L’energia elettrica, che è una forma di energia secondaria (nel senso che deriva da altre forme di energia, dette per questo fonti primarie ) viene regolarmente utilizzata in Italia per il riscaldamento (sfruttando l’effetto Joule) da milioni di utenti, nelle forme più disparate. Basti pensare alle stufette, utilizzate per riscaldare i bagni nelle mezze stagioni o come integrazione alla carenza del sistema centrale, ai radiatori installati nelle seconde case, alle lampade ad infrarossi per rendere fruibili spazi all’aperto (dehors, bar, ecc.) o postazioni di lavoro isolate, ecc. . Talvolta questo sistema di riscaldamento è complementare ad altri che si rivelano insufficienti o non adatti perché lenti ad entrare in esercizio. Nelle seconde case, ad esempio, il riscaldamento elettrico è utilizzato per riscaldare la casa con comando di accensione a distanza e viene spento all’arrivo, quando intervengono altri sistemi: stufe e caminetti a legna, ecc.
E’ quindi incomprensibile che tale sistema sia pressoché ignorato dalla normativa e accusato di essere troppo costoso, subendo anche l’ostilità dei progettisti (specie termotecnici), se pur con argomentazioni vaghe. Tutto ciò ha contribuito a creare attorno al riscaldamento elettrico (ad effetto Joule) un clima pregiudizialmente ostile, tanto più ingiustificabile in una società che dipende quasi totalmente dall’elettricità. Dall’elettricità dipende il funzionamento dell’illuminazione e degli elettrodomestici, una buona parte tempo libero, l’informatica, le telecomunicazioni, i trasporti (tram, treni, metropolitane e ora anche le vetture elettriche).
I possibili sviluppi futuri, analizzati da studiosi come Mario Silvestri ne “Il futuro dell’Energia, Bollati Boringhieri, 1988) prevedono che il peso del sottosistema energia elettrica nel sistema energetico globale (penetrazione elettrica) sia sempre maggiore.
In questo quadro ci si chiede, perché solo il riscaldamento elettrico diretto suscita tante perplessità e critiche ? L’avversione, particolarmente vivace in Italia, coinvolge non solo l’utente comune (scottata da esperienze negative), ma anche da quasi tutti i professionisti (termotecnici, architetti, ecc.) e dagli “esperti energetici”. E’ un’avversione quasi sempre priva di motivazioni plausibili, talvolta acritica, che sembra nascondere, date le argomentazioni, una certa ignoranza e un condizionamento culturale esterno, quando non interessi particolari, non dichiarabili apertamente.

Il basso rendimento della rete di trasporto
Il principio di funzionamento del riscaldamento elettrico è semplice: trasformare dell’energia in calore facendo circolare elettroni in un materiale conduttore, creando una resistenza. Le soluzioni tecniche sono molteplici e tutte molto facilmente realizzabili. Questo fenomeno non è neppure annullabile e diventa molto grave nel trasporto dell’energia tra l’unità di produzione e il contatore di misura. Di conseguenza viene combattuto con investimenti importanti. Il paradosso sta proprio nel fatto che, di tutto il ciclo, solo il riscaldamento, che sfrutta proprio l’effetto Joule, sia demonizzato.
Eppure, a ben pensarci, è forse il solo sistema di riscaldamento ad avere un rendimento di emissione molto prossimo al 100%, un rendimento di distribuzione altrettanto vicino al 100% così come il rendimento di regolazione (questo grazie alle nuove tecnologie di regolazione e controllo). Senza considerare che, nell’ipotesi di utilizzazione di energia elettrica prodotta esclusivamente da fonti non combustibili (fotovoltaico, eolico, idraulico, ecc.), la produzione di gas ad effetto serra sarebbe nulla.

