Energia rinnovabile: raddoppiare lo sfruttamento senza raddoppiare i costi

Abbiamo avuto modo di vedere, nell’articolo “Energia rinnovabile autosostenibile” e nell’articolo “Acqua calda sanitaria: non solo sole!”, come sia possibile abbinare con successo tecnologie differenti in modo da sfruttare al meglio le fonti rinnovabili di energia che, lo ricordiamo, per la legge italiana (Legge 96/10 del 4 giugno 2010) ed europea (Direttiva “RES” 2009/28/CE), comprendono l’energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas.

Ormai sono numerose le Regioni italiane che hanno reso obbligatoria la copertura di una quota di fabbisogno energetico attraverso fonti rinnovabili di energia. Una buona parte fa riferimento alla produzione della sola acqua calda sanitaria, ma alcune regioni più lungimiranti hanno esteso la valutazione di questo risparmio anche al servizio di riscaldamento, che energeticamente costituisce, come è ovvio, la massima parte del consumo energetico invernale di un edificio (a livello europeo è stato calcolato che solo il 9% del consumo energetico complessivo annuale è dovuto alla produzione di acqua calda sanitaria).

Ma, nel concreto, che tipo di contributo sono in grado di dare le pompe di calore nella stagione invernale, qualora abbinate a sistemi di pannelli solari termici?

Partendo dal presupposto che il contributo dei pannelli solari termici nella stagione invernale è comunque limitato (possiamo stimarlo nell’ordine del 20% del fabbisogno complessivo di riscaldamento), come possiamo innalzarlo senza sostenere costi esorbitanti, rischiando poi di avere comunque la necessità di integrarlo con altri sistemi energetici d’inverno (in quanto comunque non saremmo in grado di soddisfare interamente il servizio di riscaldamento con il solo solare) e di avere d’estate una sovrabbondanza di acqua bollente da non saper come sfruttare?

L’ideale è diversificare l’approvvigionamento energetico, ovvero sfruttare fonti di energia diverse per arrivare ad aumentare la percentuale di energia rinnovabile utilizzata, mantenendo i costi di investimento sufficientemente contenuti da renderlo comunque  remunerativo.

Per avere un’idea consideriamo un edificio in cui si sia scelto di installare un sistema di pannelli solari termici in grado di coprire il 20% del fabbisogno energetico invernale. Qualora questo sistema, che sfrutta sicuramente energia rinnovabile, fosse abbinato a una caldaia tradizionale a condensazione, ci ritroveremmo ad avere come risultato finale uno sfruttamento complessivo di energia rinnovabile solo del 20%, in quanto la caldaia ovviamente non sfrutta in alcun modo energia rinnovabile. Quindi qualora volessimo (per incrementare la classe energetica o per acquisire punteggi più elevati nei concorsi di progettazione) o fossimo costretti da vincoli normativi, ad aumentare la percentuale di energia rinnovabile utilizzata, non avremmo altra scelta se non di incrementare la superficie di pannelli solari, con una crescita esponenziale dei costi e un vantaggio che economicamente cresce molto meno, in quanto in parallelo crescono (e di più) i costi di esercizio e manutenzione per garantire il buon funzionamento dell’impianto.

Che alternative abbiamo se vogliamo difendere l’ambiente (e quindi sfruttare più energia rinnovabile) senza vuotare il portafoglio (già “provato” dall’installazione dei pannelli)? La risposta sta sicuramente nell’abbinamento con altre tecnologie in grado di utilizzare energia rinnovabile, ad esempio le pompe di calore.

Se volessimo utilizzare una pompa di calore elettrica, questa potrebbe sicuramente operare insieme ai pannelli solari termici già installati per incrementare la percentuale di energia rinnovabile utilizzata dall’impianto, ma la sua installazione richiederebbe adeguamenti pesanti sia nell’impianto elettrico che nel contatore, con un aggravio di spesa significativo. Potremmo anche pensare di alimentare la pompa di calore elettrica con un sistema di pannelli solari fotovoltaici, ma abbiamo già esaurito lo spazio per quelli termici, e il costo “importante”…senza dimenticare l’efficienza (attorno al 10%) che ci costringe a installare superfici enormi per coprire fabbisogni relativamente bassi (e quello della pompa di calore elettrica è tutt’altro che basso).

Se invece volessimo utilizzare una pompa di calore a gas, non avremmo bisogno di altri adeguamenti sugli impianti rispetto a un impianto tradizionale con caldaia a condensazione, visto che l’allacciamento al contatore del gas è disponibile senza costi aggiuntivi. La pompa di calore a gas è pienamente in grado di sfruttare energia rinnovabile (aerotermica, geotermica o idrotermica), abbinando i vantaggi della pompa di calore elettrica a quelli della caldaia a condensazione, il tutto con costi di acquisto e installazione contenuti, in grado di garantire un rapido ritorno dell’investimento (molto più rapido, in verità, rispetto ai pannelli solari stessi a cui viene abbinata).

Per dare alcuni numeri, supponiamo che la pompa di calore a gas sia in grado di fornire, nell’intera stagione di riscaldamento, una media del 36,3% di energia rinnovabile (valore tutt’altro che assurdo, se pensiamo che l’efficienza di una pompa di calore a gas in condizioni nominali è del 152%). Questa si somma al 20% già prodotto dai pannelli solari. La pompa di calore andrà quindi a integrare l’80% del fabbisogno di riscaldamento non coperto dai pannelli solari. Ne viene che il totale di energia rinnovabile sfruttata è 20+(0,8×36,3) = 49%.

Abbiamo più che raddoppiato la quota di energia rinnovabile utilizzata con un investimento che è solo una frazione di quello sostenuto per il sistema di pannelli solari termici, senza pesanti modifiche sull’impianto già esistente.

In questo modo diventa realistico pensare di raggiungere anche quote di energia rinnovabile sopra il 50% con una serie di vantaggi sia per il costruttore che per l’utente (classe energetica molto più elevata, punteggi massimi ai concorsi, rispetto agevole delle norme sull’efficienza energetica negli edifici, elevate economie di esercizio, payback rapidi…), combinando il meglio della tecnologia esistente e facendo in modo che almeno per una volta la difesa dell’ambiente non vada in conflitto con la difesa del proprio potere d’acquisto.

La pompa di calore a gas anche in questo caso apre nuovi orizzonti allo sfruttamento ottimale delle fonti di energia rinnovabili!