L energia. per il benessere sociale

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1 Consumi: L energia 4.2 L energia è fondamentale per il benessere sociale L energia ed economico: garantisce le comodità per le persone e la loro mobilità, ed è essenziale per le attività industriali e commerciali. La produzione e l uso dell energia generano però numerose pressioni ambientali, fra cui l emissione di gas serra e di sostanze acidificanti. Le strategie per ridurre tali pressioni ambientali comprendono l uso di fonti energetiche meno inquinanti, il contenimento dei servizi e il miglioramento dell efficienza nelle attività che consumano energia, quali il trasporto o il riscaldamento degli stabili. In Lombardia, in particolare, il settore residenziale occupa un posto di rilievo nei consumi energetici regionali: assorbe circa il 28% di quelli totali, con una quota pari a quella del settore dei trasporti e di poco inferiore a quella del settore dell industria. In ambito domestico, l energia viene sostanzialmente utilizzata per consumi finali quali la climatizzazione invernale, la produzione di acqua calda e gli usi elettrici. Nel 2004 il fabbisogno energetico del settore domestico è risultato pari a GWh: si tratta della quantità totale di energia primaria, cioè dell energia ricavata da fonti naturali convenzionali o da fonti rinnovabili e che deve essere trasformata, trasportata e distribuita per soddisfare i consumi finali. La quota più rilevante del fabbisogno energetico è destinata alla climatizzazione invernale, soddisfatta per il 77% da gas naturale e per il 16% da prodotti petroliferi. Tali valori sono destinati però a mutare grazie alle politiche di incentivazione all uso di gas naturale, combustibile a minore impatto ambientale. Il fabbisogno di energia elettrica che cresce con un tasso medio annuo del 2% costituisce circa un terzo del fabbisogno energetico del settore residenziale. Il consumo medio finale del singolo cittadino lombardo per il 2004 è stato di kwh, superiore del 4% a quello medio nazionale. Per quanto concerne la produzione di acqua calda sanitaria si stima che il fabbisogno energetico sia di circa 12 GWh/anno, pari al 12% circa del fabbisogno energetico complessivo. Il settore domestico richiede quindi particolare attenzione nelle politiche pubbliche, considerate sia la sua incidenza nel bilancio energetico regionale sia l importanza del tema per il benessere dei cittadini. L efficienza energetica delle abitazioni Il termine efficienza energetica si riferisce a quella serie di azioni di programmazione, pianificazione, progettazione e realizzazione che permettono a parità di servizi offerti di consumare meno energia. L efficienza quindi deve essere ricercata nel sistema energetico nel suo complesso, lato produzione e lato domanda; per questo secondo aspetto si parla di effi- Fonte: ARPA Lombardia, Rete di Punti Energia Figura 4.6 Il fabbisogno energetico complessivo del settore domestico lombardo 2004 Più della metà della domanda di energia deriva dal riscaldamento degli edifici ed è in questo comparto, quindi, che vanno concentrati gli sforzi maggiori per il risparmio energetico: incrementi di efficienza possono derivare sia dall ulteriore attenzione ai processi di combustione sia dal miglioramento delle tecnologie costruttive dei nuovi edifici. Figura

2 Rapporto sullo Stato dell Ambiente in Lombardia 2005 Fonte: ISTAT Figura 4.7 Il patrimonio edilizio in Lombardia per dimensione e per epoca di costruzione 2001 Nel tempo le scelte costruttive si sono orientate verso edifici con un numero crescente di unità abitative, mediamente con coefficienti di dispersione energetica inferiori. I piccoli edifici (mono e bifamiliari) partono dal 46% del costruito precedente al 1919 e oscillano intorno al 32% dal 1972 in poi; la palazzina piccola (3-15 unità abitative) ha mantenuto nel tempo una quota costante intorno al 40%. Gli edifici con un numero di unità abitative superiore a 16 (comprendenti quindi anche quelli a torre) che prima del 1919 erano circa il 5%, hanno raggiunto la massima espansione negli anni 60 e 70 attestandosi ad una quota di costruito del 28% che si è mantenuta poi costante nel tempo. Figura 4.7 cienza energetica negli usi finali, fra i quali ricade la climatizzazione delle abitazioni. La Lombardia è intensamente edificata, soprattutto nell area Centro- Nord, anche in contesti ambientali variegati e complessi come le aree montuose e lacustri delle province di Bergamo, Brescia, Como e Varese. Il territorio regionale è stato caratterizzato da una crescita intensa delle unità abitative in modo particolare nel periodo In seguito, la crescita ha subito un rallentamento provocato sia dalla saturazione del territorio sia da una maggiore