Retrofitting energetico degli edifici

Descrizione

Il miglioramento dell'efficienza energetica del patrimonio edilizio di una città richiede una riflessione strategica e a lungo termine. Le complesse strutture di proprietà, le barriere di mercato, la diversità delle tipologie edilizie, le preferenze dei consumatori e i molteplici soggetti coinvolti nella costruzione e nell'adeguamento di un edificio rendono gli edifici efficienti dal punto di vista energetico una sfida anche con gli sviluppi tecnologici più avanzati. Tuttavia, per realizzare quartieri a energia positiva e raggiungere gli ambiziosi obiettivi climatici fissati dalle città, gli edifici a energia zero e positiva svolgono un ruolo fondamentale.

Diverse iniziative in tutto il mondo hanno dimostrato che, sebbene si tratti di una sfida complessa, la riqualificazione energetica degli edifici è possibile e ha un enorme impatto su città più verdi e resilienti.

Problemi da risolvere

Requisiti legali

L'urgenza di occuparsi dell'efficienza energetica degli edifici è enorme. Anche l'UE lo riconosce ed esistono diversi standard sull'efficienza energetica degli edifici a livello europeo. Sono state introdotte diverse iniziative legislative per la ristrutturazione degli edifici, le più importanti sono riportate di seguito:

• Direttiva sulla prestazione energetica nell'edilizia (EPBD, Direttiva 2010/31/UE modificata dalla Direttiva 2018/844/UE).
• Direttiva sull'efficienza energetica (EED, Direttiva 2012/27/UE modificata dalla Direttiva 2018/2002/UE)
• Direttiva del 16 dicembre 2002 sul rendimento energetico nell'edilizia.
• Direttiva del 6 luglio 2005 relativa all'istituzione di un quadro per l'elaborazione di specifiche per la progettazione ecocompatibile dei prodotti che consumano energia.
• Direttiva del 5 aprile 2006 sull'efficienza degli usi finali dell'energia e i servizi energetici.
• Direttiva del 23 aprile 2009 sulla promozione dell'uso dell'energia da fonti rinnovabili che prevede la promozione dell'efficienza energetica.
• Direttiva del 21 ottobre 2009 che istituisce un quadro per l'elaborazione di specifiche per la progettazione ecocompatibile dei prodotti connessi all'energia.
• Direttiva del 19 maggio 2010 relativa all'indicazione dell'etichettatura di efficienza energetica e delle informazioni uniformi di prodotto sul consumo di energia e di altre risorse dei prodotti connessi all'energia.
• Direttiva del 19 maggio 2010 sulla prestazione energetica nell'edilizia.

Poiché gli Stati membri hanno dovuto integrare queste direttive nella legislazione nazionale, nell'UE esistono molti standard di efficienza energetica a livello nazionale che variano da paese a paese. Di seguito sono elencati alcuni esempi di regolamenti e norme in materia di efficienza energetica (United Nations Economic Comission for Europe, Mapping of Existing Energy Efficiency Standards and Technologies in Buildings in the UNECE Region, 2018):

• Francia: stabilisce gli standard minimi per gli edifici esistenti e definisce le ristrutturazioni necessarie per gli stessi.
• Svizzera: l'edificio ristrutturato non deve superare il 125% del limite energetico del nuovo edificio.
• Danimarca: I sistemi di riscaldamento solare devono essere previsti quando il consumo di acqua calda previsto supera i 2.000 litri al giorno e possono soddisfare il 95% della domanda.
• Grecia: il 60% dell'acqua calda sanitaria proviene dall'energia solare.

