Dott. Giuseppe Abello Amministratore EGA Sistemi www.egasistemi.it

Gli attuali consumi energetici degli edifici Il consumo di energia per il riscaldamento, per l acqua calda sanitaria e per il raffrescamento estivo degli edifici, rappresenta circa il 40% dei consumi energetici dell intera Comunità Europea. In Lombardia il fabbisogno medio di energia primaria richiesto per il riscaldamento degli edifici residenziali è di circa 200 kwh/m 2 anno (classe energetica G). [Fonte CENED.it] 2

Efficienza energetica: la risorsa che crea nuove risorse Le conseguenze di questi consumi energetici elevati sono: costi elevati delle bollette energetiche, legato anche ai costi sempre più crescenti dell energia; aumento delle emissioni di anidride carbonica e conseguente effetto serra. Per questi motivi è urgente intervenire per raggiungere un nuovo equilibrio energetico in armonia con l ambiente, rispettoso del diritto delle future generazioni di vivere in un ambiente ben conservato e ricco di risorse naturali. Utilizzando tecnologie e materiali innovativi oggi disponibili, insieme ad un attenta gestione degli impianti di riscaldamento, gli attuali consumi energetici delle abitazioni si possono ridurre anche del 100%, mantenendo le medesime condizioni di comfort, o addirittura migliorandole, e riducendo i pesanti costi energetici che gravano sulle famiglie. 3

Interventi proposti da EGA Sistemi Miglioramento dell involucro dell edificio Pompa di calore Collettori solari Pannelli fotovoltaici Per ottenere una casa a costo nullo, con emissioni di CO 2 nulle! 4

Dove si può intervenire Per raggiungere questi obiettivi si deve intervenire in fase progettuale, per le nuove costruzioni, o in occasione della ristrutturazione per un vecchio edificio. La nostra attenzione si rivolge nello specifico nella ristrutturazione di edifici esistenti. Il nostro territorio ha infatti una densità abitativa molto elevata, e quindi ha senso prevedere un progressivo calo nel numero di abitazioni di nuova costruzione, a fronte di un progressivo aumento di interventi di ristrutturazione o comunque di abbattimento e rifacimento. 5

I consumi energetici di un edificio I consumi energetici di una casa sono dovuti alle dispersioni termiche dell involucro (pareti, finestre ) e alla tipologia impiantistica del sistema di riscaldamento. 6

Esempio: caso base - ristrutturazione Consideriamo una casa di un piano di 110 m 2 con queste caratteristiche costruttive: muro perimetrale in mattoni, 30 cm (U = 1,1 W/m 2 K) finestre con doppio vetro, telaio in legno (U = 3 W/m 2 K) copertura a falde senza isolamento (U = 1,4 W/m 2 K) pavimento su vespaio con isolamento (U = 0,8 W/m 2 K) radiatori caldaia tradizionale a metano. 7

Consumi dell edificio esistente Fabbisogno energia primaria per riscaldamento Fabbisogno energia primaria per ACS Classe Energetica Consumi elettrici Totale consumi kwh/m 2 Euro kwh/m 2 Euro kwh Euro Euro 220 2.000 40 400 G 3.500 900 3.300 Nota: PCI metano 9,54 kwh/m 3 Costo indicativo metano 0,8 euro/m 3 Costo indicativo elettricità 0,25 euro/kwh 8

Analisi delle dispersioni dell involucro Dispersioni termiche % 38 1 4 11 Porta Finestre 16% delle dispersioni totali Pavimento 46 Copertura Pareti 84% delle dispersioni totali Da un attenta analisi delle dispersioni termiche dell edificio possiamo capire dove si concentrano le perdite maggiori, ed eseguire quindi interventi mirati di efficientamento energetico dell edificio. Nel caso in esame, ha senso quindi concentrarsi solo sulla copertura e sulle pareti, in quanto il loro inadeguato isolamento è responsabile dell 84% delle dispersioni dell intero edificio. 9

1 passo miglioramento dell involucro dell edificio Interventi di adeguamento ai requisiti di trasmittanza definiti dal Decreto del ministero dello Sviluppo economico dell 11 marzo 2008 e successivamente modificati dal Decreto 6 gennaio 2010, per ottenere detrazione d imposta nella misura del 55% delle spese sostenute (fino al 30 giugno 2013). La nostra zona 10

Agevolazioni per riqualificazione energetica Per gli interventi effettuati a partire dal 2011, è obbligatorio ripartire la detrazione in dieci rate annuali. 11

