Mappatura dell'uso dell'energia per un'Europa senza combustibili fossili

Mappatura dell'uso dell'energia per un'Europa senza combustibili fossili

Heat Roadmap Europe fornisce i dati di cui gli ingegneri hanno bisogno per decarbonizzare i sistemi di riscaldamento e raffreddamento. Incontra il progetto che ha ispirato EMB3Rs e che sta ridisegnando il nostro settore energetico.

Quando il primo ministro danese, Anders Fogh Rasmussen, annunciò nel 2006 che voleva che la sua nazione abbandonasse i combustibili fossili, il giovane ingegnere Brian Vad Mathiesen lo ascoltò.

Già lavorando come pianificatore energetico e ambientale, Vad Mathiesen sarebbe presto diventato professore assistente in pianificazione energetica e sistemi di energia rinnovabile all'Università di Aalborg. E, cosa importante per il mondo dell'energia sostenibile, aveva un'idea chiara di come soddisfare le richieste di Rasmussen.

"Ricordo di aver sentito il nostro primo ministro dire che voleva sbarazzarsi dei combustibili fossili e ho pensato, ok, dobbiamo fare un piano per farlo", dice. "Questo implicava investire a livello locale e creare sinergie tra i sistemi di teleriscaldamento, le reti elettriche e del gas, per esempio".

"Avevamo anche detto che questo doveva avvenire entro il 2050, e ora tutti parlano di creare un paese libero dai combustibili fossili entro il 2050", ride.

Tuttavia, lungo la strada, Vad Mathiesen aveva anche notato che quando si trattava di energia sostenibile negli edifici, la conoscenza era scarsa. Non riusciva a trovare risposte a domande come: quanto dovremmo isolare le case, cos'è un edificio sostenibile in un sistema energetico futuro, e che tipo di ruolo ha il teleriscaldamento in un tale sistema?

Dato questo, lui e alcuni colleghi hanno unito le forze con i geometri per tracciare il sistema energetico danese su una mappa. Con questo volevano rispondere a domande come come la densità di energia variava nella nazione e quali erano le differenze nei costi di rete, in modo da poter capire dove isolare le case ed espandere il teleriscaldamento. È nata Heat Roadmap Europe.

"A quel tempo, le idee sull'efficienza energetica implicavano la ristrutturazione degli edifici su vasta scala, che era costosa e non molto pratica", sottolinea Vad Mathiesen. "Ci siamo resi conto che avevamo bisogno di un approccio olistico al sistema energetico in modo da poter capire quali tipi di sistemi di riscaldamento, isolamento o misure di efficienza energetica sarebbero stati fattibili nel lungo periodo... ed è stato allora che abbiamo iniziato a creare mappe online per tutta l'Europa".

Mappare un sistema energetico

Iprogressi sono stati rapidi. Heat Roadmap Europe è stata lanciata ufficialmente nel 2012 e ora coinvolge circa 24 partner di otto nazioni europee. Al centro del progetto c'è il Pan European Thermal Atlas (PETA), una mappa interattiva che mostra i dati sulla domanda termica in tutta l'UE e, soprattutto, il calore locale, e il raffreddamento, la domanda e l'offerta. Zoomando in qualsiasi città d'Europa, il PETA fornirà i dati sul consumo di energia, compresa l'acqua calda, le risorse di calore residuo disponibili, il potenziale per le risorse di energia rinnovabile, nonché le informazioni sulla fornitura di teleriscaldamento e raffreddamento nelle vicinanze.

"Il riscaldamento e il raffreddamento sono un argomento noioso per la maggior parte delle persone, ma stiamo acquisendo sempre più conoscenze su quanto sia importante per l'intera rete energetica e, soprattutto, su cosa possiamo fare a livello locale", dice Vad Mathiesen.

Infatti, mentre il riscaldamento e il raffreddamento è probabilmente il settore più vario del sistema energetico europeo, è stato anche il meno mappato - e PETA ha cambiato questo. In modo cruciale, i suoi dati hanno anche rivelato che in questo momento, le nazioni di tutta Europa sono sede di vaste risorse di calore in eccesso non sfruttate, che potrebbero soddisfare quasi tutte le richieste di riscaldamento.

"Nel caso danese, stiamo ancora utilizzando solo il 5-10% del nostro calore in eccesso, ma date le recenti modifiche alla legislazione, spero che questa cifra aumenti al 40% entro i prossimi cinque anni", dice Mathiesen. "Credo anche che potremmo utilizzare fino al 30% delle fonti di calore in eccesso in tutta Europa - questo è molto e renderebbe l'energia molto più economica per tutti".

