Decarbonizzazione dei Sistemi di Teleriscaldamento di Quarta Generazione

Introduzione

L’uso dei combustibili fossili per il riscaldamento urbano è una delle sfide principali per raggiungere gli obiettivi di transizione energetica e di riduzione delle emissioni di CO₂. In molte città europee e italiane, il teleriscaldamento è già una realtà: l’acqua calda (o il vapore) viene prodotta centralmente (spesso con caldaie a gas o cogeneratori) e distribuita a interi quartieri. Tuttavia, le reti attuali non sempre integrano fonti rinnovabili e lavorano a temperature elevate, con emissioni ancora significative. La svolta arriva con i sistemi di quarta generazione (4G-DH – 4th Generation District Heating), capaci di funzionare a temperature più basse e di sfruttare fonti rinnovabili o calore di scarto industriale. Vediamo in che modo tali reti possono contribuire alla decarbonizzazione delle nostre città.

1. Cos’è il Teleriscaldamento di Quarta Generazione?

I sistemi di 4a generazione si basano su:

• Temperature più basse di mandata (45-60 °C, contro i 70-100 °C tradizionali).
• Maggiore uso di fonti rinnovabili o scarti (es. biomasse, calore residuo di impianti industriali, grandi pompe di calore elettriche, impianti geotermici).
• Controllo digitale: monitoraggio in tempo reale dei flussi termici, ottimizzazione dei consumi, integrazione con gli edifici cosiddetti “intelligenti” (smart building).

2. Perché Sono Importanti?

1. Riduzione delle emissioni: decarbonizzare il riscaldamento urbano vuol dire incidere su una fetta significativa dei consumi energetici delle città.
2. Miglior rendimento: abbassando le temperature di esercizio, si riducono dispersioni nelle tubazioni e si aumenta l’efficienza delle pompe di calore.
3. Integrazione rinnovabile: si possono alimentare le reti con solare termico a larga scala, geotermia, biomasse sostenibili, persino accumuli termici di grandi dimensioni.

3. Le Tecnologie Chiave

• Grandi pompe di calore alimentate da fonti pulite: recuperano calore dai fiumi, dalle acque reflue o dall’aria, immettendolo in rete.
• Impianti di cogenerazione a biomassa o biogas per generare elettricità e calore in modo efficiente, riducendo la dipendenza dal gas naturale.
• Stoccaggi termici (serbatoi d’acqua calda di quartiere) per livellare la domanda e sfruttare appieno le fonti variabili (ad es. un impianto solare termico di grande superficie).
• Controlli smart: software che regolano la temperatura in base ai picchi di consumo, interagendo con gli edifici connessi (es. orari di occupancy nelle scuole).

4. Stato Attuale in Italia

• Alcune città del Nord (Milano, Brescia, Torino, Trento) hanno reti di teleriscaldamento consolidate, spesso basate su grandi centrali a gas o rifiuti.
• I progetti di modernizzazione puntano a ridurre la componente fossile, introducendo caldaie a biomassa, recupero di calore industriale (es. acciaierie, cementifici), e, dove possibile, geotermia profonda.
• Il PNRR ha messo a disposizione fondi per estendere reti “efficienti” e ridurre le emissioni incorporate e operative. L’obiettivo è un risparmio energetico e una riduzione di 70 ktep/anno nei consumi di combustibile fossile.

5. Tabella: Confronto tra Teleriscaldamento Tradizionale e Quarta Generazione

6. Sfide da Affrontare

• Costi di riconversione: per abbassare le temperature di esercizio, a volte occorre sostituire tubazioni, scambiatori, sottostazioni negli edifici.
• Coordinamento urbanistico: la posa di nuove reti o l’estensione di quelle esistenti richiede lavori di scavo su ampie aree cittadine, con impatto su traffico e residenti.
• Disponibilità di fonti rinnovabili: la biomassa deve essere sostenibile e non competere con usi agricoli; la geotermia o il calore di scarto devono essere presenti in zona.
• Accettazione sociale: i cittadini e i condomìni devono essere disposti ad allacciarsi alla rete, abbandonando la caldaia autonoma.

7. Vantaggi per i Cittadini e la Rete

• Bolletta più stabile: essendo basata su mix rinnovabili e calore di scarto, la rete di 4a generazione riduce la volatilità del prezzo del gas.
• Meno inquinamento urbano: un’unica centrale con sistemi di abbattimento è più controllabile rispetto a centinaia di caldaie singole.
• Valorizzazione del territorio: in zone con risorse geotermiche o con aziende che producono calore di scarto, si crea un’economia circolare locale.

8. Caso Studio Europeo

In Danimarca, alcune città hanno raggiunto quote altissime di teleriscaldamento rinnovabile (oltre il 50% da biomasse e solare termico). Hanno costruito vasche di accumulo (water pit) giganti per immagazzinare l’acqua calda prodotta in eccesso d’estate e usarla nei mesi freddi. Queste reti 4G-DH costituiscono un modello di riferimento per l’Italia, dove si cerca di replicare su scala minore.

9. Conclusione

La decarbonizzazione del riscaldamento urbano è una tappa obbligata per centrare gli obiettivi di riduzione delle emissioni al 2030 e 2050. Le reti di teleriscaldamento di quarta generazione sono la soluzione tecnologica più promettente, integrando rinnovabili, bassi consumi, automazione e accumuli termici. In Italia, le città che adotteranno questi sistemi non solo taglieranno le bollette e le emissioni, ma guideranno una rivoluzione infrastrutturale ed energetica a beneficio di tutti.

Link di Approfondimento

• Commissione Europea – Heating and Cooling
• EU Smart Cities Information System
• GSE – Teleriscaldamento efficiente