Pompe di calore per riscaldamento, tra vantaggi e sfide da risolvere

Secondo l’Agenzia Internazionale per l’energia l’implementazione di 600 milioni di pompe di calore entro il 2030 potrebbe coprire il 20% del fabbisogno annuale di riscaldamento in edilizia a livello globale. Ma esistono ancora degli ostacoli da superare

Pompe di calore per riscaldamento
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Le pompe di calore per riscaldamento sono una tecnologia ben funzionante e matura

(Rinnovabili.it) – Sono uno degli strumenti in grado di accelerare la decarbonizzazione del comparto edilizio. Offrono vantaggi per il portafoglio e il sicurezza energetica, ma per una adozione su larga scala devono essere necessariamente risolte prima alcune sfide. Parliamo delle pompe di calore per riscaldamento e raffrescamento, una delle tecnologie energetiche che ha compiuto più strada negli ultimi anni. Soprattutto in alcuni mercati, come quello giapponese, francese, nord europeo o statunitense (dove circa il 40% delle nuove case unifamiliari si affida a questi sistemi per la climatizzazione domestica). Un trend che non si fermerà facilmente. Secondo l’ultimo rapporto dell’Agenzia Internazionale dell’Energia IEA il numero di pompe di calore installate a livello globale è destinato a passare dai 180 milioni del 2020 a circa 600 milioni nel 2030. Una cifra che permetterebbe di coprire il 20% del fabbisogno annuale di riscaldamento in edilizia.

Merito soprattutto della loro efficienza: fino a tre volte superiore a quella delle tradizionali caldaie a combustibili fossili. “Nonostante una penetrazione complessiva in crescita – spiega la IEA – le pompe di calore rappresentano ancora una soluzione piuttosto rara per sostituire gli impianti di riscaldamento esistenti, a causa di maggiori costi iniziali o mancanza di consapevolezza e know-how da parte di installatori e progettisti”.

Pompe di calore, cosa sono?

Le pompe di calore sono macchine termiche che utilizzano l’elettricità per trasferire il calore. Possono estrarre il calore dall’ambiente esterno (aria, acqua o suolo) e pomparlo all’interno dell’abitazione per riscaldarla; o fare l’operazione opposta per raffrescarla. Ma possono anche essere progettate per lavorare assieme a una fonte supplementare di calore, come una caldaia o un impianto solare termico. L’efficienza complessiva può inoltre essere migliorata attraverso l’integrazione intelligente del sistema con impianti fotovoltaici, batterie e soluzioni di gestione dell’energia.

“In alcune situazioni – sottolinea l’Agenzia – la capacità delle pompe di calore di funzionare in modo flessibile potrebbe essere più importante del raggiungimento del massimo livello di efficienza”. Non solo. Nell’attuale crisi energetica globale, la Commissione europea le ha identificate come una delle soluzioni a disposizione per rafforzare la sicurezza energetica. Il piano REPowerEU suggerisce di raddoppiare il tasso di diffusione di queste macchine nei prossimi anni al fine di ridurre la dipendenza dal gas naturale russo. 

Pompe di valore, gli “svantaggi” da superare

Sebbene si tratti di una tecnologia ben funzionante e matura, le pompe di calore per riscaldamento richiedono ulteriori miglioramenti tecnici e  di sistema. Una delle principali sfide da affrontare sono i costi iniziali più elevati rispetto alle opzioni di riscaldamento basate sulle fossili. In alcune regioni, questo può essere compensato con costi di esercizio inferiori e maggiori benefici nel ciclo di vita totale. “La redditività delle pompe di calore rispetto alle loro alternative fossili è infatti legata anche ai prezzi di petrolio, gas, carbone ed elettricità, che hanno raggiunto livelli record dall’invasione russa dell’Ucraina, rendendone ora l’uso particolarmente interessante. La loro competitività dipende anche dal mix di produzione di elettricità e dalle modalità di tassazione e sovvenzione dei diversi combustibili”. 

 Al di là di ragioni economiche, le sfide sono legate alle limitazioni di spazio o al dimensionamento del sistema di distribuzione del riscaldamento e, in alcuni casi, alla sostituzione dei radiatori con unità più grandi poiché l’efficienza di una pompa di calore dipende dalla temperatura dei radiatori e quindi dalle loro dimensioni. In questo senso, la loro adozione si sposa bene con i piani di ristrutturazione degli edifici meno performanti poiché ciò potrebbe portare a temperature di distribuzione più basse per soddisfare la domanda di calore, consentendo di far funzionare le pompe a livelli di efficienza più elevati. 

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Le raccomandazioni IEA

 L’Agenzia fornisce alcune raccomandazioni dirette per il settore e i decisori politici, a cominciare dalla richiesta di migliorare l’efficienza delle pompe di calore per riscaldamento nei climi freddi, possibilmente attraverso sistemi ibridi. Ma anche di accelerare lo sviluppo del mercato delle soluzioni Climate e Comfort Box, un progetto congiunto tra Heat Pumping Technologies e Energy Storage di IEA TCP, che mira a combinare diverse tecnologie intelligenti in un unico sistema integrando pompe di calore e accumulo. Sfruttare l’accoppiamento settoriale e le sinergie tra tecnologie e usi finali, in particolare a livello distrettuale e urbano, anche attraverso l’integrazione con reti di teleriscaldamento o ibride. Testare l’impatto delle campagne di sensibilizzazione per supportare una maggiore consapevolezza e accettazione da parte degli utenti. Migliorare le catene del valore delle pompe di calore (ad esempio attraverso la digitalizzazione, il riciclaggio e il riutilizzo e l’economia circolare) e ridurne le emissioni acustiche.

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