Il futuro della tecnologia di pompe di freddo, climatizzazione e riscaldamento

Uno sguardo di Dr. Rainer Jakobs

La Chillventa 2022 ha mostrato: le aziende dei settori di refrigerazione, condizionamento e pompe di calore sono riuscite a mantenere o addirittura ampliare i propri fatturati – nonostante le sfide sociali ed economiche persistenti, come problemi di fornitura, l’attacco russo all’Ucraina o gli effetti della pandemia COVID-19. Sebbene le prospettive per il settore siano promettenti, si delineano comunque una serie di sfide vecchie e nuove. Dr. Rainer Jakobs (DMJ Beratung) offre una panoramica del settore fino alla prossima Chillventa di ottobre 2024.

Il settore delle pompe di calore in crescita: piani ambiziosi per l’espansione delle pompe di calore

Per l’obiettivo del governo tedesco di installare sei milioni di pompe di calore entro il 2030, si evidenzia come il tema delle pompe di calore venga riconosciuto come un elemento importante per la transizione energetica in ambito politico. «Il settore delle pompe di calore contribuirà in modo centrale per affrontare finalmente le grandi sfide nel settore degli edifici. È già in anticipo e investe miliardi nell’espansione delle capacità produttive», afferma il Dr. Martin Sabel, amministratore delegato del Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e.V. Già negli ultimi anni, il settore ha realizzato incrementi massicci nell’espansione delle pompe di calore. Secondo il BWP, nel 2022 sono state installate 236.000 pompe di calore in Germania – un aumento del 53% rispetto all’anno precedente. La maggior parte di queste è stata utilizzata nell’ambito di lavori di ristrutturazione, «dove si lavora principalmente con radiatori e temperature di mandata più alte» (fonte).

Attualmente, le capacità di produzione nel settore vengono potenziate. Alla base di ciò c’è la regolamentazione annunciata nel contratto di coalizione, che prevede la regola del 65% riguardo alle energie rinnovabili nel cambio di caldaia. «I dati di vendita di gennaio e febbraio 2023 (entrambi 29.000 pompe di calore) avvicinano la soglia di 350.000 pompe di calore per quest’anno», riassume il Dr. Martin Sabel (fonte). In particolare, si prevedono sviluppi positivi per le pompe di calore in case monofamiliari e bifamiliari, così come nei quartieri – così come nell’applicazione nel settore commerciale e industriale, ad esempio attraverso la conversione da olio e gas a pompe di calore industriali o nell’utilizzo del calore residuo dei data center. Fino al 2024, il governo tedesco prevede l’installazione di 500.000 pompe di calore. Tuttavia, il costo elevato dell’elettricità e il rapporto tra prezzo dell’elettricità e del gas continuano a rappresentare una sfida (ulteriori informazioni). In Germania, l’elettricità costa circa 3,3 volte di più del gas per kilowattora – in Svezia e nei Paesi Bassi il fattore è di circa 1,2-1,5 (vedi PDF nella sezione download).

Opportunità di impianti ibridi

Il riscaldamento globale fa aumentare il numero di giorni caldi (> 30 °C) all’anno, portando a una domanda crescente di condizionatori sia sul posto di lavoro che in ambito privato. Una combinazione di diversi sistemi può essere utile: ad esempio, condizionatori abbinati a pompe di calore (aria/aria) o fotovoltaico combinato con condizionatori. Quest’ultimo è economicamente ed ecologicamente efficiente – perché con temperature elevate si può produrre molta energia tramite l’irraggiamento solare, che può essere utilizzata direttamente per la climatizzazione. Anche il settore del freddo ha un fabbisogno in costante aumento, con particolare importanza per gli impianti ibridi, che possono fornire contemporaneamente freddo e calore. Soddisfare contemporaneamente la domanda di freddo e calore è la disciplina più difficile e rende l’utilizzo del calore residuo una delle sfide più importanti per la tecnologia del freddo.

