SISTEMI ENERGETICI PER L’ EDILIZIA SOSTENIBILE Ing. Emidio Capretta
Consumi energetici finali ed il mercato residenziale
IMPIEGHI FINALI DI ENERGIA PER SETTORE, ANNO 2018 – TOTALE 134,9 MTEP
Consumi energetici finali ed il mercato residenziale CONSUMO ENERGETICO DEGLI EDIFICI RESIDENZIALI IN ITALIA
Gli edifici Residenziali Le abitazioni residenziali. (dato censimento Istat 2011)
11.714.262 28.863.604
❑ 55,4 % abitazioni ha più di 40 anni – 76,2% nelle metropoli ❑ 70% edifici non rispetta criteri efficienza energetica ( ante 373/1976) ❑ 4,5 mln edifici hanno bisogno di interventi di retrofit energetico
Condomini 935.704 di cui con imp. Centralizzato 423.168 di cui con > 15 appartamenti 196.966 di cui con imp. centralizzato 50.367 (dato Censis e anagrafe tributaria)
❑ 47,5% degli stabili ha subito un intervento di risanamento, ammodernamento o ristrutturazione negli ultimi 10 anni ❑ 63% dei condomini centralizzati hanno una caldaia > 15 anni ❑ 31% di caldaie è sovradimensionato rispetto al FEN
Caratteristiche parco edilizio residenziale: approccio interventi su edilizia ante 373/76 DISTRIBUZIONE DEL PARCO EDILIZIO RESIDENZIALE IN ITALIA, FONTE ENEA 2010
78,20 % EDIFICI COSTRUITI PRIMA DELLA LEGGE 373/76 STATO DI CONSERVAZIONE DEI CONDOMINI IN ITALIA
FABBISOGNO ENERGETICO PER ANNO COSTRUZIONE IN kWh/mqAnno
OBIETTIVI EUROPEAN GREEN DEAL
Secondo la Comunità Europea entro il 2030 possono essere ristrutturati ben 35 milioni di edifici. «Renovation Wave» a) Incentivare la riqualificazione edilizia attraverso mutui verdi b) Riformare i livelli di tassazione dell’energia con prezzi più alti per combustibili fossili e più bassi per l’energia elettrica. c) Togliere entro il 2025 ogni incentivo per gli apparecchi funzionanti con combustibili fossili d) Promuovere l’elettrificazione degli edifici e la produzione dell’energia in loco L’elettrificazione dei sistemi di riscaldamento è la forma più efficace per la decarbonizzazione degli edifici, tramite l’utilizzo delle pompe di calore.
QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO EUROPA
D.Lgs. 192/05 D. Lgs. 201/07
Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico in edilizia Attuazione della direttiva 2005/32/CE relativa all’istituzione di un quadro per l’elaborazione di specifiche per la progettazione ecocompatibile per i prodotti che consumano energia
D. Lgs. 115/08
Attuazione della direttiva 2006/32/CE relativa all’efficienza degli usi finali dell’energia e i servizi energetici e abrogazione della direttiva 93/76/CE
D. Lgs. 28/11
Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2011/77/CE e 2003/30/CE
D. L. 63/2013
Disposizioni urgenti per il recepimento della direttiva 2010/31/UE del parlamento europeo del Consiglio del 19 maggio 2010, sulla prestazione energetica dell’edilizia per la definizione delle procedure d’infrazione avviate dalla Commissione Europea, nonché altre disposizioni in materia di coesione sociale Disposizioni urgenti per il recepimento della direttiva 2012/27/UE del parlamento europeo e del Consiglio del 25 ottobre 2012, sull’efficienza energetica che modifica le direttive 2009/125/CE e 2010/30/UE e abroga le direttive 2004/8/CE e 2006/32/CE Disposizioni integrative al decreto legislativo 4 luglio 2014, n. 102, di attuazione della direttiva 2012/27/UE sull'efficienza energetica, che modifica le direttive 2009/125/CE e 2010/30/UE e abroga le direttive 2004/8/CE e 2006/32/CE. note: Entrata in vigore del provvedimento: 26/07/2016
D. L. 102/2014
D. L. 141/2016
ITALIA
Oggi si punta molto alle fonti di energia rinnovabile, ma poco all’Efficienza Energetica. “La principale fonte di energia rinnovabile è l’efficienza energetica”
L’Efficienza Energetica di un sistema “è la capacità di sfruttare al meglio l'energia di cui il sistema dispone in modo efficiente”. Il sistema deve riuscire a soddisfare i bisogni diminuendo le perdite di energia, con il minor consumo possibile, e soprattutto puntando a migliorare la qualità.