Pregiudizi ingiustificati e progressi tecnologici ignorati
Il riscaldamento elettrico viene classificato, in genere, come quello di più basso livello tecnologico e di costo di esercizio più elevato. Questo a causa di un passato fatto da installazioni errate e tecnici incompetenti. Viceversa, è molto economico sia in fase di acquisto dei componenti che di posa. Purtroppo è stato utilizzato spesso in maniera inopportuna e in condizioni non adatte.
Per esempio, è stato posato in edifici non isolati, o è stato sfruttato come unica fonte energetica, quando avrebbe dovuto essere abbinato ad altri sistemi. In molti casi vengono utilizzati apparecchi di trasformazione vecchi, ancora basati sull’effetto convettivo invece che sul radiante..
Se a tali errori si aggiunge il fatto che il costo dell’energia elettrica è di molto superiore al costo del gas, ecco che l’immagine del riscaldamento ad effetto Joule non può che essere negativa. Ma si tratta di un pregiudizio, privo di basi sia economiche che tecnologiche. In questo settore, infatti, molte sono le innovazioni che lo hanno interessato il settore, anche se pochi, purtroppo, le conoscono.
Per esempio, il riscaldamento elettrico a pavimento e a soffitto, se ben installato, presenta notevoli vantaggi rispetto a quello ad acqua: una progettazione molto più semplice (i costi vengono quasi azzerati), un’inerzia inferiore e una possibilità di gestione domotica molto più facile. Considerando che il rendimento di distribuzione è pari al 100% che emissione e regolazione sono anche vicine al 100%, si ottiene una riduzione del fabbisogno energetico complessivo anche superiore del 30% rispetto ai sistemi ad acqua.
Si pensi poi ai radiatori elettrici ad infrarossi lontani , ben diversi dai classici radiatori a convezione  naturale. I corpi scaldanti basati su questa tecnologia stanno, poco alla volta, sostituendo tutti gli altri. Associando, in maniera adatta, irraggiamento (almeno 80%) e convezione, consentono di ridurre l’inerzia del sistema riscaldante, la grande nemica delle case molto isolate. La conseguenza è un notevole miglioramento del comfort e una drastica riduzione del consumo energetico.
Anche i radiatori ad accumulo, che consentono un miglior sfruttamento dell’energia elettrica proveniente dal fotovoltaico, hanno contribuito a modificare il quadro dell’offerta di qualità.
Infine, ma non meno importante, l’evoluzione dei sistemi di controllo e regolazione del riscaldamento elettrico, che consentono una miglior interazione con l’utente e le sue abitudini, di quanto non possano fare altri sistemi di riscaldamento. Vi sono oggi controllori in grado di apprendere le abitudini degli occupanti e adattare il funzionamento degli apparecchi agli orari, anticipandone l’accensione o spegnendoli quando le finestre sono aperte. Vi sono esperienze che dimostrano come, solo cambiando tipologia di apparecchio e sistemi di controllo, si può arrivare fino al 45%  di risparmio energetico.

Come la normativa energetica rende non conveniente l’elevato isolamento degli edifici
L’utilizzo di riscaldamento ad effetto Joule penalizza la Classe energetica dell’edificio
Un edificio riscaldato elettricamente con sistemi ad effetto Joule, indipendentemente dal’elemento previsto (radiatori IR, pavimento, soffitto, ecc.), che risulta ininfluente, vede ridurre la sua classificazione di un buon 50% rispetto ad un normale sistema a combustione con impianto ad acqua. Questo vuol dire che, con il peggiore dei sistemi a gas, non si richiedono molti sforzi, né progettuali né realizzativi, per raggiungere il livello di prestazioni di un sistema elettrico. E, purtroppo, neppure per arrivare alle minime richieste della normativa. In sostanza, è sufficiente realizzare un edificio con un isolamento di poco superiore a quello di qualche anno fa e dotarlo di un impianto altamente “efficiente” (sulla carta e all’inizio della sua vita), per rientrare ampiamente nella norma e, anzi, ottenere elevate classificazioni (A e A+).
Questo a causa del criterio utilizzato, basato su una unità di misura convenzionale, che le Direttive europee hanno indicato: kWh di energia primaria. In Italia la conversione con l’energia elettrica si effettua con un coefficiente vicino a 2,5 per l’energia elettrica,  invece che 1 per i combustibili fossili (gas, gasolio).
L’eventuale maggior isolamento che una casa riscaldata elettricamente richiederebbe per raggiungere lo stesso livello di costo di esercizio (in termini di bolletta elettrica)  sarebbe ampiamente compensato dal minor costo di impianto (progettazione, materiali, montaggio, assistenza muraria, ecc.), dall’assenza di manutenzione e di obblighi burocratici (libretto di impianto, ecc.). Ma la penalizzazione in termini di classificazione è così penalizzante che ha reso pressoché inutilizzabile questa tecnologia.
L’assenza di una normativa chiara penalizza le case ben isolate
Nella normativa energetica, l’effetto Joule, al di là del fattore di conversione in energia primaria, non viene trattato in maniera tale da consentirne l’utilizzo: semplicemente viene ignorato. Pertanto, concepire in maniera diversa l’immobile e costruirlo con un isolamento molto elevato (casa passiva, per esempio), non conviene. I problemi tecnico-economici che si devono affrontare, scoraggiano il costruttore e disincentivano i progettisti più sensibili a proporre soluzioni innovative che privilegino l’immobile e la sua durata piuttosto che gli impianti. Le conseguenze sono sotto gli occhi di tutti: case scarsamente isolate con impianti tecnologicamente complicati, assurdamente costosi e ingestibili. Tali impianti sono destinati ad un rapido degrado e all’abbandono da parte dei centri di assistenza, impossibilitati ad intervenire.
Piuttosto che sforzarsi a proporre un riscaldamento elettrico ad effetto Joule, semplice ed economico abbinato ad un edificio ad alte prestazioni energetiche, il progettista preferisce ricorrere a soluzioni standardizzate: un isolamento scadente o posato spesso nel posto sbagliato (a cappotto) abbinate ad un impianto dalle prestazioni mirabolanti. Tutto ciò per raggiungere l’obiettivo ambito dal cliente: la Classe A. Ma tutto è solo sulla carta, perché non è in grado di mettere in guardia lo stesso cliente sulle conseguenze: costo vero di esercizio (energia, manutenzione, ricambi, ecc.)che lo stesso ha sostenuto (a sua insaputa).
E’ molto più facile dire che il riscaldamento ad effetto Joule non è regolamentare, piuttosto che sforzarsi a studiare nuove soluzioni e valutare i reali costi degli interventi proposti!