Ulteriori norme di vari Paesi possono essere consultate nelle schede informative dei Paesi contenute nel rapporto dell'UNECE. Alcune normative già citate in Nord America sono:

• Energy Policy Act del 2005
• ASHRAE9 90.1.2007
• ICC Conservazione dell'energia 2000-201510
• Piano graduale di Vancouver

Modelli operativi

La riqualificazione energetica richiede ingenti investimenti di capitale iniziale con lunghi periodi di ammortamento. Per accelerare il retrofit, sono fondamentali meccanismi di mercato e di finanziamento favorevoli, nonché modelli di business innovativi. Gli interventi politici evidenziati nella sezione precedente hanno il potenziale per migliorare l'accesso ai finanziamenti, ridurre il rischio degli investimenti e le barriere, aumentando l'attrattiva degli investimenti nel settore edilizio.

Sebbene i governi locali e nazionali possano promuovere politiche di sostegno specifiche, le risorse pubbliche possono coprire solo una parte limitata degli investimenti totali. Per ottenere risultati sostanziali, è necessario coinvolgere il settore privato nel finanziamento di ristrutturazioni ad alta efficienza energetica. Tuttavia, le istituzioni finanziarie devono affrontare diverse sfide nell'approccio al mercato dell'efficienza energetica. Tra queste, le dimensioni ridotte, la frammentazione degli investimenti e la mancanza di standardizzazione dei progetti, che comportano rischi più elevati.

Le amministrazioni locali e statali hanno a disposizione e stanno esplorando una serie di meccanismi di finanziamento, tra cui i contratti di prestazione di servizi energetici (ESPC), i fondi di prestito rotativi, il leasing, il finanziamento in bolletta e altri ancora. Alcuni di questi sono illustrati di seguito:

1) Fondi di prestito rotativo: i fondi di prestito rotativo sono fondi di capitale accantonati dal governo locale o nazionale da cui è possibile ottenere prestiti per progetti di retrofit energetico. Man mano che i prestiti vengono rimborsati, il capitale viene poi riaffidato per un altro progetto. Se le inadempienze rimangono basse, gli RLF possono essere fonti di capitale "sempreverdi" che vengono riciclate più volte per finanziare i progetti anche in futuro.

2) Finanziamento su fattura: L'OBF è un tipo di prestito, introdotto per la prima volta negli Stati Uniti, che utilizza la bolletta come strumento di rimborso. Aiuta a ridurre le barriere, come gli alti costi iniziali per l'ammodernamento, e rappresenta una possibile soluzione al dilemma proprietario-inquilino. Il prestito viene rimborsato nel tempo grazie al risparmio sulla bolletta. Il proprietario dell'immobile paga la stessa bolletta prima e dopo i lavori di ristrutturazione e la differenza dovuta ai risparmi va all'investitore.

3) Contratto di rendimento energetico: l'EPC è una forma di finanziamento per il miglioramento del capitale che consente di finanziare gli aggiornamenti energetici grazie ai risparmi ottenuti. Nell'ambito di un contratto EPC, un'organizzazione esterna (ESCO) realizza un progetto di efficienza energetica o un progetto di energia rinnovabile e utilizza il flusso di entrate derivanti dai risparmi o dall'energia rinnovabile prodotta per ripagare i costi del progetto, compresi i costi dell'investimento (Commissione Europea, 2020).

Una componente chiave del successo dei programmi di finanziamento per il retrofit verde è il concetto di modello finanziario "cash positive", che si riferisce a meccanismi finanziari che riducono il rischio e l'onere per i proprietari di immobili, garantendo risparmi fin dal primo mese. Gli accordi finanziari dovrebbero avere tassi di interesse tali da garantire una riduzione della bolletta mensile superiore o uguale alle rate di rimborso mensili, garantendo un ritorno immediato e costante. Va notato che gli aspetti legali e i fondamenti dei vari modelli finanziari variano notevolmente nei vari stati e amministrazioni locali. È essenziale condurre una rigorosa due diligence per capire chiaramente quali tipi di modelli di finanziamento possono essere utilizzati nella tua comunità.

Struttura dei costi

Struttura dei costi per la riqualificazione energetica degli edifici (BABLE, 2021)

Un buon riferimento per i costi si trova nel caso d'uso di Vienna. L'investimento iniziale per gli interventi in 95 appartamenti di oltre 50 anni è stato di circa 4,3 milioni di euro, pari a 680 euro per m² di superficie utilizzabile e comprendeva i costi per i lavori di ristrutturazione termica, i lavori di manutenzione e i lavori per aumentare il comfort abitativo.

