Efficientamento energetico: le sfide del PNRR, Smart Buildings e Smart Grid

Gli edifici in Italia rappresentano più di un terzo dei consumi energetici del Paese e la maggior parte di questi sono stati realizzati prima dell’adozione dei criteri per il risparmio energetico e della relativa normativa. Proprio per questo il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (d’ora in poi PNRR) si occupa dell’importante e urgente tema dell’efficientamento energetico: non solo degli edifici pubblici ma anche di quelli privati.

Per migliorare l’uso dell’energia è necessario non soltanto “misurare” i consumi e la produzione, ma avere strumenti in grado di “gestire” l’energia, di raccogliere efficacemente dall’esterno informazioni (ad esempio relativamente alle previsioni di produzione o allo stato della rete) e di controllare flussi energetici multidirezionali.

Al 2020 le abitazioni italiane ammontano a quasi 32 milioni. Oltre il 65% di tale parco edilizio è precedente alla legge sul risparmio energetico. Questo è un dato rilevante, dato l’obiettivo chiaro fissato dall’UE: raddoppiare il tasso di efficientamento degli edifici entro il 2025 (pacchetto del piano REPowerEU).

Invero, il calcolo del tasso di riqualificazione complessivo, per residenziale e terziario, fornisce un valore pari a 1,6%, equivalente a un raddoppio rispetto al valore attuale del tasso di riqualificazione virtuale in Italia, in linea con le stime della Renovation Wave dell’Unione Europea.

I dati del SIAPE sulle prestazioni energetiche

A testimoniarlo anche i dati provenienti dal SIAPE, Il Sistema Informativo sugli Attestati di Prestazione Energetica (SIAPE), ovvero lo strumento nazionale per la raccolta degli APE di edifici e unità immobiliari facenti parte del patrimonio immobiliare italiano.

A fine 2020, il numero di APE contenuti nel SIAPE era cresciuto di circa 500 mila unità rispetto al 2019, raggiungendo i 2 milioni di attestati, considerando solo quelli emessi tra il 2016 e 2020. La distribuzione percentuale per classe energetica dei dati SIAPE 2020 evidenzia una generale diminuzione della percentuale di classi intermedie (C-E) rispetto ai dati 2016-2019, in favore sia delle classi a prestazioni elevate (A4-B) che di quelle meno efficienti (F-G) (Fonte: ENEA Rapporto Annuale Efficienza Energetica, 2021).

Alla luce di questo gli investimenti del PNRR su sull’efficientamento energetico si concentrano nella Misura 2 ‘Evoluzione verde e transizione ecologica’ e nella Misura 4 ‘Istruzione e ricerca’.

Nel dettaglio:

• M2C3.1 EFFICIENTAMENTO ENERGETICO EDIFICI PUBBLICI (per un totale di circa 1,21 Miliardi di euro):
  • Investimento 1.1 Piano di sostituzione di edifici scolastici e di riqualificazione energetica, per la riduzione di consumi e di emissioni inquinanti,
  • Investimento 1.2 Efficientamento degli edifici giudiziari, per effettuare analisi di monitoraggio e misurazione dei consumi energetici finalizzate alla massimizzazione dell’efficienza e alla minimizzazione dei consumi e dell'impatto ambientale.

• M4C1.3 AMPLIAMENTO DELLE COMPETENZE E POTENZIAMENTO DELLE INFRASTRUTTURE (per circa 7,60 Miliardi di euro):
  • Investimento 3.3 Piano di messa in sicurezza e riqualificazione dell’edilizia scolastica, che ha l’obiettivo di migliorare le classi energetiche degli edifici scolastici con conseguente riduzione dei consumi e di emissione di CO2 e contribuire al processo di recupero climatico

Il ruolo leader della Lombardia nel percorso di efficientamento energetico

In questo contesto, la Lombardia si pone certamente in una posizione di avanguardia, non soltanto nazionale, ma europea. Come evidenziato nella Smart Specialisation Strategy 2021-2027 lombarda, la Regione è fortemente specializzata sul tema “nearly zero-energy buildings”, ovvero gli edifici ad altissima prestazione energetica in cui il fabbisogno energetico è molto basso o quasi nullo. In più, in Europa, la Lombardia è la quinta regione per risorse H2020 ottenute e fa parte del gruppo delle regioni «leader».