Per poter parlare di un uso efficiente dell’energia è necessario che vi sia un’attenta analisi delle esigenze energetiche dell’edificio. Ciò è possibile solo mediante
La Diagnosi Energetica secondo la definizione fornita dalla Direttiva europea 2012/27/UE è “una procedura sistematica finalizzata a ottenere un'adeguata conoscenza del profilo di consumo energetico di un edificio o gruppo di edifici, di una attività o impianto industriale o commerciale o di servizi pubblici o privati, a individuare e quantificare le opportunità di risparmio energetico sotto il profilo costi-benefici e a riferire in merito ai risultati”
Diagnosi Energetica del sistema edificio-impianto
È lo strumento che consente di individuare ed analizzare le inefficienze e le criticità energetiche sia dell’edificio sia degli impianti energetici ad esso associati. Ha come scopo quello di conoscere sia le tipologie e le prestazioni energetiche dei diversi elementi (componenti/dispositivi/impianti) che costituiscono l’edificio, che le modalità di utilizzo di tali elementi, al fine di ricostruire un preciso bilancio energetico (termico ed elettrico) dell’edificio stesso. In sintesi la diagnosi energetica è un insieme sistematico di rilievo, raccolta ed analisi dei parametri relativi ai consumi energetici e alle condizioni di esercizio dell’edificio e dei suoi impianti.
LA RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA NEGLI EDIFICI La Diagnosi energetica è lo strumento fondamentale per definire il sistema energetico più vantaggioso dal punto di vista dei costi – benefici, per indirizzare l’assemblea condominiale sulla scelta di un sistema impiantistico in grado di soddisfare le esigenze energetiche condominiali ad un elevato grado di efficienza energetica. Le infrastrutture di ricarica condominiale devono quindi integrarsi nel sistema edificio impianto migliorando la gestione energetica generale dell’intero condominio ed aumentandone il valore immobiliare.
La diagnosi energetica
PROGETTAZIONE DEGLI INTERVENTI PER L’EFFICIENZA ENERGETICA
PRINCIPALI INTERVENTI PER L’EE Valutazione tempi di ritorno (T.R.) a costo attuale dell’energia e incentivi cogenti
SUPERECOBONUS 110% Decreto Rilancio Il Decreto Legge n° 34 è stato pubblicato in gazzetta ufficiale il 19 Maggio 2020, all’Art. 119 prevede l’aumento del 110% della detrazione fiscale per gli interventi volti ad incrementare l’efficienza energetica degli edifici (Ecobonus) e la riduzione del rischio sismico (Sismabonus). In pratica per un intervento del costo di 10’000,00 Euro si potranno portare in detrazione 11’000,00 Euro in 5 anni, oppure si potrà cedere completamente il credito all’impresa che realizza i lavori (che a sua volta potrà cederlo ad altri soggetti) oppure a istituti di credito o altri intermediari finanziari. La detrazione al 110% è prevista per le spese sostenute dal 1 Luglio 2020 al 31 Dicembre 2022.