Involucro dell edificio Isolamento della copertura Tetto a falde isolamento sull estradosso dell ultima soletta Si ottiene il nuovo coefficiente di trasmittanza U pari a 0,24 W/m 2 K, con uno strato termoisolante di 12 cm di polistirene espanso estruso XPS (conduttività termica λ = 0,035 W/mK) [Fonte: Enea.it] 12

Involucro dell edificio Isolamento della muratura Elemento costruttivo esistente Elemento costruttivo risanato Trasmittanza iniziale U= 1,1 W/m 2 K spessore muro 30 cm Nuova trasmittanza U = 0,26 W/m 2 K con strato termoisolante di 10 cm di polistirene espanso estruso XPS (conduttività termica λ = 0,035 W/mK) 13

Involucro dell edificio Edificio esistente Involucro risanato Fabbisogno energia primaria per riscaldamento kwh/ m 2 Fabbisogno energia primaria per ACS Classe energetica Consumi elettrici Totale consumi Euro kwh/ Euro kwh Euro Euro m 2 220 2.000 40 400 G 3.500 900 3.300 100 900 40 400 D 3.500 900 2.200 Risparmio rispetto al caso base = 1.100 euro annui nella bolletta del gas! Come si può notare, molti degli edifici in cui viviamo sono dei veri e propri dissipatori di energia che lasciano passare attraverso l involucro gran parte del calore prodotto negli ambienti interni. A risentirne sono il comfort e il portafoglio di chi li abita, perché per garantire una temperatura ottimale alla vita abitativa è necessario produrre e pagare! calore aggiuntivo che viene poi disperso verso l esterno. 14

2 passo miglioramento dell impianto Noi proponiamo pompe di calore aria-acqua per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria, in quanto esse rappresentano una soluzione particolarmente efficiente ed ecosostenibile rispetto ai sistemi tradizionali a combustione. La pompa di calore infatti impiega per il suo funzionamento circa il 70% di energia rinnovabile, sotto forma di calore gratuito e illimitato immagazzinato nell'aria, mentre la parte restante è rappresentate dai consumi elettrici del compressore. Ciò consente un evidente risparmio in termini di energia primaria e di CO 2 emessa. 15

Pompa di calore La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a una temperatura più bassa (sorgente fredda) ad uno a una temperatura più alta (pozzo caldo) attraverso un fluido che percorre un circuito chiuso costituito da: compressore condensatore valvola di espansione evaporatore. L efficienza di una pompa di calore è misurata dal coefficiente di prestazione C.O.P. che è il rapporto tra energia fornita (calore ceduto al mezzo da riscaldare) ed energia elettrica consumata. Il C.O.P. è variabile a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni di funzionamento ed ha, in genere, valori medi prossimi a 3.5. Questo vuol dire che per 1 kwh di energia elettrica consumato, fornirà 3.5 kwh di calore al mezzo da riscaldare. 16

Pompa di calore aria acqua: riscaldamento + produzione ACS TERMOSTATO BOILER UNITA' INTERNA UNITA' ESTERNA 17

Esempio di impianto pompa di calore aria acqua realizzato (unità interna) 18

Esempio di impianto pompa di calore aria acqua realizzato (unità esterna) 19

Esempio di impianto pompa di calore aria acqua realizzato (bollitore) 20

Pompa di calore + involucro dell edificio Edificio esistente Involucro risanato Pdc + involucro risanato Fabbisogno energia primaria per riscaldamento Fabbisogno energia primaria per ACS Classe energetica Consumi elettrici (senza Pdc) Totale consumi kwh/ Euro kwh/ Euro kwh Euro Euro m 2 m 2 220 2.000 40 400 G 3.500 900 3.300 100 900 40 400 D 3.500 900 2.200 30 550 15 250 B 3.500 900 1.700 3.400 kwhel 1.600 kwhel Quindi complessivamente si consumano 8.500 kwhel all anno. Nota: Pompa di calore aria acqua da 10 kw con COP medio = 3,5 Bollitore da 300 l con predisposizione per impianto solare termico Costo elettricità indicativo 0,25 euro/kwh per i consumi dell edificio Costo elettricità indicativo 0,16 euro/kwh per la Pdc (contatore dedicato) 21

Investimento pompa di calore + involucro dell edificio Totale consumi edificio esistente = 3.300 euro Totale consumi edificio risanato e Pdc = 1.700 euro Risparmio rispetto al caso base = 1.600 euro! Costo di investimento involucro termico = 20.000 euro Costo di investimento sistema Pdc = 15.000 euro Costo di investimento al netto delle detrazioni fiscali 55% = 15.750 euro Tempo di rientro dall investimento = 9,8 anni Con l installazione di una pompa di calore aria-acqua per la climatizzazione invernale e produzione di ACS e con l adozione di un piano a cottura elettrico a induzione magnetica è possibile ottenere la piena indipendenza della rete di gas metano (case senza emissione di CO 2 )! 22

