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La fornitura di energia alle famiglie, agli edifici pubblici e ai servizi rappresenta la maggior parte delle emissioni di gas serra nella maggior parte dei comuni. I sistemi di risparmio energetico comunali rappresentano soluzioni puntuali per ottimizzare il consumo energetico.
Energia accessibile e pulita
Città e comunità sostenibili
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Descrizione
Per oltre un decennio, i comuni europei hanno avviato iniziative, strategie e piani d'azione per aumentare l'efficienza energetica delle infrastrutture private e comunali. I comuni degli Stati membri dell'UE, in base alla Direttiva UE sull'efficienza energetica, devono collaborare per garantire che entro il 2020 e il 2030 venga raggiunta un'efficienza energetica rispettivamente del 20% e del 32,5%.
Per promuovere l'impegno verso gli obiettivi energetici e climatici sono state lanciate iniziative come il Patto dei Sindaci. I firmatari hanno accettato volontariamente di aumentare l'efficienza energetica e l'uso di fonti di energia rinnovabili. Per raggiungere questo obiettivo, i comuni partecipanti hanno redatto e presentato un Piano d'Azione per l'Energia Sostenibile (SEAP), definendo le loro misure di risparmio energetico e di tutela del clima. Dal 2008 più di 6.000 comuni hanno sviluppato e approvato un PAES; tuttavia, rispetto al numero totale di comuni in Europa, la strada da percorrere è ancora lunga.
È stato individuato che il patrimonio edilizio di un comune rappresenta il maggior potenziale di risparmio energetico. Si prevede inoltre che entro il 2050 più di due terzi della popolazione mondiale vivrà in aree urbane. Pertanto, questa soluzione mira a facilitare l'ideazione e l'implementazione di misure di risparmio energetico a livello comunale.
Problemi da risolvere
Consumo di combustibili fossili
Emissioni di carbonio
Qualità dell'aria urbana dannosa
Spreco di energia
Fornitura di energia inaffidabile
Monitoraggio a basso consumo energetico
Prodotti che offrono queste funzioni
IRPopt (Pianificazione e ottimizzazione integrata delle risorse)
Il framework di ottimizzazione matematico tecno-economico IRPopt (Integrated Resource Planning and Optimization) supporta i decisori delle aziende energetiche municipali e della pubblica amministrazione nella gestione del portafoglio futuro.
Le autorità locali possono essere tentate di optare per progetti che migliorano l'efficienza energetica e che hanno un ritorno economico breve. Tuttavia, questo approccio non coglierà la maggior parte dei potenziali risparmi disponibili grazie agli interventi di riqualificazione energetica. Si raccomanda invece di includere tutte le opzioni redditizie, soprattutto quelle che offrono un tasso di rendimento superiore al tasso di interesse del capitale investito. Questo approccio si tradurrà in un maggiore risparmio a lungo termine. Troppo spesso i rapidi ritorni sugli investimenti fanno sì che le organizzazioni non prestino attenzione al "costo del ciclo di vita".
I costi del ciclo di vita sono i costi totali di proprietà durante la vita di un sistema di risparmio energetico, come ad esempio: pianificazione, progettazione, costruzione e acquisizione, operazioni, manutenzione, rinnovo e riabilitazione, ammortamento e costi finanziari, sostituzione o smaltimento. Il tempo di ammortamento deve essere confrontato con la durata di vita dei beni da finanziare. Ad esempio, un tempo di ammortamento di 15 anni non dovrebbe essere considerato un periodo lungo quando si tratta di un edificio con una durata di vita di 50-60 anni.
Requisiti legali
Direttive legali pertinenti a livello europeo e nazionale.
Un modello di business basato sulle prestazioni energetiche propone una partnership tra i clienti e le società di servizi energetici (ESCO) per sviluppare misure di risparmio energetico. Gli EPC possono essere eseguiti in due forme: attraverso il risparmio condiviso o attraverso uno schema di risparmio garantito. In un EPC a risparmio condiviso, una ESCO viene remunerata in base al risparmio energetico generato dal progetto e la quota pagata dal cliente rimborsa i costi di capitale del progetto. In un EPC a risparmio garantito, la ESCO si assume un rischio tecnico, garantendo una percentuale di risparmio sulla bolletta energetica del cliente. Se i risparmi concordati non vengono raggiunti, la ESCO è tenuta a rimborsare al cliente la differenza tra i risparmi effettivi e quelli concordati. Il cliente finanzia completamente la misura, confidando nelle prestazioni promesse dalla ESCO.
