pianificazione e gli investimenti nei sistemi energetici locali.
◼ Garantire che gli scenari avanzati per lo sviluppo del riscaldamento e del raffreddamento siano in linea con gli obiettivi a lungo termine.
Armonizzare il cambio di fornitura, l’ammodernamento della rete e i piani di ristrutturazione degli edifici per raggiungere un livello di prestazione ottimale (sia tecnico sia socio-economico).
◼ Allineare lo sviluppo del teleriscaldamento e l’efficienza energetica negli edifici e creare delle sinergie.
◼ Attuare misure per abbassare le temperature di esercizio sia per i sistemi già esistenti che per le nuove reti di teleriscaldamento. Ciò può essere fatto a livello di edificio – introducendo sistemi di controllo, riprogettando apparecchiature di riscaldamento, adattando con involucri edilizi energeticamente efficienti, riprogettando sistemi e sottostazioni per la fornitura dell’acqua calda sanitaria – oppure a livello di rete, integrando pompe di calore, abbassando le temperature di ritorno ed evitando quindi portate più elevate che potrebbero danneggiare la rete.
Promuovere l’uso di fonti energetiche rinnovabili disponibili localmente.
◼ Sviluppare progetti di energia rinnovabile innovativi affrontando le sfide tecniche per l’integrazione e il funzionamento di fonti a bassa temperatura in sistemi di teleriscaldamento nuovi o esistenti.
◼ Garantire il rispetto delle migliori pratiche per l’impiego delle fonti energetiche rinnovabili locali, attraverso l’uso più efficiente in termini di costo e sostenibilità delle risorse (ad esempio, reiniezione per l’energia geotermica o accumulo termico stagionale per il solare termico).
Garantire la creazione di condizioni normative favorevoli, incentivi di supporto e modelli di business.
◼ Garantire parità di condizioni attraverso leve fiscali e considerare anche le esternalità, come
le emissioni di gas serra o gli inquinanti atmosferici.
◼ Superare l’incertezza associata all’acquisizione della domanda di riscaldamento e raffreddamento per attirare investimenti collegando per primi i consumatori ad alto consumo, assicurandosi al contempo che il pieno potenziale possa essere sfruttato.
◼ Oltre alle sovvenzioni pubbliche, esplorare il coinvolgimento del settore privato come le partnership con società di servizi energetici (ESCO) o il crowdfunding.
Articolo pubblicato su Nuova Energia 2-2021