In particolare, sono due le tecnologie chiave dove è particolarmente alta la performance lombarda: «soluzioni di illuminazione ad alte prestazioni» e «soluzioni ICT per l’efficienza energetica», intendendosi per ICT - information and communications technology - le tecnologie dell’informazione e della comunicazione applicate al tema dell’efficientamento energetico. L’uso di queste tecnologie punta allo sviluppo di:

• metodologie e strumenti avanzati per monitorare e valutare le prestazioni energetiche degli edifici per la manutenzione predittiva;
• sistemi di gestione intelligenti per l’ottimizzazione in tempo reale della domanda e dell’offerta di energia per un edificio;
• servizi e applicazioni ICT destinate agli utenti finali per ridurne i consumi, basati sul monitoraggio in tempo reale degli usi energetici di un edificio.

Trend tecnologici: Smart Buildings, Big Data, Smart Grid

L’uso delle nuove tecnologie (sensori e software di ultima generazione) è fondamentale per rendere gli edifici più verdi e aumentare l’efficienza energetica.

Rilevante in questo contesto sono gli Smart Buildings, edifici capaci di ottimizzare l’energia e fornire il miglior comfort a chi vi abita grazie alle tecnologie di Cloud computing e l’Internet of Things. Gli edifici intelligenti, infatti, possono controllare l’energia utilizzata attraverso sistemi di HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) e di efficienza energetica attiva e passiva (controllo dinamico delle finestre - smart window, il controllo della luce diurna, i vetri isolanti).

In particolare, i nuovi trend tecnologici riguardano proprio gli sviluppi dei sistemi di HVAC (sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria) che permettono di ottimizzare i consumi energetici e gestire automaticamente i servizi.

Inoltre, le moderne apparecchiature come contatori intelligenti, apparecchiature di rete, centraline, ecc. permettono di avere a disposizione un’enorme quantità di dati che possono essere utilizzate per migliorare l’efficienza degli edifici.

In questo senso l’uso e l’analisi dei Big Data raccolti, incidono positivamente su:

• modellazione inversa per la previsione o la stima della domanda di energia,
• ottimizzazione energetica dei sistemi energetici in esercizio,
• individuazione automatica di anomalie energetiche o guasti agli elementi impiantistici,
• analisi avanzate di benchmark,
• caratterizzazione dei profili di domanda energetica,
• gestione dei processi direttamente legati al comportamento dell’occupante e ai relativi profili occupazionali.

Infine, vi è un alto potenziale legato alla Smart Grid, cioè un insieme di reti di informazioni e di reti di distribuzione bi-direzionali dell’energia elettrica in grado di integrare le azioni di tutti gli utenti collegati per restituire in modo efficiente forniture elettriche sostenibili, economiche e sicure.

Attraverso l’uso di queste reti si può ottimizzare la distribuzione dell’energia elettrica, influenzando la produzione e la distribuzione dell’energia. Particolarmente interessanti sono le opportunità che si presentano al “prosumer”, ovvero produttore e consumatore finale di energia in grado di stoccare l’energia elettrica e immettere in rete il proprio surplus, generato da impianti come quello eolico o fotovoltaico.

Questo intervento vuole avviare - nella community di Open Next Generation, tra imprese, ricercatori, professionisti – una riflessione condivisa sulle opportunità dell’Efficientamento energetico e stimolare la conoscenza e messa a fattor comune di progettualità innovative che si vanno realizzando nell’ecosistema imprenditoriale e della ricerca lombardo.

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