Gli edifici sono al centro della formula per la decarbonizzazione. Sono la fonte di circa il 40% delle emissioni globali di gas serra – di cui circa il 30% proviene dalle operazioni edilizie ed il 10% dai materiali da costruzione, in ciò che vengono definite le emissioni di carbonio inglobate.
Le soluzioni per ridurre le emissioni degli edifici sono principalmente incentrate a livello dei singoli edifici a causa della mancanza di un sistema integrato a livello di strategia. Ad esempio, la pianificazione urbana e la definizione delle politiche non considerano il modo in cui gli edifici possono interagire tra di loro su larga scala. Tuttavia, per guidare progressi più rapidi e maggiori efficienza, gli edifici dovrebbero interagire tra loro così come con la rete elettrica e altri beni.
Riscaldamento e raffreddamento
Il riscaldamento e il raffreddamento rappresentano le quote più significativi della domanda energetica delle città. Efficienti tecnologie per la regolazione della temperatura che possono arrivare a zero emissioni di carbonio sono ampiamente disponibili oggi.
Per trasformare il riscaldamento, gli edifici devono staccarsi dai combustibili fossili e aumentare l’efficienza. Edifici ben isolati, riscaldati con teleriscaldamento o pompe di calore, possono ridurre notevolmente la domanda di energia dal sistema. In caso di teleriscaldamento, le reti offrono l’opportunità di ottimizzare la distribuzione del calore disponibile tra gli utenti all’interno di un sistema. In effetti, il calore in eccesso dal sistema industriali può essere reiniettato nel file shared della Rete. Uno schema di base da poter utilizzare è scambiare il calore in eccesso dalle aziende come in un data center o una torrefazione del caffè e trasferirlo utilizzando le infrastrutture esistenti di riscaldamento del quartiere residenziale, consentendo un più circolare sistema energetico.
Inoltre, con un file digitalizzato di sistema, la richiesta di calore può essere monitorata meglio e riuscire ad aumentare ulteriormente l’efficienza.
Per quanto riguarda il raffreddamento, 1 miliardo di persone è ad alto rischio a causa di non avere accesso al raffreddamento e altri 2,2 miliardi
mancanza di accesso a un raffreddamento pulito ed efficiente.
Aumentando gli standard di vita e con l’aumento delle temperature, la domanda globale di raffreddamento degli ambienti è destinata a crescere a tassi senza precedenti. Secondo l’AIE, nel 2030 il numero di condizionatori d’aria installati lo farà aumentare di due terzi dai 2 miliardi di unità installate oggi. Senza importanti miglioramenti in termini di efficienza le apparecchiature di raffreddamento e la conseguente domanda di elettricità per il raffreddamento negli edifici potrebbe aumentare fino al 50% a livello globale entro il 2030, con conseguente stress sulle reti nelle ore di punta.
OPPORTUNITÀ
La combinazione di efficienza, utilizzo finale pulito della elettrificazione, la gestione attiva dell’energia, la progettazione integrata e le tecnologie digitali possono ridurre notevolmente il consumo energetico dell’edificio ed emissioni.
Questo può essere ottenuto tramite nuovi approcci collaborativi alla pianificazione urbana e la definizione delle politiche, in combinazione con l’applicazione di tecnologie intelligenti e design innovativo, tutto supportato da un finanziamento efficace.
È importante distinguere tra nuova rete a sviluppo zero emissioni di carbonio e retrofitting di esistenti edifici, che presentano sfide diverse per paesi emergenti e sviluppati. Per gran parte del Sud del mondo, la riduzione delle emissioni verrà arginata da nuovi sviluppi, che devono bilanciare convenienza ed efficienza. Nel mondo sviluppato, sia nuovi investimenti di sviluppo che di retrofitting sono essenziali, sebbene il retrofitting sia la più importante sfida, in particolare nelle persone economicamente interessate nel settore residenziale.
I retrofit sono fondamentali per raggiungere gli obiettivi di zero emissioni di carbonio. Ad esempio, convertendo il 30% del patrimonio edilizio entro il 2030 (ossia 3% all’anno) al riscaldamento completamente elettrificato con pompe di calore e digitalizzato con il 50% di energia con guadagni di efficienza che porterebbero a:
- Riduzione del 20% della domanda di energia
- Riduzione delle emissioni del 35% (ipotizzando il 40%
decarbonizzazione del mix elettrico)
Integrazione di tecnologie
Gli edifici possono fornire servizi o trarre vantaggio da altri settori, come la mobilità e l’energia, per arrivare ad una decarbonizzazione più rapida. Le opportunità includono:
La ricarica di veicoli elettrici negli edifici può consentire l’ottimizzazione dell’energia prodotta tramite risorse energetiche distribuite come il solare sul tetto. Ciò consente un più veloce e più penetrazione competitiva delle energie rinnovabili. Verranno inoltre utilizzati contatori intelligenti e prezzi dinamici anch’essi con un ruolo importante.