L'EPC è adatto a progetti su larga scala, soprattutto nel settore pubblico, a causa degli alti costi di transazione e dei lunghi tempi di ritorno. Di solito, il settore privato è meno attratto da contratti con lunghi tempi di ritorno. Ciò significa che, per stabilire un contratto nel settore privato, le ESCO dovrebbero concentrarsi sull'implementazione di ECM con un rapido ritorno sull'investimento. Le difficoltà nella creazione di una base energetica rendono più difficile per la ESCO prevedere i risparmi energetici e il processo di misurazione e verifica necessario per seguire i risultati del progetto può essere costoso (Warget, 2011).
Nel modello commerciale Build-Own-Operate-Transfer (BOOT), la ESCO ha il controllo completo della misura di risparmio energetico. Costruisce, implementa e gestisce il progetto per un determinato periodo di tempo. Al termine del contratto, la ESCO trasferisce l'impianto/sistema al cliente.
Durante il periodo contrattuale, la ESCO ha il controllo della misura di risparmio energetico e viene addebitata al cliente una tariffa per il servizio fornito. In questo modo, l'investimento e i costi operativi della ESCO sono coperti dalle tariffe. Il modello BOOT è simile a un prestito fatto dalla ESCO al cliente, che include anche la gestione dell'energia durante il periodo del contratto.
In un modello commerciale di Chauffage, la ESCO si assume la completa responsabilità di fornire al cliente i servizi energetici (ad es. calore, illuminazione, forza motrice, ecc.). Come forma di esternalizzazione della gestione dell'energia, lo Chauffage è tipicamente utilizzato nei comuni in cui il mercato della fornitura energetica è competitivo.
La ESCO si assume la responsabilità di fornire il servizio energetico concordato a un costo inferiore rispetto al servizio precedente o a un servizio più efficiente a parità di costo. Più efficiente e conveniente è la fornitura di energia, maggiori saranno i guadagni della ESCO. I contratti di chauffage sono quelli che incentivano maggiormente le ESCO a fornire servizi in modo efficiente. La tariffa pagata dal comune nell'ambito di un accordo di Chauffage è calcolata sulla base della bolletta energetica esistente meno una percentuale di risparmio (spesso nell'ordine del 5-10%). In questo modo, al comune viene garantito un risparmio immediato rispetto alla bolletta attuale.
I contratti di chauffage sono in genere piuttosto lunghi (20-30 anni) e la ESCO si occupa della manutenzione e del funzionamento durante il contratto. I contratti di chauffage sono molto utili quando il cliente vuole esternalizzare i servizi e gli investimenti dell'impianto.
Mappatura degli stakeholder
Quali stakeholder devono essere presi in considerazione (e come) per la pianificazione e l'implementazione di questa soluzione?
Mappa degli stakeholder per un sistema di risparmio energetico comunale (BABLE, 2021)
Contesto cittadino
Quali sono i fattori di supporto e le caratteristiche di una città a cui questa soluzione si adatta? Quali fattori faciliterebbero l'implementazione?
La Commissione economica per l'Europa delle Nazioni Unite (UNECE, 2020) ha elencato sette raccomandazioni per implementare e adottare sistemi di risparmio energetico:
Continuare l'armonizzazione dei codici energetici degli edifici garantendo una copertura completa di tutti i tipi di edifici.
Definire un obiettivo nazionale di efficienza energetica, basato sul consumo di energia primaria (o finale), sul risparmio di energia primaria (o finale) o sull'intensità energetica.
Continuare a rafforzare i requisiti di isolamento, ventilazione e impianti tecnici.
Prestare maggiore attenzione all'ermeticità dell'involucro edilizio.
Assicurarsi che i regolamenti edilizi includano requisiti per l'aria condizionata, l'illuminazione, l'uso di fonti di energia rinnovabili e l'illuminazione naturale.
Rendere obbligatoria l'ispezione di caldaie e impianti di condizionamento per migliorare la qualità e la precisione della certificazione energetica negli edifici multifamiliari.
Seguire un approccio olistico nei codici energetici degli edifici basato sui requisiti di prestazione energetica degli edifici (calore, ventilazione, aria condizionata, illuminazione, ecc.)
Introdurre o rafforzare le misure di garanzia della qualità, soprattutto nella fase iniziale della certificazione energetica.
I requisiti per gli esperti di certificazione devono essere armonizzati.
Il certificatore deve essere fisicamente presente in loco.
La procedura di controllo della qualità della certificazione energetica deve essere armonizzata.
