Progettazione e ottimizzazione di sistemi di cogenerazione integrati per promuovere l'efficienza energetica e la transizione. Possibili applicazioni per edifici pubblici

La transizione energetica nel pensiero comune viene spesso associata univocamente al concetto di produzione energetica a partire da fonti rinnovabili e all’uso di energia 100% “green”. Eppure, una delle più importanti leve del processo di transizione energetica è l’efficienza energetica, la quale si palesa come un’arma ancora più efficace nel breve periodo rispetto alle rinnovabili perché gli interventi di questo tipo hanno, solitamente, tempi di realizzazione meno lunghi rispetto alla costruzione di grandi impianti eolici o solari.
L’efficienza energetica consente benefici multipli in termini di riduzione del costo della bolletta, lotta alla povertà energetica e miglioramento della competitività industriale. Non è ammissibile basarsi solo sulle energie rinnovabili per combattere il cambiamento climatico; con una domanda energetica in continua crescita è impensabile tappezzare l’intero mondo di un numero sempre maggiore di moduli fotovoltaici o turbine eoliche, di anno in anno.

Possibili interventi di efficientamento energetico
Esiste una molteplicità di interventi atti a migliorare l’efficienza energetica di edifici e processi, occasioni che possono essere colte sia da famiglie che da privati o da Pubbliche Amministrazioni allo scopo di ottenere un’immediata riduzione di costi e consumi.
Come già detto in precedenza, questo tipo di interventi punta a ridurre il fabbisogno energetico e a minimizzare gli input del sistema.
Dal libro “L’Esperto in Gestione dell’Energia”, uno dei volumi più consultati per la formazione di energy auditor, tra gli altri interventi di efficientamento energetico vengono citati:
• Installazione di pannelli solari, impianti fotovoltaici e sistemi di accumulo.
• Installazione di collettori solari termici, anche abbinati a sistemi di solar cooling.
• Isolamento termico delle superfici opache delimitanti il volume climatizzato.
• Installazione di impianti di produzione o consumo da fonti rinnovabili.
• Cappotto termico.
• Installazione di infissi in PVC.
• Sostituzione di impianti di climatizzazione invernali con generatori di calore a condensazione.
• Acquisto e posa in opera di micro-cogeneratori in sostituzione di impianti esistenti.
• Acquisto e sostituzione di caldaie a biomasse e di caldaie a condensazione con efficienza almeno pari alla classe A di prodotto.
• Eliminazione delle barriere architettoniche.
• Acquisto e posa in opera di schermature solari.
• Acquisto, installazione e messa in opera di dispositivi multimediali per il controllo a distanza degli impianti di riscaldamento, produzione di acqua calda o climatizzazione delle unità abitative.
• Teleriscaldamento.

