Pubblicato il: 19 novembre 2024 / Aggiornamento del: 19 novembre 2024 - Autore: Konrad Wolfenstein
Citazioni di esperti sull'efficienza delle pompe di calore – Immagine: Xpert.Digital
L'efficienza delle pompe di calore: un'alternativa sostenibile ai sistemi di riscaldamento fossili
Negli ultimi anni le pompe di calore sono diventate molto più importanti, soprattutto nel contesto della transizione energetica e della protezione del clima. Sono considerate una delle tecnologie più efficienti ed ecocompatibili per il riscaldamento degli edifici. Ma cosa rende le pompe di calore così speciali e perché sono considerate dagli esperti una soluzione orientata al futuro? Questo articolo evidenzia gli aspetti più importanti dell'efficienza della pompa di calore, integrati da fatti e spiegazioni interessanti.
1. Efficienza ed efficienza
Funzionalità ed efficienza delle pompe di calore
Le pompe di calore utilizzano l'energia immagazzinata nell'ambiente per riscaldare o raffreddare gli edifici. Estraggono il calore dall'aria ambiente, dal suolo o dalle falde acquifere e lo convertono in energia termica utilizzabile. Il grande vantaggio di questa tecnologia è che fornisce molto più calore per ogni kilowattora di elettricità utilizzata. Secondo il fornitore di servizi energetici GASAG, le pompe di calore raggiungono un rendimento compreso tra il 250 e il 500%. Ciò significa che da un kilowattora di elettricità possono generare da 2,5 a 5 volte più energia termica. In altre parole: “da 10 kilowattora di elettricità le pompe di calore generano da 25 a 50 kilowattora di calore”, il che le rende notevolmente più efficienti dei tradizionali sistemi di riscaldamento a combustibili fossili.
Confronto con il riscaldamento fossile
In confronto, le moderne caldaie a gasolio o gas raggiungono un rendimento compreso tra l’80 e il 90%. Questi sistemi bruciano combustibili fossili per produrre calore, mentre parte dell’energia rimane inutilizzata e viene persa come calore di scarto. Le pompe di calore, invece, utilizzano energia ambientale gratuita ed inesauribile, cosa che ne aumenta notevolmente l’efficienza.
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2. Fattore di prestazione annuale (JAZ)
Il fattore di prestazione annuale (JAZ) come indicatore di efficienza
Un indicatore importante dell'efficienza di una pompa di calore è il cosiddetto fattore di prestazione annuale (JAZ). Indica quanto calore viene generato in un anno in relazione all'energia elettrica utilizzata. Ad esempio, un JAZ pari a 4 significa che è necessario solo 1 kilowattora di elettricità per fornire 4 kilowattora di calore per il riscaldamento. L’Agenzia federale per l’ambiente sottolinea: “Più alto è il fattore di prestazione annuale di una pompa di calore, più questa funziona in modo efficiente dal punto di vista energetico, rispettoso dell’ambiente ed economico”.
Tuttavia, la JAZ dipende fortemente da diversi fattori, come il tipo di pompa di calore (pompa di calore ad aria, acqua o geotermica), la temperatura esterna e la qualità dell'isolamento dell'edificio. Negli edifici ben isolati con un fabbisogno di riscaldamento moderato, le pompe di calore possono raggiungere valori JAZ particolarmente elevati.
3. Efficienza nelle regioni fredde
Utilizzo nelle regioni fredde: uno sguardo alla Scandinavia
Una critica spesso espressa alle pompe di calore è la loro presunta bassa efficienza nei climi freddi. Ma è soprattutto la Scandinavia a dimostrare in modo impressionante il contrario: in paesi come la Svezia e la Norvegia, dove gli inverni sono spesso lunghi e rigidi, la pompa di calore si è affermata come una soluzione di riscaldamento estremamente efficace. Questi paesi hanno addirittura la più alta densità di pompe di calore in Europa. “Con il più alto rapporto di pompa di calore in Europa, la Scandinavia dimostra quanto efficacemente questa tecnologia possa essere utilizzata anche nelle regioni fredde”. Grazie a tecnologie moderne come le pompe di calore a inverter o i refrigeranti speciali, questi sistemi possono funzionare in modo efficiente anche a temperature estremamente basse.
Anche in Scandinavia vengono spesso utilizzate le pompe di calore geotermiche perché il terreno ha temperature relativamente costanti anche in inverno. Ciò significa che l'efficienza di questi sistemi rimane elevata anche a temperature inferiori allo zero.
