Il teleriscaldamento è una forma di riscaldamento che consiste nella distribuzione attraverso reti di tubazioni coibentate (perlopiù interrate) di acqua calda, surriscaldata o vapore (detto fluido termovettore), proveniente da una grossa centrale di produzione. Con tale sistema l'acqua arriva alle abitazioni operando negli impianti di riscaldamento o raffreddamento, e successivamente ritorna alla stessa centrale a una temperatura più bassa o più alta.
Produzione
Il calore è solitamente prodotto in una centrale di cogenerazione a gas naturale o combustibili fossili oppure il calore proveniente dalla combustione di biomasse o termovalorizzazione dei rifiuti solidi urbani. In alcuni Paesi europei (tra cui Russia, Ucraina, Svezia e Svizzera) si utilizza anche la cogenerazione da centrale nucleare.
Oltre alle biomasse, le altre fonti di energia rinnovabile utilizzate per il teleriscaldamento sono la geotermia e il solare termico (Solar District Heating).
Un'altra fonte di energia "a costo zero" è l'uso di calore di scarto da processi industriali.
Nelle centrali di cogenerazione a combustibili fossili o biomasse, generalmente, l'impianto di cogenerazione è dimensionato per produrre metà della potenza massima di picco e, in assenza di guasti, durante l'anno produce circa il 90% del calore totale prodotto. Ad essa è affiancata una centrale termica di supporto, in grado di coprire da sola l'intero carico di picco, che interviene quando la centrale di cogenerazione è guasta o non riesce a coprire da sola la domanda. In questo modo, si riesce a raggiungere elevate efficienze di sfruttamento dell'energia primaria, fino all'80%.
Distribuzione
Il fluido termovettore più utilizzato è l'acqua calda, che solitamente viene inviata a circa 90-100 °C e ritorna in centrale a 30-60 °C. La temperatura di ritorno dipende dal tipo di terminali di riscaldamento dei destinatari: i normali radiatori (termosifoni) richiedono temperature di esercizio di 75 °C, vi sono terminali che richiedono temperature di esercizio molto inferiori, come il ventilconvettore (45 °C) e i pannelli radianti (35 °C) permettendo quindi temperature di ritorno superiori o temperature di mandata inferiori, poiché il salto termico che si verifica in ogni utenza è minore.
A destinazione il fluido termovettore riscalda, attraverso uno scambiatore di calore acqua-acqua o vapore-acqua (generalmente a piastre), il fluido dell'impianto di riscaldamento dell'abitazione. Lo scambiatore, quello in sostituzione della caldaia, può produrre anche acqua calda sanitaria.
Efficienza
Studi condotti in Norvegia dimostrano che le perdite energetiche in rete sono di circa il 10-15% sul totale prodotto, per i molti km percorsi.
Teleraffrescamento Una tecnologia in via di sviluppo è lo sfruttamento del calore per il teleraffrescamento tramite il Ciclo frigorifero ad assorbimento.
I condizionatori elettrici consumano elettricità per produrre l'energia frigorifera necessaria; in questo modo si ha una degradazione di un'energia pregiata (l'energia elettrica) per ottenere la quale si è precedentemente degradata altra energia. Infatti, generalmente il rendimento di una centrale termoelettrica si aggira attorno al 40%, quindi più della metà dell'energia chimica del combustibile viene dispersa nell'ambiente sotto forma di calore. Si ha dunque un doppio spreco, perché da un lato non si sfrutta del calore prezioso, e dall'altro si spreca l'elettricità prodotta.
Pertanto, utilizzare direttamente una fonte di calore per produrre freddo costituisce un aumento dell'efficienza e un risparmio energetico, specie se il calore proviene da un impianto di teleriscaldamento che ceda il calore di scarto di altri processi, come accade nella cogenerazione e nell'incenerimento.
