Nuovi materiali per sistemi a energia geotermica efficienti (anche in termini di costi) negli edifici
Quando si considerano le opzioni di energia rinnovabile, è facile che le prime fonti di energia che vengano in mente siano i pannelli fotovoltaici. Ma c’è un outsider che si sta mettendo in luce in questo settore: l’energia geotermica. Con quasi 4 milioni di euro di supporto dell’UE, il progetto GEOCOND mira a trasformare questo potenziale in realtà. Il consorzio del progetto sta lavorando su sistemi di energia geotermica superficiale (SGES, Shallow Geothermal Energy System) per gli edifici dal maggio del 2017, cosa facilmente comprensibile alla luce delle loro allettanti promesse. «Gli SGES presentano funzionalità molto interessanti. Sono azionati elettricamente (pompa di calore), vantano la massima efficienza possibile (fonte termica più conveniente) e possono servire contemporaneamente riscaldamento, raffreddamento e acqua calda. Sono inoltre altamente integrabili negli edifici, possono essere combinati con altre fonti termiche o elettriche rinnovabili e rappresentano una tecnologia comprovata e robusta, con i costi di manutenzione più bassi del momento», afferma Javier Urchueguia, professore presso il Politecnico di Valencia e coordinatore di GEOCOND. C’è solo un problema. Ad oggi, gli SGES hanno fatto fatica ad attirare gli utenti finali, e uno dei motivi è il loro alto costo iniziale. GEOCOND è uno dei numerosi progetti che mirano a superare questo ostacolo, in particolare formulando nuovi materiali per la futura installazione di SGES. «L’energia geotermica superficiale ha utilizzato tradizionalmente materiali quali il PE-100 che non erano specificamente destinati a questa applicazione. Di conseguenza, il loro uso per tale tipo di energia è tutt’altro che ottimale. I grandi fornitori di materie plastiche non erano interessati a produrre nuovi composti, probabilmente perché le dimensioni del mercato sono ancora troppo limitate. Ecco perché era necessaria un’iniziativa come GEOCOND», spiega Urchueguia. La ricerca di GEOCOND copre quattro elementi chiave nel cuore degli SGES: tubi in plastica con conduttività migliorata, malte con caratteristiche ottimizzate in diverse dimensioni, nuovi materiali per accumulare calore e nuovi materiali in grado di aumentare la capacità del terreno circostante di trasferire calore. Il progetto è ora nel suo ultimo anno e l’elenco dei risultati è già promettente. Tra le altre cose, il consorzio ha proposto una nuova geometria per migliorare l’efficienza termica, nonché un nuovo algoritmo per l’ottimizzazione dei materiali considerando variabili termiche, energetiche ed economiche.
Maggiore conducibilità a costi inferiori
I nuovi composti plastici del progetto moltiplicano per tre la conducibilità del PE-100, tutto ciò mantenendo proprietà meccaniche e altre specifiche critiche relative alla saldabilità e gestibilità. «Sono state sviluppate anche nuove materie plastiche per altre geometrie come i coassiali», afferma Urchueguia. «Inoltre, siamo riusciti a produrre una nuova famiglia di composti per le coperture con malta con specifiche migliorate che sono state testate in condizioni reali con un controllo eccellente delle loro proprietà e abbiamo sviluppato un sistema ottimizzato di miscele di malta liquida e miscele di materiali a cambiamento di fase per consentire lo stoccaggio termico sotterraneo a diversi livelli di temperatura». Il team del progetto si sta ora concentrando sui suoi tre impianti pilota che dovrebbero presto essere operativi. Per essere considerati di successo, questi progetti pilota devono fornire informazioni critiche per confermare i benefici apportati da GEOCOND al fine di migliorare gli SGES in termini di costi inferiori e maggiore efficienza. «Le aziende del consorzio sono interessate a perseguire lo sfruttamento delle tecnologie di GEOCOND, che sono a un livello TRL piuttosto elevato, in particolare le malte e le materie plastiche. Un follow-up di un anno o un anno e mezzo e un progetto di alto livello potrebbero essere sufficienti per raggiungere la maturità del mercato richiesta per questi prodotti», conclude Urchueguia. Insieme ad altri progetti volti a risolvere altri problemi che riguardano gli SGES, quali la mancanza di formazione, una legislazione adeguata e altre limitazioni tecnologiche, GEOCOND è sulla buona strada per svolgere un ruolo fondamentale nella democratizzazione dell’energia geotermica per i futuri edifici in Europa.
Parole chiave
GEOCOND, SGES, energia geotermica, edifici, nuovi materiali, PE-100, conducibilità, impianti pilota