Scenario con sola pompa di calore senza intervento sull involucro Si può installare una pompa di calore aria-acqua per il riscaldamento e la produzione di ACS anche senza aver effettuato un intervento migliorativo sull involucro dell edificio. In questo caso tuttavia bisogna prevedere una sua integrazione con una caldaia tradizionale, in quanto in giornate particolarmente fredde (T aria esterna < 2 C) la pompa di calore da sola potrebbe non coprire il fabbisogno di riscaldamento dell edificio non risanato. Ciò è dovuto al fatto che l efficienza della pompa di calore è fortemente dipendente dalla temperatura dell aria esterna. Si stima che nella zona climatica E il numero di giorni in cui accade questa condizione (T aria esterna < 2 C) sia di 30 giorni all anno. 23

Scenario con sola pompa di calore senza intervento sull involucro Consumi metano per riscaldamento Consumi elettrici Pdc per riscaldamento Ammontare bolletta per riscaldamento m 3 euro kwh el euro euro Edificio esistente 2.500 2.000 - - 2.000 Solo Pdc + caldaia 500 400 5300 850 1.250 Nota: 30 giorni all anno con T aria esterna < 2 C COP medio 3,5 Costo metano indicativo 0,8 euro/m 3 Costo elettricità indicativo 0,16 euro/kwh per la Pdc (contatore dedicato) Attenzione: non si riesce ad ottenere una completa indipendenza dal gas metano! 24

3 passo: prodursi la propria energia elettrica Una volta ottenuta l indipendenza dalla rete di gas metano attraverso l adozione di un sistema a pompa di calore aria-acqua e interventi di miglioramento dell involucro dell edificio, occorre produrre energia elettrica in proprio. Ciò è possibile installando sulla copertura un impianto fotovoltaico. La soluzione ottimale è quella di dimensionare tale impianto per coprire l intero fabbisogno elettrico dell abitazione, comprensivo anche della pompa di calore. Ciò dipende ovviamente dalla disponibilità di sufficiente spazio, non ombreggiato, sulla copertura, con esposizione Sud o Est/Ovest. In attesa di sistemi efficienti e poco costosi di accumulo dell energia elettrica, l unica soluzione fattibile è quella di impianti connessi alla rete elettrica di distribuzione. In questo modo tutta l energia generata dall impianto viene utilizzata direttamente dall utente (autoconsumo) oppure immessa nella rete elettrica (grid-connected). 25

Schema base di un impianto fotovoltaico monofase grid-connected. 26

D.M. 5 luglio 2012 - V Conto Energia Tariffe incentivanti: per gli impianti di potenza nominale fino a 1 MW, il GSE eroga, in riferimento alla quota di produzione netta immessa in rete, una tariffa omnicomprensiva, determinata sulla base della potenza e della tipologia di impianto ed individuata, rispettivamente per gli impianti fotovoltaici, per gli impianti integrati con caratteristiche innovative e per gli impianti fotovoltaici a concentrazione; sulla quota della produzione netta consumata in sito è attribuita, invece, una tariffa premio. La tariffa incentivante è riconosciuta per un periodo di 20 anni a decorrere dalla data di entrata in esercizio dell'impianto ed è costante in moneta corrente per tutto il periodo di incentivazione. 27

Tariffe V Conto Energia secondo semestre (dal 27 febbraio 2013 al 27 agosto 2013) Maggiorazione di 0,020 euro/kwh per impianti con componenti principali realizzati all interno di un paese membro dell Unione Europea o dello spazio economico europeo. 28

Producibilità di un impianto fotovoltaico Un impianto fotovoltaico installato nella nostra zona, con un azimut di 0 e un inclinazione di 20, ha mediamente una producibilità elettrica di 1.100 h/anno. 29

Producibilità di un impianto fotovoltaico Un impianto da 8,00 kwp produce quindi circa 8.800 kwh all anno, che sono sufficienti a coprire l intero fabbisogno elettrico dell abitazione, inclusa la pompa di calore. Può essere realizzato ad esempio installando 32 pannelli da 250 Wp ciascuno, per una superficie complessiva di circa 55 m 2. L'energia prodotta sarà quindi a disposizione per il consumo diretto, mentre tutta l'energia eccedente sarà immessa in rete. Un contatore bidirezionale provvederà a registrare l'immissione e a conteggiare l'eventuale energia consumata durante le fasi di mancata produzione così da differenziare la tariffa omnicomprensiva dalla tariffa dedicata all energia consumata. 30

