Nell’ambito della normativa europea RED III è stato indicato un obiettivo indicativo del 49% di energia rinnovabile per il settore della climatizzazione (riscaldamento e raffrescamento) entro il 2030. Il sistema di teleriscaldamento rappresenta una soluzione interessante per la transizione energetica.
Oggetto del presente rapporto è la descrizione delle equazioni e dei dati di costo utilizzati nel codice di calcolo per ottimizzazione economica per l’individuazione di tecnologie rinnovabili relative taglie e calore di scarto, in grado di soddisfare i profili ai 15 minuti di richiesta termica in impianti di teleriscaldamento in modo da minimizzare il costo del calore prodotto nei due casi studio ipotizzati.

Gli strumenti realizzati di ottimizzazione sono stati testati nel caso di rewamping di una centrale esistente prima di essere esteso al caso di una nuova centrale. Partendo dalle analisi realizzate nel 2022 che hanno permesso di individuare le risorse rinnovabili utilizzabili nella Pianura Padana, sono state modellizzate le tecnologie rinnovabili adeguate al rewamping di una centrale esistente ed attraverso un algoritmo di ottimizzazione economica per la gestione dell’impianto e la gestione dei serbatoi termici, sono state individuate le tecnologie e le taglie che minimizzano il costo economico e di produzione di CO2.

Abbiamo individuato come un sistema di cogenerazione ORC, una pompa di calore ed un accumulo termico, rappresentino la soluzione migliore in quanto molto poco influenzata dalla variabilità dei prezzi dell’energia elettrica oltre che con zero emissioni di CO2 e zero consumo di energia primaria. Un confronto tra la soluzione con mix di tecnologie rinnovabili e la soluzione attuale alimentata da combustibili fossili rivela un aumento dei costi del 30% nel caso di costo del gas di 28 €/MWh e PUN 87 €/MWh (prezzi di ottobre 2023) e costo del cippato 22,6 €/MWh ed un aumento del 9% per un costo del gas di 46 €/MWh e PUN 140 €/MWh (prezzi di gennaio 2024) e costo del cippato sempre 22,6 €/MWh. Lo sfruttamento del calore di scarto rappresenta una opportunità di abbassare il prezzo del calore nel caso in cui siano verificate adeguate condizioni di potenza, energia erogata e distanza della sorgente del calore rispetto alla rete di teleriscaldamento; infatti, la relazione tra i tre parametri fa variare il costo del calore recuperato da meno di 40 €/MWh a salire, avendo quantizzato a 20 €/MWh la valorizzazione del calore senza investimenti e costi operativi. Variando la temperatura di mandata del teleriscaldamento per diminuire le perdite, si ottengono risparmi molto risicati.

Accanto a questo, si riportano gli elementi prodotti per la realizzazione di un atlante che valuti i costi di sfruttamento del calore di scarto individuando i siti più promettenti. Per questo scopo, è stato realizzato un atlante italiano dei siti con calore di scarto e delle richieste termiche. Sono inoltre stati provati alcuni algoritmi per la minimizzazione dei costi del calore (LCOH- Levelized Cost Of Heat) basati sul matching tra calore disponibile e calore richiesto dalle utenze limitrofe.