SUPERECOBONUS 110% Decreto Rilancio Per poter usufruire dell’Ecobonus 110% occorre seguire uno schema ben definito al fine di raggiungere gli obiettivi richiesti dal Decreto legge e quindi beneficiare del credito d’imposta. 1) Diagnosi Energetica 2)Proposte di riqualificazione energetica con verifica del miglioramento di almeno due classi, se non possibile della classe più alta; Riduzione del rischio sismico (Sisma Bonus)
3) Asseverazione del Progettista del rispetto salti di classe Energetica. Asseverazione riduzione rischio Sismico (Sisma Bonus) 4) Visto di conformità della documentazione che attesta il diritto alla detrazione d’imposta
9) Trasmissione telematica all’ENEA di tutta la documentazione richiesta al perfezionamento della procedura
5) Cessione del credito d’imposta e/o sconto diretto in fattura ad un’impresa, Banca o altri intermediari finanziari
8) Redazione APE post-intervento
6) Progettazione degli interventi E asseverazione della congruità dei prezzi
7) Esecuzione dei lavori e collaudo finale delle opere
Ai fini dell’opzione per la cessione o per lo sconto del credito d’imposta, il contribuente richiede il visto di conformità dei dati relativi alla documentazione che attesta la sussistenza dei presupposti che danno diritto alla detrazione d’imposta. Il visto è rilasciato da: a) gli iscritti negli albi dei dottori commercialisti, dei ragionieri e dei periti commerciali e dei consulenti del lavoro; b) i soggetti iscritti alla data del 30 settembre 1993 nei ruoli di periti ed esperti tenuti dalle camere di commercio, industria, artigianato e agricoltura per la subcategoria tributi, in possesso di diploma di laurea in giurisprudenza o in economia e commercio o equipollenti o diploma di ragioneria;
Cogenerazione Si definisce “cogenerazione” la produzione combinata di energia elettrica/meccanica e di energia termica (calore) ottenute in appositi impianti utilizzanti in maniera ottimale la stessa energia primaria contenuta nel combustibile. Si parla di “trigenerazione” quando parte dell’energia recuperata venga utilizzata per la produzione del freddo.
VANTAGGI DI UN IMPIANTO COGENERATIVO : ✓minor consumo di energia primaria; ✓minor emissioni in atmosfera di gas serra e sostanze inquinanti; ✓Riduzione delle perdite per trasmissione.
EFFICIENZA ENERGETICA DELLA MICROCOGENERAZIONE
A parità di energia utile, il sistema tradizionale usa 55 unità di energia in più, quindi il Risparmio di Energia Primaria con la microcogenerazione è del 35%
Tipologie di microcogenerazione a gas metano • Fuel Cell Potenza Elettrica 3 kW, Potenza Termica 1,2 kW, Consumo Combustibile 0,51 mc; • Microturbina Potenza Elettrica 3,2 kW, Potenza Termica 15,6 kW, Consumo Combustibile 1,87 mc; • Motore endotermico ciclo otto Potenza Elettrica 7,5 kW, Potenza Termica 22,1 kW, Consumo Combustibile 2,87 mc;
Fuel Cell
Microturbina
Motore endotermico ciclo otto
LA MICROCOGENERAZIONE IN CONDOMINIO La poca diffusione della microcogenerazione in ambito residenziale è proprio legata alle ore di funzionamento. L'efficienza della macchina viene sfruttata al massimo solo quando si utilizza tutto ciò che produce elettricità e calore, altrimenti conviene spegnerla. Il settore residenziale, sconta il problema del basso consumo di energia elettrica per usi condominiali. Per un ottimale sfruttamento della tecnologia, bisogna necessariamente consumare contemporaneamente calore ed elettricità, in quantità pari al rapporto di generazione della macchina (in genere 1/3 di energia elettrica e 2/3 di energia termica). Queste condizioni fino ad oggi erano quasi improponibili per i condomini, a causa dello sbilanciamento della richiesta termica rispetto a quella elettrica. La condizione necessaria è infatti la possibilità di utilizzare l'energia elettrica autoprodotta per l’alimentazione di pompe di calore che vanno ad integrare la produzione termica fornita dal microcogeneratore per riscaldamento. Purtroppo non sempre è possibile integrare l’impianto di riscaldamento con pompe di calore, quindi la mobilità elettrica permette in definitiva di ampliare l’utilizzo di questa tecnologia grazie all’aumento del profilo di carico elettrico condominiale.
La pompa di calore La pompa di calore è un dispositivo capace di prelevare l'energia gratuita presente nell'ambiente (aria, acqua o terreno) e portarla all'interno dell'abitazione per riscaldare, raffrescare e produrre acqua calda sanitaria. Quando si vuole mettere insieme il tema del risparmio sui costi energetici legati all'impianto di riscaldamento e la produzione di calore in modo sostenibile, la pompa di calore rappresenta senza alcun dubbio la prima scelta. Questa tecnologia, infatti, rispetto a una più comune caldaia a condensazione, consente di raggiungere un risparmio potenziale fino al 40%, in più non richiede l'installazione di uno scarico fumi poiché priva di emissioni e non è un’attività soggetta al CPI.