Teleriscaldamento freddo È un sistema di teleriscaldamento (cold district heating) di ultima generazione che consente l'impiego di fonti rinnovabili ed il recupero di reflui termici non diversamente riutilizzabili a bassissima temperatura e consente il trasferimento del refluo termico e/o della risorsa geotermica od idrotermica, dalla zona di emungimento/spillamento, stoccaggio e pompaggio, alle centrali termiche da riqualificare poste al servizio di stabili esistenti, risolvendo le criticità tipiche legate all’utilizzo di fonti rinnovabili all’interno di centri storici, di zone con scarsità di spazi comuni, di contesti con vincoli di tutela paesaggistica, storica o architettonica o con aree soggette a rigorose zonizzazioni acustiche.
Per le aree geografiche caratterizzate da falde acquifere relativamente superficiali, piuttosto che da un importante reticolo di corsi d’acqua e bacini naturali, il “teleriscaldamento freddo” può rappresentare un modo semplice, veloce, non invasivo e “rinnovabile”, per qualificare energeticamente gli impianti di produzione calore di edifici pubblici, esistenti o da ristrutturare, utilizzando fonti energetiche rinnovabili. È una valida risposta alle esigenze di quei piccoli centri urbani interessati all’efficientamento energetico del territorio, il cui conseguimento, per le limitate dimensioni del bacino d’utenza, non può trovare una favorevole risposta nel teleriscaldamento tradizionale, sia esso cogenerativo o alimentato da fonti rinnovabili.
La possibilità di riqualificare le centrali termiche esistenti con l’utilizzo di pompe di calore a bassa, media o alta temperatura, può oggi evitare il completo rifacimento degli impianti interni di riscaldamento.
Progetti in via di sviluppo Nel 2022 in Finlandia è stata installata la prima batteria a sabbia in grado di immagazzinare energia termica. Il dispositivo è stato installato nella centrale di Vatajankoski che gestisce il sistema di teleriscaldamento.
Pro e contro del teleriscaldamento I vantaggi sono: uso più efficiente dell'energia primaria, sia quando è effettuato in centrali di cogenerazione, sia quando viene utilizzato calore di recupero da processi industriali; possibilità di sfruttare fonti energetiche rinnovabili (biomasse, geotermia, solare termico), recupero energetico da rifiuti solidi urbani (inceneritore) e a costo zero (calore di scarto da processi industriali); maggiore sicurezza energetica, derivante dalla possibilità di sfruttare più fonti energetiche contemporaneamente, disponibili a livello locale (inceneritore dei rifiuti, fonti energetiche rinnovabili, etc.); maggiori controlli sui gas di scarico ed efficacia dell'abbattimento degli inquinanti emessi complessivamente su un'unica centrale, rispetto ad uno scenario in cui, a parità di combustibile, il calore sia generato localmente da piccole caldaie individuali; possibilità di delocalizzare l'inquinamento in zone a minore densità abitativa e con minori problematiche (zone industriali in luogo di zone residenziali); nelle case di nuova costruzione, riduzione dei costi di investimento per la realizzazione della centrale termica.
Gli svantaggi sono: lunghi tempi di ritorno degli investimenti (circa 15-20 anni); è conveniente solo in aree densamente abitate (per l'alto costo degli impianti di distribuzione); i costi dell'energia venduta sono generalmente più elevati rispetto ad altre fonti (biomassa, metano, gpl); l'allacciamento al teleriscaldamento per i condomini comporta nella maggioranza dei casi la sottoscrizione di contratti vincolanti con gestori in regime di monopolio e con tariffe non regolamentate con conseguente sconvenienza economica per l'utilizzatore; la dispersione termica nei circuiti primari di distribuzione (tubi sotterranei sempre caldi); la dispersione termica nei circuiti secondari (tipicamente condominiali) che ricircolano in continuo acqua calda per permettere agli utenti di attingere calore e tali dispersioni non si hanno nel caso di caldaie autonome o boiler che producono calore localmente e solo quando è necessario; scarsa possibilità di controllo e trasparenza nella gestione dei flussi termici tra centrale e utente (tipicamente la taratura delle valvole di regolazione dei flussi termici da cui dipendono direttamente le dispersioni termiche viene gestita dalla società che fattura le bollette in conflitto di interesse rispetto all'auspicato obiettivo di risparmio energetico/calore consumato); gli impianti di cogenerazione sono più rumorosi delle caldaie tradizionali e possono generare inquinamento acustico; i grossi impianti di cogenerazione a metano aumentano localmente l'inquinamento atmosferico (incremento emissioni NOx).
