L’Efficienza Energetica è un tema sempre più significativo e vasto per la sua capacità di dare un forte contributo immediato alla riduzione dei consumi e per le ampie potenzialità future. Il tema comprende praticamente tutti i settori dei consumi finali (civile, trasporti ed industria) e buona parte dei settori impegnati nella generazione e distribuzione di energia elettrica.
I problemi del sistema energetico italiano sono
sostanzialmente tre, fortemente correlati:
• la vulnerabilità del sistema nazionale rispetto agli approvvigionamenti energetici (l’Italia importa l’84,3% dell’energia primaria, soprattutto petrolio e gas e questo ci lega a doppio filo a paesi nelle zone politicamente più instabili della terra);
• la fragilità dal punto di vista ambientale per gli impatti locali legati all’utilizzo dei combustibili fossili (alta densità abitativa, saturazione di vaste aree);
• un mix di fonti primarie anomalo dovuto alla forte incidenza della dipendenza da combustibili di costo elevato, (petrolio e gas), scarsa incidenza del carbone, mancato decollo delle nuove fonti rinnovabili, assenza del nucleare e rilevanti importazioni di energia elettrica, peraltro prodotta prevalentemente da nucleare.
La promozione dell’efficienza energetica nei consumi rappresenta l’unica opzione di politica energetica che sia in grado simultaneamente di: ridurre la domanda di fonti energetiche di importazione, limitando così i rischi degli approvvigionamenti provenienti dall’estero; ridurre l’impatto negativo connesso alla produzione e al consumo di energia; diversificare il mix energetico, prediligendo le fonti alternative di energia.
È importante ricordare che le politiche di promozione dell’efficienza energetica garantiscono, a parità di servizio energetico goduto dal consumatore finale, un drastico contenimento dei consumi. Attraverso l’adozione di tecnologie e sistemi a maggiore efficienza, si riduce infatti l’intensità energetica di tali servizi.
Il quadro di riferimento italiano: il fabbisogno energetico
Il consumo di energia in Italia nel 2006 è stato di 143,57 MTep1. A fronte di questa domanda il nostro paese ha dovuto fornire nello stesso anno di riferimento ben 195,60 MTep. La differenza, pari a 52,03 MTep (circa 1/3 della domanda nazionale di energia) corrisponde a perdite del settore energetico italiano. Queste perdite corrispondono ad una quota molto importante del sistema energia italiano che lascia intravedere, nel caso di applicazione di politiche di risparmio, la possibilità di un grande margine di miglioramento dal lato dell'efficienza. È interessante conoscere come si differenzia la domanda energetica in Italia (dati dell’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas riferiti al 2006).
L'Italia importa gran parte delle risorse energetiche primarie. Ha una capacità di produzione di energia minima, pari soltanto a 28,68 MTep, pertanto deve importare ben 166,92 MTep di energia dall'estero (pari all’85% della domanda energetica nazionale). La dipendenza energetica dall'estero risulta quindi decisamente marcata. Il fabbisogno energetico italiano è fortemente dipendente dal petrolio per il 43% e dal gas per il 36%. Le fonti rinnovabili incidono per il 7%, prodotto per la maggior parte dall’idroelettrico.
La produzione italiana di energia elettrica
Nel 2006 l'offerta italiana di energia elettrica è stata di 70,3 MTep a fronte di un fabbisogno di 26,43 MTep. Ciò significa che ben 43,87 MTep (pari a circa 4,5 volte l'importazione di energia elettrica dall'estero) sono perduti per le inefficienze strutturali del sistema.
Nella produzione dell'energia elettrica ricopre un ruolo dominante l'utilizzo del gas all'interno del mix produttivo, per il 38%. Seguono le energie rinnovabili e il carbone al 17%, ed infine il petrolio al 14%.