La pompa di calore La pompa di calore rappresenta la prima scelta non solo sul fronte della sostenibilità e del risparmio, ma anche dal punto di vista normativo: dal 1° gennaio 2018 nelle nuove costruzioni e in ristrutturazioni rilevanti (edifici sopra 1000 mq di superficie utile o soggetti a demolizione e ricostruzione) vi è l'obbligo di coprire con fonti rinnovabili almeno il 50% del fabbisogno energetico dell'immobile. Per soddisfare questi requisiti, i generatori tradizionali a gas metano o gpl non vanno bene, ma possono essere solo di "supporto" in caso di guasto o malfunzionamento. La pompa di calore, al contrario, rispetta perfettamente la normativa, ancora di più se abbinata a un impianto solare.
La pompa di calore Funzionamento reversibile: la pompa di calore può essere utilizzata per generare calore (in inverno) e fresco (in estate), semplicemente invertendo il funzionamento; Indice COP: il COP (coefficiente di prestazione) è il parametro che individua l’efficienza di una pompa di calore. È dato dal rapporto tra potenza termica prodotta e potenza elettrica assorbita. Più alto è questo valore, meglio è, perché significa che il generatore è in grado di rendere all’impianto più energia di quanta ne consuma per il funzionamento; Ad esempio, se la pompa di calore sta fornendo 4 kW all'impianto di riscaldamento con un consumo elettrico di 1 kW, il COP risulta pari a 4. In queste condizioni, per ogni kWh di energia elettrica consumata la pompa di calore produce 4 kWh di energia termica. Indice di Efficienza Energetica (EER): questo parametro indica il rendimento delle pompe di calore quando sono in modalità raffrescamento. Silenziosità: la presenza di materiali fonoassorbenti e componenti di qualità, adeguatamente disposti per ottimizzare e ridurre le vibrazioni, assicurano un elevato comfort acustico durante il funzionamento dell’impianto;
L’impianto Ibrido Le pompe di calore possono essere utilizzate anche in accompagnamento a una caldaia a condensazione. Si crea così un sistema ibrido che assicura prestazioni ottimali e costanti, generando alte temperature di mandata anche in presenza di temperature esterne rigide. Ma non si tratta naturalmente della soluzione più adatta dal punto di vista ambientale, anche perché ormai esistono pompe di calore abbastanza sofisticate da eliminare tutte le criticità che fino a poco tempo fa presentavano.
Condominio Esempio 1 Milano Ante Operam
ANTE OPERAM Centrale termica per riscaldamento: • n. 1 generatori di calore alimentati a gasolio [lt]
Complesso condominiale n. unità immobiliari: 15 Superficie : 1’520 mq Tipo di intervento riqualificazione energetica: Impianto di micro-cogenerazione; PdC acqua/acqua con acqua di pozzo
Descrizione
€ / anno
Costo energia elettrica
2’154,93
Costo approv. gasolio
20’529,59
Tot. costo approv. annuo
22’684,52
Post Operam
POST OPERAM
Descrizione
Centrale termica per riscaldamento:
€ / anno
Costo energia elettrica
• n. 1 Pompa di Calore con potenza termica 115 kW e COP 4,1 • n. 1 accumulo di acqua tecnica da 1’000 lt • Micro-cogeneratore con potenza elettrica 5,5 kW e termica 14,7 kW
1’869,12
Gas metano aliment.microcogeneratore DEFISCALIZZATO
3’045,11
Gas metano aliment.microcogeneratore NON defiscalizzato
3’127,10
Tot. costo approv. annuo
8’041,33
Descrizione
Investimento iniziale
240’400,00 €
Risparmio economico
14’643,20 €/anno
Detrazione 65% (pompa di calore e microcogeneratore)
15’626,00 €/anno
