Le pompe di calore sono più efficienti energeticamente rispetto alle caldaie a gas naturale, cosa che fa bene all’ambiente e si traduce in un risparmio di costi per il cittadino: a che punto siamo?
Ridurre le emissioni inquinanti in atmosfera e facilitare la transizione energetica, riuscendo al tempo stesso a risparmiare sul costo delle bollette.
Sembra una ricetta magica ma no lo è: sappiamo bene come per raggiungere una vera sostenibilità ambientale sia necessario passare dall’uso dei combustibili fossili alle fonti energetiche rinnovabili.
Questo è fondamentale soprattutto per il riscaldamento domestico, per lo più supportato da caldaie a gas alle quali, una valida alternativa arriva dalle pompe di calore che permettono di utilizzare energie rinnovabili ma anche di godere di benefici economici.
Cosa sono le pompe di calore e come funzionano
Una pompa di calore è un dispositivo che utilizza l’energia termica che arriva da una fonte rinnovabile esterna – per esempio aria, acqua o sottosuolo – per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria.
In pratica, l’impianto basato sulla pompa di calore preleva l’energia termica dall’esterno trasferendola all’ambiente interno attraverso il sistema di riscaldamento normalmente presente nell’abitazione: caloriferi, riscaldamento a pavimento, convettori.
Per farlo l’impianto a pompa di calore si avvale di un fluido refrigerante che, cambiando il suo stato termico, prende calore o lo cede, attraverso quattro distinte fasi:
- evaporazione: il fluido refrigerante passa nell’evaporatore, assorbe calore da aria, acqua o sottosuolo ed evapora completamente
- compressione: il fluido refrigerante viene compresso e trasformato in gas che a sua volta viene compresso e riscaldato dal compressore
- condensazione: quindi il fluido refrigerante riscaldato e allo stato gassososubisce un processo di condensazione che lo riporta allo stato liquido; in questo modo cede il suo calore all’ambiente circostante (aria del termoconvettore, acqua dei caloriferi)
- espansione: infine, il fluido refrigerante attraversa una valvola di espansione e viene trasformato parzialmente in vapore, cede calore e si raffredda
I sistemi a pompa di calore, possono esere di vari tipi a seconda dell’energia che utilizzano per il processo di climatizzazione. Possiamo scegliere tra:
- pompa di calore aria-acqua che utilizza l’energia termica contenuta nell’aria esterna e la trasferisce nell’acqua dell’impianto
- pompa di calore aria-aria che scambia l’energia termica dell’esterno con quella dell’interno per rinfrescare o riscaldare
- pompa di calore acqua-acqua che usa l’energia termica dell’acqua di falda
- pompa di calore geotermica che sfrutta l’energia termica del suolo
Pompe di calore, fattore chiave per la transizione energetica
Spiegato il funzionamento dei sistemi a pompa di calore, va detto che la loro efficienza è da tre a cinque volte migliore dal punto di vista energetico rispetto alle caldaie a gas naturale.
Per questo questi sistemi, nei prossimi prossimi anni ci si attende un significativo flusso di capitali verso le aziende della catena del valore di queste tecnologie di riscaldamento.
Come ci spiega Roman Boner, che si occupa di strategie di investimento legate alle energie rinnovabili di Robeco, azienda di gesione patrimoniale.
Perché passare a un sistema a pompa di calore
L’energia necessaria per riscaldare case, uffici, scuole e fabbriche rappresenta il 10% delle emissioni globali annue.
Il gas naturale rappresenta la principale forma di energia per il riscaldamento degli edifici e soddisfa il 42% della domanda globale, la maggior parte della quale (70%) è utilizzata per il riscaldamento degli ambienti.
Sebbene la decarbonizzazione degli edifici si basi su una serie di soluzioni (tra cui l’energia di origine rinnovabile e le ristrutturazioni ad alta efficienza energetica), le pompe di calore elettriche saranno fondamentali per rendere il calore degli edifici non solo più pulito, ma anche più sicuro e conveniente.
Le pompe di calore sono da tre a cinque volte più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle caldaie a gas naturale. Ciò significa che è necessario fino a un quinto di energia in meno per riscaldare lo stesso spazio.
Questo si traduce in un consumo significativamente inferiore da parte dell’utente finale, con conseguente riduzione della domanda e aumento dei risparmi per milioni di famiglie che soffrono il peso dell’inflazione causata dai prezzi dell’energia.