Necessità di un’analisi comparativa delle esperienze sul campo
Il riscaldamento diretto ad effetto Joule, che in molti casi, potrebbe essere il sistema più conveniente, viene così scartato in maniera preconcetta, mentre sarebbe necessario eseguire un’analisi comparativa edificio/impianto/costi (investimento, esercizio, manutenzione, ripristino) accurata, cosa che non viene fatta oggi. Questo consentirebbe, in moltissime situazioni (case abitate saltuariamente, seconde case, case ben isolate, case dotate di impianti autonomi di produzione elettrica da fonti rinnovabili, ecc.) di considerare conveniente, in termini di kWh di energia primaria, una tecnologia che ora è marginale ed è ingiustamente avversata. Una sua corretta valutazione e, conseguentemente, una precisa descrizione normativa, potrebbe anche essere un’occasione da non tralasciare per stimolare lo sviluppo di innovazioni interessanti. Basti pensare ai prodotti (terminali e controlli), alle metodologie costruttive (isolamenti non a cappotto), agli abbinamenti tra diversi sistemi riscaldanti e, in definitiva, alla creatività delle proposte progettuali.
L’avviamento di una ricerca e classificazione delle esperienze nell’uso di tali tecnologie (abitazioni ad uso continuativo o saltuario, ecc.) nelle varie zone geografiche (climatiche), potrebbe far emergere dei risultati molto interessanti e sorprendenti, tali da valorizzare una corretta applicazione di una tecnologia ora emarginata. Senza contare che ciò favorirebbe la ricerca di nuove soluzioni e sarebbe di stimolo per innovazioni tecnologiche.

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Un’innovativa cella solare “tandem” in perovskite e silicio con un’efficienza record superiore al 26% è stata messa a punto da un gruppo tutto italiano composto da ricercatori ENEA del Laboratorio di Tecnologie Fotovoltaiche, Università di Roma “Tor Vergata” (con il centro CHOSE[2]), l’IIT - Istituto Italiano di Tecnologia (con Graphene Labs e il suo spin-off BeDimensional). I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Joule.

La cella sviluppata è composta da due celle solari accoppiate meccanicamente una sull’altra in modo da lavorare in tandem. La cella frontale, a base di perovskite, opportunamente dimensionata, converte bene la luce blu e verde dello spettro solare, lasciando passare la luce solare rossa ed infrarossa verso la cella posteriore realizzata in silicio.

“La combinazione dei due materiali massimizza l’assorbimento dei raggi solari e produce un'elevata foto-tensione, pari alla somma delle tensioni generate dalle due singole celle, producendo in questo modo una maggiore efficienza rispetto ad una singola cella solare”, sottolinea Mario Tucci, responsabile del Laboratorio Tecnologie Fotovoltaiche dell’ENEA.

Due elementi chiave nella realizzazione della cella tandem hanno permesso di ottenere alta efficienza: il grafene ha migliorato le prestazioni nella cella in perovskite, mentre l’eterogiunzione con film amorfi nella cella posteriore in silicio ha consentito di aumentarne la tensione. Finora è stata ottenuta l’efficienza record del 26,3%, ma l’obiettivo è di superare il 30%.