Gli edifici
Il totale dei consumi in termini di energia primaria2 imputabile agli edifici è passato da 62,4 MTep nel 1991 a 80 MTep nel 2006 (su una disponibilità di 195,60 MTep). Il fabbisogno di energia è aumentato nel settore civile più che negli altri settori: questo fenomeno è dovuto alla crescita dei consumi elettrici, in particolare negli ultimi anni a quelli per il condizionamento estivo; giocano un ruolo importante anche la cattiva gestione degli impianti di illuminazione, meccanici e di ventilazione.
Le case in Italia sono 27,5 milioni con una distribuzione sul territorio non omogenea. Gli edifici presentano un alto grado di differenziazione nelle tipologie edilizie e costruttive, una incidenza di immobili abusivi, la cui qualità è incerta, e realizzazioni in larga parte non rispondenti al progetto. Le cause di questa situazione sono da imputare alla quasi totale mancanza di controlli da parte del settore Pubblico preposto e alle conoscenze approssimative degli addetti ai lavori. Nel residenziale il riscaldamento rappresenta ancora il maggiore consumo energetico.
Nel 2003 il consumo è stato di 19,1 MTep (68,2% del totale dei consumi residenziali). I consumi per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS) registrano un incremento negli ultimi anni a circa 3 MTep nel 2005 (circa il 10% dei consumi nel residenziale). Altro fattore importante è quello relativo al raffreddamento estivo degli edifici. Considerando le vendite degli anni passati e le sostituzioni, si può sommariamente valutare che almeno il 15% delle abitazioni italiane siano dotate di un sistema di raffrescamento estivo. Il picco di assorbimento di potenza elettrica estiva ormai supera sistematicamente quello invernale, con seri problemi di black out.
È necessario perciò invertire la tendenza all’aumento dei consumi di energia elettrica, ad esempio con lo sviluppo di sistemi di raffrescamento passivo e di tutte quelle tecnologie avanzate per lo sfruttamento dell’energia solare per il condizionamento dell’aria (solar cooling). I dati a disposizione per il settore non residenziale sono carenti e non permettono di ottenere informazioni dirette sulla distribuzione dei consumi per le singole categorie economiche. In generale si registra un costante aumento per tutti i settori con valori in forte crescita per il commercio e la categoria alberghiera. Tenendo conto del numero di questi esercizi e del loro alto consumo di energia elettrica, i settori alberghiero e commerciale sono quelli in cui si potrebbero ottenere risultati interessanti intervenendo con sistemi a basso impatto ed alta efficienza sugli impianti e sull’involucro.
La normativa
Dal 2005 al 2007 l’azione legislativa si è articolata principalmente verso le norme di recepimento delle direttive europee in ambito di efficienza energetica, in particolare la direttiva 91/2002 sull’Efficienza Energetica degli edifici, che introduce, tra le altre cose, la certificazione energetica degli edifici. Tale direttiva è stata recepita con i DLgs 192 del 2005 e 311 del 2006, che ha rivisitato e reso più stringenti i limiti previsti dal decreto precedente. Nel Decreto legislativo n. 20 del 2007 viene promosso l’utilizzo della cogenerazione, cioè la produzione combinata di energia elettrica (o meccanica) e calore a partire da una singola fonte energetica.
Questo sistema, incentrato sulla domanda di calore utile nel mercato interno dell'energia, rappresenta un elemento su cui può basarsi una importante strategia di risparmio energetico. In questo stesso periodo le leggi finanziarie hanno disposto incentivi per il risparmio energetico che, agendo sulle detrazioni di imposta, favoriscono gli investimenti necessari per migliorare l'efficienza energetica delle abitazioni o dei luoghi di lavoro. La Finanziaria 2008 proroga gli incentivi già previsti dalla Finanziaria 2007 e ne introduce di nuovi semplificando alcuni adempimenti.
