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Teleriscaldamento, facciate hi-tech e pompe di calore: il futuro green nasce in Alto Adige
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2020-03-04 2020-02-18 18 Febbraio 2020 - Alexander Ginestous
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Grazie ai suoi laboratori, Eurac Research si conferma sempre di più uno dei principali snodi tra ricerca e impresa. Con un focus ben chiaro: contribuire agli obiettivi europei del piano clima per il 2030

Partiamo da alcuni numeri: il quadro per il clima e l’energia adottato dal Consiglio Europeo ha come obiettivi primari una riduzione del 40% delle emissioni di gas a effetto serra, una quota del 32% di energia rinnovabile e un miglioramento del 32,5% dell'efficienza energetica. Cifre ambiziose che hanno alzato, anche in Italia, l’asticella della transizione energetica, accelerandone il processo in vari ambiti: dalla riqualificazione spinta degli edifici, alla mobilità elettrica, dal biometano alle pompe di calore.

Una visione importante, che vede molti attori coinvolti in prima linea anche in Alto Adige, territorio da sempre attento al tema della sostenibilità e che da anni lavora per trasformarsi in una «green region» al 100%, costruendo un futuro sempre più all’insegna dell’efficienza energetica.
E tra i tanti player in prima linea c’è anche il centro di ricerca di Eurac Research, che con il suo Istituto dedicato alle energie rinnovabili, ha - tra le altre cose - svolto delle simulazioni per il sistema energetico nazionale per cercare di calcolare la combinazione energetica più efficiente a livello economico per raggiungere gli obiettivi condivisi del 2030 del piano clima. «Grazie ad un avanzato modello di simulazione, i nostri ricercatori hanno individuato uno scenario energetico italiano per il 2030 che mantiene i costi del Piano nazionale integrato energia e clima, riducendo le emissioni di CO2 e raggiungendo una riduzione complessiva quasi del 50% - racconta Wolfram Sparber, direttore dell’Istituto delle energie rinnovabili di Eurac Research -. Dallo studio emerge che perseguendo la de-carbonizzazione l’Italia riduce di oltre sette miliardi all'anno i costi per l'importazione di fonti di energia fossile. Soldi che potrebbero venire reinvestiti in rinnovabili ed efficienza energetica senza farli uscire dal territorio italiano».

Un traguardo, quello dell’efficienza energetica, che vede però ancora diversi ostacoli sul suo percorso. Ad esempio, quello della classica «paura del cambiamento» che frena enti e aziende, e che invece potrebbe aprire loro grandi opportunità e nuovi scenari nel settore. Questo grazie anche a tecnologie all’avanguardia e a laboratori green-tech, come quelli, appunto, di Eurac Research, che permettono di sperimentare in diversi settori.

Energy Exchange Lab, la nuova frontiera del teleriscaldamento

I laboratori dedicati al green di Eurac Research si trovano a NOI Techpark, polo dell’innovazione a Bolzano, e si dividono in due categorie, esterni ed interni, e un esempio virtuoso è rappresentato dall’Energy Exchange Lab: «Grazie a questo laboratorio abbiamo a disposizione un’infrastruttura unica per testare sistemi avanzati di teleriscaldamento e teleraffrescamento – racconta Chiara Dipasquale, Senior Researcher dell’Istituto -. Il laboratorio ci permette di studiare reti a bassa temperatura in grado di integrare calore a diversi livelli di temperatura». Sostanzialmente, le reti a bassa temperatura permettono di riscaldare e rinfrescare edifici con acqua a temperatura ridotta, rilasciando il calore attraverso superfici di distribuzione di dimensioni più grandi. In questo modo si raggiunge lo stesso effetto delle reti tradizionali, che lavorano a temperature più alte, ma che rilasciano il calore su superfici più ristrette.   
Visitare i laboratori è come attraversare un vero e proprio labirinto di tubature e valvole. Ed è qui che ricerca e impresa si incontrano: «Aiutiamo le aziende a testare soluzioni innovative che mirano allo sfruttamento di fonti rinnovabili, quindi sistemi a basso impatto ambientale, oppure sistemi che permettono la riduzione dei consumi di energia primaria, le cui fonti sono presenti in natura (solare, eolica, petrolio) e senza bisogno quindi di trasformazione di nessun'altra forma di energia. Questo anche grazie alla flessibilità di progettazione per studiare diverse configurazioni di funzionamento» spiega Dipasquale. 
Eurac Research ha all’attivo diverse collaborazioni con aziende, Energy Service Company e altri centri di ricerca. Tra questi spicca l’Enea, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile, che attualmente proprio in questi luoghi sta testando delle sottostazioni per il teleriscaldamento in cui viene integrata la produzione di energia termica da impianto solare. La sottostazione permette lo scambio bidirezionale tra utente, produzione dal campo solare e rete per controllare al meglio l’utilizzo delle componenti del sistema. Un secondo progetto è quello che mira a studiare il comportamento delle caldaie a servizio dell’impianto di riscaldamento, studio fondamentale per capire come dimezzare i consumi a parità di comfort dell’utente, dalla riduzione delle emissioni a quella delle spese.