4. Rispetto dell'ambiente e sostenibilità
Oltre all'elevata efficienza, le pompe di calore si distinguono soprattutto per il loro rispetto per l'ambiente. Poiché si basano principalmente su fonti energetiche rinnovabili, ovvero l’aria, la geotermia o il calore dell’acqua, contribuiscono in modo significativo alla riduzione delle emissioni di CO₂. A differenza dei sistemi di riscaldamento fossili, il loro funzionamento non produce emissioni dirette. Ciò li rende una tecnologia importante nella lotta contro il cambiamento climatico.
Un altro vantaggio è la loro flessibilità in termini di utilizzo delle energie rinnovabili per la fornitura di elettricità. Se una pompa di calore viene utilizzata con elettricità verde, il suo funzionamento può essere quasi neutro dal punto di vista climatico. Questo è un punto cruciale in termini di decarbonizzazione del settore edilizio.
5. Aspetti di costo: costi di investimento e di esercizio
Sebbene i costi di acquisto di una pompa di calore siano più elevati rispetto ai sistemi di riscaldamento convenzionali come i riscaldatori a gas o olio, questi costi aggiuntivi vengono spesso ammortizzati nel corso degli anni grazie ai minori costi di esercizio. Poiché le pompe di calore richiedono molta meno elettricità rispetto ai tradizionali sistemi di riscaldamento elettrico e non utilizzano combustibili fossili, i costi di esercizio sono inferiori.
Inoltre, molti paesi dispongono di programmi di finanziamento e sussidi governativi per l’installazione di sistemi a pompa di calore. Questo sostegno finanziario può coprire una parte significativa dell’investimento iniziale e rendere il passaggio a questa tecnologia ancora più interessante.
6. Sfide legate all'utilizzo delle pompe di calore
Nonostante i numerosi vantaggi, l’utilizzo delle pompe di calore presenta anche alcune sfide. Uno di questi è la dipendenza dalla temperatura esterna per le pompe di calore ad aria. Mentre questi sistemi funzionano in modo molto efficiente con clima mite, le loro prestazioni diminuiscono leggermente a temperature estremamente basse. Le pompe di calore ad aria sono quindi particolarmente adatte per le regioni dal clima temperato o come integrazione ad altri sistemi di riscaldamento.
Un’altra sfida è che gli edifici più vecchi sono spesso scarsamente isolati e quindi richiedono temperature di mandata più elevate per essere adeguatamente riscaldate. In questi casi può essere necessario riqualificare l'efficienza energetica dell'edificio oppure scegliere una soluzione ibrida in cui la pompa di calore è abbinata ad un altro sistema di riscaldamento.
7. Il ruolo della pompa di calore nella transizione energetica
L'importanza delle pompe di calore continuerà ad aumentare nei prossimi anni, soprattutto nel contesto degli obiettivi climatici dell'Europa e dell'eliminazione graduale dei combustibili fossili. L’UE si è posta l’obiettivo di ridurre a zero le emissioni di CO₂ entro il 2050, un obiettivo difficilmente raggiungibile senza un passaggio a livello nazionale a tecnologie di riscaldamento sostenibili.
Le pompe di calore svolgono un ruolo centrale in questo perché non solo funzionano in modo efficiente, ma possono anche essere combinate con le energie rinnovabili. In combinazione con i sistemi solari o con gli impianti eolici possono dare un contributo significativo alla riduzione del consumo energetico nel settore edile.
Inoltre, si prevede che i progressi tecnologici miglioreranno ulteriormente l’efficienza e le prestazioni dei sistemi a pompa di calore. Nuovi sviluppi come le pompe di calore ad alta temperatura potrebbero consentire di riscaldare in modo efficiente gli edifici più vecchi senza estesi lavori di ristrutturazione.
8. Una tecnologia promettente con un grande potenziale
Le pompe di calore offrono un’alternativa estremamente efficiente ed ecologica ai tradizionali sistemi di riscaldamento basati su combustibili fossili. Con rendimenti fino al 500%, superano di gran lunga i sistemi di riscaldamento a gasolio e gas e allo stesso tempo contribuiscono a ridurre le emissioni di CO₂. Le loro prestazioni sono particolarmente impressionanti nei climi freddi come la Scandinavia.
Nonostante alcune sfide, soprattutto negli edifici più vecchi o con temperature esterne estremamente fredde, le pompe di calore sono una tecnologia pionieristica con un grande potenziale per l'uso sia nei nuovi edifici che negli edifici esistenti ristrutturati.
Con ulteriori progressi tecnologici e il crescente utilizzo di energie rinnovabili, si prevede che questa tecnologia diventerà ancora più diffusa nei prossimi anni: un passo importante verso un futuro rispettoso del clima.
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