Le principali novità riferite al settore del sistema edificio-impianto sono:
• proroga al 2010 delle agevolazioni previste dalla Finanziaria 2007;
• possibilità di ripartire le detrazioni fiscali in quote annuali da tre a dieci anni;
• attestato di qualificazione energetica opzionale per l'installazione di infissi e di pannelli solari termici;
• agevolazioni fiscali per il gasolio e il GPL utilizzati in zone montane e per le reti di riscaldamento alimentate a biomassa o energia geotermica;
• detrazione fiscale del 55% applicabile anche alla sostituzione di impianti di climatizzazione invernale con pompe di calore ad alta efficienza e con impianti geotermici a bassa entalpia3;
• rilascio del permesso di costruire dal 2009, subordinato all'installazione di impianti per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e alla certificazione energetica dell'edificio;
• divieto dal 2011 della commercializzazione delle lampadine a incandescenza e degli elettrodomestici privi di interruttore dell'alimentazione dalla rete elettrica.
L’approccio integrato al sistema edificio-impianto
La conversione di una qualsiasi forma di energia in calore è sempre un processo parzialmente irreversibile. Per cui bisognerebbe sempre scegliere in modo razionale ed efficiente le modalità di generazione e consumo dell'energia, evitando possibilmente di dissipare energia preziosa (quella elettrica). Gli usi obbligati dell'energia elettrica sono quelli per cui risulta difficile sostituire l'elettricità con un'altra fonte: la forza motrice, l'elettronica e l'illuminazione. Gli usi non obbligati sono quelli per cui l'elettricità può essere sostituita con una forma di energia meno pregiata.
Si pensi al controsenso di utilizzare lo scaldabagno elettrico: si brucia combustibile in centrale per produrre calore (a temperature di centinaia di gradi), trasformarlo in energia elettrica con rendimenti del 30% ed utilizzare poi la stessa energia per produrre nuovamente calore (a 80°C). È necessario dunque che per ogni uso dell’energia si scelga il vettore energetico appropriato. Inoltre, se si intende affrontare seriamente la questione dell'efficienza energetica negli edifici, è indispensabile considerare tre diversi aspetti. Il primo aspetto riguarda la riduzione della domanda di energia attraverso il miglioramento delle prestazioni della struttura edilizia: i metodi utilizzati sono l’isolamento termico delle pareti e dei solai, il recupero di calore, le schermature solari, ecc.
Questi interventi tra tutti determinano il maggior risparmio in termini di energia (fino al 30%), ma di solito non hanno una ricaduta economica sufficiente a ripagare l’investimento. Per questo motivo li si dovrebbe pianificare in concomitanza ad interventi di ristrutturazione, per i quali solitamente non si valuta la convenienza energetica. Il secondo interessa l’utilizzo delle fonti rinnovabili, soprattutto se integrate nell’edificio: sole, vento, biomassa, ecc. Il contributo portato da queste è evidentemente variabile, in funzione della possibilità di applicare più o meno intensivamente tali sistemi. Non è comunque irrealistico ritenere che le fonti rinnovabili possano contribuire al 20 – 25% dei consumi di un edificio reso energeticamente efficiente con gli interventi sopra descritti. Il terzo invece riguarda la conversione efficiente dell’energia fossile mediante il miglioramento degli impianti esistenti o la costruzione di nuovi (sistemi di climatizzazione tradizionale ad alta efficienza, sistemi per il raffrescamento passivo, tecnologie avanzate per l’illuminazione efficiente). I risparmi ottenibili superano il 10%.
Risultano poi importanti tutte quelle misure fatte a “costo zero” attraverso una serie di miglioramenti gestionali (utilizzo degli elettrodomestici sempre a pieno carico, evitare lo stato di stand by, ecc). Inoltre una buona manutenzione degli impianti e l’eliminazione dei malfunzionamenti più comuni non determinano dal punto di vista finanziario un impegno particolarmente elevato, di contro permettono di ottenere un tangibile risparmio energetico.
