L’Europa vuole essere il primo continente climaticamente neutro entro il 2050. Questa dichiarazione apre la strada a molti sforzi, regolamenti, innovazioni e cambiamenti che i cittadini e le industrie europee devono prendere in considerazione.
Costruire un futuro migliore per la società attraverso la neutralità climatica è una grande opportunità, che comporta molte sfide. I settori economici come i trasporti, l’edilizia, l’agricoltura e l’industria avranno un ruolo importante nel raggiungimento di questo obiettivo. Il prossimo passo per l’Europa è ridurre le emissioni di CO2 del 90% entro il 2040 rispetto ai livelli del 2019, e non è un obiettivo facile.
In termini di efficienza energetica, sappiamo tutti che i veicoli elettrici offrono prestazioni migliori rispetto ai tradizionali motori a combustione interna (MCI). In altre parole, i motori elettrici sono tre volte più efficienti dei motori a combustione interna e questo è il motivo principale della loro rapida adozione nell’ultimo decennio.
Sappiamo anche perché alcune tecnologie, come l’energia solare fotovoltaica o la produzione di elettricità sfruttando l’energia eolica, sono superiori al metodo convenzionale di produzione di elettricità da centrali elettriche che utilizzano combustibili fossili.
Si può dire che lo stesso vale per ogni nuova tecnologia prima che il mercato la integri completamente. È meglio, ma a prima vista può sembrare più costoso.
L’industria europea contribuisce oggi a circa un terzo della domanda totale di energia dell’Unione Europea e a circa il 20% delle emissioni totali di gas serra europee.
In ogni settore, il fabbisogno energetico può essere classificato in due categorie:
- L’elettricità per alimentare le linee di produzione, le macchine e fornire luce, nonché per consentire alle apparecchiature di raffreddamento e refrigerazione di contribuire al processo industriale.
- Combustibili fossili per alimentare caldaie industriali che generano acqua calda, vapore o, indirettamente, riscaldano l’aria per processi come l’essiccazione e la panificazione.
In questo articolo ci concentreremo su una tecnologia e un settore per dimostrare come possiamo cogliere l’opportunità della decarbonizzazione passo dopo passo.
Pompe di calore e industria alimentare
Nell’industria alimentare, il rapporto tra combustibili fossili ed elettricità è di circa 80/20. La maggior parte dei combustibili fossili utilizzati serve ad alimentare caldaie industriali che riscaldano il processo a temperature che raramente superano i 150 °C.
L’industria alimentare è una delle industrie più facili da decarbonizzare fin da subito grazie alla presenza di pompe di calore industriali che possono facilmente sostituire o ridurre al minimo la dipendenza dai generatori di calore a combustibile. Ogni stato membro ha centinaia, se non migliaia, di stabilimenti che forniscono cibo e bevande alla popolazione e li esportano in altri paesi.
Le pompe di calore sono i veicoli elettrici del riscaldamento. Oltre a fornire una soluzione di riscaldamento sostenibile, mettono fine alla dipendenza dai boiler a gas. Possono anche produrre freddo se progettate e integrate in modo corretto in un impianto..
La maggior parte dei lettori sa che una pompa di calore da 10 kW può sostituire un boiler domestico per fornire acqua calda a 55 °C in modo molto efficiente, con un ritorno sull’investimento molto breve e risparmi economici. D’altra parte, pochi sanno come può funzionare in un impianto industriale per fornire acqua calda o vapore fino a 150 °C. Ogni processo industriale emette calore residuo che viene disperso nell’atmosfera; si pensi ai condensatori dei sistemi di refrigerazione, alle torri di raffreddamento, alle centrali di cogenerazione e ai gas di combustione, che rappresentano per lo più una fonte di calore perfetta per una pompa di calore su scala industriale.
Ad esempio, quando si sfrutta il calore disperso a 50 °C e lo si porta a 100 °C con l’aiuto di una pompa di calore, si ottiene un coefficiente di prestazione (COP) di 4,5 utilizzando il refrigerante R-1234ze (E) e R-1233zd (E) con il marchio Solstice® di Honeywell.
La sicurezza prima di tutto
Svolge un ruolo essenziale in qualsiasi processo industriale. C’è una grande differenza tra l’utilizzo di una pompa di calore per una casa unifamiliare, dove il carico di refrigerante non supera i 200 grammi, e l’utilizzo di una pompa di calore per un processo industriale, dove il carico può variare da 50 kg a diverse migliaia di kg. In una situazione reale in cui possono verificarsi perdite, le cose possono diventare estremamente incontrollabili se il fluido utilizzato è tossico e funziona a 80 bar o se è altamente
Conclusione
Le pompe di calore possono svolgere un ruolo determinante nella decarbonizzazione dell’industria in Europa per accelerare gli obiettivi di zero emissioni nette.
La tecnologia è pronta e molti Stati membri forniscono diversi tipi di sovvenzioni, fondi e aiuti per sostenere l’industria negli investimenti iniziali e nei costi operativi. Sono una valida opzione per le industrie che dispongono di una centrale di cogenerazione per produrre la propria elettricità, così come per gli Stati membri che hanno un rapporto tra il prezzo dell’elettricità e quello del gas di (COP della pompa di calore – 1).
Esempio: se la pompa di calore ha un COP di 4 e il prezzo dell’elettricità rispetto al gas è 3, la pompa di calore è una valida opzione.
La scelta di un refrigerante non tossico e non infiammabile o leggermente infiammabile elimina molti rischi che gli utenti industriali finali devono affrontare rispetto a un fluido tossico o infiammabile.
Infine, le pompe di calore possono essere un’ottima soluzione per migliorare la competitività del settore industriale europeo, in quanto consentiranno all’industria di avere un’intensità energetica molto più bassa per i suoi prodotti finali, riducendo così il peso dei costi energetici e aprendo la strada all’aumento dei risultati dell’industria, offrendo prezzi più competitivi o addirittura aumentando la capacità di produzione ed evitando saturazioni.
GWP: Global Warming Potential = potenziale di riscaldamento globale.
ODP: Ozone Depleting Potential = potenziale di riduzione dello strato di ozono.
OPEX: OPerational EXpense = spese operative.