Impianto fotovoltaico (V Conto Energia) Produzione annua Fabbisogno annuo Autoconsumo Prelievo dalla rete Immissione nella rete kwh el kwh el % kwh el kwh el kwh el 8.800 8.500 50 4.250 4.250 4.550 Costo elettricità prelevata dalla rete (senza contatore dedicato) = 1.062 euro Premio tariffa omnicomprensiva = 869 euro Incentivo complessivo Premio autoconsumo = 463 euro GSE = 1.332 euro per 20 anni! Ecco cosa EGA Sistemi intende per casa a consumi nulli! Nota: Costo indicativo dell energia elettrica 0,25 euro/kwh el tariffe incentivanti secondo semestre del V Conto Energia 3<P<=20 kw: 0,191 euro/kwh tariffa omnicomprensiva (maggiorato UE) 0,109 euro/kwh tariffa autoconsumo (maggiorato UE) 31

Investimento Pdc + involucro + fotovoltaico (V Conto Energia) Risparmio rispetto al caso base = 3.600 euro Costo di investimento involucro termico = 20.000 euro Costo di investimento sistema Pdc = 15.000 euro Investimento al netto detrazioni (Pdc, involucro) = 15.750 euro Costo di investimento fotovoltaico = 16.000 euro Costo di investimento totale = 31.750 euro Tempo di rientro dall investimento = 8,8 anni 32

Alternative al V Conto Energia È possibile ottenere una detrazione del 50% sulle spese sostenute per l impianto fotovoltaico e si può sempre accedere al meccanismo di scambio sul posto: l utente paga come di consueto la bolletta per tutta l energia prelevata quando l impianto non funziona (per esempio di notte). Per queste bollette pagate riceve un rimborso parziale dal GSE, attraverso acconti trimestrali e conguagli annuali, nei limiti della quantità di energia precedentemente immessa. A fine anno, tutta l energia immessa in rete in più rispetto a quella ri-prelevata per i propri consumi, dà origine a dei crediti che verranno ulteriormente remunerati dal GSE. Costo di investimento involucro termico = 20.000 euro Costo di investimento sistema Pdc = 15.000 euro Costo di investimento fotovoltaico = 16.000 euro Costo di investimento al netto delle detrazioni = 25.500 euro (paragonabile con il V Conto Energia!) 33

Esempio di impianto fotovoltaico realizzato, complanare alla copertura 34

Esempio di impianto fotovoltaico realizzato, integrato nella copertura 35

Si può fare meglio? Sì, con i pannelli solari termici Un impianto solare termico può integrare la pompa di calore aria-acqua per la produzione di acqua calda sanitaria, sfruttando gratuitamente l'energia del sole. Tale soluzione può garantire fino all 70% della produzione annua di acqua calda sanitaria garantendo così un notevole risparmio dell energia elettrica, in quanto l'acqua calda prodotta dai pannelli solari andrà di fatto a sostituire la pompa di calore nei periodi più caldi e la andrà ad integrare nelle stagioni fredde, riducendo i suoi tempi di accensione. Costo di investimento di due collettori solari piani, superficie lorda 2,5 m 2 cad. = 5000 euro. Anche sul solare termico è previsto uno sgravio fiscale del 55% detraibile in dieci anni, che contribuirà ad abbassare i costi d'acquisto. 36

Esempio di impianto solare termico realizzato 37

Per concludere Con gli interventi proposti, siamo in grado di ottenere una casa a costo nullo (per sempre) con emissioni di CO 2 nulle. Questa è a tutti gli effetti una casa sostenibile: sostenibile in quanto utilizza per il proprio fabbisogno energia che siamo in grado di ottenere sempre (energia non esauribile); sostenibile in quanto non compromette la possibilità alle future generazioni di perdurare nello sviluppo, preservando la qualità e la quantità del patrimonio e delle risorse naturali (che sono esauribili). A tale proposito calza perfettamente la teoria di un sociologo contemporaneo, Niklas Luhman, in cui si evidenzia che: «Le operazioni che portano alla produzione di nuovi elementi di un sistema dipendono da precedenti operazioni dello stesso sistema e costituiscono il presupposto per operazioni che seguiranno». Per vivere un futuro sereno e vivere in un luogo sano, occorre credere (e convincersi) che efficienza energetica, innovazione e sviluppo sostenibile portano benefici ambientali e creano opportunità di risparmio e posti di lavoro soprattutto per i giovani. 38

Esempio di casa in costruzione 39

Casa in costruzione 40