Ruolo dell’ENEA
L’ENEA ha l’ambizione di contribuire in maniera determinante e significativa alle grandi questioni energetiche che si pongono nel Paese. A questo fine l’ENEA è in grado di mettere in campo una serie di metodologie, tecnologie e competenze di alto livello scientifico. Una prima area di intervento si riferisce a due metodologie innovative. La prima è una piattaforma software (ODESSE - Optimal DESign for Smart Energy), in grado di simulare dinamicamente un ecobuilding o sistemi di edifici connessi ad impianti di generazione distribuita e fonti rinnovabili con condizioni tariffarie, fiscali e normative reali.
La seconda metodologia consiste in tecnologie innovative per il controllo integrato dell’ecobuilding o dell’intero distretto energetico con metodi molto avanzati, capaci ad esempio di recuperare in maniera automatica una condizione di emergenza come un black out. Un ampio sforzo è stato fatto inoltre nello sviluppo di prodotti, tecnologie e strumenti per il calcolo del consumo dell’edificio e della sua certificazione energetica. In questa linea sono stati sviluppati diversi codici di calcolo tra cui il codice RECAL PE per la certificazione energetica rigorosa di edifici esistenti o nuovi ed il codice DOCET per la certificazione energetica a basso costo di edifici esistenti con metodo semplificato.
Un ulteriore settore tecnologico di punta riguarda l’illuminazione efficiente sia all’interno che all’esterno dell’edificio. Lo sforzo si è concentrato su due tecnologie brevettate: il sistema LUCE e la lampada Stapelia. Il sistema LUCE è un regolatore di flusso di seconda generazione che permette di controllare l’intera illuminazione di un centro abitato di piccole dimensioni o di un quartiere, ottenendo risparmi nell’ordine del 40%.
La Stapelia è una lampada LED4 ad alimentazione fotovoltaica con un accattivante design, che riprende la forma dell’omonimo fiore. Stapelia costituisce un esempio di una possibile linea di prodotti che accoppiano l’efficienza del LED, le fonti rinnovabili ed il design. L’ENEA è inoltre impegnato nella progettazione e nella realizzazione di diverse esperienze pilota a carattere innovativo. Tra queste, le principali sono la ristrutturazione del Policlinico di Milano, il retrofit di un edificio della Cittadella della Ricerca di Brindisi e un complesso di edilizia popolare a Biella. Nel complesso del Policlinico di Milano sono previsti dieci edifici ecoefficienti, un sistema di cogenerazione, con l’integrazione di fonti rinnovabili e un sistema di illuminazione ad alta efficienza controllato per via remota. La Cittadella della Ricerca di Brindisi vedrà, oltre ad interventi innovativi sull’involucro che prevedono l’impiego di materiali sperimentali, una applicazione sperimentale di un sistema di condizionamento dell’aria alimentato con energia solare (solar cooling) integrato nell’edificio.
Il complesso di edilizia popolare a Biella si configura come intervento pilota di riqualificazione energetica dell’involucro e degli impianti. Su questo verranno messe a punto e sperimentate soluzioni di riferimento da esportare poi su larga scala. Considerando che in Italia ci sono almeno un milione di unità di edilizia popolare, la maggior parte delle quali costruite tra gli anni 50 e 60, con standard energetici largamente al di sotto di quanto previsto dalle normative vigenti, l’intervento si presenta con un altissimo potenziale di replicabilità. Lo studio preliminare condotto sul complesso di Biella dimostra infatti che intervenire su questo tipo di edifici possa portare dei considerevoli benefici, con tempi di ritorno dell’investimento interessanti (nell’ordine di 7 - 8 anni).
1 milione di tonnellate equivalenti di petrolio, la Tep rappresenta la quantità di calore ottenibile da una tonnellata di petrolio (1 Tep = 10.000.000 Kcal).
2 Si definiscono fonti primarie di energia quelle presenti in natura prima che abbiano subìto una qualunque trasformazione. Ad esempio sono fonti primarie il petrolio grezzo, il gas naturale, il sole.
3 La geotermia a bassa entalpia è una tecnologia per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti che utilizza il sottosuolo (sistema a bassa entalpia) come serbatoio termico. L’entalpia di un sistema esprime la quantità di energia che esso può scambiare con l'ambiente esterno.
