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Nov 29, 2023

Le enormi pompe di calore che riscaldano le città

It's another cold snap and the fields of Cornwall, in south-west England, are

È un'altra ondata di freddo e i campi della Cornovaglia, nel sud-ovest dell'Inghilterra, sono ricoperti di neve. Ma lungo una strada ventosa, la casa di Ceri Simmons è calda e calda. Il suo soggiorno è una giungla di piante pendenti e, attraverso la cucina, scorci di uno studio rivestito in legno rivelano il lavoro di Simmons come insegnante di yoga aereo. "Avere una casa calda non è solo bello per me, è importante anche per i miei clienti", dice.

Il remoto villaggio di Stithians, vicino alla punta più sud-occidentale del Regno Unito continentale, dove vive la famiglia Simmons, è diventato un’improbabile frontiera nella corsa alla decarbonizzazione del riscaldamento. Sta sperimentando un nuovo approccio al riscaldamento a basse emissioni di carbonio che potrebbe essere fondamentale per il rapido incremento necessario a livello mondiale.

Il progetto si allontana dagli ostacoli che i singoli proprietari di case devono affrontare e progetta un sistema di pompe di calore che può essere distribuito su larga scala in strade, paesi e città. In tal modo, potrebbe fornire un modello per gli spazi urbani di tutto il mondo che riflettono su come decarbonizzare i propri sistemi di riscaldamento in modo rapido ed efficace.

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Nel Regno Unito oggi, il 74% delle persone riscalda la propria casa utilizzando caldaie a gas, mentre il resto è costituito principalmente da stufe elettriche e gasolio. Ciò porta il settore del riscaldamento a rappresentare un terzo delle emissioni di gas serra del Regno Unito, paragonabili alle emissioni di tutte le sue auto a benzina e diesel. Valori simili si riscontrano negli Stati Uniti, dove circa la metà del riscaldamento proviene dal gas.

Per limitare il riscaldamento globale è necessario cambiare drasticamente la situazione e, in molti luoghi, ciò significa installare molte più pompe di calore. Secondo l’organismo consultivo sul clima del governo britannico, entro il 2030, circa un quarto degli edifici del Regno Unito dovrebbero essere riscaldati utilizzando questi sistemi, cifra che salirà al 52% entro il 2050. Il riscaldamento elettrizzante sarà anche fondamentale per decarbonizzare gli edifici negli Stati Uniti, afferma Melissa Lott, direttrice di ricerca presso il Center on Global Energy Policy della Columbia University. Uno studio condotto a San Francisco ha definito le pompe di calore “la leva di maggior impatto” per ridurre le emissioni.

Invece di bruciare un combustibile, le pompe di calore concentrano l'energia termica già presente nell'aria, nel suolo o nell'acqua e la pompano attraverso i tubi e i radiatori di un edificio.

Lo fanno con incredibile efficienza, convertendo 1 kilowatt (kW) di elettricità in 3-5 kW di calore, rispetto a 1 kW per un riscaldatore elettrico diretto e 0,9 kW per una caldaia a gas. Ciò significa che forniscono praticamente "calore gratuito", afferma Lott. Tuttavia, come per tutti i sistemi di riscaldamento, l’efficienza dipende da quanto bene è isolato l’edificio per ridurre al minimo la perdita di calore, osserva.

Se la fonte di elettricità è rinnovabile, le pompe di calore stesse non emettono carbonio. Nel Regno Unito, quasi la metà dell’elettricità fornita alla rete nazionale proviene da fonti rinnovabili, rispetto al 20% degli Stati Uniti. Entrambi i paesi mirano a forti aumenti di queste percentuali.

La pompa di calore di Ceri Simmons, vista qui fuori casa, ora fornisce tutto il calore e l'acqua calda da una rete di tubi sotto la strada (Credito: Evie Townend)

Il progetto Heat the Streets a Stithians fornisce un modello completamente nuovo su come possono funzionare le pompe di calore geotermiche.

Le pompe di calore geotermiche sono più efficienti delle loro controparti ad aria. Ciò è dovuto al fatto che il terreno ha una temperatura costante. La maggior parte delle pompe di calore geotermiche sono dotate di tubazioni verticali che richiedono la perforazione di un pozzo profondo e costoso, profondo 60-200 m (200-650 piedi) nel terreno. In alternativa, possono utilizzare un anello orizzontale che è molto meno profondo nel terreno ma richiede un’ampia superficie di cui la maggior parte delle persone non dispone, soprattutto nelle città.

Inoltre, l'installazione delle pompe di calore tende ad essere responsabilità dei singoli proprietari di casa. Nonostante gli incentivi come il Boiler Upgrade Scheme del Regno Unito e i crediti d’imposta federali negli Stati Uniti previsti dall’Inflation Reduction Act di Biden, permangono ostacoli significativi a un’implementazione diffusa. Spesso c’è una mancanza di comprensione e consapevolezza della tecnologia che, combinata con ingenti costi iniziali e pochi installatori qualificati, può impedire ai proprietari di case di apportare il cambiamento. Anche l’architettura può rappresentare una barriera: le case hanno semplicemente bisogno anche semplicemente di spazio esterno sufficiente per installare le pompe di calore, cosa che ovviamente manca negli appartamenti e nei contesti urbani densi.