attenzione alle realtà ambientali da parte delle Amministrazioni municipali, che non hanno ritenuto sostenibile un ulteriore espansione dell edificato. Nel periodo sono state costruite infatti abitazioni, contro le del decennio precedente; è probabile che in tutte le aree urbane nel prossimo futuro l attività edilizia si concentri negli interventi di manutenzione o ristrutturazione, privilegiando la sostituzione di edifici in disuso o la nuova edificazione in aree industriali dismesse. Il parco edilizio lombardo che alla fine del 2001 aveva superato i 4 milioni di unità abitative è caratterizzato da differenti tipologie costruttive associabili a determinati periodi storici. Un elemento importante per valutare l efficienza energetica degli edifici è la data di costruzione; essa infatti determina fortemente le tecniche costruttive, i materiali impiegati e specialmente la tipologia dell involucro edilizio, che costituisce la superficie di confine dell edificio ed è determinante negli scambi di energia termica fra l interno e l esterno. La costituzione dell involucro edilizio nei suoi vari elementi è estremamente varia perché nel corso degli ultimi secoli il modo di costruire si è progressivamente modificato, mantenendo forme tradizionali di esecuzione ed aggiungendo sempre nuove tecnologie di realizzazione. Le successive stratificazioni tecnologiche insieme con la singolarità di ogni progetto costruttivo che costituisce un episodio a sé con specifici vincoli, opportunità e costi sostenibili ha prodotto nel tempo la presenza di un patrimonio edilizio caratterizzato da classi di efficienza energetica molto difformi. Le tipologie costruttive delle pareti perimetrali, che hanno caratterizzato il modo di costruire in diverse epoche ed in diverse zone della Lombardia, variano ad esempio dall antico ruolo di parete portante a quello di parete di tamponamento esterno con esiti non sempre soddisfacenti dal punto 152

3 Consumi: L energia di vista del controllo del clima interno all uso di pareti prefabbricate, introdotto in particolare nel periodo Il tema del contenimento dei consumi energetici degli edifici è entrato con sistematicità nell agenda legislativa con la L. 10/1991, che stabilisce e rende obbligatorio l isolamento termico degli edifici di nuova costruzione e promuove quello degli edifici esistenti: la norma richiede un aumento del grado di isolamento dell involucro per ridurre le dispersioni di calore verso l esterno, e l aumento dell inerzia termica dell edificio per migliorare il comfort ed il rendimento energetico complessivo. Entrambe queste prescrizioni hanno risvegliato l interesse verso la muratura portante come sistema strutturale nelle nuove costruzioni, che costituiscono circa il 7% del patrimonio edilizio della regione. Un altro parametro che determina i consumi energetici è la taglia dell edificio, da cui dipende il rapporto fra superficie disperdente dell involucro e volume interno riscaldato (S/V) e, quindi, il fabbisogno specifico di energia. Quest ultimo indica la richiesta energetica per metro quadrato di pavimento all anno, necessaria per il riscaldamento: a parità di tecnologia costruttiva una villetta ha un maggior rapporto S/V ed un maggior fabbisogno specifico rispetto ad un più compatto edificio a torre. In Lombardia si osserva che: - la maggior parte del parco edilizio è costituita da edifici di piccola taglia (villette e palazzine piccole), anche se si registra la tendenza alla diminuzione delle nuove unità abitative mono e bifamiliari; per questi edifici il rapporto S/V è alto e sfavorevole al risparmio energetico; - le palazzine piccole (3-15 unità abitative) si sono rapidamente affermate a partire dagli anni 80 particolarmente nella tipologia delle villette a schiera che, specie se sfalsate, hanno un fattore di forma S/V ed un comportamento energetico più vicino alle villette isolate che alle palazzine tradizionali, e quindi poco favorevole al risparmio energetico; - le palazzine grandi e gli edifici a torre, che rappresentano poco meno del 30% del patrimonio edilizio regionale, garantiscono un rapporto S/V più favorevole al risparmio energetico. Il miglioramento delle tecnologie edilizie, l accresciuta attenzione per il risparmio energetico a seguito degli shock petroliferi e la dismissione degli edifici più vecchi oggi ristrutturati o ricostruiti hanno determinato nel tempo un netto miglioramento della qualità dell edilizia residenziale sotto il profilo energetico: infatti il valor medio di fabbisogno energetico dell intero parco edilizio lombardo è diminuito nel corso del XX secolo quasi del 30%. Fra le prime misure tecniche relative al settore energetico attivate dalla Regione Lombardia vanno citate quelle contenute nel Piano d Azione sotteso al Libro Azzurro Fonte: ISTAT Figura 4.8 Le classi di edifici del patrimonio edilizio residenziale in Lombardia 2001 Il 39% delle abitazioni appartiene ad edifici della classe palazzina piccola e, insieme con le abitazioni in villetta (34%), costituiscono i tre quarti dell intero parco lombardo; la taglia della grande maggioranza delle abitazioni costituisce quindi un fattore poco favorevole alla loro efficienza energetica. Figura