La ristrutturazione termica della facciata ha ridotto il fabbisogno di energia termica di oltre l'80%, passando da 130 kWh/m²yr a circa 23 kWh/m²yr. Inoltre, sul tetto è stato installato un impianto fotovoltaico di 50 m² con 9 kWp.

Il costo totale di 4,3 milioni di euro è stato ridotto grazie alle sovvenzioni dirette e alla rendita annua di 2,55 milioni di euro (per 6.330 m² di superficie utilizzabile = 3,35 euro al m² al mese) per il recupero dell'investimento(BABLE, 2019).

Potenziale di mercato

Il mercato della riqualificazione energetica degli edifici ha un enorme potenziale, dato che il 75% del patrimonio edilizio in Europa è considerato inefficiente dal punto di vista energetico. Su scala globale, questo numero potrebbe anche essere peggiore, generando un interessante divario da coprire con iniziative di ristrutturazione.

Mappatura degli stakeholder

Mappa degli stakeholder per la riqualificazione energetica degli edifici (BABLE, 2021)

Iniziative del governo

I governi locali e nazionali devono assumere impegni chiari per garantire segnali di mercato a lungo termine verso le tecnologie ad alta efficienza energetica. L'accelerazione dell'adozione di tecnologie efficienti dal punto di vista energetico richiederà un approccio politico di tipo push and pull. Da un lato, obiettivi di rendimento obbligatori che spingano i proprietari degli edifici ad adottare tecnologie efficienti dal punto di vista energetico. Dall'altro lato, incentivi iniziali come gli sconti per i consumatori, che riducono le barriere come gli alti costi iniziali e il costo più elevato dei prodotti ad alta efficienza energetica.

Il seguente elenco fornisce esempi di alcune misure politiche che possono essere adottate:

Legislativo

• Progettare codici e standard edilizi che incoraggino la realizzazione di ristrutturazioni profonde e rafforzarli regolarmente in risposta ai nuovi sviluppi tecnologici. Impegnarsi per ottenere emissioni prossime allo zero nelle nuove costruzioni.
• Stabilire degli standard minimi di prestazione energetica per le apparecchiature che consumano energia.
• Introdurre standard di qualità/sistemi di certificazione per gli installatori e i prodotti.
• Individuare le leggi restrittive in materia di locazione che disincentivano o inibiscono il miglioramento delle prestazioni energetiche e aggiornarle per favorire una transizione sostenibile.
• Stabilire limiti minimi di produzione di energia rinnovabile in loco per promuovere l'implementazione locale di fonti di energia rinnovabile e per utilizzare il potenziale energetico sostenibile esistente a livello locale (un esempio di azione legislativa che prevede l'utilizzo di almeno una certa percentuale di superficie del tetto per il fotovoltaico si trova qui).
• Semplificare la progettazione di concetti di energia sostenibile avviando il processo all'inizio della fase di pianificazione del processo di transizione. In questo modo, il processo di sviluppo dei distretti può essere influenzato dai concetti energetici verso distretti ad energia positiva e i potenziali di risparmio energetico e di autosufficienza possono essere utilizzati più facilmente (evitando svantaggiosi percorsi di dipendenza nel processo di pianificazione).

