Quale è il sistema di riscaldamento migliore dal punto di vista ambientale e finanziario?

1 - Le pompe di calore alla conquista del mondo

Secondo l'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE), in futuro le termopompe potrebbero coprire più della metà del fabbisogno energetico mondiale in materia di riscaldamento. Attualmente il 10% degli edifici del mondo è riscaldato con pompe di calore, rispetto al 38% del gas fossile e al 13% della nafta, e il mercato di queste pompe è in rapida espansione. "La tecnologia ha dato prova della sua efficacia nei climi più freddi", ha affermato Fatih Birol, il direttore dell'AIE, alla presentazione del rapporto "Il futuro delle pompe di calore".

Nel 2021, nel mondo sono state installate il 15% di pompe di calore in più, rispetto all'anno precedente. Nel 2022, anche a causa della guerra in Ucraina, la crescita è stata ancora maggiore e in paesi come la Germania, la Finlandia e la Polonia, si è situata addirittura fra il 50 e il 120%.

Una termopompa può essere utilizzata per riscaldare ogni tipo di edificio. Essa non produce il calore, ma estrae quello già presente nell’ambiente, sia nell’aria, nel sottosuolo o nell’acqua, lo concentra e lo mette a disposizione per il riscaldamento. Per funzionare ha certo bisogno di energia elettrica, ma con un solo chilowattora di elettricità genera in media dai 3 ai 5 chilowattora di calore. Da notare che non si tratta affatto di una tecnologia moderna: l’americano Jacob Perkins costruì la prima pompa di calore nel 1834 per la fabbricazione di ghiaccio e Lord Kelvin intuì nel 1852 che una simile pompa, utilizzata all’inverso avrebbe avuto il potenziale per scaldare una casa. Ma il primo a brevettare una pompa di calore per il riscaldamento è stato l’ingegnere Heinrich Zoelly, un messicano di origine tedesca, naturalizzato già in giovane età in Svizzera, dove divenne il direttore tecnico della Escher Wyss & Cie, una ditta all’epoca celebre per i suoi sistemi idraulici, motori a vapore e sistemi di raffreddamento.

Le pompe di calore, non solo sono efficienti dal punto di vista energetico, ma fanno bene anche al clima, in particolare se l’energia elettrica utilizzata per farle funzionare proviene da fonti rinnovabili. Esse sono pure molto convenienti finanziariamente: stando all'Agenzia Internazionale dell'Energia, in Europa, una famiglia che passa alla pompa di calore può risparmiare fino a 840 Euro all'anno.

2 - Il teleriscaldamento è favorevole soprattutto per le città

I paesi scandinavi (Norvegia, Danimarca, Svezia e Finlandia) sono stati i pionieri della fornitura di calore tramite reti di teleriscaldamento. A seconda del luogo in cui si trova una rete di questo tipo, il calore immesso proviene dalle fonti più svariate, ossia da quella che nel luogo in questione è la più disponibile ed economica. Può ad esempio trattarsi di calore generato da impianti industriali che, se non riutilizzato, finirebbe nell’atmosfera, oppure del calore generato da un centro di calcolo, o da un impianto d’incenerimento dei rifiuti. La fonte di questo calore può anche essere un impianto geotermico, che estrae il calore dal sottosuolo da profondità che vanno fino a 5.000 metri, oppure ancora un impianto solare termico, o una pompa di calore che sfrutta il calore delle acque reflue, oppure quelle di un lago. Quest’ultima è un’opzione particolarmente interessante per città come Lugano e Locarno e tutti i comuni ticinesi che si trovano nelle vicinanze di uno dei nostri laghi.

Gli esperti e le aziende municipalizzate vedono un grande potenziale nel mix di diverse fonti energetiche e molte reti cittadine vengono ampliate in tal modo. Un pioniere in questo campo è la città di Monaco di Baviera, che ha stabilito che la fornitura di calore nella rete cittadina di teleriscaldamento dovrà essere neutrale dal punto di vista climatico entro il 2035. Come mix di calore, questa città tedesca utilizza la geotermia profonda, che procura calore a meno di tre centesimi di euro per chilowattora, utilizza inoltre il calore di grandi impianti solari termici, pure questo a un costo di soli tre centesimi di euro per chilowattora e infine quello della falda freatica, tramite grandi termopompe che estraggono il calore dall'acqua.

