In alcune aree, grandi edifici come centri commerciali, hotel, ospedali e uffici pubblici consentono già alle aziende elettriche di gestire da remoto i sistemi HVAC per la gestione del consumo energetico estremo. Aumentare la temperatura in un supermercato di 1 °C durante l'estate può portare a un risparmio di migliaia di kWh di elettricità.
Nel 2018 l'edilizia e le operazioni relative agli edifici hanno rappresentato la quota maggiore del consumo energetico finale a livello globale (36%) e delle emissioni di CO2 legate all'energia (39%).
L'illuminazione, la refrigerazione, la ventilazione e il raffreddamento rappresentano il 64% dell'energia totale utilizzata dagli edifici commerciali. Nelle abitazioni oltre il 50% dell'energia totale utilizzata è destinata al riscaldamento e al condizionamento degli ambienti.
Questo autunno, l'Europa dovrà affrontare una crisi energetica senza precedenti. La guerra in Ucraina e la dipendenza dal gas russo stanno costringendo Stati membri come la Germania e la Francia a imporre severe restrizioni sull'uso dell'energia.
Di fatto, l'Unione europea chiede a tutti gli Stati membri di condividere questo onere. La Spagna, che non dipende dal gas russo per il riscaldamento o la produzione di energia elettrica, ha promulgato una nuova legge che impone ad aziende e strutture pubbliche un limite massimo di 27 °C per l'aria condizionata e un limite minimo di 17 °C per il riscaldamento. Il provvedimento prevede alcune eccezioni, quali supermercati, ristoranti e altre attività legate al settore alimentare.
Pannelli solari e batterie di accumulo garantiscono l'indipendenza energetica
Il costo dei pannelli solari fotovoltaici è diminuito drasticamente negli ultimi 40 anni. Nel 1977 avevano un costo di 77 dollari per watt. In appena 45 anni, il prezzo dei pannelli solari è sceso del 99,3% arrivando oggi a una media di 0,60 dollari. Inoltre, la densità di produzione di energia elettrica dei pannelli solari è molto più elevata e consente di catturare più energia per metro quadrato.
Una combinazione di superfici fotovoltaiche, pannelli o finestre intelligenti e batterie di accumulo in loco può aiutare gli edifici a raggiungere l'efficienza e una certa indipendenza energetiche.
I nuovi edifici sono particolarmente adatti per l'applicazione di queste tecnologie. L'inserimento di superfici fotovoltaiche e pannelli solari per il tetto in fase di progettazione potrebbe soddisfare gran parte del fabbisogno di elettricità. A seconda della posizione, della stagione e della quantità di energia fotovoltaica prodotta, la corrente in eccesso può essere stoccata in batterie in loco, solitamente collocate nel seminterrato, ed essere utilizzata quando l'energia solare non è disponibile, durante la notte e nelle giornate nuvolose.
Gestione della potenza e bilanciamento della rete basati sui pubblici servizi
Nella maggior parte delle aree geografiche, le diverse stagioni comportano un diverso consumo energetico. Nei luoghi in cui il riscaldamento è poco utilizzato durante l'inverno, in estate si verifica una massiccia richiesta di corrente per l'aria condizionata. Inoltre, ondate di calore e altri eventi meteorologici insoliti sono sempre più frequenti in tutto il mondo. Città come Londra registrano temperature superiori ai 40 °C, un fenomeno inimmaginabile solo 10 anni fa. Questi eventi si verificano in aree in cui le reti elettriche sono impreparate ad affrontare un aumento senza precedenti della domanda di elettricità.
Oggi è normale per le aziende di pubblici servizi chiedere aiuto al settore privato per risolvere i problemi legati a un consumo energetico non uniforme durante il giorno e nelle diverse stagioni.
Le aziende elettriche hanno iniziato a collaborare con settori industriali e proprietari di edifici commerciali per bilanciare il consumo di elettricità. Nelle aree in cui il consumo energetico non è uniforme e varia con l'ora del giorno o la stagione, le aziende elettriche propongono offerte speciali a interlocutori quali fabbriche, hotel ed edifici per uffici, per gestire alcuni dei sistemi che consumano più corrente, soprattutto i dispositivi di climatizzazione. Gli hotel e i grandi rivenditori consentono alle aziende di pubblici servizi di gestire direttamente gli impianti HVAC, per regolare le temperature in base al consumo energetico complessivo. L'aumento di appena 1 °C in un grande albergo, ad esempio, viene notato a malapena dagli ospiti, ma si traduce in megawatt di risparmio energetico.
Nel caso di edifici che dispongono di sistemi di generazione e stoccaggio della corrente, come pannelli fotovoltaici e batterie di accumulo, l'elettricità in eccesso generata o accumulata può contribuire a bilanciare la rete locale, soprattutto durante i picchi di consumo a causa di condizioni meteorologiche estreme.
La ricarica di veicoli elettrici nei parcheggi contribuirà a tenere la luce accesa
Entro il 2030, nel mondo circoleranno tra i 250 e i 320 milioni di auto elettriche (plug-in hybrid incluse) e oltre 2 milioni di autobus elettrici. Nel 2021 i modelli di auto elettriche disponibili a livello globale erano cinque volte più numerosi rispetto al 2015; entro la fine del 2021 erano disponibili ben 450 modelli.
In molte città del mondo è obbligatorio installare stazioni di ricarica per veicoli elettrici nei garage degli edifici. Con l'aumento del numero di auto elettriche, aumenta anche la possibilità di utilizzarle per bilanciare la generazione di energia rinnovabile e per accumularla al di fuori della rete.
E non è tutto. Utilizzando tecnologie da veicolo a rete (V2G), diversi veicoli elettrici possono fornire lo stoccaggio a basso costo e mantenere in funzione alcuni dei sistemi critici degli edifici in caso di interruzione dell'energia elettrica.
A questo scopo, le stazioni di ricarica dei veicoli elettrici negli edifici intelligenti devono essere bidirezionali e possibilmente dotate di connettori di alimentazione CC, come ad esempio CHAdeMO. In caso di interruzione dell'energia elettrica, il sistema consente di trasferire in tempo reale l'elettricità immagazzinata nelle batterie dei veicoli elettrici all'infrastruttura dell'edificio. Questa soluzione può contribuire a evitare l'uso di generatori diesel inquinanti.
La transizione verso l'energia verde richiede collaborazione
L'edilizia può contribuire notevolmente, fin dalla progettazione, a ridurre i consumi di corrente e, di conseguenza, l'attuale crisi energetica. Anche se le tecnologie necessarie per implementare queste soluzioni sono già disponibili, il settore edilizio dovrebbe collaborare con diverse parti interessate.
Senza standard comuni e senza l'interoperabilità dei vari sistemi, non sarebbe facile collegare tutti gli elementi in modo efficace e sfruttare le tecnologie già presenti.
Oggi molti edifici sono già dotati di pannelli solari, impianti di climatizzazione intelligenti e una qualche soluzione di stoccaggio dell'energia. Inoltre, in molti garage e altre strutture interne sono presenti stazioni di ricarica per veicoli elettrici. I diversi settori devono trovare un modo per collegare tutti questi elementi e agevolare la gestione della distribuzione e del consumo di corrente.
La maggior parte degli analisti concorda sul fatto che il consumo e i costi dell'energia non diminuiranno nel prossimo futuro. Gli edifici e le città sono i maggiori consumatori di elettricità. La corrente prodotta e non utilizzata non è un vantaggio per nessuno. Tutte le parti interessate dovrebbero collaborare per aumentare la sostenibilità dell'intero ecosistema.