Sviluppo di database centralizzati per la certificazione energetica e digitalizzazione del processo di certificazione.
Le sfide legate alla raccolta di dati sulla prestazione energetica delle infrastrutture e le lacune esistenti dovrebbero essere aree prioritarie di ricerca.
Stabilire o rafforzare un adeguato sistema di monitoraggio elettronico dei processi di conformità, applicazione e controllo della qualità per garantire la conformità ai codici e agli standard energetici internazionali per l'edilizia.
Definire misure per garantire che i materiali e i prodotti utilizzati nelle costruzioni siano sottoposti a un rigoroso controllo di qualità per soddisfare i requisiti di efficienza energetica, per mantenere la resistenza degli edifici ai carichi ambientali locali e per garantire che non minaccino la sicurezza delle persone e dei beni.
Iniziative del governo
Quali sono gli sforzi e le politiche che le amministrazioni pubbliche locali e nazionali stanno intraprendendo per favorire e supportare questa soluzione?
Green Deal europeo: nell'ottobre 2020, la Commissione ha presentato la sua strategia per le ristrutturazioni, nell'ambito del Green Deal europeo. La strategia contiene un piano d'azione con misure concrete di regolamentazione, finanziamento e abilitazione per promuovere la ristrutturazione degli edifici. L'obiettivo è quello di raddoppiare almeno il tasso annuale di rinnovamento energetico degli edifici entro il 2030 e di promuovere le ristrutturazioni profonde.
Schema di obbligo di efficienza energetica: Creati a seguito della Direttiva EE, questi schemi richiedono alle aziende energetiche di ottenere un risparmio energetico pari all'1,5% delle loro vendite annuali di energia ai consumatori finali implementando misure di efficienza energetica. In alternativa, i Paesi possono introdurre altre misure politiche per stimolare il risparmio energetico. Gli EEOS si rivolgono a fornitori, rivenditori e distributori di energia, in quanto questi gruppi sono i più adatti a identificare e realizzare risparmi energetici con i loro clienti.
Certificati di prestazione energetica: Gli attestati di prestazione energetica forniscono informazioni ai consumatori sugli edifici che intendono acquistare o affittare. Includono una valutazione del rendimento energetico e raccomandazioni per migliorare in modo conveniente il rendimento energetico di un edificio o di un'unità immobiliare.
Dati e standard
Quali sono gli standard, i modelli di dati e i software rilevanti o necessari per questa soluzione?
LEED - Leadership nel design energetico e ambientale
BREEAM - Metodo di valutazione ambientale del Building Research Establishment
Ordinanza tedesca sul risparmio energetico - EnEV
La creazione di questa soluzione è stata supportata da un finanziamento UE
Casi d'uso
Esplora esempi reali di implementazione di questa soluzione.
Energia
Costruire
Distretti termici locali intelligenti
Nell'ambito del progetto GrowSmarter, "Distretti termici locali intelligenti" fa parte della ristrutturazione dell'edificio di Ca l'Alier, che combina la produzione di energia elettrica in loco (fotovoltaica) con la rete DHC locale esistente, riducendo il consumo di energia primaria fossile per la produzione di riscaldamento e raffreddamento.
Controllore energetico centrale della città intelligente
Una piattaforma di gestione dell'energia per centrali elettriche virtuali, che fornisce agli stakeholder della città la possibilità di gestire attivamente le risorse energetiche distribuite (generazione, accumulo e carico) da un'unica piattaforma.
Migliore flessibilità energetica con le batterie delle stazioni radio base
Il Comune di Barcellona ha testato l'utilizzo delle batterie di riserva delle stazioni radio base per aumentare la flessibilità della rete e garantire una maggiore stabilità. In questo modo, le stazioni possono essere scollegate dalla rete su richiesta e utilizzare le batterie.
Nelle aree di affitto degli ex cotonifici, un sistema di gestione intelligente del calore impiega termostati intelligenti collegati a un sistema di gestione dell'energia locale, consentendo agli inquilini di controllare il riscaldamento tramite un'app mobile e di ridurre le emissioni dovute al calore spegnendo automaticamente l'erogazione di calore nelle aree non utilizzate.
Gestione intelligente dell'energia delle fermate degli autobus
Il progetto ha trasformato tutte le fermate in Smart Stops, evitando un inutile consumo di energia da parte dei condizionatori d'aria. Grazie all'installazione di dispositivi di gestione remota nei condizionatori e in altri sistemi, sono state implementate misure di risparmio energetico.