Grazie alla tecnica messa a punto dai ricercatori italiani nella struttura tandem delle celle, è possibile conservare i vantaggi delle singole tecniche di fabbricazione, combinando la semplicità di realizzazione di film sottili in perovskite mediante “solution process” con la produzione di celle in silicio ad eterogiunzione.

Fonte: Enea

Nascerà a Bologna la prima comunità energetica che permette ai cittadini e alle circa 900 aziende del quartiere Pilastro-Roveri di usufruire di tariffe ridotte, grazie a una combinazione di fonti rinnovabili, generazione distribuita, stoccaggio di energia e ottimizzazione dei consumi.

Ispirata ai concetti di smart city e sostenibilità ambientale per contrastare la povertà energetica, l’iniziativa rientra nel progetto GECO (Green Energy Community) promosso da AESS (Agenzia per l’Energia e lo Sviluppo Sostenibile), in qualità di coordinatore, ENEA e Università di Bologna, con la partecipazione di CAAB/FICO e Agenzia locale di sviluppo Pilastro-Distretto Nord Est. Finanziato con 2,5 milioni di euro dal fondo europeo EIT Climate-KIC, il progetto GECO è collegato a Roveri Smart Village, un’iniziativa promossa da ENEA dal 2017 presso il distretto industriale bolognese delle Roveri e a cui l’Agenzia collabora come soggetto promotore della cabina di regia costituita dal Comune di Bologna.

ENEA contribuisce al progetto attraverso lo sviluppo di un modello di business green basato su blockchain, finalizzato a rendere flessibile la domanda di energia dei partner della comunità energetica. Inoltre i ricercatori ENEA impegnati nel progetto si occuperanno della definizione di una piattaforma ICT per la raccolta dei dati, al fine di migliorare la consapevolezza dei consumatori.

“L'obiettivo - spiega la ricercatrice ENEA Francesca Cappellaro - è quello di coinvolgere sia gli stakeholder che i comuni cittadini nella ricerca di soluzioni locali per quanto riguarda le sfide imposte dal cambiamento climatico”.

“Continuare a lavorare a cambiamenti graduali e progressivi non è abbastanza. Ciò di cui abbiamo bisogno ora è una trasformazione fondamentale dei sistemi economici, sociali e finanziari, in grado di innescare un cambiamento esponenziale dei tassi di decarbonizzazione e di potenziamento della resilienza climatica” ha dichiarato Sean Lockie, direttore Urban Transitions di Climate-KIC, all’avvio del progetto.

“L’obiettivo principale di GECO è contribuire ad aumentare la sostenibilità, ridurre la povertà energetica e generare un ciclo economico a basse emissioni di carbonio nel distretto di Pilastro-Roveri”, sottolinea Claudia Carani, responsabile dell’area pianificazione energetica di AESS e coordinatrice del progetto.

Sul piano tecnico, il progetto si avvale della collaborazione dell’Università di Bologna che, come sottolineato dal prof. Carlo Alberto Nucci, si occuperà di sviluppare modelli per la gestione ottimale dei flussi energetici e delle risorse distribuite, ovvero la gestione di generazione, consumo, stoccaggio elettrico e mobilità elettrica.

Fonte Enea

ENEA e Italferr, la società di ingegneria del Gruppo FS Italiane, hanno siglato oggi un protocollo d’intesa per lo sviluppo di progetti di efficientamento, ottimizzazione e riduzione dei consumi energetici e di diffusione di tecnologie avanzate e di fonti rinnovabili, anche attraverso lo studio di progetti innovativi quali pannelli fotovoltaici hi-tech montati sulle barriere antirumore. L’accordo, firmato da Federico Testa, presidente dell’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, e Carlo Carganico, amministratore delegato e direttore generale Italferr, si focalizza su quattro settori strategici: efficienza energetica, fotovoltaico, valorizzazione del patrimonio archeologico e bonifiche ambientali.

“L’ENEA metterà a disposizione di Italferr il know how maturato in settori di eccellenza quali l’efficientamento energetico, le fonti rinnovabili e le applicazioni per sistemi di accumulo, oltre che in attività per la formazione e per le diagnosi energetiche”, ha dichiarato il presidente Testa. “Questa intesa - ha aggiunto - è un esempio concreto e particolarmente positivo di collaborazione tra ricerca avanzata e una realtà di eccellenza come Italferr per ottimizzare i risultati nella realizzazione di grandi infrastrutture ferroviarie all’insegna di efficienza energetica, sostenibilità e valorizzazione dei beni culturali”.

