Nuove tecnologie nel teleriscaldamento e nel raffreddamento

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Questa scheda tecnologica sulle nuove tecnologie per il teleriscaldamento e il raffreddamento sintetizza alcuni fatti ritenuti significativi dai nostri borsisti nell’attività della Piattaforma Presans.

Background

Le prime reti di teleriscaldamento e raffreddamento risalgono all’Impero Romano.

Nel contesto delle attuali politiche per ridurre le emissioni di gas serra e migliorare l’efficienza dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento, il tema delle reti di teleriscaldamento e raffreddamento è importante. Le città sono davvero il posto migliore per implementare le sinergie. Infatti, gli ambienti urbani mostrano una crescente eterogeneità in termini di esigenze energetiche:

  • Alte esigenze di riscaldamento per la maggior parte dei vecchi edifici (50° C)
  • Basse esigenze di edifici rinnovati e nuovi (35° C)
  • Tassi di retrofit ancora modesti
  • Alcuni siti speciali hanno esigenze molto elevate (ospedali)
  • La preparazione dell’acqua calda rappresenta una parte significativa del bisogno

Le reti di riscaldamento distrettuali sono state utilizzate per decenni per soddisfare queste esigenze:

  • Rappresentano il 10% del calore consumato in Europa
  • Consentono l’uso su larga scala di tecnologie efficienti di conversione energetica

Tuttavia, le esigenze di raffreddamento sono in aumento. D’altra parte, l’efficienza delle pompe di calore decentralizzate sta aumentando. Infine, si noti che le strutture urbane limitano la dimensione massima dei tubi che possono essere utilizzati.

Giocatori affermati del settore

Tra le aziende leader nel settore del teleriscaldamento e del raffreddamento ci sono le seguenti:

Engie (Francia); Veolia (Francia); NRG Energy (USA); RWE (Germania); Vattenfall (Svezia); Danfoss (Danimarca); Fortum (Finlandia); Statkraft (Norvegia); Alfa Laval (Svezia); Korea District Heating Corporation (Corea del Sud); SSE (UK); Radet (Romania); FŐTÁV Zrt. (Ungheria).

Queste società gestiscono reti basate su tecnologie di prima, seconda o terza generazione:

  • Prima generazione (1880-1930): ancora utilizzata a Parigi, questo tipo di rete è composta da tubi di acciaio che corrono nel cemento e trasportano il vapore. La sua efficienza energetica è bassa.
  • Seconda generazione (1930-1970): la rete trasporta acqua pressurizzata e utilizza combustibili fossili come fonte di energia.
  • Terza generazione (1970-2020): tubi preisolati; stazioni di distribuzione compatte, anche collegate a fonti di energia rinnovabili; sistemi di misurazione e monitoraggio.

La tendenza è quella di aumentare l’efficienza energetica, e quindi ridurre la temperatura di riscaldamento necessaria per far funzionare il sistema.

Nuove tecnologie per le città intelligenti

Le nuove tecnologie di riscaldamento e raffreddamento mirano a ottimizzare le sinergie attraverso reti urbane avanzate, e adottando approcci innovativi nel campo della conversione dei gas (fossili o rinnovabili).

Concretamente, il profilo delle prossime generazioni di reti assomiglia a questo:

  • Quarta generazione (in fase di sviluppo): sistema a quattro tubi altamente integrato per il riscaldamento e il raffreddamento, misurazione intelligente e integrazioni multiple con fonti di energia rinnovabili.
  • Quinta generazione (in fase di sviluppo): sistema a due tubi, a bassa temperatura che consente il free-cooling e accoppiato con pompe di calore, contatori intelligenti, integrazioni multiple con fonti di energia rinnovabile e impianti di recupero del calore residuo.

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