Tecnica

• Garantire il blocco minimo o nullo delle tecnologie inefficienti e ad alta intensità di carbonio in tutte le nuove costruzioni durante la fase di approvazione della pianificazione (ad esempio, dando priorità alla connessione alla rete di teleriscaldamento/raffreddamento).
• Semplificare e consentire la diffusione di tecnologie ad alta efficienza e a basse emissioni di carbonio, come le pompe di calore elettriche e le unità solari termiche.
• Promuovere l'uso di controlli avanzati, come i sistemi di gestione dell'energia e le tecnologie domestiche intelligenti per un comportamento efficiente dal punto di vista energetico.
• Affrontare le sfide relative alla diffusione locale di tecnologie a basse/zero emissioni di carbonio.
• Vietare le tecnologie ad alta intensità energetica e inquinanti che si basano sui combustibili fossili (ad esempio le lampadine a incandescenza e alogene, le stufe elettriche a resistenza, le caldaie a gasolio, ecc.)
• Obbligare l'utilizzo del calore di scarto degli impianti su larga scala per sistemi in loco o di quartiere.
• Promuovere lo sviluppo di concetti energetici integrati che incorporino vari tipi di edifici, settori e domanda energetica per massimizzare l'utilizzo delle sinergie (energetiche).

Finanziario

• Sviluppare veicoli di finanziamento adatti a specifici segmenti di mercato che forniscano una fonte di finanziamento semplice e commercialmente interessante per le ristrutturazioni profonde.
• Sviluppare meccanismi per incoraggiare le ristrutturazioni profonde attraverso il finanziamento da parte di terzi, ad esempio ESCO ed EPC.
• Rafforzare i meccanismi di tariffazione del carbonio per fornire i giusti segnali economici.
• Incentivare la riqualificazione energetica degli edifici esistenti (ad esempio, ridurre le imposte sugli immobili per gli edifici ad alta efficienza energetica).
• Incentivare l'adozione di energie rinnovabili e di tecnologie ad alta efficienza energetica.

In tutto il mondo si stanno verificando interessanti movimenti per aumentare l'efficienza degli edifici. L'Unione Europea sembra essere all'avanguardia del movimento, con diverse direttive pubblicate che mirano alla neutralità climatica. Tra queste, ci sono direttive specifiche per il rendimento energetico degli edifici, quadri di riferimento per la definizione di requisiti per i materiali e la progettazione e per la promozione delle energie rinnovabili.

Negli Stati Uniti, invece, l'Energy Policy Act del 2005 copre quasi tutti gli aspetti della produzione, della distribuzione e del consumo di energia, oltre alle linee guida sull'efficienza energetica. Nel 2012, 31 Stati USA, adottando l'ASHRAE9 90.1.2007 o l'ICC Energy Conservation 2000-2015, hanno implementato codici modello per gli edifici residenziali e commerciali, mentre in Canada il piano graduale di Vancouver per promuovere l'adozione di edifici ad alta efficienza energetica rimuovendo le barriere alla Casa Passiva è collegato al Piano d'Azione per la Città più Verde di Vancouver (UNECE, 2019).

In paesi come la Serbia, il Kazakistan, la Bielorussia, la Russia e altri, la struttura di governance è tale che i codici edilizi sono stabiliti a livello federale, senza che i governi regionali possano scegliere se adottarli o meno. In questi casi, le regioni possono preparare e presentare norme aggiuntive di progettazione e costruzione o requisiti per le procedure di appalto, che riflettono le specificità regionali, ma non contraddicono la legge federale. Questa situazione non consente di aggiornare i codici con maggiore frequenza, considerando gli sviluppi tecnologici del settore edilizio. Gli enti normativi di questi Paesi che agiscono a livello federale si stanno attualmente concentrando sull'implementazione di codici edilizi basati sulle prestazioni con standard energetici minimi piuttosto che su codici edilizi prescrittivi. In questo modo gli appaltatori e i proprietari degli edifici avranno la flessibilità di scegliere la migliore opzione tecnologica per ridurre il consumo energetico (UNECE, 2019).

Fattori di supporto

Percentuale di edifici nell'UE in diverse classi EPC (Buildings Performance Institute Europe, 2017)

Per raggiungere la neutralità delle emissioni di carbonio, è essenziale considerare sia gli edifici che verranno costruiti in futuro, sia il patrimonio edilizio esistente, che costituisce la maggior parte degli edifici in cui viviamo oggi e in futuro. Come già accennato, circa il 75% del patrimonio edilizio europeo è considerato non efficiente dal punto di vista energetico, ossia non raggiunge almeno la classe EPC C, come mostrato nella figura precedente, mentre la figura seguente mostra questa distribuzione su base nazionale.