“Italferr - ha evidenziato l’amministratore delegato Carganico - opera da sempre attraverso una politica ambientale basata su precisi criteri di responsabilità orientati alla conservazione e alla valorizzazione del territorio nelle sue valenze ambientali e sociali, adotta sistemi di qualità all’avanguardia e si adopera per un corretto ed efficiente utilizzo delle risorse energetiche. Oggi, attraverso questo accordo, Italferr, forte dell’esperienza maturata nell’esecuzione di studi ed indagini archeologiche in fase di progettazione, potrà avvalersi delle tecnologie hi-tech e delle strumentazioni di ENEA per la ricostruzione in 3D di reperti e siti, al fine di valorizzare il patrimonio archeologico nelle aree correlate alla realizzazione delle infrastrutture strategiche e renderlo fruibile alle scuole, attraverso iniziative didattiche, e ai fruitori del servizio ferroviario tramite apposite applicazioni. Inoltre, l’obiettivo di Italferr è di esportare questi modelli e best practice su infrastrutture sostenibili, con attenzione all’ambiente e all’innovazione, all’interno dei progetti negli oltre 20 Paesi del mondo dove siamo presenti”.

Per lo sviluppo dei progetti è previsto l’utilizzo di tecnologie e di strumentazioni ENEA per la ricostruzione in 3D di siti archeologici confotogrammetria o laser scanner. Infine, l’Agenzia supporterà Italferr nei processi di bonifica ambientale della zona degli scavi, qualora nelle analisi di suolo, sottosuolo e falde acquifere fossero rinvenuti dei contaminanti. I dati rilevati saranno integrati tra loro e messi a sistema per elaborare una mappatura dei valori ambientali su tutto il territorio nazionale.

Dal 26 settembre 2015 entreranno in vigore le direttive europee "EcoDesign" ed "Etichettatura Energetica" (o ErP – Energy related Products) per certificare l’efficienza anche dei generatori di calore per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria.

Il Gruppo Viessmann, leader nella produzione di sistemi per l’efficienza energetica, annuncia che tutti i propri prodotti e i sistemi completi pre-configurati rispondono appieno ai requisiti previsti dalle nuove direttive europee EcoDesign ed Etichettatura Energetica, in vigore dal prossimo 26 settembre, in termini di efficienza energetica e di limitazione delle emissioni inquinanti.

Già da anni l’etichetta energetica rappresenta un aiuto nella scelta di frigoriferi, lavatrici e altri elettrodomestici che consumano energia e acqua, riportando importanti informazioni per il consumatore come ad esempio la classe energetica con una scala da A a G, l’efficienza, la potenza e la rumorosità del prodotto. Allo stesso modo, da fine settembre anche i sistemi per il riscaldamento e la produzione di acqua calda dovranno essere dotati di etichetta energetica.

L’etichettatura su caldaie e scaldacqua garantirà ai consumatori un’informazione più trasparente, consentendo di confrontare in modo rapido e oggettivo diversi prodotti o sistemi. L’etichetta diventa un valido strumento di tutela del consumatore, rendendolo allo stesso tempo più consapevole dei propri acquisti.

La normativa ErP prevede due diverse tipologie di etichettatura energetica: di prodotto e di sistema. L’etichetta di prodotto si riferisce alle caratteristiche di efficienza di un prodotto, che sia una caldaia, una pompa di calore e uno scaldacqua, indicando anche la potenza sonora e quella emessa dal generatore ed è fornita dal produttore. L’etichetta di sistema, invece, indica l’efficienza complessiva dell’intero impianto di riscaldamento: scegliere un sistema caldaia a condensazione più impianto solare permette di passare dalla classe A ad A+ oppure l’unione di una pompa di calore con l’impianto solare consente di aumentare la classe da A+ ad A++. A fornire questa etichetta deve essere l’installatore. Per la realizzazione dell'etichetta di sistema, Viessmann affianca l'installatore nelle operazioni di calcolo mettendo a disposizione uno specifico software realizzato dall'azienda che attraverso l’inserimento delle informazioni richieste calcola in automatico la classe energetica. In questo modo Viessmann garantisce l’esattezza dei calcoli, a tutto vantaggio dell’installatore e a tutela del consumatore.