Agenzia internazionale per l’energia: la pompa di calore può soddisfare il 90% della domanda di riscaldamento globale e le sue emissioni di carbonio sono inferiori a quelle dei forni a gas (Parte 2)

Le prestazioni stagionali della pompa di calore sono state costantemente migliorate

Per la maggior parte delle applicazioni di riscaldamento degli ambienti, il coefficiente di prestazione stagionale tipico della pompa di calore (indice di prestazione energetica media annua, COP) è aumentato costantemente fino a quasi 4 dal 2010.

È comune che il coefficiente della pompa di calore raggiunga 4,5 o superiore, soprattutto in climi relativamente miti come la regione mediterranea e la Cina centrale e meridionale. Al contrario, in climi estremamente freddi come il Canada settentrionale, la bassa temperatura esterna ridurrà la prestazione energetica delle tecnologie attualmente disponibili a una media di circa 3-3,5 in inverno.

Negli ultimi decenni, la trasformazione dalla tecnologia non inverter a quella inverter ha migliorato l’efficienza. Oggi, la tecnologia di conversione della frequenza evita gran parte della perdita di energia causata dall'arresto e dall'avvio della tecnologia senza conversione di frequenza e riduce l'aumento della temperatura del compressore.

Regolamentazioni, standard ed etichette, così come i progressi tecnologici, hanno portato miglioramenti a livello globale. Ad esempio, dopo che lo standard minimo di efficienza energetica è stato innalzato due volte, il coefficiente di prestazione stagionale medio delle pompe di calore vendute negli Stati Uniti è aumentato rispettivamente del 13% e dell’8% nel 2006 e nel 2015.

Oltre ad ulteriori miglioramenti nel ciclo di compressione del vapore (ad esempio attraverso componenti di nuova generazione), se si vuole aumentare il coefficiente di prestazione stagionale della pompa di calore a 4,5-5,5 entro il 2030, saranno necessarie soluzioni orientate al sistema (per ottimizzare il consumo energetico utilizzo dell’intero edificio) e l’uso di refrigeranti con potenziale di riscaldamento globale molto basso o nullo.

Rispetto alle caldaie a condensazione a gas, le pompe di calore possono soddisfare il 90% della domanda di riscaldamento globale e hanno un’impronta di carbonio inferiore.

Sebbene le pompe di calore elettriche rappresentino ancora non più del 5% del riscaldamento globale degli edifici, possono fornire più del 90% del riscaldamento globale degli edifici nel lungo termine e hanno minori emissioni di anidride carbonica. Anche considerando l’intensità di carbonio a monte dell’elettricità, le pompe di calore emettono meno anidride carbonica rispetto alla tecnologia delle caldaie a condensazione a gas (di solito funzionanti con un’efficienza del 92-95%).

Dal 2010, basandosi sul continuo miglioramento delle prestazioni energetiche della pompa di calore e sulla produzione di energia pulita, la copertura potenziale della pompa di calore è stata notevolmente migliorata del 50%!

Dal 2015, la politica ha accelerato l’applicazione della pompa di calore

In Cina, i sussidi previsti dal piano d’azione per il controllo dell’inquinamento atmosferico aiutano a ridurre i costi di installazione e attrezzatura anticipata. Nel febbraio 2017, il Ministero cinese per la protezione ambientale ha lanciato sussidi per le pompe di calore ad aria in varie province della Cina (ad esempio, 24.000-29.000 RMB per famiglia a Pechino, Tianjin e Shanxi). Il Giappone ha un piano simile attraverso il suo piano di conservazione energetica.

Altri piani sono specifici per le pompe di calore geotermiche. A Pechino e in tutti gli Stati Uniti, il 30% del costo dell’investimento iniziale è a carico dello Stato. Per contribuire a raggiungere l'obiettivo di realizzazione di 700 milioni di metri di pompe di calore geotermiche, la Cina ha proposto sussidi supplementari (da 35 yuan/m a 70 yuan/m) per altri giacimenti, come Jilin, Chongqing e Nanchino.

Gli Stati Uniti richiedono che sui prodotti sia indicato il coefficiente di prestazione stagionale del riscaldamento e lo standard minimo di efficienza energetica della pompa di calore. Questo sistema di incentivi basati sulle prestazioni può indirettamente migliorare le prestazioni future incoraggiando la combinazione di pompa di calore e fotovoltaico in modalità di uso autonomo. Pertanto, la pompa di calore consumerà direttamente l’energia verde prodotta localmente e ridurrà il consumo netto di energia della rete pubblica.

Oltre agli standard obbligatori, l’etichetta europea delle prestazioni del riscaldamento d’ambiente utilizza la stessa scala della pompa di calore (almeno grado A+) e della caldaia a combustibile fossile (fino al grado A), in modo che le loro prestazioni possano essere confrontate direttamente.

Inoltre, in Cina e nella UE, l’energia utilizzata dalle pompe di calore è classificata come energia termica rinnovabile, così da ottenere altri incentivi, come sgravi fiscali.

Il Canada sta prendendo in considerazione l'obbligo di un fattore di efficienza superiore a 1 (equivalente al 100% di efficienza delle apparecchiature) per la prestazione energetica di tutte le tecnologie di riscaldamento nel 2030, che proibirà di fatto tutte le caldaie tradizionali a carbone, a petrolio e a gas. .

Ridurre gli ostacoli all’adozione nei mercati più grandi, in particolare per i mercati delle ristrutturazioni

Entro il 2030, la quota di calore residenziale fornita dalle pompe di calore a livello globale dovrà essere triplicata. Pertanto, le politiche devono affrontare le barriere selettive, tra cui gli elevati prezzi di acquisto anticipati, i costi operativi e i problemi ereditati dal patrimonio edilizio esistente.

In molti mercati, il potenziale risparmio sui costi di installazione delle pompe di calore rispetto alla spesa energetica (ad esempio, quando si passa dalle caldaie a gas alle pompe elettriche) di solito significa che le pompe di calore potrebbero essere solo leggermente più economiche tra 10 o 12 anni, anche se se hanno prestazioni energetiche più elevate.

Dal 2015, i sussidi si sono rivelati efficaci nel compensare i costi iniziali delle pompe di calore, avviando lo sviluppo del mercato e accelerando la loro applicazione nei nuovi edifici. L’annullamento di questo sostegno finanziario potrebbe ostacolare notevolmente la diffusione delle pompe di calore, in particolare delle pompe di calore geotermiche.

Anche la ristrutturazione e la sostituzione delle apparecchiature di riscaldamento possono far parte di un quadro politico, poiché la sola implementazione accelerata nei nuovi edifici non sarà sufficiente a triplicare le vendite residenziali entro il 2030. il costo di installazione della pompa di calore, che può rappresentare circa il 30% del costo totale di investimento della pompa di calore ad aria e occupare il 65-85% del costo totale di investimento della pompa di calore.

L’implementazione della pompa di calore dovrebbe anche prevedere le modifiche del sistema di alimentazione necessarie per soddisfare la SDS. Ad esempio, la possibilità di connettersi a pannelli solari fotovoltaici in loco e di partecipare ai mercati di risposta alla domanda renderà le pompe di calore più attraenti.