Progetto di ricerca: Accumulo di calore per una Berlino climaticamente neutra

Berlino è in viaggio verso la neutralità climatica e una parte essenziale di questa transizione è l'approvvigionamento termico della città. Per aiutare la città a raggiungere questo obiettivo, il Reiner Lemoine Institute (RLI), l'Istituto per la Ricerca Ecologica ed Economica (IÖW) e l'Istituto per la Protezione del Clima, l'Energia e la Mobilità (IKEM) hanno condotto uno studio congiunto. I risultati hanno evidenziato la necessità di grandi sistemi di accumulo termico stagionale a Berlino.

Perché questi sistemi di accumulo di calore sono così importanti? Possono immagazzinare calore extra durante i mesi estivi e utilizzarlo in inverno, quando la domanda è maggiore. Con il giusto tipo di accumulo, in particolare l'accumulo di calore da falda acquifera, Berlino può diventare meno dipendente dai combustibili fossili e alleggerire la pressione sulla rete elettrica. L'accumulo di calore da falda acquifera immagazzina e recupera il calore in strati isolati di falde acquifere.

"L'accumulo di calore ci consente di utilizzare le energie rinnovabili in modo più efficiente", spiega Marie-Claire Gering di RLI. "Riduce la dipendenza dai combustibili fossili e alleggerisce il sistema energetico, rendendolo essenziale per un sistema di riscaldamento a zero emissioni di carbonio a Berlino". Tuttavia, i ricercatori ravvisano la necessità di intervenire in merito alla disponibilità di spazio, all'incertezza nel processo di autorizzazione e alle informazioni sulle condizioni geologiche.

I sistemi di accumulo di calore possono utilizzare efficacemente il calore di scarto locale e fonti di calore rinnovabili come data center, calore da acque reflue o solare termico. Con l'aumento dei prezzi dei combustibili fossili (dovuto al sistema di scambio delle quote di emissione e al crescente grado di elettrificazione della fornitura di riscaldamento), l'accumulo di calore sta diventando un'opzione sempre più interessante dal punto di vista economico.

Per quanto riguarda l'accumulo di calore su larga scala e a breve termine, Berlino potrebbe aumentare sostanzialmente la quota di calore rinnovabile nell'intero fabbisogno termico. L'accumulo a lungo termine potrebbe aumentare la quota di calore rinnovabile e di calore di scarto di circa cinque punti percentuali, con una capacità di accumulo fino a 440 gigawattora. Nel frattempo, l'accumulo a breve termine, come i serbatoi di acqua calda, potrebbe stabilizzare la rete elettrica e compensare i picchi di carico, rendendo vantaggioso un aumento di due o tre volte della capacità di accumulo a breve termine esistente.

Nelle reti distrettuali decentralizzate, l'accumulo di calore da falda acquifera potrebbe immagazzinare fino al 33% del calore annuo. Particolarmente vantaggioso per le fonti di calore di scarto urbane come i data center o le reti fognarie, questo tipo di accumulo è fondamentale perché ne sfrutta appieno l'energia.

Una sfida significativa è rappresentata dallo spazio limitato per gli accumuli termici fuori terra, che si scontrano anche con ostacoli di tipo progettuale e legale. Soluzioni sotterranee come l'accumulo di calore da falda acquifera rappresentano un'alternativa promettente, ma l'idoneità geologica del sottosuolo di Berlino per questo tipo di accumulo deve ancora essere studiata. Una Roadmap geotermica approvata dal Senato mira a colmare questa lacuna conoscitiva.

Oltre a queste sfide tecniche, le incertezze nelle procedure di approvazione e la mancanza di trasparenza nelle pratiche amministrative potrebbero ostacolare l'implementazione dell'accumulo di calore. L'espansione dell'accumulo di calore potrebbe essere accelerata da una spinta politica che lo definisca un bene pubblico. Altre sfide includono gli elevati costi di investimento e gli ostacoli tecnico-economici prevalenti nella transizione verso l'energia pulita.

I risultati del progetto forniscono spunti preziosi per la pianificazione del riscaldamento di Berlino, nel tentativo di raggiungere la neutralità climatica.