4 è l'acronimo di Light Emitting Diode, si tratta cioè di un diodo capace di emettere luce.
• la vulnerabilità del sistema nazionale rispetto agli approvvigionamenti energetici (l’Italia importa l’84,3% dell’energia primaria, soprattutto petrolio e gas e questo ci lega a doppio filo a paesi nelle zone politicamente più instabili della terra);
• la fragilità dal punto di vista ambientale per gli impatti locali legati all’utilizzo dei combustibili fossili (alta densità abitativa, saturazione di vaste aree);
• un mix di fonti primarie anomalo dovuto alla forte incidenza della dipendenza da combustibili di costo elevato, (petrolio e gas), scarsa incidenza del carbone, mancato decollo delle nuove fonti rinnovabili, assenza del nucleare e rilevanti importazioni di energia elettrica, peraltro prodotta prevalentemente da nucleare.
La promozione dell’efficienza energetica nei consumi rappresenta l’unica opzione di politica energetica che sia in grado simultaneamente di: ridurre la domanda di fonti energetiche di importazione, limitando così i rischi degli approvvigionamenti provenienti dall’estero; ridurre l’impatto negativo connesso alla produzione e al consumo di energia; diversificare il mix energetico, prediligendo le fonti alternative di energia.
È importante ricordare che le politiche di promozione dell’efficienza energetica garantiscono, a parità di servizio energetico goduto dal consumatore finale, un drastico contenimento dei consumi. Attraverso l’adozione di tecnologie e sistemi a maggiore efficienza, si riduce infatti l’intensità energetica di tali servizi.
Il quadro di riferimento italiano: il fabbisogno energetico
Il consumo di energia in Italia nel 2006 è stato di 143,57 MTep1. A fronte di questa domanda il nostro paese ha dovuto fornire nello stesso anno di riferimento ben 195,60 MTep. La differenza, pari a 52,03 MTep (circa 1/3 della domanda nazionale di energia) corrisponde a perdite del settore energetico italiano. Queste perdite corrispondono ad una quota molto importante del sistema energia italiano che lascia intravedere, nel caso di applicazione di politiche di risparmio, la possibilità di un grande margine di miglioramento dal lato dell'efficienza. È interessante conoscere come si differenzia la domanda energetica in Italia (dati dell’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas riferiti al 2006).
L'Italia importa gran parte delle risorse energetiche primarie. Ha una capacità di produzione di energia minima, pari soltanto a 28,68 MTep, pertanto deve importare ben 166,92 MTep di energia dall'estero (pari all’85% della domanda energetica nazionale). La dipendenza energetica dall'estero risulta quindi decisamente marcata. Il fabbisogno energetico italiano è fortemente dipendente dal petrolio per il 43% e dal gas per il 36%. Le fonti rinnovabili incidono per il 7%, prodotto per la maggior parte dall’idroelettrico.
La produzione italiana di energia elettrica
Nel 2006 l'offerta italiana di energia elettrica è stata di 70,3 MTep a fronte di un fabbisogno di 26,43 MTep. Ciò significa che ben 43,87 MTep (pari a circa 4,5 volte l'importazione di energia elettrica dall'estero) sono perduti per le inefficienze strutturali del sistema.
Nella produzione dell'energia elettrica ricopre un ruolo dominante l'utilizzo del gas all'interno del mix produttivo, per il 38%. Seguono le energie rinnovabili e il carbone al 17%, ed infine il petrolio al 14%.
Gli edifici
Il totale dei consumi in termini di energia primaria2 imputabile agli edifici è passato da 62,4 MTep nel 1991 a 80 MTep nel 2006 (su una disponibilità di 195,60 MTep). Il fabbisogno di energia è aumentato nel settore civile più che negli altri settori: questo fenomeno è dovuto alla crescita dei consumi elettrici, in particolare negli ultimi anni a quelli per il condizionamento estivo; giocano un ruolo importante anche la cattiva gestione degli impianti di illuminazione, meccanici e di ventilazione.
