Il teleriscaldamento e il teleraffreddamento per rispondere agli obiettivi climatici ed energetici
Le reti di teleriscaldamento e teleraffreddamento (DHC, district heating and cooling) si basano su uno o più impianti centralizzati, che producono convenzionalmente acqua calda o fredda distribuita attraverso una rete di tubi isolati agli edifici vicini, tra cui uffici, scuole, ospedali e aeroporti. Combinando i carichi di più edifici, si creano economie di scala che possono contribuire a ridurre i costi energetici. Dalla prima generazione di DHC negli anni ottanta del XIX secolo, le temperature di esercizio sono diminuite e, più recentemente, si prediligono in misura sempre maggiore le fonti energetiche più sostenibili. Il progetto REWARDHeat, finanziato dall’UE, sta accelerando questa evoluzione, sviluppando e dimostrando soluzioni DHC avanzate che riducono drasticamente le temperature alla fonte e sfruttano la capacità di accumulo di energia termica integrata tramite controlli intelligenti. Le soluzioni economiche, altamente tecnologiche e sostenibili proposte sosterranno gli obiettivi del pacchetto «Pronti per il 55 %» dell’Europa.
Un controllo flessibile e ottimizzato che sfrutta il calore di scarto e le fonti di energia rinnovabili
Nelle aree urbane viene prodotta un’enorme quantità di calore di scarto di bassa qualità, principalmente dai condizionatori d’aria e dai sistemi di raffreddamento dei processi industriali, dei supermercati e dei centri dati. Anche i laghi e i fiumi sono un’eccellente fonte non sfruttata di energia termica a bassa temperatura. Per liberare il potenziale del calore di scarto distribuito e delle FER è necessario adottare un nuovo paradigma di costruzione e gestione, caratterizzato da una maggiore flessibilità. Le sottostazioni REWARDHeat integrano l’accumulo di energia termica e le pompe di calore ad azionamento elettrico. Sfruttando il calore di scarto a bassa temperatura e l’energia rinnovabile, queste sottostazioni bilanciano la domanda e l’offerta e forniscono temperature più elevate alla rete e agli utenti. Utilizzando modelli che prevedono i carichi con 24 ore di anticipo, il team sta sviluppando controlli intelligenti per le singole sottostazioni e per l’intera rete DHC, al fine di ottimizzare la raccolta di calore a bassa temperatura e ridurre al minimo l’elettricità richiesta dalle pompe di calore.
Interoperabilità della rete: integrazione delle reti termiche ed elettriche
Secondo Roberto Fedrizzi, coordinatore del progetto e ricercatore presso Eurac Research: «Le nostre tecnologie e i nostri controlli intelligenti si muovono verso l’interoperabilità delle reti e l’integrazione più flessibile delle FER nei vari settori energetici, attraverso la combinazione sistematica di reti termiche ed elettriche. Le pompe di calore ad azionamento elettrico supportano una gestione intelligente della capacità termica e dei carichi, consentono potenziali servizi di rete elettrica e forniscono un uso efficiente e flessibile dell’elettricità rinnovabile rispetto ai sistemi a pompa di calore ad aria.» Al di là di una riduzione estrema della temperatura di alimentazione, le soluzioni REWARDHeat ottimizzano l’uso combinato di energia rinnovabile termica ed elettrica e di calore di scarto per specifiche condizioni operative a livello climatico e stagionale.
Modificare le politiche e le pratiche
REWARDHeat ha avviato investimenti per oltre 20 milioni di euro a sostegno di otto reti dimostrative DHC, che stanno attuando le sue tecnologie innovative e le strategie di controllo intelligente implementate. Alimentate per oltre l’80 % da FER o da calore di scarto, esse ridurranno le emissioni di CO2 delle nostre reti DHC di oltre 35 000 tonnellate all’anno. È possibile esplorare i dimostratori o provare i propri scenari DHC utilizzando il generatore di scenari energetici TIMES (The Integrated MARKAL-EFOM System) sul sito web del progetto. «Il potenziale delle nostre soluzioni DHC è enorme ed è stato riconosciuto dalla Commissione europea nelle sue revisioni della direttiva sull’efficienza energetica e della direttiva III sulla promozione delle energie rinnovabili, che riconoscono al calore di scarto un’importanza equivalente a quella delle energie rinnovabili per realizzare reti di teleriscaldamento efficienti e decarbonizzate», conclude Fedrizzi. Il team ha pubblicato un documento programmatico con i messaggi chiave del progetto a supporto dei decisori politici. È arrivata la nuova generazione di reti DHC.
Parole chiave
REWARDCalore, calore di scarto, FER, pompa di calore, teleriscaldamento e teleraffreddamento (DHC), fonti energetiche rinnovabili, accumulo di energia termica, direttiva sull’efficienza energetica, direttiva III sulla promozione delle energie rinnovabili