Gli edifici possono fornire flessibilità alla rete e altri servizi attraverso sistemi di gestione degli edifici e aggregatori di domanda. I vantaggi includono la riduzione dei costi a monte, come una riduzione della congestione e differimento degli investimenti.
Gli edifici possono anche condividere la loro elettricità con comunità locali di energia rinnovabile, abilitando modelli di condivisione emergenti, efficienti e resilienti tutto in evoluzione.
Esempi di politiche abilitanti
Edifici esistenti
Prestazioni a vita monitorate: questo stabilisce limiti finali di energia ed emissioni per superficie che si stringono nel tempo e richiedono ai proprietari di farlo implementare retrofit di efficienza ed elettrificazione e /
o pacchetti di sistemi integrati (inclusi controlli reti interactive, energie rinnovabili, ecc.) per essere conformi.
Queste politiche possono consentire di intervenire “Al momento giusto” con il ciclo di vita dell’edificio, come la sostituzione dell’attrezzatura normale o altro eventi capitali – anche a livello di distretto. In paesi sviluppati, questa è la massima priorità.
Nuove costruzioni
I codici di costruzione possono richiedere completamente elettrico, edifici altamente efficienti e interattivi con la rete con sistemi di energia rinnovabile in loco e / o fuori sede e infrastruttura intelligente di mobilità elettrica.
I codici di costruzione possono anche richiedere l’estensione della valutazione dell’uso del ciclo di vita e set inglobato dei parametri di riferimento del carbonio con obiettivi di riduzione. Dare priorità a un approccio circolare e zero rifiuti attraverso l’utilizzo di materiali riutilizzabili e riutilizzabili modulari e metodi di costruzione off-site insieme al design per la manutenzione e la decostruzione. Il tutto contribuirà a mitigare l’impatto del carbonio degli edifici.
Divieti possono essere applicate a nuove fonti di energia fossile ed anche ai collegamenti per il carburante e le relative infrastrutture, al fine di accelerare la transizione.
CASI STUDIO
Centro di distribuzione LIDL a Järvenpää
Il Centro con una superficie di 60.000 metri quadrati, è il magazzino più grande della Nazione. Completato nel 2019, il centro opera con energia rinnovabile al 100% e produce più energia di quanta ne consumi durante tutto l’anno. Per ottenere la massima efficienza possibile, il magazzino è gestito digitalmente utilizzando una microgrid insieme a una gestione completa del sistema di edifici, per raccogliere, prevedere e ottimizzare i funzionamento delle risorse in loco utilizzando dati in tempo reale e algoritmi di apprendimento automatico predittivo.
È anche il primo edificio in Finlandia con un combinato sistema di riscaldamento e raffrescamento che immagazzina calore per i giorni più freddi e fornisce l’eccesso di calore alla rete di riscaldamento della città – riscaldamento dell’acqua per circa 500 abitazioni private.
Allo stesso modo, il centro di distribuzione fornisce servizi di rete elettrica al Gestore di sistema finlandese, che garantisce la stabilità della rete.
Il progetto ha utilizzato Schneider Electric integrato EcoStruxure ™ Microgrid ed EcoStruxure Building Soluzione operativa, che offre risparmi sui costi energetici fino al 70%.
EDGE Olympic di Amsterdam
Completato nel 2018, l’edificio EDGE Olympic ad Amsterdam è un edificio per uffici ricavato da una ristrutturazione di un vecchio ufficio postale. Lo sviluppatore ha modellato il progetto su un approccio olistico incentrati su quattro obiettivi: benessere, sostenibilità, design e tecnologia.
Il modello di progettazione è l’economia circolare zero rifiuti ed ha una infrastruttura digitale intelligente per ottimizzare l’uso dell’energia. Un totale del 50% dei materiali utilizzati sono stati riciclati dall’originale edificio, compresa la pietra naturale tratta dalla facciata, che è stata riproposta per essere utilizzata come pavimentazione.
Gli ultimi due piani sono costruiti in legno, che può essere facilmente smontato per un suo eventuale riutilizzo futuro. L’infrastruttura digitale dell’edificio consente ai dipendenti di adattare le condizioni di lavoro, come la temperatura e l’illuminazione attraverso una app, massimizzando la vivibilità.
L’immobile gode di monitoraggio ambientale costante grazie a 15.000 sensori che misurano il clima interno per alte prestazione. È neutro dal punto di vista energetico e gode di consumi ridotti del 70% rispetto alla media degli edifici non residenziali. Anche lo spazio di lavoro è relativamente conveniente; sebbene l’edificio incorpori gli ultimi progressi in termini di benessere e sostenibilità, gli affitti non sono superiori al tasso di mercato, contribuendo a garantire tassi di occupazione superiori al 90%.