Payback Period semplice
7,95 anni
Condominio Esempio 2 Milano Ante Operam
ANTE OPERAM Centrale termica per riscaldamento e produzione centralizzata di ACS: • n. 1 generatori di calore alimentati a gasolio [lt]
Flusso di cassa [€]
Complesso condominiale n. unità immobiliari: 14 Superficie : 1’060 mq Tipo di intervento riqualificazione energetica: Impianto di micro-cogenerazione; PdC acqua/acqua con acqua di pozzo
150000 100000 50000 0 -50000 0 -100000 -150000 -200000 -250000 -300000
Descrizione
€ / anno
Costo energia elettrica
1’607,34
Costo approv. Gasolio per riscaldamento
28’967,25
Costo approv. Gasolio per produzione ACS
2’800,00
Tot. costo approv. annuo
33’374,59
POST OPERAM
Post Operam
Centrale termica per riscaldamento: Descrizione
• n. 1 Pompa di Calore con potenza termica 114,40 kW e COP 3,2 • n. 1 accumulo di acqua tecnica multifunzionale a stratificazione tipo Sailer Hibryd da 2’000 lt • n.2 Micro-cogeneratore a celle combustibili FUEL CELL con potenza elettrica 1,5 kW e termica 0,6 KW ciascuno
€ / anno
Costo energia elettrica
12’064,24
Gas metano aliment. microcogeneratore DEFISCALIZZATO
2’561,03
Tot. costo approv. annuo
14’625,27
Descrizione
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Investimento iniziale
237’000,00 €
Risparmio economico
18’749,32 €/anno
Detrazione 65% (pompa di calore e microcogeneratore)
15’155,21 €/anno
Payback Period semplice Anno
6,9 anni
Condominio Esempio 3 Milano Ante Operam
ANTE OPERAM Centrale termica per riscaldamento e produzione centralizzata di ACS: • caldaia a gas metano installata per ogni singola unità immobiliare • n.1 Pompa di calore con potenza frigorifera 62 kW e EER 2,08
Descrizione
€ / anno
Costo energia elettrica
7’939,21
Costo approv. Gas metano
23’674,34
Costo manutenzione caldaie
2’000,00
Tot. costo approv. annuo
33’613,55
Post Operam Complesso condominiale n. unità immobiliari: 21 Superficie : 1’915,00 mq Tipo di intervento riqualificazione energetica: Impianto di micro-cogenerazione; PdC acqua/acqua con acqua di pozzo
Descrizione Costo energia elettrica
POST OPERAM Centrale termica per riscaldamento: • n. 1 Pompa di Calore con potenza termica 165,20 kW e COP 4,51 e potenza frigorifera 148,30 kW e EER 5,74 e recupero 25,10 kW • n. 1 accumulo di acqua tecnica multifunzionale a stratificazione tipo Sailer Hibryd da 1’000 lt • n.2 Micro-cogeneratore a celle combustibili FUEL CELL con potenza elettrica 1,5 kW e termica 0,6 KW ciascuno • realizzazione del cappotto esterno in stiferite
Rimborso per contributo scambio sul posto
€ / anno 6’941,43 -68,49
Gas metano aliment. micro-cogeneratore DEFISCALIZZATO
2’784,41
Costo manutenzione micro-cogeneratore
1’200
Tot. costo approv. annuo
10’857,35
Descrizione Investimento iniziale
876’800,00 €
Risparmio energetico
22’756,20 €/anno
Detrazione 65% (pompa di calore e micro-cogeneratore)
31’252,00 €/anno
Detrazione 75% (cappotto esterno)
29’700,00 €/anno
Payback Period semplice
10,47 anni
Condominio Esempio 4 Milano Ante Operam
ANTE OPERAM Centrale termica per riscaldamento:
Descrizione
€ / anno
Costo energia elettrica
13’712,63
• n. 6 caldaie a gas metano ciascuna da 107 kW
Costo approv. Gas metano per riscaldamento
62’641,07
Costo approv. Gas metano per riscaldamento
56’995,30
Tot. costo approv. annuo
POST OPERAM
133’349,01
Post Operam
Centrale termica per riscaldamento: Descrizione Complesso condominiale n. unità immobiliari: Superficie : 4’912,16 mq Tipo di intervento riqualificazione energetica: Impianto di micro-cogenerazione; PdC acqua/acqua con acqua di pozzo