3 - La doccia calda si può fare anche sfruttando l’energia solare termica 

Nei paesi in cui non c’è, o c’è poco bisogno di riscaldamento, è soprattutto l'acqua calda sanitaria a essere necessaria, ad esempio per la doccia. In questo caso, secondo l'AIE, è l'energia solare termica, combinata a sistemi di accumulo e di conservazione dell’acqua calda, ad essere l'energia preferita. Tali sistemi solari sono già presenti su molti tetti in tutto il mondo, in particolare si possono vedere sui tetti delle case dei paesi situati attorno al Mediterraneo. L’energia solare termica può però essere utilizzata anche in paesi più freddi, in particolare in combinazione con riscaldamenti a gas, a olio, a legna, o con termopompe. Contrariamente ai pannelli fotovoltaici che hanno rendimenti che variano dal 14 al 20%, quelli solari temici arrivano a rendimenti che vanno dal 30 al 60%, a dipendenza della regione. Secondo lo scenario stilato dall'AIE, nei prossimi decenni, nell'offerta globale di calore, la quota di energia solare termica dovrebbe quintuplicare rispetto a oggi (vedi Net Zero by 2050 / A Roadmap for the Global Energy Sector / IEA / maggio 2021).

4 - Il riscaldamento a legna è costoso e non è neutrale, né per il clima, né per la salute

Anche se ancora oggi molti lo ritengono “ecologico”, il riscaldamento a legna o a pellet non è affatto neutrale, né dal punto di vista climatico, né da quello ecologico. Esso è estremamente inquinante, perché rilascia grandi quantità di polveri sottili - il fumo - che sono particolarmente dannose per la salute. Un problema è pure la quantità limitata di legname a disposizione a livello mondiale. Le foreste rappresentano un importante deposito di carbonio e da vive assorbono e immagazzinano 190 milioni di tonnellate di CO₂ ogni anno, contribuendo così a frenare il surriscaldamento del clima. Ecco perché, per proteggere il clima, non dovrebbero più essere tagliate per produrre legna da ardere.

Il legno è un importantissimo deposito di carbonioinfatti e nel contempo una risorsa limitata. Pertanto, dovrebbe essere utilizzato con moderazione e soprattutto soltanto per fabbricare prodotti in legno durevoli. Rinunciando alla legna da ardere, non si protegge soltanto il clima e la nostra salute, ma anche il nostro portamonete, perché negli ultimi mesi i prezzi del pellet sono notevolmente aumentati, soprattutto in Europa, dove il consumo è il più alto al mondo. Val la pena ricordare che nel 2019 e nel 2020, per colmare il deficit di offerta indigena, l'Europa ha importato quasi 10 milioni di tonnellate di pellet all'anno dagli Stati Uniti, dal Canada e dalla Russia, paesi dove si procede al taglio raso di intere foreste primarie per rispondere alla crescente domanda. Anche la Svizzera non produce tutto il pellet che brucia nei suoi riscaldamenti: un quarto lo deve importare dall’estero (fonte: www.propellet.ch).

5 - L’idrogeno è importante per la transizione energetica, ma non per il riscaldamento

L’idrogeno di per sé non contiene carbonio (C) e quindi quando lo si brucia non produce alcun CO2. Le emissioni di CO2 occorrono durante il processo la sua produzione. Per produrre idrogeno vi sono tre metodi: il reforming del gas fossile, la gassificazione del carbone e l'elettrolisi dell'acqua. Quest’ultimo si basa sulla scissione delle molecole di acqua (H₂O) in idrogeno (H) e Ossigeno (O), tramite l’uso di elettricità. Per produrre idrogeno a zero emissioni di CO2, il cosiddetto idrogeno verde, ci si basa sull’elettrolisi dell’acqua tramite l’utilizzo di elettricità prodotta da fonti rinnovabili.

Il problema principale di questo combustibile, perché è proprio di un combustibile che si tratta, è tuttavia rappresentato dalle elevate perdite di energia che si registrano durante la produzione di idrogeno tramite l'utilizzo di elettricità per l'elettrolici e durante la conversione dall'idrogeno al calore. Durante questi processi va persa circa il 50% dell'energia utilizzata. Da un chilowattora (kWh) di elettricità si genera così solo mezzo chilowattora di energia termica. In confronto, una termopompa è circa sette volte più efficiente. Gli esperti ritengono quindi che per i sistemi di riscaldamento di singoli edifici l’idrogeno non sia assolutamente rilevante.

In futuro l’idrogeno verde potrebbe tuttavia diventare più rilevante per la sicurezza dell'approvvigionamento di elettricità, in quanto potrebbe colmare temporaneamente i deficit energetici in momenti di scarsità di energia eolica e fotovoltaica. Esso avrà poi certamente una grande importanza nel settore dei trasporti su lunga distanza. L’idrogeno verde può infatti essere utilizzato come valida alternativa ai carburanti fossili laddove l'elettrificazione non è pratica o possibile, per esempio nel trasporto marittimo o nell’aviazione civile.

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