I dati hanno anche indicato che le emissioni nette di anidride carbonica in tutta Europa sono raggiungibili. Tuttavia, questo richiederà più di 21.500 nuovi sistemi di teleriscaldamento per fornire più calore a più edifici, così come miliardi di euro di investimenti in edifici migliori fino al 2050.

"Abbiamo bisogno di ristrutturare le nostre case il più possibile, ma abbiamo anche bisogno di lanciare nuove reti termiche di teleriscaldamento che possano fornire calore agli edifici, e concentrarsi sull'efficienza energetica", dice Vad Mathiesen. "Il riscaldamento e il raffreddamento avranno un ruolo enorme nei sistemi energetici futuri, soprattutto quando inizieremo a integrarlo con altri settori energetici come l'elettricità, il gas e i combustibili liquidi".

Evidenziare il calore

Come Vad Mathiesen, la dottoressa Zenaida Mourão è certa che il riscaldamento e il raffreddamento saranno fondamentali per i sistemi energetici di domani. Mourão dirige il Gruppo Energia all'INEGI - Istituto di Scienza e Innovazione in Ingegneria Meccanica e Industriale con sede in Portogallo - ed è anche coordinatore del progetto EMB3Rs.

Come dice lei: "Heat Roadmap Europe mostra le regioni con eccesso di calore e le regioni con un'alta domanda, e ha davvero evidenziato che c'è un sacco di calore in eccesso disponibile dai settori industriali che può essere utilizzato altrove".

"Quel progetto ha fornito l'ispirazione e ha fatto parte della nostra giustificazione per le EMB3R, e sarà una potenziale fonte di dati per noi in futuro", aggiunge.

In questo momento, una serie di partner di EMB3Rs sono impegnati a costruire una piattaforma per abbinare il freddo/calore in eccesso dalle industrie agli utenti finali. Una serie di moduli software sono attualmente in fase di sviluppo che mappano l'offerta e la domanda di energia termica da diversi soggetti e cercano di trovare l'opzione più economica per collegare gli utenti.

Per esempio, uno di questi moduli calcola il costo della creazione di una rete, tenendo conto delle tecnologie che potrebbero essere utilizzate per collegare i fornitori di calore e di freddo con gli utenti. Nel frattempo un altro modulo considera i diversi modelli di business che potrebbero essere utilizzati per stabilire un tale sistema energetico integrato.

Secondo Mourão, l'attuale pandemia di coronavirus ha ostacolato i progressi in quanto la produzione in alcune industrie ha rallentato, ma non vede l'ora di vedere risultati concreti prima che il progetto finisca nell'agosto 2022. "Vedo svilupparsi una sorta di simbiosi industriale in cui, per esempio, un parco industriale ha calore di scarto che sarà utilizzato da un'altra unità", aggiunge. "Stiamo guardando le città come organismi viventi in cui ciò che non è utilizzato da uno, è una risorsa preziosa per un altro".

Come parte di questo, Mourão e i colleghi dell'EMB3Rs stanno sviluppando un "gioco serio", in cui le agenzie di energia, i comuni locali e gli studenti di ingegneria possono simulare reti di energia sostenibile basate sull'uso e la produzione di calore all'interno di qualsiasi città.

"Mi piacerebbe davvero che EMB3Rs diventasse un portafoglio di strumenti che gli studenti di ingegneria usano per trovare diversi modi di pianificare i sistemi energetici, dato che costruiranno il mondo di domani", dice. "Inoltre, il fatto che la piattaforma possa essere usata ad un livello così locale, permette alle persone di prendere decisioni locali per aumentare la sostenibilità locale - questo è davvero eccitante".

E Vad Mathiesen è d'accordo. Come uno dei fondatori di Heat Roadmap Europe, è rincuorato nel vedere progetti paralleli come EMB3Rs "diffondere la conoscenza", ed è convinto che la conoscenza locale sia fondamentale per il progresso futuro.

"Quando si forniscono informazioni locali che sono abbastanza concrete per agire, allora si crea un interesse locale", dice Vad Mathiesen. "C'è stata una vera mancanza di dati sul riscaldamento e il raffreddamento, ma ora stiamo fornendo i pezzi del puzzle con cui gli attori locali possono fare qualcosa".

"Avendo lavorato con questo per anni, ora credo che la proprietà locale sia cruciale perché qualcosa accada", aggiunge. "Senza di essa, temo che non vedremo alcun cambiamento".

Autore: Rebecca Pool