Connecta VLCi: 194 edifici e strutture comunali intelligenti
Il progetto propone una gestione più moderna ed efficiente di un massimo di 194 edifici e strutture comunali attraverso una piattaforma smart city in cui gli edifici sono integrati e vengono fornite tutte le informazioni su di essi come inquinamento, temperatura, umidità, consumo energetico, ecc.
Energia rinnovabile per il riscaldamento a Hajnówka
Lo studio "Renewable Power-to-Heat in Hajnówka" illustra la possibilità e la necessità di convertire la rete di riscaldamento a combustibile fossile della città polacca di Hajnówka alle energie rinnovabili.
Strategia solare per uso proprio nel portafoglio immobiliare
La transizione energetica urbana attraverso il fotovoltaico (PV) deve affrontare sfide come i vincoli di spazio, l'estetica, la stabilità della rete, i costi e la regolamentazione; tuttavia il PV promette una maggiore produzione di energia locale e una riduzione delle emissioni. La collaborazione è fondamentale per il successo.
Riutilizzare le batterie dei veicoli elettrici per l'accumulo di energia
Soluzione per il riutilizzo delle batterie dei veicoli elettrici (EV). I taxi EV dell'azienda privata OU Takso di Tartu saranno parzialmente ricaricati grazie all'energia rinnovabile prodotta in loco con pannelli fotovoltaici e immagazzinata nelle batterie EV usate, migliorando il rendimento delle batterie.
La città di Tartu ha sostituito i 320 lampioni al sodio esistenti nell'area del centro città con un'illuminazione a LED ad alta efficienza energetica. La nuova illuminazione e i sensori ambientali e di traffico, insieme alle unità di controllo wireless sviluppate da Cityntel OU, formano una rete di illuminazione stradale intelligente.
Ristrutturazione dell'involucro di un edificio intelligente a Colonia
Per migliorare l'efficienza energetica degli edifici residenziali esistenti del 70%, nell'ambito del progetto GrowSmarter di Horizon 2020, sono state intraprese misure di ristrutturazione. Questi includono l'isolamento dell'involucro dell'edificio, finestre ad alta efficienza, illuminazione delle scale, ascensore e sistema di riscaldamento.
Ristrutturazione ad alta efficienza energetica di un edificio residenziale - Brf Årstakrönet
Nell'ambito del progetto GrowSmarter, questa misura si concentra sulla ristrutturazione ad alta efficienza energetica di un edificio residenziale del 2007: Brf Årstakrönet, con 56 condomini privati.
Illuminazione stradale intelligente stand alone a Stoccolma
Nell'ambito della misura Illuminazione intelligente del progetto Grow Smarter, l'obiettivo è dimostrare e testare tre diverse tecnologie per l'illuminazione stradale intelligente: illuminazione a LED remota, autocontrollata e controllata da sensori. In questo caso d'uso l'attenzione si concentra su un sistema autonomo.
Ristrutturazione ad alta efficienza energetica dell'edificio - Centro educativo Escola Sert
Gas Natural Fenosa ha realizzato la ristrutturazione energetica del centro educativo Escola Sert. L'obiettivo è quello di convalidare la fattibilità tecnica ed economica dell'aggiunta di energia rinnovabile a un edificio terziario sotto forma di fotovoltaico integrato nell'edificio (BIPV) per l'autoconsumo.
Analisi delle informazioni e attuatori dei contatori intelligenti
A Barcellona, Endesa ha installato un innovativo "Data Hub", chiamato Concentratore Multiservizi (MSC), allocato nella sottostazione secondaria con l'obiettivo di fungere da nodo dati, raccogliendo e gestendo i dati della città.
Questo progetto è una parte fondamentale della trasformazione digitale di Aberdeen. Il Consiglio comunale ha investito in un programma settennale da 9,7 milioni di sterline per sostituire la vecchia illuminazione stradale, inefficiente e costosa, con un'illuminazione a LED più efficiente e conveniente.
Recupero del calore di scarto dalle acque di scarico
Il progetto prevede l'installazione di uno scambiatore di calore e di pompe di calore acqua-acqua, che recupereranno il calore dalle acque di scarico, al fine di migliorare l'efficienza delle stufe a gas nelle scuole.
A Londra, le famiglie del Royal Borough of Greenwich sono state incentivate a modificare i loro modelli di consumo energetico e il loro comportamento attraverso premi basati su punti, con l'obiettivo di ridurre la pressione sulla rete durante le ore di punta.