4 Rapporto sullo Stato dell Ambiente in Lombardia 2005 Figura 4.9 Fabbisogno specifico di energia delle abitazioni lombarde Il fabbisogno energetico specifico medio (espresso in kwh/m 2 anno) evolve in funzione dell epoca di costruzione per tutte le tipologie di edificio considerate. Il fabbisogno energetico massimo caratterizza le villette più antiche (anteriori al 1919) con un valore di 249 kwh/m 2 anno, mentre il minimo si presenta per gli edifici a torre degli anni 90, che richiedono in media 81 kwh/m 2 anno. Fonte: ISTAT della mobilità e dell ambiente: esse riguardano prevalentemente il miglioramento tecnologico di tutti gli impianti che producono emissioni in atmosfera, sia per favorire l abbattimento immediato degli inquinanti che per favorire un cambiamento dei comportamenti, i cui effetti saranno visibili nel lungo periodo. Nel quadro dei provvedimenti strutturali intesi a migliorare l efficienza energetica delle abitazioni la Regione Lombardia con la L.R. 39 del 21 dicembre 2004 ha posto limiti più stringenti alle dispersioni massime ammesse per gli edifici di nuova costruzione o coinvolti in ampie ristrutturazioni. La norma regionale richiede che i limiti alle dispersioni massime vengano ridotti del 25% rispetto a quanto Figura 4.9 previsto dalla normativa nazionale e che sia modificato il calcolo delle volumetrie al fine di favorire un maggior isolamento delle costruzioni; impone inoltre la revisione dei regolamenti edilizi da parte dei Comuni al fine di ottemperare ai dettami della legge. Risparmio energetico e fonti rinnovabili Per ottenere un consistente risparmio energetico negli edifici destinati ad uso residenziale o terziario è necessario un approccio integrato che tenga conto, oltre che della qualità di isolamento termico dell involucro, anche di altri fattori; fra questi, gli impianti di riscaldamento e di raffrescamento, l energia usata per la climatizzazione, gli impianti di illuminazione, l esposizione e l orientamento dell edificio, il recupero di calore, l apporto di calore dal sole e da altre fonti di energia rinnovabili. In fase di progettazione e posizionamento degli edifici è basilare considerare i vincoli bioclimatici ed ecologici esistenti in relazione allo sfruttamento di energie rinnovabili, adottando strategie coordinate in materia di riscaldamento e condizionamento. Gli edifici con elevato grado di coibentazione hanno fabbisogni energetici inferiori anche del 50% rispetto ad edifici analoghi ma convenzionali; questo risultato viene ottenuto con tecniche quali l ottimizzazione dei sistemi di esposizione solare passiva, lo sfruttamento dell energia radiante naturale, il raffrescamento naturale ed il controllo dell irradiazione e dell abbagliamento solare. L adozione di sistemi di captazione attivi e di impianti ad alta efficienza può ulteriormente ridurre il fabbisogno di energia anche di un quarto, rispetto ad un edificio tradizionale. Anche 154

5 Consumi: L energia negli edifici già esistenti, le cui caratteristiche fisiche ed architettoniche non possono essere modificate, esiste comunque un notevole potenziale di risparmio se le condizioni favorevoli vengono adeguatamente sfruttate: per questo già la L. 10/1991 assegnava un ruolo prioritario alle Pubbliche Amministrazioni per la diffusione di fonti di energia rinnovabile o assimilate nei propri edifici. A tutt oggi, il solo contributo veramente apprezzabile delle fonti rinnovabili al bilancio energetico della Lombardia è rappresentato dalla produzione idroelettrica di energia, che ha ormai saturato le fonti disponibili per impianti di grandi e medie dimensioni; è prevedibile nei prossimi anni un incremento nell uso delle fonti rinnovabili, attribuibile in gran parte allo sfruttamento di biomassa e rifiuti nonché dell energia solare. L utilizzo delle fonti rinnovabili di energia è spesso collegato all uso finale e coinvolge quindi direttamente l edilizia residenziale, sia per l utilizzo del calore sia perché si tratta d impianti situati direttamente presso l utenza. La politica di utilizzo dei rifiuti e delle biomasse agricole e forestali, per la produzione di energia elettrica e calore si sta rivelando interessante per alimentare reti di teleriscaldamento per edilizia residenziale o terziario, anche per impianti di dimensioni ridotte, adatti per