Gli edifici svolgono un ruolo fondamentale nella corsa per raggiungere gli obiettivi climatici basati su misurazioni scientifiche (Science Based Target – SBTi), perché il 37% delle emissioni globali di CO2 e almeno il 50% degli edifici attualmente esistenti sarà ancora in uso nel 2050.
Oggi l’opportunità più significativa che abbiamo per ridurre le emissioni nel settore, nonché il percorso più veloce, è l’ammodernamento degli edifici esistenti. La scienza dimostra che riqualificare in ottica di sostenibilità non solo garantisce un notevole risparmio energetico, ma può anche garantire ritorni sull’investimento significativi in meno di dieci anni, rendere l’edificio più attrattivo, preservarne il valore, mitigare i rischi finanziari.
Nel 2050 il 50% degli edifici attuali sarà ancora in uso
Affrontare la sfida climatica: il retrofit degli edifici
Innanzitutto, è importante rendersi conto che siamo a un bivio, in cui una crisi energetica globale a breve termine si interseca con una crisi climatica globale a lungo termine. I prezzi dell’energia stanno diventando più volatili, mentre i canali dell’approvvigionamento energetico stanno diventando sempre meno sicuri. Nel frattempo, proseguendo con la decarbonizzazione al ritmo attuale, non riusciremo a limitare l’aumento della temperatura globale a 1,5°C.
Per restare sulla buona strada e limitare l’aumento della temperatura globale a 1,5°C, dobbiamo dimezzare le emissioni entro la fine di questo decennio e raggiungere l’obiettivo net-zero entro il 2050. Ciò significa che dobbiamo muoverci 3 volte più velocemente di quanto stiamo facendo oggi per raggiungere. Un tassello fondamentale di questo puzzle è la riduzione delle emissioni operative causate dal consumo energetico degli edifici del 5% annuo da qui al 2050.
Sebbene si stiano facendo dei progressi nella lotta per ridurre le emissioni di carbonio, c’è ancora molto lavoro da fare per raggiungere il risultato necessario
Il percorso verso la decarbonizzazione degli edifici
“Scomponendo” il contributo alle emissioni di CO2 dato dagli edifici vediamo che il 30% delle emissioni di carbonio sono da attribuire all’anidride carbonica “incorporata” (ovvero risultante dalla fase di progettazione e costruzione e inglobata nelle strutture e negli impianti), mentre il restante 70% è “CO2 operativa” ovvero derivante dall’utilizzo corrente della struttura.
È necessario bilanciare la riduzione delle emissioni operative, senza aumentare le emissioni di anidride carbonica incorporata
Il retrofit è essenziale per preservare il valore e la locabilità degli edifici esistenti e può soddisfare gli standard di sostenibilità, attrarre inquilini e mantenerne il valore in un’economia più sostenibile (“ESG-oriented”). Le grandi aziende che si impegnano per raggiungere lo status di emissioni nette zero, inevitabilmente richiederanno che gli edifici che affittano siano in linea con i loro obiettivi e dimostrino in modo tangibile i progressi che ottengono.
Sebbene ogni edificio sia unico, la riqualificazione di un edificio esistente – rispetto alla costruzione di un nuovo stabile – può dimezzare le emissioni di carbonio nel corso della vita utile dello stesso. Un edificio nuovo potrebbe raggiungere emissioni operative di carbonio leggermente migliori rispetto a un retrofit, ma il carbonio incorporato è molto più elevato rispetto a quello di un edificio riqualificato conservando il nucleo e il guscio.
Trascurare la riqualificazione, inoltre, è un grave errore anche economico: il 90% degli edifici esistenti, se non riusciranno a decarbonizzarsi, diventeranno un rischio finanziario e vedranno un sconto sul loro valore patrimoniale che potrebbe ridurre fino al 30% il valore complessivo dell’asset, rendendolo meno attraente per potenziali investitori e inquilini.
Quindi, da dove iniziare?
Per raggiungere gli obiettivi in materia di emissioni, dobbiamo concentrarci su misure con un basso impatto ambientale, una rapida riduzione rispetto alle emissioni iniziali e un basso profilo di emissioni operative. Queste soluzioni devono essere adattabili a vari tipi di edifici e climi e rapidamente implementate negli edifici esistenti.
In questo momento, un approccio incentrato sull’uso delle tecnologie, che si basa su moderne soluzioni digitali per la gestione dell’energia è il più veloce da implementare, produce le minori emissioni iniziali ed è il più efficace sia dal punto di vista del ROI che delle emissioni di CO2 nel ciclo di vita. Ad esempio, una ricerca Schneider Electric ha evidenziato che l’implementazione di soluzioni digitali per l’edilizia e la gestione dell’energia negli edifici per uffici già esistenti potrebbe ridurre le emissioni di CO2 operative fino al 42% con un periodo di recupero dell’investimento inferiore a 3 anni.