Le sfide per il settore della refrigerazione, condizionamento e pompe di calore

Il principio delle consegne just-in-time, finora efficace, viene messo a dura prova da sfide internazionali persistenti, come controversie commerciali, di sistema e di concorrenza, o catene di approvvigionamento ritardate. Di conseguenza, si torna a dover mantenere scorte presso i produttori e si riacquista attenzione sulla diversificazione dei fornitori. La ricerca di alternative può trovare soluzioni nel principio dell’economia circolare e nella produzione automatizzata nel proprio paese – un aspetto che potrebbe essere favorito dalla cosiddetta legge sulla catena di approvvigionamento.

Disaccordo sulla nuova normativa F-Gas

I refrigeranti rappresentano una sfida continua, aggravata dalla revisione della normativa F-Gas e dalla discussione sui PFAS. Vari commenti sulla votazione del Parlamento europeo del 30 marzo 2023 mostrano come la normativa venga valutata in modo molto diverso:

– APPLiA: Grande battuta d’arresto per le pompe di calore in Europa
– EFCTC: I membri sono delusi
– CoolingPost: «Disastroso» per la Spagna
– EPEE: L’UE rischia di spararsi nei piedi
– CoolingPost: Un’opportunità mancata
– EHPA: Il divieto mette a rischio gli obiettivi REPower
– JARN: Accelerazione dell’eliminazione degli HFC
– CoolingPost: Il voto stabilisce obiettivi «irrealistici»
– EIA: Accoglie con favore la votazione ambiziosa sui F-gas
– EHPA: … deve evitare di soffocare il riscaldamento pulito

La carenza di personale specializzato si fa sentire anche nel settore delle pompe di calore, refrigerazione e condizionamento

La mancanza di personale qualificato rappresenta una grande sfida in tutti i settori della società. Nel settore della refrigerazione e del condizionamento, si aggiunge il fatto che finora questa attività ha ricevuto poca attenzione da parte del pubblico. Il settore è piccolo, ma molto attraente – tuttavia, relativamente poco conosciuto. È ormai evidente che sono stati investiti pochi sforzi per migliorare l’immagine e la notorietà del settore. Un campo poco noto finora nel settore della refrigerazione è la tecnologia a basse temperature. I terminal LNG (gas naturale liquefatto, -162 °C), costruiti nel cosiddetto «tempo tedesco», hanno portato per la prima volta l’attenzione sulla tecnologia a basse temperature. L’idea che questi terminal possano successivamente essere utilizzati anche per l’idrogeno liquido a -253 °C è corretta e chiarisce il settore della tecnologia a basse temperature.

Sostegni e formazione continua per il settore

Il 1° aprile 2023, il Ministero federale dell’economia e della tutela del clima ha avviato il programma di sviluppo delle pompe di calore. Questo include la formazione sia sulla progettazione e l’installazione di pompe di calore negli edifici esistenti, sia un coaching sul campo («training on the job»). «Per oltre 30 mesi, ogni anno, almeno 17.500 artigiani e circa 3.000 pianificatori e consulenti energetici saranno qualificati sulle pompe di calore negli edifici esistenti» (fonte).

La tendenza verso refrigeranti infiammabili richiede formazione e aggiornamenti continui: un tecnico del freddo deve oggi essere anche un consulente energetico e supportare gli utenti nell’applicazione delle normative, spesso poco conosciute.

In breve

– La produzione di olio e gas per il riscaldamento sta per terminare, le pompe di calore sono accettate come soluzione e vengono promosse da obiettivi e richieste.
– Gli impianti ibridi stanno diventando sempre più importanti sotto il profilo dell’«efficienza energetica complessiva».
– L’economia circolare sarà un elemento centrale per affrontare le sfide economiche attuali.
– La carenza di personale qualificato influenzerà le capacità del settore in tutti i campi.
– È necessario chiarire quale sarà il futuro dei refrigeranti.

Raccomandazioni

– Esiste un potenziale enorme e in crescita per lo sfruttamento del calore residuo.
– Le tecnologie di refrigerazione, pompe di calore, accumuli e «reti energetiche» sono già disponibili e vengono continuamente sviluppate.
– Si stanno creando nuovi modelli di business legati all’utilizzo del calore residuo, come ad esempio il commercio di calore, reti di calore e raffreddamento e consorzi energetici. È importante evitare che il calore residuo non utilizzato venga disperso in futuro.
– Pianificatori e costruttori di impianti devono sempre valutare tutte le possibilità e consigliare intensamente gli operatori – la creatività è fondamentale.