Il teleriscaldamento in Italia
Il teleriscaldamento è molto diffuso nell'Europa nordorientale, ma dall'inizio degli anni settanta del Novecento è iniziato a diffondersi anche in Italia. La prima città italiana a dotarsi di un sistema di teleriscaldamento è stata Brescia, seguita negli anni ottanta da Torino, che alla fine del 2011 possedeva la rete di teleriscaldamento più estesa d'Italia e fra le maggiori nel continente.
In Italia lo scambiatore è soggetto, come le caldaie, alle normative e controlli INAIL e alla direttiva europea PED sugli apparecchi a pressione; ogni impianto deve inoltre anche essere certificato secondo il Decreto Ministeriale n.37 del 2008 (ex legge n.46 del 1990). Il costo del calore consumato dall'utente in €/MWh non trova riscontro nelle norme di tutela dell'ARERA (Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente).
Provincia autonoma di Bolzano
Poiché il 42% del territorio dell'Alto Adige è ricoperto da foreste e boschi, la Provincia autonoma può usufruire a pieno della fonte d'energia a basso costo e rinnovabile rappresentata dal legname: esso infatti ha un valore neutro di CO2 e non si esaurisce dato che la foresta si rigenera in continuazione; in Alto Adige la ricrescita del legname è di oltre 85.000 metri solidi, dei quali solo la metà viene utilizzata ogni anno. Analizzando questi dati si può capire che lo sfruttamento di questo materiale può considerarsi un sistema intelligente, utile per la manutenzione boschiva.
Altra fonte di cippato o di segatura (che ne è un derivato) è il materiale dagli scarti delle segherie che lavorano anche con legname di importazione ed anzi, in alcune zone, come la Pusteria, ha un ruolo predominante.
Dal 1994 in Alto Adige sono state costruite ben 57 centrali di teleriscaldamento alimentate a biomassa, ed altre ancora ne sono in progettazione. In particolare in val Pusteria, ben 12 comuni utilizzano questo tipo di riscaldamento, come ad esempio a Dobbiaco, dove è stata inaugurata nel 1998 una delle centrali più grandi, che è stata ampliata nel 2005.
Lombardia Come già accennato, la città di Brescia ha una rete costituita da un impianto inceneritore (il quale ricava il calore bruciando i rifiuti) e due centrali termiche funzionanti in cogenerazione che contribuisce a riscaldare gli ambienti domestici e lavorativi del 75% della popolazione del Comune (A2a).
Il termovalorizzatore "Silla2" di Milano, tramite un ciclo di cogenerazione, è in grado di erogare fino a 160 MW termici. Nel 2009 la rete di teleriscaldamento raggiungeva il quartiere Gallaratese (Milano), Pero e la Fiera di Milano; nel 2011 vi fu l'allacciamento del quartiere San Siro (Milano) e delle frazioni Cerchiate (Pero) e Mazzo (Rho), con interconnessione alla rete esistente del Molinello; a febbraio del 2012 è stata realizzata la rete di teleriscaldamento prevista in zona Città Studi. La centrale di generazione, completata, è stata posta nell'area del gasometro di Via Cavriana.
Altri esempi sono la centrale di cogenerazione di Mantova (nata nel 2005 e attualmente in espansione), di Cremona, di Tirano (SO), di Sellero (BS), di Sesto San Giovanni, di Cinisello Balsamo, di Busto Arsizio, di Cassano d'Adda, di Corsico e di San Donato Milanese (MI), di Madesimo, Sondalo e Santa Caterina Valfurva (SO).