Uno degli aspetti più affascinanti della transizione energetica e delle tecnologie che ne consentono lo svolgimento sta nella varietà, intesa come i molteplici ambiti che vanno tenuti in considerazione. Una conferma di questa situazione arriva dal comparto delle pompe di calore, che fra l’altro riveste un particolare interesse tenendo conto della leadership di mercato detenuta dall’Italia nell’Unione Europea. Pompe di calore che, nella considerazione prevalente, richiamano il concetto di impianti installati in abitazioni, uffici o esercizi commerciali per garantire il riscaldamento e il raffreddamento. Ma in realtà esiste un altro ambito d’azione, ancora poco considerato ma di grande interesse e potenzialità, quello delle pompe di calore industriali.
Ad affrontare in modo esteso l’argomento è un libro scritto da Renato Lazzarin, docente universitario già autore di altre opere sul tema, dal titolo “Pompe di calore industriali – Nuove prospettive per la produzione di energia termica per l’industria” (Editoriale Delfino, 176 pag.). Diciamo subito che si tratta di una pubblicazione destinata soprattutto agli addetti ai lavori, con dettagliate spiegazioni tecniche sui principi di funzionamento degli impianti, ma che nelle sua parte iniziale inquadra storicamente l’evoluzione delle pompe di calore e ne spiega l’importanza anche nel contesto dell’evoluzione sostenibile della produzione industriale, con riferimento ai consumi energetici e alla riduzione delle emissioni climalteranti.
In particolare, come spiega nel suo sito la casa editrice del libro, “l’ampia trattazione sulle pompe di calore tradizionali viene seguita da una dettagliata analisi delle tecnologie delle pompe di calore industriali sia a livello di macchine in commercio che di prototipi in fase di sviluppo”. Un’impostazione che si evince anche dall’elenco dei nove capitoli del libro:
Dove invece si esula dalla narrazione tecnologica è, come anticipato, nella prefazione del libro a firma di Jacques Gandini, manager con una lunga esperienza maturata in aziende operanti nei settori delle rinnovabili e dell’efficienza energetica. “Non è certamente quella delle pompe di calore industriali – si legge – una tecnologia nuova, in quanto vi sono delle applicazioni rilevanti, anche con energie di parecchi MW, sia nel campo industriale che del teleriscaldamento. Applicazioni che funzionano con successo da molti decenni, specie nel nord Europa. Semmai si tratta di una tecnologia che non ha ancora trovato la larga diffusione che meriterebbe, probabilmente a causa, talvolta, degli elevati investimenti iniziali”.
Senonché, l’autore aggiunge che le cose stanno cambiando velocemente e ciò costituisce un elemento di novità rilevante dopo decenni di grande concentrazione da parte dell’industria specializzata nella produzione delle pompe di calore, nonché dei policy makers a livello europeo ed italiano, sul risparmio energetico e più in generale sull’efficienza energetica per l’edilizia residenziale e commerciale. “Tra il 2010 ed il 2020, con una verticalizzazione negli ultimi anni, il campo industriale, e gli usi termici ad esso collegati, è considerato da molti esperti come il prossimo grande obiettivo dell’Unione Europea, un’area dove le pompe di calore sono sempre più considerate”.
Ma perché quello delle pompe di calore industriali è destinato ad essere un grande obiettivo dell’Unione Europea? Per comprenderlo è sufficiente un dato: il settore industriale dell’UE concorre attualmente ad assorbire circa il 40% dei consumi di energia primaria del nostro continente e, una volta efficientato e decarbonizzato anche grazie alle pompe di calore industriali, potrà quindi incidere in maniera forte nell’abbattimento delle emissioni climalteranti, provocate dalla combustione di combustibili fossili anche nel comparto industriale.
“Nel settore industriale – scrive nella prefazione Gandini – molti cascami termici risultano, ancora oggi, inutilizzati e/o semplicemente dissipati in atmosfera, generando sprechi di energia. Questi sprechi sono ormai inaccettabili ed irrispettosi degli sforzi fatti nel campo residenziale e commerciale – attraverso varie tecniche di riduzione dei fabbisogni energetici e di aumento dell’efficienza energetica facendo ampio utilizzo di fonti rinnovabili -, ai fini della diminuzione degli usi finali e dell’impiego minimo possibile di energia primaria e secondaria”.
Certo, l’attuale ritardo nella diffusione delle pompe di calore industriali rispetto a quelle destinate all’impiego nelle abitazioni e nelle strutture commerciali non è frutto del caso. Nel libro si spiega che la comunità tecnica e scientifica di settore non si aspetta che la loro adozione sia un passaggio facile e neppure veloce, in quanto per molti impieghi termici industriali, che eccedono ad esempio i 100-250 gradi Celsius, le applicazioni dominanti sono ancora con caldaie a combustione di gas e gasolio e con impiego di elettricità producendo calore per effetto resistivo. “Ma, a poco a poco, le pompe di calore industriali stanno, anno dopo anno, migliorando la loro efficienza energetica, aumentando i range di temperature a cui possono arrivare e ampliando enormemente il campo di applicazione settoriale”, prendendosi quindi degli spazi rilevanti in molti ambiti produttivi.
“A conti fatti, – si legge – le pompe di calore industriali, a livello di Total Life Cycle Assesment, possono, in molti settori, generare degli abbattimenti rilevanti dei consumi di energia primaria, alimentando in questo modo i sempre più diffusi “Piani ESG” (Environmental, Social and Governance) delle aziende industriali. Piani ESG a cui sempre più investitori e portatori di interessi guardano con attenzione estrema, accanto ai tradizionali bilanci economici e finanziari delle aziende stesse”. Al riguardo si fa l’esempio dell’industria cartaria, dove le temperature in gioco consentono l’intelligente riutilizzo dei cascami termici e l’impiego di pompe di calore industriali permette già oggi in maniera efficiente di abbattere i consumi energetici, riducendo moltissimo l’impatto ambientale in termini di emissioni di anidride carbonica dirette ed indirette.
C’è poi un ulteriore aspetto da considerare. Da un lato è vero che gli impianti a combustione – pur rimanendo di fondo tecnologie che fanno prevalentemente uso di fonti energetiche fossili, non rinnovabili per eccellenza, e che quindi impattano nell’inquinamento atmosferico in maniera diretta – non sempre possono essere sostituiti dalle pompe di calore industriali. Ma dall’altro lato quest’ultime possono sicuramente integrarsi con le apparecchiature a combustione, per dare vita a degli impianti misti o ibridi, anche nell’industria.
Una “collaborazione”, viene evidenziato nella prefazione, dalla quale possono derivare “risultati davvero straordinari nell’abbattimento dei consumi e delle emissioni, specie nel campo dei recuperi termici dove, anche grazie all’impiego in cascata delle pompe di calore industriali, si possono ad esempio preriscaldare i fluidi in ingresso alle caldaie limitandone le ore di funzionamento e dunque le emissioni dirette in maniera notevole”.
Dunque, lungo tutto il percorso temporale che dovrà compiere la transizione energetica europea, appare fondamentale, soprattutto per quanto attiene i trattamenti termici ad elevata temperatura, l’integrazione tra le tecnologie a combustione attualmente diffuse (considerando solo quelle più efficienti, digitalizzate, a basse emissioni e modulanti) e le pompe di calore, integrazione rivolta alla produzione di calore nel comparto industriale. “Si tratta di una questione di vitale importanza – è la conclusione contenuta nella prefazione del libro –, per chi si troverà a progettare l’efficientamento degli usi termici nel comparto industriale, al fine di consentire una transizione più consapevole di un intero settore fondamentale per l’Europa”.