Risultati dello sforzo di efficientamento energetico globale
Dall’“International Energy Efficiency Scorecard” pubblicato il 6 aprile 2022 dall’American Council for an Energy-Efficient Economy con la partecipazione anche dell’ENEA, è stato estrapolato un resoconto fra i 25 Paesi leader nel settore dell’energia, con punteggi individuali assegnati a: sforzo nazionale verso l’efficienza energetica, performance settore residenziale, industriale e dei trasporti.
Nei risultati generali dell’International Scorecard, la Francia si classifica prima e leader dell’efficienza con 74.5 punti su 100. Sul podio anche Regno Unito in seconda posizione e Germania e Olanda, a pari merito al terzo posto. Fanalino di coda sono Sud Africa e Emirati Arabi Uniti con 23,5 e 21,5 punti. Rispetto al 2018, l’Olanda è il Paese che ha saputo dare una svolta conseguendo il successo con politiche incentivanti la mobilità elettrica e opere di potenziamento dell’intensità energetica degli edifici, passando dalla settima posizione alla terza. Sebbene l’Italia abbia raggiunto un ottimo punteggio, ottiene un brutto risultato passando dalla prima posizione alla quinta e perdendo punti nel settore residenziale. La classifica internazionale di efficienza energetica è dominata da nazioni europee come Francia, Gran Bretagna, Germania, Olanda e Italia; questo a dimostrazione di come le direttive dell’Unione Europea emanate sin dal 2009, abbiano ottenuto dei buoni risultati.
Nonostante nessun Paese sia giunto al punteggio massimo in alcuna categoria, 12 Paesi sono sopra quota 50. La media totale è infatti di 48,5 punti, decretando che i Paesi principali non hanno ravvisato il progresso che si aspettavano dopo gli sforzi degli scorsi anni.
Gli autori del report affermano che c’è ancora un notevole margine su cui lavorare, soprattutto nel settore dei trasporti dove la media di queste metriche è di 9,5 su un massimo di 25 punti.
Da notare come l’India abbia perso terreno nella categoria dei trasporti, passando dal secondo posto al dodicesimo a causa di basse quote di veicoli elettrici e pochi investimenti. Sorte simile per gli Stati Uniti dove con la presidenza Trump si è compiuto un passo indietro a favore del trasporto tradizionale e sono stati promossi pochi investimenti in ferrovie.
Risultati diretti delle incentivazioni di efficienza energetica in Italia

In Italia sono molteplici i sistemi incentivanti l’efficienza energetica, tra cui (dati estratti dal Rapporto Efficienza Energetica 2021):
• Ecobonus 65%: introdotto nel 2007, ha garantito di 45 miliardi di investimenti fino al 2020 con un risparmio complessivo di 19.000 GWh/anno.
• Superecobonus 110%: dopo un anno di attuazione si evidenzia un investimento totale ammesso a detrazione pari a 11,94 miliardi di euro di cui 8,28 miliardi già conclusi. Il Governo ha annunciato che dal 20 novembre, l’aliquota sarà ristretta al 90%.
• Certificati Bianchi (o Titoli di Efficienza energetica): nel corso del 2020 il GSE ha riconosciuto 1.720.903 di certificati bianchi. La misura, varata nel 2005, è stata origine di numerosi progetti, consentendo di risparmiare 6,08 Mtep fino al 2020.
• Bonus Casa: nel 2020 sono stati eseguiti 614.547 interventi di riqualificazione con richiesta d’accesso all’incentivo. Il risparmio associato al Bonus Casa è stato pari a circa 0,25 Mtep/anno per il 2020.
• Bonus Facciate: nel 2020, data di inizio dell’incentivo, sono pervenute 1600 richieste valide per circa 71 milioni di euro, con un risparmio energetico di 0,003 Mtep.
I risparmi energetici ottenuti con queste forme di detrazione fiscale sono affini al raggiungimento degli obiettivi previsti dall’Articolo 7 della Direttiva Efficienza Energetica. Un meccanismo di incentivazione del mix efficientamento energetico-fonti rinnovabili è il Conto Termico. Gli interventi incentivati nel 2020 sono stati 113.498. Solo il 16% però rispondono a richieste di interventi di efficienza energetica degli edifici della Pubblica Amministrazione.