Sicurezza energetica: il punto di svolta
La legge sulla riduzione dell’inflazione (Inflation Reduction Act, Ira) recentemente approvata negli Stati Uniti – che aumenta al 30% il valore del credito individuale per il miglioramento dell’efficienza energetica delle abitazioni – dovrebbe accelerare notevolmente le installazioni di pompe di calore da parte dei consumatori e dei costruttori in tutto il mercato statunitense.
A livello mondiale, gli investimenti in energia pulita sono aumentati notevolmente dal 2020, con una stima di afflussi verso le tecnologie ad alta efficienza energetica quasi alla pari con le energie rinnovabili nel 2022 (470 miliardi di dollari rispetto a 472 miliardi di dollari).
Opportunità di mercato: lo scale-up delle pompe di calore
Le pompe di calore sono una tecnologia consolidata, con 190 milioni di unità installate in tutto il mondo. Le regioni del nord Europa sono un esempio di questa opportunità di crescita: gli incentivi finanziari combinati con le normative hanno portato a una penetrazione del 40-60% nelle abitazioni in Svezia, Finlandia e Norvegia, rispetto al 20% nel resto d’Europa.
Il Sistema di scambio delle quote di emissione (Ets) dell’Ue è un pilastro centrale dei piani dell’Unione europea per l’azzeramento delle emissioni. Tuttavia, il sistema comporta un aumento dei prezzi delle attività ad alto contenuto di carbonio, come il riscaldamento degli ambienti, e grava indirettamente sui bilanci delle famiglie, in quanto le impennate dei prezzi si ripercuotono sui consumatori finali.
L’Ue prevede di estendere il sistema Ets ai combustibili per il riscaldamento – sono compresi gli uffici e il calore dei processi industriali – il che significa che i cittadini dell’Ue potrebbero trovarsi in una situazione di maggiore disagio economico.
Di fronte alle nuove regole e ai prezzi più alti, alcune regioni dell’Ue ad alta intensità di gas stanno riconsiderando la decisione di utilizzare il gas naturale come combustibile di transizione a breve termine, preferendo passare direttamente alle pompe di calore per il riscaldamento degli ambienti.
La penetrazione delle pompe di calore in Polonia, paese amico dei combustibili fossili, è cresciuta dell’88% nel 2021 e la crescita delle vendite è raddoppiata in altri Stati membri, tra cui Austria, Italia e Paesi Bassi.
Superare i colli di bottiglia
Sebbene la tecnologia delle pompe di calore sia matura e la produzione scalabile, diversi colli di bottiglia ne ostacolano l’adozione.
Nonostante i costi del ciclo di vita più bassi in generale, la necessità di apparecchiature sofisticate e di un’installazione complessa fanno sì che i costi dei modelli più efficienti dal punto di vista energetico siano notevolmente elevati.
Inoltre, i ritardi nei permessi di costruzione, la carenza di installatori qualificati, lo scarso isolamento degli ambienti e l’integrazione con le reti tradizionali complicano la diffusione delle pompe di calore.
L’innovazione per risolvere queste sfide sta procedendo a ritmo serrato, soprattutto in regioni come gli Stati Uniti e l’Europa, dove i governi stanno fornendo incentivi finanziari significativi.
Le prospettive sono promettenti: a livello globale, gli investimenti in startup e scale-up di pompe di calore sono aumentati di quasi sei volte tra il 2016 e il 2021.
Inoltre, politiche ambiziose, come l’Ira statunitense e la RePowerEu, stanno stimolando la diffusione delle pompe di calore, indicando una forte domanda futura per produttori e installatori.
Solo nell’Ue, i principali produttori hanno annunciato investimenti per oltre 4 miliardi di euro (2022-2026) per espandere la produzione di pompe di calore.
I governi di tutto il mondo stanno intensificando le normative e i sussidi che stimolano la produzione, la penetrazione e la ricerca e sviluppo delle pompe di calore da parte di attori del settore pubblico e privato.
Le pompe di calore rappresentano un fattore chiave per la transizione energetica e ci aspettiamo, per i prossimi anni, un consolidamento e un significativo flusso di capitali verso le aziende della catena del valore delle tecnologie di riscaldamento.
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