Le case in Italia sono 27,5 milioni con una distribuzione sul territorio non omogenea. Gli edifici presentano un alto grado di differenziazione nelle tipologie edilizie e costruttive, una incidenza di immobili abusivi, la cui qualità è incerta, e realizzazioni in larga parte non rispondenti al progetto. Le cause di questa situazione sono da imputare alla quasi totale mancanza di controlli da parte del settore Pubblico preposto e alle conoscenze approssimative degli addetti ai lavori. Nel residenziale il riscaldamento rappresenta ancora il maggiore consumo energetico.
Nel 2003 il consumo è stato di 19,1 MTep (68,2% del totale dei consumi residenziali). I consumi per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS) registrano un incremento negli ultimi anni a circa 3 MTep nel 2005 (circa il 10% dei consumi nel residenziale). Altro fattore importante è quello relativo al raffreddamento estivo degli edifici. Considerando le vendite degli anni passati e le sostituzioni, si può sommariamente valutare che almeno il 15% delle abitazioni italiane siano dotate di un sistema di raffrescamento estivo. Il picco di assorbimento di potenza elettrica estiva ormai supera sistematicamente quello invernale, con seri problemi di black out.
È necessario perciò invertire la tendenza all’aumento dei consumi di energia elettrica, ad esempio con lo sviluppo di sistemi di raffrescamento passivo e di tutte quelle tecnologie avanzate per lo sfruttamento dell’energia solare per il condizionamento dell’aria (solar cooling). I dati a disposizione per il settore non residenziale sono carenti e non permettono di ottenere informazioni dirette sulla distribuzione dei consumi per le singole categorie economiche. In generale si registra un costante aumento per tutti i settori con valori in forte crescita per il commercio e la categoria alberghiera. Tenendo conto del numero di questi esercizi e del loro alto consumo di energia elettrica, i settori alberghiero e commerciale sono quelli in cui si potrebbero ottenere risultati interessanti intervenendo con sistemi a basso impatto ed alta efficienza sugli impianti e sull’involucro.
La normativa
Dal 2005 al 2007 l’azione legislativa si è articolata principalmente verso le norme di recepimento delle direttive europee in ambito di efficienza energetica, in particolare la direttiva 91/2002 sull’Efficienza Energetica degli edifici, che introduce, tra le altre cose, la certificazione energetica degli edifici. Tale direttiva è stata recepita con i DLgs 192 del 2005 e 311 del 2006, che ha rivisitato e reso più stringenti i limiti previsti dal decreto precedente. Nel Decreto legislativo n. 20 del 2007 viene promosso l’utilizzo della cogenerazione, cioè la produzione combinata di energia elettrica (o meccanica) e calore a partire da una singola fonte energetica.
Questo sistema, incentrato sulla domanda di calore utile nel mercato interno dell'energia, rappresenta un elemento su cui può basarsi una importante strategia di risparmio energetico. In questo stesso periodo le leggi finanziarie hanno disposto incentivi per il risparmio energetico che, agendo sulle detrazioni di imposta, favoriscono gli investimenti necessari per migliorare l'efficienza energetica delle abitazioni o dei luoghi di lavoro. La Finanziaria 2008 proroga gli incentivi già previsti dalla Finanziaria 2007 e ne introduce di nuovi semplificando alcuni adempimenti.