Facciate multifunzionali contro le emissioni

«Nel cambiamento risiedono grandi opportunità. Il risanamento degli edifici, il cambio delle caldaie e lo sviluppo di facciate intelligenti possono avere un impatto importante per il nostro territorio e per il nostro futuro», spiega Sparber. E due settori in cui Eurac Research si è velocemente sviluppata sono sicuramente quelli dello studio delle facciate multifunzionali e delle pompe di calore, che a NOI Techpark fanno rima con Multifunctional Facade Lab e Heat Pumps Lab. I due laboratori guardano all’Europa e danno sostegno all’industria edilizia: «Gli edifici dal punto di vista del consumo energetico complessivo nella nostra società sono importanti, perché nelle città si producono l’80% delle emissioni a livello europeo e loro rappresentano una fetta considerevole» precisa Sparber. 

Il Multifunctional Facade Lab permette di lavorare sul risanamento energetico degli edifici attraverso diverse tecnologie. Come, appunto, le facciate multifunzionali prefabbricate che hanno come obiettivo principale quello di risanare l’edilizia già esistente, con costi più bassi ed in tempi più veloci. 
Eurac Research si appoggia a partner strategici molto importanti quali la Libera Università di Bolzano, il Belgian Building Research Institute e il Laboratory for the Quality Control in Buildings of the Basque Government (LCCE) che permettono ai ricercatori di ampliare il loro network (rendendolo internazionale) e il loro know-how che verrà poi applicato ad aziende, progettisti e gestori di edifici nello sviluppo, nel supporto all’ottimizzazione di componenti e sistemi edilizi innovativi, ma anche di soluzioni costruttive e architettoniche con un rapporto costi/benefici ottimale.
«I test sono svolti all’interno di un calorimetro a due camere, che simulano le condizioni interne ed esterne dell’abitazione – spiega Sparber -. A questo noi abbiamo aggiunto la “multifunzionalità” delle facciate, connettendo cicli elettrici e idronici , che utilizzano l’acqua come fluido termovettore, per capire come si comportano le facciate attive, oltre ad un campo luce per testarle sotto illuminazione».

La società altoatesina ACCO Solutions, azienda che lavora nell’ambito della deumidificazione degli edifici storici, ha deciso di sfruttare le potenzialità del laboratorio per studiare dal punto di vista termico i mutamenti di facciate e pareti in diverse condizioni di umidità. «Cercavamo un partner con cui testare la nostra tecnologia contro la risalita capillare dell’umidità – racconta Andreas Pichler, AD dell’azienda – ed Eurac Research ci sta aiutando molto in questo. Grazie al suo know-how siamo in grado di individuare le modalità con cui proteggere gli edifici dal pericolo umidità. Ma non basta. È necessario anche conoscere come questi edifici si comportino nelle diverse condizioni di temperatura e come controllare al meglio il rilascio di calore o, al contrario, la sua trattenuta. In questo il Multifunctional Facade Lab ci darà una grossa mano».

Le pompe di calore per un futuro green

Anche l’Heat Pumps Lab si inserisce in un mercato sempre più in rapida espansione, soprattutto a livello europeo: dal 2012 al 2018 l’incremento nella vendita di sistemi a pompe di calore ha toccato quota +65%, (+10% negli ultimi dodici mesi), creando un volume d’affari di 6,5 miliardi di euro all’anno e impiegando oltre 50mila addetti. A beneficiarne è l’ambiente che ci circonda: il sistema di condizionamento, infatti, contribuisce alla riduzione di CO2 per oltre nove milioni di tonnellate.

Le pompe di calore sono macchine in grado di trasferire energia termica, riscaldando ambienti di inverno e rinfrescandoli d’estate, in modo sostenibile. Negli ultimi sette anni, Eurac Research ha lavorato su oltre 15 progetti di ricerca — di cui cinque sono attualmente in corso — dedicati a questo settore. I ricercatori, impegnati in consorzi con aziende, altri centri di ricerca e università, hanno studiato come ottimizzare l’integrazione di questa tecnologia negli edifici e nelle reti di teleriscaldamento. Tramite questa infrastruttura, i ricercatori possono eseguire prove su pompe di calore per il riscaldamento e il raffrescamento e per unità di produzione di acqua calda sanitaria, avviando il processo per garantire nei prossimi mesi prove certificate alle aziende. 

«Al giorno d’oggi la maggior parte degli edifici è riscaldato con pompe a gasolio o con caldaie a gas. Se vogliamo arrivare ad una decarbonizzazione totale entrambe le tipologie devono man mano uscire dal mercato e fare spazio alle pompe a calore» spiega Sparber. 
Per questo Eurac Research cerca di dare un sostegno nello sviluppo della tecnologia, trovando il modo per applicarle su larga scala e soprattutto per integrarle nell’edilizia già esistente.
«Il progetto di costruzione di questo laboratorio è nato circa due anni fa “in casa”, nel senso che abbiamo voluto far affidamento unicamente alle nostre risorse e al nostro know-how interno – continua Sparber -; vogliamo, assieme ai ricercatori, fare ricerca applicata, immaginando nuove soluzioni per ridurre il consumo energetico e usare al meglio le fonti rinnovabili disponibili».

SCHEDA

Eurac Research è un ente privato di ricerca applicata con sede a Bolzano. L’istituto è presente anche all’interno di NOI Techpark, dove conta oltre 100 ricercatori e 13 laboratori. All’interno dei laboratori del parco tecnologico, Eurac Research si occupa energie rinnovabili, tecnologie per il monitoraggio ambientale, simulazioni climatiche, ricerca sulle mummie e medicina d'emergenza in montagna. 

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