• n. 2 Pompe di Calore con potenza termica 358,70 KW e COP 4,91 e potenza frigorifera 319,7 kW e EER 6,86 ciascuna • n.2 accumuli di acqua tecnica da 2’000 lt • n.1 Micro-cogeneratore con potenza elettrica 22 kWe termica 51,2 KW • realizzazione del cappotto esterno in stiferite
Costo energia elettrica
8’904,17
Gas metano aliment. micro-cogeneratore DEFISCALIZZATO
18’112,42
Gas metano aliment. micro-cogeneratore NON DEFISCALIZZATO
9’361,68
Costo manutenzione micro-cogeneratore
Tot. costo approv. annuo
Descrizione Investimento iniziale
3’726’400,00 €
Risparmio energetico
90’091,14 €/anno
Detrazione 65% (pompa di calore e micro-cogeneratore)
144’722,50 €/anno
Detrazione 75% (cappotto esterno)
112’492,50 €/anno
Payback Period semplice
€ / anno
10,73 anni
1’200
43’257,87
Uffici Direzionali Esempio 5 Monza Ante Operam
ANTE OPERAM Centrale termica per riscaldamento e produzione centralizzata di ACS: • n. 3 generatori di calore alimentati a gas metano [Smc] • n.2 Gruppi Frigo [kWh] Polo direzionale Azienda Roche S.p.A. n. unità immobiliari: Superficie : 28’985 mq Tipo di intervento riqualificazione energetica: Impianto di Cogenerazione; PdC acqua/acqua con acqua di pozzo
Descrizione
€ / anno
Costo energia elettrica
256’440,82
Costo approv. Gas Metano per riscaldamento e ACS
103’022,04
Tot. costo approv. annuo
359’462,86
Post Operam
POST OPERAM
Descrizione
Centrale termica per riscaldamento e produzione ACS: • n. 3 Pompa di Calore con potenza termica 787,8 kW e COP 4,65 • n. 2 accumulo di acqua tecnica multifunzionale a stratificazione tipo Sailer Hibryd da 3’000 lt • n.1 Cogeneratore con potenza elettrica 142 kW e termica 392 KW Descrizione Investimento iniziale
1’254’200,00 €
Risparmio economico
115’152,80 €/anno
Titoli Efficienza Energetica
31’493,78 €/anno
Payback Period semplice
8,55 anni
€ / anno
Costo energia elettrica
168’352,00
Gas metano aliment. Cogeneratore DEFISCALIZZATO
54’811,15
Gas metano aliment. Cogeneratore NON DEFISCALIZZATO
9’526,11
Costo manutenzione Cogeneratore
11’620,80
Tot. costo approv. annuo
244’310,06
Centro Termale Esempio 6 Ferentino (FR) Ante Operam
ANTE OPERAM Centrale termica per riscaldamento e produzione centralizzata di ACS:
Descrizione
€ / anno
Costo energia elettrica
154’915,00
• n. 5 generatori di calore alimentati a gas metano [Smc] • n. 1 generatore di vapore alimentato a Gas Metano [Smc] • n.2 Chiller aria/aria
Costo approv. Gas Metano per riscaldamento e ACS
106’819,00
Tot. costo approv. annuo
261’734,00
POST OPERAM
Post Operam
Centrale termica per riscaldamento e produzione ACS:
Descrizione Costo energia elettrica
Terme Pompeo Superficie : 10’079,00 mq Tipo di intervento riqualificazione energetica: Impianto di Cogenerazione; PdC aria/acqua, Caldaie a condensazione
• n. 1 Pompa di Calore con potenza frigorifera 523 kW e EER 4,56 e potenza termica 623,5 kW e COP 4,16 •n.1 Cogeneratore con potenza elettrica 140 kW e termica 207 KW • n.2 caldaie a condensazione da 254 kW • n.2 caldaie a condensazione da 200 kW
Descrizione Investimento iniziale
620’000,00 €
Risparmio economico
144’388,00 €/anno
Payback Period semplice
4,3 anni
Gas metano aliment. Cogeneratore
Tot. costo approv. annuo
€ / anno 620,50 116’725,50
117’346,00
Grazie per l’attenzione! Ing. Emidio Capretta
Società certificata UNI EN ISO 9001:2008 Tel: 0735/595159 www.emiengineering.it info@emiengineering.it