Le principali novità riferite al settore del sistema edificio-impianto sono:
• proroga al 2010 delle agevolazioni previste dalla Finanziaria 2007;
• possibilità di ripartire le detrazioni fiscali in quote annuali da tre a dieci anni;
• attestato di qualificazione energetica opzionale per l'installazione di infissi e di pannelli solari termici;
• agevolazioni fiscali per il gasolio e il GPL utilizzati in zone montane e per le reti di riscaldamento alimentate a biomassa o energia geotermica;
• detrazione fiscale del 55% applicabile anche alla sostituzione di impianti di climatizzazione invernale con pompe di calore ad alta efficienza e con impianti geotermici a bassa entalpia3;
• rilascio del permesso di costruire dal 2009, subordinato all'installazione di impianti per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e alla certificazione energetica dell'edificio;
• divieto dal 2011 della commercializzazione delle lampadine a incandescenza e degli elettrodomestici privi di interruttore dell'alimentazione dalla rete elettrica.
L’approccio integrato al sistema edificio-impianto
La conversione di una qualsiasi forma di energia in calore è sempre un processo parzialmente irreversibile. Per cui bisognerebbe sempre scegliere in modo razionale ed efficiente le modalità di generazione e consumo dell'energia, evitando possibilmente di dissipare energia preziosa (quella elettrica). Gli usi obbligati dell'energia elettrica sono quelli per cui risulta difficile sostituire l'elettricità con un'altra fonte: la forza motrice, l'elettronica e l'illuminazione. Gli usi non obbligati sono quelli per cui l'elettricità può essere sostituita con una forma di energia meno pregiata.
Si pensi al controsenso di utilizzare lo scaldabagno elettrico: si brucia combustibile in centrale per produrre calore (a temperature di centinaia di gradi), trasformarlo in energia elettrica con rendimenti del 30% ed utilizzare poi la stessa energia per produrre nuovamente calore (a 80°C). È necessario dunque che per ogni uso dell’energia si scelga il vettore energetico appropriato. Inoltre, se si intende affrontare seriamente la questione dell'efficienza energetica negli edifici, è indispensabile considerare tre diversi aspetti. Il primo aspetto riguarda la riduzione della domanda di energia attraverso il miglioramento delle prestazioni della struttura edilizia: i metodi utilizzati sono l’isolamento termico delle pareti e dei solai, il recupero di calore, le schermature solari, ecc.
Questi interventi tra tutti determinano il maggior risparmio in termini di energia (fino al 30%), ma di solito non hanno una ricaduta economica sufficiente a ripagare l’investimento. Per questo motivo li si dovrebbe pianificare in concomitanza ad interventi di ristrutturazione, per i quali solitamente non si valuta la convenienza energetica. Il secondo interessa l’utilizzo delle fonti rinnovabili, soprattutto se integrate nell’edificio: sole, vento, biomassa, ecc. Il contributo portato da queste è evidentemente variabile, in funzione della possibilità di applicare più o meno intensivamente tali sistemi. Non è comunque irrealistico ritenere che le fonti rinnovabili possano contribuire al 20 – 25% dei consumi di un edificio reso energeticamente efficiente con gli interventi sopra descritti. Il terzo invece riguarda la conversione efficiente dell’energia fossile mediante il miglioramento degli impianti esistenti o la costruzione di nuovi (sistemi di climatizzazione tradizionale ad alta efficienza, sistemi per il raffrescamento passivo, tecnologie avanzate per l’illuminazione efficiente). I risparmi ottenibili superano il 10%.
Risultano poi importanti tutte quelle misure fatte a “costo zero” attraverso una serie di miglioramenti gestionali (utilizzo degli elettrodomestici sempre a pieno carico, evitare lo stato di stand by, ecc). Inoltre una buona manutenzione degli impianti e l’eliminazione dei malfunzionamenti più comuni non determinano dal punto di vista finanziario un impegno particolarmente elevato, di contro permettono di ottenere un tangibile risparmio energetico.
Ruolo dell’ENEA
L’ENEA ha l’ambizione di contribuire in maniera determinante e significativa alle grandi questioni energetiche che si pongono nel Paese. A questo fine l’ENEA è in grado di mettere in campo una serie di metodologie, tecnologie e competenze di alto livello scientifico. Una prima area di intervento si riferisce a due metodologie innovative. La prima è una piattaforma software (ODESSE - Optimal DESign for Smart Energy), in grado di simulare dinamicamente un ecobuilding o sistemi di edifici connessi ad impianti di generazione distribuita e fonti rinnovabili con condizioni tariffarie, fiscali e normative reali.
