Per raggiungere lo scenario Emissioni Nette Zero al 2050, l’efficienza media dei nuovi condizionatori d’aria dovrebbe aumentare di almeno il 50% entro il 2030 in tutti i mercati. Lo afferma un recente studio pubblicato da IEA – International Energy Agency dal titolo “Space Cooling – More effort needed” il cui titolo è di per sé esplicativo.
Perché a questo settore è richiesto un così drastico aumento dell’efficienza energetica? Perché il consumo di energia per il raffreddamento degli ambienti è più che triplicato dal 1990. Nel 2021, uno dei sette anni più caldi mai registrati, la domanda di raffreddamento ha rappresentato quasi il 16% del consumo finale di elettricità del settore edilizio (circa 2 000 TWh). Inoltre, le emissioni indirette di CO2 derivanti dal raffreddamento degli ambienti tra il 1990 e il 2021 sono più che raddoppiate. L’aumento delle temperature, insieme alla crescita della popolazione, all’urbanizzazione e al miglioramento degli standard di vita, sta determinando un forte aumento del tasso di adozione dell’aria condizionata, che si prevede passerà dall’attuale 35% della popolazione globale a quasi il 45% nel 2030, aumentando quindi l’impatto del settore sul clima.
Se da una parte è vero che le prestazioni delle apparecchiature per il raffreddamento degli ambienti sono in continuo miglioramento e la produzione di energia elettrica sta diventando meno intensiva in termini di emissioni di carbonio, dall’altra bisogna constatare che la maggior parte delle unità acquistate dai consumatori ha un’efficienza da due a tre volte inferiore a quella delle migliori tecnologie disponibili.
A queste emissioni indirette si aggiungono poi le emissioni di gas serra derivanti dalle perdite di refrigerante contenuti negli apparecchi, molti dei quali ancora ad elevato GWP. Di questo si occupa l’emendamento di Kigali al Protocollo di Montreal, adottato nel 2016, che regolamenta l’uso dei refrigeranti a base di idrofluorocarburi (HFC) per ridurne il consumo e la produzione di oltre l’80% entro il 2047.
Dunque, conclude lo studio, l’introduzione di apparecchiature di raffreddamento rispettose del clima richiede non solo apparecchiature ad alta efficienza, ma anche l‘uso di refrigeranti naturali o di nessun refrigerante. Stanno, infatti, emergendo anche innovazioni verso unità prive di refrigerante o unità di raffreddamento a stato solido.
Oggi, i cicli avanzati a compressione di vapore hanno migliorato il design integrando sistemi di controllo del refrigerante, sensori, fonti di energia rinnovabili e combinando la tecnologia con altre (membrane, raffreddamento evaporativo). I controlli automatizzati consentono anche di sfruttare le sinergie tra i servizi, come il recupero del calore di scarto dal raffreddamento per riscaldare l’acqua o, nel caso di carichi considerevoli, l’integrazione del calore recuperato nelle reti di teleriscaldamento.
Ma spesso le soluzioni più efficienti non sono disponibili laddove più se ne avrebbe
bisogno. In particolare, le persone che hanno più bisogno di raffreddamento degli ambienti sono spesso quelle che hanno meno accesso all’aria condizionata o a soluzioni alternative di raffreddamento. A livello globale, si stima che una persona su sette (1,2 miliardi in totale) nelle aree rurali e urbane povere sia ad alto rischio a causa della mancanza di accesso al raffreddamento.
L’accessibilità e il costo di soluzioni di raffreddamento sostenibili (passive e attive), in particolare nelle aree in cui sono necessarie, saranno fondamentali per la salute e la produttività umana e per ridurre l’impatto della crescente domanda di raffreddamento.
L’integrazione di strategie di progettazione orientate al raffrescamento nei codici energetici degli edifici e nella pianificazione locale, comprese le soluzioni passive e basate sulla natura, saranno essenziali per ridurre il fabbisogno di raffrescamento e il rischio di isole di calore nelle aree urbane in espansione, mentre la temperatura aumenta.
Anche le tecnologie di raffreddamento rinnovabili stanno ricevendo maggiore attenzione, soprattutto nei Paesi in cui la domanda di raffreddamento è in rapida crescita e la rete elettrica nazionale deve essere protetta dal sovraccarico, come in Cina e in India.
Si stima che il numero di sistemi solari per il raffrescamento di nuova installazione abbia superato le 2.000 piccole unità nel 2021, rispetto alle 1.800 del 2018.
Il raffrescamento solare fotovoltaico può essere realizzato in diverse configurazioni di sistema e anche le tecnologie di compressione a trazione fotovoltaica in modalità di autoconsumo stanno iniziando a penetrare nel mercato, soprattutto quando la radiazione solare e la domanda di raffrescamento coincidono o utilizzando tecnologie di accumulo integrate. In Cina si stanno sperimentando anche sistemi a corrente continua.
Il teleraffrescamento può essere una soluzione economica per garantire la flessibilità della rete elettrica nelle aree calde con un’alta densità di edifici e una disponibilità gratuita di fonti e calore di scarto. Si tratta di un settore ancora in via di sviluppo, ma i progressi in alcuni Paesi, come la Cina e l’Europa, sono stati significativi negli ultimi anni.