piccoli centri abitati in zone agricole o boschive. La tecnologia per l utilizzo termico dell energia solare ha raggiunto maturità ed affidabilità tali da farla rientrare tra i modi più razionali e puliti per scaldare l acqua o l aria nell utilizzo domestico e produttivo: la radiazione solare nonostante la scarsa densità che raggiunge valori massimi di circa Fonte: ARPA Lombardia, Rete di Punti Energia 1 kw/m 2 resta la fonte energetica più abbondante e pulita sulla superficie terrestre. Il rendimento dei pannelli solari è aumentato del 30 % circa nell ultimo decennio, rendendo commercialmente competitive le applicazioni nell edilizia, nel terziario e nell agricoltura; l applicazione più comune è rappresentata dal collettore solare termico posto sul tetto ed utilizzato per scaldare l acqua sanitaria. Le fonti energetiche rinnovabili saranno sempre più chiamate a dare un contributo sostanziale alla riduzione dei gas climalteranti e sono pertanto oggetto di particolare attenzione anche da parte della Commissione Europea, che di recente ha diffuso il Libro bianco Energia per il futuro: le fonti energetiche rinnovabili. In questo documento la Commissione auspica lo sviluppo di una strategia comunitaria sul fronte delle energie rinnovabili, indicando un obiettivo di raddoppio del loro peso sul totale delle fonti energetiche entro il 2010 (e questo è anche uno degli obiettivi nazionali per ridurre le emissioni di gas ad effetto serra inclusi tra le misure per l applicazione del Protocollo di Kyoto). Figura 4.10 Figura 4.10 Evoluzione del fabbisogno specifico di energia del parco edilizio lombardo Considerando l intero patrimonio edilizio residenziale, la quantità media annua di energia primaria richiesta per unità di superficie è diminuita del 30% circa, passando da 226 kwh/m 2 anno nel 1919 a 162 kwh/m 2 anno nel

6 Rapporto sullo Stato dell Ambiente in Lombardia 2005 Impianti ad Impianti m 2 installati MWh/anno CO 2 evitata Investimenti ( ) energia solare producibili (t/anno) solare fotovoltaico solare termico Fonte: Regione Lombardia Tabella 4.3 Tabella 4.3 Produzione di energia elettrica e termica da energia solare in Lombardia Gli investimenti impiegati nella promozione di sistemi per la produzione di energia con il solare fotovoltaico sono stati molto superiori a quelli impiegati per il solare termico. La scelta è derivata soprattutto dal differente costo d investimento necessario a produrre un kwh di energia per ogni anno di vita dell impianto, pari a 3,3 per l energia elettrica da processo fotovoltaico e a 0,33 per l energia solare-termica. Considerato che tra i vari ostacoli a un maggior ricorso a talune energie rinnovabili vi sono gli elevati costi di investimento iniziali rispetto ai cicli convenzionali, a partire dal 2001 la Regione Lombardia nell ambito di un più ampio piano di incentivazioni per l uso razionale dell energia ha finanziato una serie di iniziative per l utilizzo dell energia solare sia per la produzione diretta di calore sia per quella di energia elettrica tramite moduli di conversione fotovoltaica. Per quanto concerne l energia solare termica, stante l attuale regime di sostegno, il Programma Energetico Regionale approvato con D.G.R del 21 marzo 2003 prevede per la Lombardia uno sviluppo al 2010 di m 2 di collettori installati; l energia primaria risparmiabile, in base a questa ipotesi, è pari a circa tep (tonnellate di petrolio equivalente). Nell ipotesi che il regime di sostegno avviato dal Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio con il programma dei tetti fotovoltaici continui per almeno 5 anni, si ipotizza per l energia solare fotovoltaica la messa in rete di 6 GWh. Come obiettivo a lungo temine il programma pone inoltre la messa in rete di ulteriori 10 GWh, per un equivalente in energia primaria complessiva pari a tep. Proprio per promuovere l uso dell energia solare nella produzione di calore domestico e di energia elettrica, nell ultimo quinquennio la Regione Lombardia ha deciso investimenti e realizzato azioni. Nel settore del solare fotovoltaico gli investimenti sono stati di circa 12,5 milioni di euro, per un totale di m 2 di collettori, in buona parte già installati; a regime i corrispondenti 622 impianti saranno in grado di produrre annualmente MWh di energia elettrica, evitando emissioni annuali di gas climalteranti per t di CO 2 equivalenti, contribuendo a contrastare l effetto serra. Nel solare termico gli investimenti sono stati di poco inferiori ai 3 milioni di euro, per una superficie di pannelli installati di m 2 ; i corrispondenti 921 impianti saranno in grado di produrre annualmente circa MWh di energia termica e di evitare emissioni di gas serra per un totale stimato in t di CO 2 equivalenti all anno. 156