Povertà energetica
L’efficientamento energetico rappresenta uno dei principali strumenti contro un’altra emergenza che non può attendere: la povertà energetica.
Una famiglia o un individuo si trovano in una situazione di povertà energetica quando non riescono a garantire per sé stessi “un paniere minimo di beni e servizi energetici, con conseguenze sul loro benessere”.
In Europa al 2020, si stima che più di 50 milioni di famiglie, l’11% della popolazione europea, si trova in condizioni di povertà energetica, determinate da basso reddito, edifici inefficienti ed elevate spese energetiche. In Italia la quota delle famiglie in povertà energetica nel periodo 2005-2016 è l’8% del totale, con andamento crescente negli ultimi anni fino al picco 2016 di 2,2 milioni di famiglie. Questo quadro certamente non è reso più agevole dalla guerra in Ucraina e dalle sanzioni imposte dall’Unione Europea contro la Russia, che per molti anni ha giocato il ruolo del principale fornitore di gas naturale e petrolio nello scacchiere europeo. Dunque, il numero di cittadini a rischio di povertà energetica potrebbe aumentare nei prossimi mesi.
Nel 2019 l’analisi compiuta da OpenExp ha mostrato come ci sia un netto divario fra paesi nord-occidentali e quelli del sud-est europeo. Tra i paesi più in sofferenza troviamo l’Italia, al diciannovesimo posto in Europa per indice EDEPI (European Domestic Energy Poverty Index, sofferente di un gap significativo nella governance; questa non è stata abbastanza brava a direzionare il fenomeno e favorire l’efficientamento energetico residenziale. In accordo con questo indice, il problema fondamentale dell’Italia non sono tanto le spese di energia, quanto la bassa efficienza degli edifici, incapaci di trattenere il calore in inverno e il freddo d’estate. Per questo motivo, negli ultimi anni lo Stato si è mosso sempre di più su incentivazioni mirate al rifacimento del cappotto termico (Bonus 110%, Conto termico, ecc.). L’indice EDEPI è calcolato come la media geometrica di metriche che sono ritenute sintomi o cause della povertà energetica domestica.
Inoltre, un mercato ancora fortemente concentrato nelle mani di ENI ed ENEL, impedisce lo sviluppo di un mercato libero e competitivo. I prezzi in Italia sono alti anche per la forte dipendenza dalle importazioni di energia e dalla disponibilità di risorse in altri Paesi.
Scendendo più nel dettaglio del territorio italiano, dal Rapporto Efficienza energetica 2021 dell’ENEA, gli squilibri ormai noti nei parametri socioeconomici si riflettono nel quadro degli indicatori di povertà energetica. Dunque, le regioni del Sud Italia risultano più colpite con tassi di povertà compresi tra il 13 e il 20%, a differenza del Centro-Nord, dove la situazione è molto più rosea.
Il report evidenzia che nel 2020, dalle prime stime, la povertà assoluta in Italia è cresciuta di un punto percentuale attestandosi al 7,7%, ovvero 5,6 milioni di individui.
Principalmente, la responsabilità di questo evento è da assegnare all’effetto negativo della pandemia da COVID-19.

Analogamente anche per la povertà energetica, ENEA propone due scenari:

• Ottimistico: dovrebbe riallinearsi ai valori del 2018 (8,7%), dopo la contrazione del 2019.
• Pessimistico: crescere di oltre un punto e mezzo a 9,7%.

La povertà energetica è da anni sul tavolo dell’Unione Europea, oggetto di discussione e di legislazione. Certamente, ogni nazione partecipante si dovrà impegnare per garantire che nessun cittadino venga lasciato indietro e affrontare la povertà energetica.
Azioni di incentivazione dell’efficienza energetica mirano a supportare le famiglie nel risolvere questa criticità. A questo proposito, servono grossi interventi a favore dell’autoconsumo, il quale minimizza le dissipazioni, incrementando l’efficienza complessiva, e arricchisce il territorio, riducendo la dipendenza da fonti di energia importante. L’autoconsumo è un fenomeno che sfrutta le risorse naturali di quelle regioni che fino a qualche tempo fa erano viste come povere di fonti.
L’importanza della produzione di energia distribuita sul territorio è messa in risalto da diverse direttive dell’Unione Europea, tra cui la direttiva 2019/944/UE, rifusione della direttiva 2012/27/UE, e 2019/943/UE, le quali affermano come sia obbligo degli stati membri responsabilizzare i consumatori e fornire a costoro gli strumenti per partecipare attivamente nel mercato interno dell’energia. Tale azione si trova sulla stessa linea degli obiettivi in materia di energia rinnovabile, efficientamento energetico e abbattimento della povertà energetica.