Pompe di calore, fotovoltaico e sistemi di accumulo stanno progressivamente sostituendo le tecnologie fossili negli edifici. Una trasformazione che non riguarda solo i consumi, ma il ruolo stesso delle strutture all'interno della rete elettrica, che si trasformano da consumatori passivi ad attori attivi e flessibili

Perché l'elettrificazione è la leva principale della decarbonizzazione negli edifici
 

Il tema dell’efficienza energetica edifici è centrale nella transizione energetica. Il settore delle costruzioni, infatti, rappresenta una delle principali fonti di consumo ed emissioni a livello globale, arrivando a circa il 35% del consumo energetico e il 40% delle emissioni di CO₂.

L’elettrificazione emerge come leva fondamentale in questo processo, perché consente di ridurre la dipendenza da fonti fossili, migliorare l’efficienza complessiva dei sistemi e integrare gli edifici con le nuove infrastrutture energetiche.

Questa evoluzione si inserisce in una trasformazione più ampia del settore, in cui si digitalizzazione e sostenibilità si intrecciano, non solo per ridurre i consumi, ma anche per rendere gli edifici sistemi attivi e intelligenti, in grado di adattarsi e contribuire alla rete energetica.

Pompe di calore, fotovoltaico e accumulo: le tecnologie chiave

Alcune tecnologie risultano particolarmente strategiche per abilitare l’elettrificazione e migliorare l’efficienza energetica degli energy smart building.

Pompe di calore

Le pompe di calore rappresentano una soluzione ad alta efficienza per il riscaldamento e il raffrescamento degli edifici, perché trasferiscono energia invece di generarla direttamente.

Questo consente di:

• ridurre i consumi energetici, grazie a un utilizzo più efficiente dell’energia rispetto ai sistemi tradizionali
• diminuire le emissioni di CO₂, soprattutto se abbinate a fonti elettriche rinnovabili
• sfruttare energia rinnovabile ambientale, come aria, acqua o suolo, riducendo la dipendenza da combustibili fossili

Fotovoltaico

Grazie ai sistemi fotovoltaici, agli edifici producono energia elettrica in modo autonomo. In questo modo è possibile:

• ridurre il fabbisogno di energia dalla rete, coprendo parte dei consumi con produzione onsite
• abbassare i costi energetici nel lungo periodo, grazie all’autoconsumo dell’energia prodotta
• aumentare la sostenibilità complessiva dell’edificio, contribuendo alla decarbonizzazione del settore

Sistemi di accumulo

I sistemi di accumulo energetico, come le batterie, permetteno di gestire in modo più efficiente l’energia prodotta. In particolare, consentono di:

• ottimizzare i consumi energetici, utilizzando l’energia accumulata nei momenti di maggiore richiesta
• aumentare la stabilità e l’affidabilità energetica, riducendo la dipendenza immediata dalla rete
• integrare le fonti rinnovabili, compensando la variabilità della produzione (ad esempio del fotovoltaico).

Pompe di calore, fotovoltaico, sistemi di accumulo: queste tecnologie, se integrate con sistemi digitali avanzati, rendono l’edificio più efficiente, flessibile e reattivo. L’edificio evolve così da semplice consumatore di energia a nodo attivo del sistema energetico, in grado di produrre, gestire e ottimizzare i flussi energetici.

Gli smart building come attori della rete elettrica: demand response e flessibilità

Per uno smart building, essere efficiente dal punto di vista energetico significa anche interagire in modo attivo con la rete elettrica. Grazie ai sistemi di smart building automation, gli edifici possono modulare dinamicamente i propri fabbisogni energetici, adattandoli alle condizioni della rete e alla disponibilità di energia.

Questo approccio abilita il demand response, ovvero la capacità di variare i consumi in tempo reale in risposta a segnali esterni, come i picchi di domanda o la produzione da fonti rinnovabili. In pratica, l’edificio può ridurre, spostare o aumentare il proprio consumo energetico in funzione delle esigenze del sistema elettrico.

La diffusione di sensori, piattaforme digitali e sistemi di controllo avanzati, tipici degli smart building, consente di integrare e coordinare impianti diversi. L’edificio diventa così un sistema flessibile e reattivo. Il ruolo degli edifici diventa quindi bidirezionale, perché da un lato consumano energia, dall’altro contribuiscono alla stabilità della rete, offrendo servizi di flessibilità.

Gli smart building evolvono così da semplici utilizzatori di energia a nodi attivi del sistema energetico, capaci di ottimizzare i flussi e supportare la transizione verso un sistema più efficiente, distribuito e sostenibile.

Il punto di vista dell'esperto: modelli energetici e transizione

Capire come evolve il sistema energetico richiede strumenti in grado di analizzare scenari complessi e di lungo periodo.

I modelli come ESOM (Energy System Optimization Model) e TEMOA (Tools for Energy Model Optimization and Analysis) sono strumenti utilizzati per simulare il funzionamento del sistema energetico: permettono di valutare costi, tecnologie e traiettorie di decarbonizzazione, aiutando a capire quali scelte siano più efficaci nel tempo.

Nel seminario Valutazione dell'impatto dei tassi di rendimento soglia sulla transizione energetica italiana attraverso TEMOA  Valeria Di Cosmo, professoressa associata presso il dipartimento di Economia e Statistica "Cognetti de Martiis" dell'Università di Torino, offre uno sguardo accessibile su come i modelli energetici supportino le decisioni sulla transizione.

Il seminario, che rientra nell'ambito delle attività del partenariato esteso GRINS (Growing Resilient, Inclusive and Sustainable), analizza in particolare il ruolo del costo del capitale, misurato attraverso gli hurdle rates, nella transizione energetica italiana. Dallo studio emerge che una riduzione dei rendimenti richiesti può abbassare in modo significativo il costo complessivo della transizione, ma non è sufficiente da sola a trasformare il mix tecnologico, soprattutto nei settori più complessi come i trasporti.

Questo tipo di analisi è rilevante anche per gli edifici: mostra infatti come la transizione non dipenda solo dalle tecnologie disponibili (come smart building o elettrificazione), ma anche da fattori economici e regolatori che ne influenzano l’adozione.

Building automation system: come l'automazione ottimizza i consumi

Il building automation system (BAS) è uno degli elementi chiave degli edifici intelligenti. Si tratta di sistemi che integrano sensori, dispositivi connessi e piattaforme di gestione per ottimizzare il funzionamento degli impianti.

Un esempio concreto è rappresentato dai sistemi HVAC intelligenti , che modulano il funzionamento in base alla presenza degli occupanti e alla qualità dell’aria.

In un edificio, il BAS consente di:

• regolare automaticamente riscaldamento, ventilazione e illuminazione, integrando i diversi impianti e adattandone il funzionamento in modo coordinato. Questo permette di evitare sprechi energetici e garantire che ogni sistema operi solo quando necessario, aumentando l’efficienza complessiva.
• adattare i consumi alle condizioni reali dell’edificio, grazie all’utilizzo di sensori e dati in tempo reale su occupazione, clima e modalità di utilizzo degli spazi. In questo modo l’energia viene utilizzata solo dove e quando serve, superando la logica statica dei sistemi tradizionali.
• migliorare il comfort degli utenti, creando ambienti più salubri e personalizzati. Il sistema può infatti regolare parametri come temperatura, qualità dell’aria e illuminazione in base alle esigenze degli occupanti, contribuendo al benessere e alla produttività.