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Riscaldare gli edifici col calore della Terra: il potenziale dell'energia geotermica

Autore: Daniele Girardi

18/01/2012

Pompe di calore geotermiche: una tecnologia che sta arrivando a maturazione, che sta già crescendo in modo esponenziale in alcune parti d’Europa, e che ha un buon potenziale di applicazione in Italia. Gli studi effettuati indicano che si tratta della tecnologia più efficiente per il condizionamento degli edifici, che permette dei notevoli risparmi in bolletta e delle forti riduzioni delle emissioni inquinanti. Unico ostacolo, i costi iniziali di installazione, per ora abbastanza alti.

Fino ad ora il boom delle rinnovabili integrate nelle abitazioni (tra 2009 e 2011 gli investimenti sono aumentati del 178% secondo le prime stime del CRESME) è stato, in realtà, il boom di una sola fonte energetica: il solare fotovoltaico. Perlomeno in Italia. Nel mondo – e soprattutto in Europa – anche altre tipologie di impianti hanno iniziato a crescere con forza. Tra queste fonti alternative gli usi diretti dell’energia geotermica, e in particolare gli impianti che utilizzano pompe di calore, rappresentano probabilmente l’applicazione più interessante. Da uno studio che abbiamo realizzato recentemente al CRESME è risultato che questi impianti, pur avendo per ora dei costi di installazione abbastanza elevati, garantiscono un risparmio energetico notevole rispetto a tutte le altre tecnologie di riscaldamento/raffrescamento attualmente in circolazione.

Solitamente, quando si parla di energia geotermica si pensa alle grandi centrali geotermoelettriche presenti in Toscana. Grandi impianti realizzabili soltanto in luoghi dotati di condizioni geologiche particolari, che permettono di produrre energia elettrica su larga scala. E con impatti ambientali non trascurabili. Le pompe di calore geotermiche sono invece piccoli impianti realizzabili teoricamente ovunque, che producono energia termica per gli edifici e che possono servire singole abitazioni o complessi residenziali.

Ma come funziona una pompa di calore geotermica? Semplificando e schematizzando, si tratta di un impianto che, tramite una sonda infilata nel terreno, estrae calore dal sottosuolo e lo trasferisce all’edificio, producendo acqua calda e riscaldamento. Ma è anche possibile, invertendo il ciclo termico, raffrescare gli ambienti nel periodo estivo. La pompa di calore è alimentata da energia elettrica, e mediamente restituisce 3 Kwh termici per ogni Kwh elettrico consumato. Un tasso di efficienza notevolmente maggiore rispetto a tutte le altre tecnologie di condizionamento attualmente esistenti.

Non si tratta necessariamente di una tecnologia concorrente rispetto al fotovoltaico, al solare termico, o al mini-eolico: al contrario, probabilmente la casa del futuro (ma anche del presente, gli esempi ci sono già) integra tra loro queste tecnologie. Un complesso residenziale che produce energia elettrica tramite pannelli fotovoltaici e la utilizza per alimentare una pompa di calore geotermica che riscalda/raffredda l’abitazione e produce acqua calda, ad esempio.

Se da un lato la rilevanza della produzione energetica delle pompe di calore geotermiche è ancora marginale rispetto ai consumi globali di energia, dall’altro questi impianti stanno crescendo in modo esponenziale in tutti i principali paesi europei. In Inghilterra la produzione energetica delle pompe di calore geotermiche è aumentata a un tasso medio annuo del 600% nel periodo 2005-2010, e tassi di crescita impressionanti si sono registrati anche in Germania, Irlanda, Olanda e in alcuni paesi dell’Europa dell’Est. L’Italia per ora è indietro dal punto di vista quantitativo, ma alcune imprese stanno già realizzando impianti all’avanguardia a costi competitivi, soprattutto nel centro-nord del paese.

Tabella 1 - La crescita delle pompe di calore geotermiche in Europa nel periodo 2005-2010

Oggi il principale freno allo sviluppo di questa tecnologia è rappresentato dagli alti costi di installazione, oltre che dalla scarsa diffusione di informazioni. Si tratta infatti di una tecnologia che presenta alti costi iniziali, dovuti alle esplorazioni, alle perforazioni, ai materiali, alla progettazione e alla realizzazione dell’impianto. Per fare alcuni esempi, e tenendo presente che il costo di installazione reale varia sensibilmente in base non solo alla potenza termica richiesta ma anche alla geolotologia del luogo e ad alcune scelte progettuali, indicativamente per una casa monofamiliare di 100m2 il costo dell’intero impianto (non includendo il sistema di distribuzione) può variare tra i 10.000 e i 25.000 euro. Per un impianto che può servire un complesso di appartamenti di medie dimensioni (12-15 appartamenti) con una buona efficienza energetica (classe B o C), il costo può essere intorno ai 150 mila euro.

Per quanto riguarda i minori costi di esercizio, in un recente rapporto del CRESME abbiamo effettuato una stima del risparmio che si consegue rispetto agli altri sistemi di condizionamento, sotto differenti condizioni climatiche e con diverse classi di efficienza delle abitazioni. Dalle stime effettuate è emerso che per qualsiasi classe di abitazione, temperatura esterna e intensità di utilizzo la pompa di calore geotermica è la tecnologia più efficiente, sia dal punto di vista del risparmio energetico e delle emissioni inquinanti, sia da quello dei costi in bolletta. Per fare un esempio, abbiamo calcolato che in una casa di classe energetica D l’installazione di una pompa di calore geotermica può abbassare la bolletta dell’80% rispetto ad un impianto a GPL, del 49% rispetto ad una caldaia a metano a condensazione, del 51% rispetto ad una stufa a pellets e del 18% rispetto a una pompa di calore ad aria.

Ma ancora più netto del risparmio finanziario è quello energetico. Le pompe di calore geotermiche permettono infatti un minor consumo di energia (a parità di energia termica immessa negli ambienti) di circa l’80% rispetto alle altre tipologie di impianti, e del 25% circa rispetto alle pompe di calore non geotermiche.

Un punto di forza di questa tecnologia è quindi quello di permettere non solo un forte risparmio in bolletta, ma dei risparmi ancora più forti (e ancora più importanti, in un ottica di benessere collettivo) in termini di  mancato consumo di fonti fossili e di mancate emissioni di CO2.

Si tratta in conclusione di una tecnologia che sta arrivando a maturazione, che sta già crescendo in modo esponenziale in alcune parti d’Europa, e che ha un buon potenziale di applicazione in Italia (si può realizzare praticamente ovunque). Come accade per altri aspetti della “rivoluzione energetica”, l’Italia è in ritardo rispetto all’Europa continentale, ma ha un grande potenziale e potrebbe iniziare presto a correre, analogamente a quanto accaduto nel fotovoltaico, nell’ambito del quale in pochi anni il nostro paese ha colmato il ritardo accumulato, fino a diventare nel 2011 il secondo paese al mondo dopo la Germania per nuova potenza installata.

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