La seconda metodologia consiste in tecnologie innovative per il controllo integrato dell’ecobuilding o dell’intero distretto energetico con metodi molto avanzati, capaci ad esempio di recuperare in maniera automatica una condizione di emergenza come un black out. Un ampio sforzo è stato fatto inoltre nello sviluppo di prodotti, tecnologie e strumenti per il calcolo del consumo dell’edificio e della sua certificazione energetica. In questa linea sono stati sviluppati diversi codici di calcolo tra cui il codice RECAL PE per la certificazione energetica rigorosa di edifici esistenti o nuovi ed il codice DOCET per la certificazione energetica a basso costo di edifici esistenti con metodo semplificato.
Un ulteriore settore tecnologico di punta riguarda l’illuminazione efficiente sia all’interno che all’esterno dell’edificio. Lo sforzo si è concentrato su due tecnologie brevettate: il sistema LUCE e la lampada Stapelia. Il sistema LUCE è un regolatore di flusso di seconda generazione che permette di controllare l’intera illuminazione di un centro abitato di piccole dimensioni o di un quartiere, ottenendo risparmi nell’ordine del 40%.
La Stapelia è una lampada LED4 ad alimentazione fotovoltaica con un accattivante design, che riprende la forma dell’omonimo fiore. Stapelia costituisce un esempio di una possibile linea di prodotti che accoppiano l’efficienza del LED, le fonti rinnovabili ed il design. L’ENEA è inoltre impegnato nella progettazione e nella realizzazione di diverse esperienze pilota a carattere innovativo. Tra queste, le principali sono la ristrutturazione del Policlinico di Milano, il retrofit di un edificio della Cittadella della Ricerca di Brindisi e un complesso di edilizia popolare a Biella. Nel complesso del Policlinico di Milano sono previsti dieci edifici ecoefficienti, un sistema di cogenerazione, con l’integrazione di fonti rinnovabili e un sistema di illuminazione ad alta efficienza controllato per via remota. La Cittadella della Ricerca di Brindisi vedrà, oltre ad interventi innovativi sull’involucro che prevedono l’impiego di materiali sperimentali, una applicazione sperimentale di un sistema di condizionamento dell’aria alimentato con energia solare (solar cooling) integrato nell’edificio.
Il complesso di edilizia popolare a Biella si configura come intervento pilota di riqualificazione energetica dell’involucro e degli impianti. Su questo verranno messe a punto e sperimentate soluzioni di riferimento da esportare poi su larga scala. Considerando che in Italia ci sono almeno un milione di unità di edilizia popolare, la maggior parte delle quali costruite tra gli anni 50 e 60, con standard energetici largamente al di sotto di quanto previsto dalle normative vigenti, l’intervento si presenta con un altissimo potenziale di replicabilità. Lo studio preliminare condotto sul complesso di Biella dimostra infatti che intervenire su questo tipo di edifici possa portare dei considerevoli benefici, con tempi di ritorno dell’investimento interessanti (nell’ordine di 7 - 8 anni).
1 milione di tonnellate equivalenti di petrolio, la Tep rappresenta la quantità di calore ottenibile da una tonnellata di petrolio (1 Tep = 10.000.000 Kcal).
2 Si definiscono fonti primarie di energia quelle presenti in natura prima che abbiano subìto una qualunque trasformazione. Ad esempio sono fonti primarie il petrolio grezzo, il gas naturale, il sole.
3 La geotermia a bassa entalpia è una tecnologia per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti che utilizza il sottosuolo (sistema a bassa entalpia) come serbatoio termico. L’entalpia di un sistema esprime la quantità di energia che esso può scambiare con l'ambiente esterno.
4 è l'acronimo di Light Emitting Diode, si tratta cioè di un diodo capace di emettere luce.