Distribuzione del patrimonio edilizio nell'UE per classe EPC (Buildings Performance Institute Europe, 2017)

La durata di vita degli edifici europei varia da 40 a 120 anni. Per raggiungere gli ambiziosi obiettivi climatici ed energetici fissati dall'Unione Europea e richiesti per mitigare i cambiamenti climatici, la maggior parte del patrimonio edilizio dell'UE deve essere a energia quasi zero (Dorizas, Groote, & Fabbr, 2019). Di conseguenza, la ristrutturazione degli edifici è un aspetto cruciale per raggiungere gli obiettivi europei di efficienza energetica e riduzione delle emissioni di CO2. Per la decarbonizzazione del settore edilizio, l'Agenzia Internazionale dell'Energia raccomanda tre pilastri fondamentali (IEA, 2020):

1) Efficienza: Si tratta di interventi in fase di progettazione. Il fabbisogno energetico degli edifici deve essere ridotto al minimo, pur garantendo un livello di comfort uguale o migliore. L'obiettivo è ridurre il fabbisogno energetico utilizzando design, materiali innovativi e altre misure simili che rendano gli edifici passivi.

2) Efficienza: Migliorare le prestazioni delle tecnologie edilizie facilitando l'adozione di soluzioni efficienti dal punto di vista energetico attraverso politiche e mercati. Ciò comprende anche l'investimento e la promozione della ricerca e dell'innovazione in tecnologie ad alta efficienza energetica.

3) Decarbonizzazione: Una volta che la domanda di energia degli edifici è stata ridotta al minimo grazie all'utilizzo di misure di sufficienza ed efficienza, la restante domanda di energia dovrebbe essere soddisfatta con soluzioni ad alto rendimento e a basso contenuto di carbonio.

Contesto cittadino

Si stima che le persone trascorrano in media l'85-90% del loro tempo in ambienti chiusi, a casa, a scuola, al lavoro o durante il tempo libero. Per garantire un elevato livello di comfort, gli edifici di tutto il mondo sono dotati di diverse tecnologie per riscaldare o raffreddare gli ambienti, fornire acqua calda e pulita, aria fresca ed elettricità per alimentare gli apparecchi che semplificano la vita dell'uomo.

Secondo l'Agenzia Internazionale dell'Energia (IEA), gli edifici e i settori dell'edilizia insieme sono responsabili di un terzo del consumo finale di energia a livello globale e di quasi il 40% delle emissioni totali dirette e indirette di CO2 e quindi sono una fonte di enorme potenziale di efficienza non sfruttato (IEA, 2020).

Uso globale di energia primaria urbana ed emissioni di CO2

Secondo le stime della Commissione Europea, quasi il 75% del patrimonio edilizio europeo è attualmente inefficiente dal punto di vista energetico e il tasso di rinnovamento annuale varia da appena lo 0,4 all'1,2%, a seconda del Paese. L'inefficienza degli edifici in termini di utilizzo dell'energia e delle risorse costituisce una grande sfida sociale in relazione al consumo totale e all'impronta di CO₂. Questo aggiunge pressione al sistema energetico e urbano integrato (State of Green, 2020). Pertanto, l'efficienza degli edifici gioca un ruolo decisivo nel sostenere le città a raggiungere i loro obiettivi di neutralità rispetto al carbonio. Gli edifici generano emissioni dirette di CO2 attraverso i combustibili che vengono bruciati (ad esempio petrolio, gas naturale) e indirette attraverso l'uso di elettricità alimentata da combustibili fossili che viene utilizzata negli edifici (IEA, 2019). La figura qui sopra mostra la quota degli edifici nell'uso di energia primaria urbana e nelle emissioni di CO2, rispetto ai livelli globali.