Uno studio scientifico per quantificare l’impatto della riqualificazione degli edifici in termini di emissioni di CO2
Schneider Electric ha collaborato con WSP, una società di progettazione e ingegneria globale, per quantificare l’impatto di varie opzioni di retrofit per la decarbonizzazione degli edifici – in termini di efficienza, elettrificazione e energia rinnovabile. Abbiamo anche determinato quali approcci ottengono i risultati di riduzione delle emissioni più rapidi.
L’analisi è partita dal creare un modello delle prestazioni di edificio relativo a una struttura per uffici “di riferimento”, costruito secondo gli standard ASHRAE 90.1-2004, collocandolo in varie zone climatiche e in scenario con diversa intensità delle emissioni collegate alla rete energetica.
Il modello di base di questo tipo di edificio in una città come New York, ad esempio, emette 18,7 kg di CO2 per metro quadrato all’anno di emissioni di carbonio operative, poiché il prototipo di edificio di base analizzato (come la maggior parte degli edifici esistenti) si basa su combustibili fossili per il riscaldamento, presenta bassi tassi di elettrificazione e operatività inefficiente.
La metodologia adottata ha combinato set di dati pubblici, risultati di una ricerca originale di Schneider Electric e un approccio di modellazione parametrica. Ciò ha permesso di comprendere i compromessi, i vantaggi e le interazioni tra una serie di strategie di decarbonizzazione degli uffici, concentrandosi su una serie di soluzioni elencate nella tabella seguente – relative al controllo dei parametri ambientali nelle stanze (luce, illuminazione, ventilazione ecc…), sistemi tecnologici, controlli evoluti, energia, interventi sull’involucro.
Schneider Electric ha confrontato 4.096 varianti del modello energetico, aggiungendo una serie di misure di conservazione dell’energia in diverse combinazioni per ricreare ogni possibile permutazione
Per quantificare le emissioni di carbonio associate a ciascuna misura, abbiamo adottato il quadro EN15978 per la valutazione dell’impatto dell’intero ciclo di vita e la misura delle emissioni GWP100 EF6. Questo processo ha consentito il confronto di 4.096 varianti del modello energetico, aggiungendo una serie di misure di conservazione dell’energia in diverse combinazioni per ricreare ogni possibile permutazione.
Definire una strategia di decarbonizzazione tramite retrofit
Un fattore critico di successo per raggiungere una rapida decarbonizzazione degli edifici è la capacità di valutare e dare priorità agli sforzi di riqualificazione.
Nella ricerca condotta da Schneider Electric con WSP sono emerse tre categorie di opportunità. Ci riferiamo a queste tre categorie come riqualificazioni leggere, medie e profonde (deep retrofit). Nel definire la giusta strategia di retrofit, è fondamentale considerare l’intero periodo di proprietà dell’edificio e del portafoglio immobiliare, nonché i potenziali rischi associati alla mancanza di risorse legate a condizioni specifiche del mercato locale e altri fattori, oltre al ROI e all’impronta di carbonio. Con le tecnologie oggi disponibili, che Schneider Electric è in grado di offrire al mercato, è già possibile attivare un percorso virtuoso di decarbonizzazione in ognuno di questi casi.
Un fattore critico di successo nel raggiungimento di una rapida decarbonizzazione degli edifici implica valutare e dare priorità agli sforzi di riqualificazione e determinare se sono necessari interventi leggeri, ristrutturazioni medie o deep retrofit
Interventi leggeri: conformità ed efficienza
Le ristrutturazioni leggere includono l’adozione di sole soluzioni digitali. Sono caratterizzate da un ROI elevato con un basso investimento iniziale e bassi disagi per gli occupanti dell’edificio. Iniziando da un monitoraggio energetico e dalla misura del consumo degli edifici per stabilire una base di partenza è essenziale per agire sulle emissioni di carbonio.
Questi passaggi iniziali possono già aiutare a ridurre le emissioni operative fino al 45%. I vantaggi principali derivano dai controlli automatizzati degli edifici, in particolare dall’ottimizzazione dei controlli del sistema HVAC e dall’adozione di sensori che aiutano a regolare le impostazioni delle apparecchiature HVAC (39,6%). Il restante risparmio deriva dagli interventi sull’illuminazione, grazie al monitoraggio e alla misurazione del consumo energetico, che rendono visibili dati e trend di utilizzo, per identificare gli sprechi (5,3%). Gli interventi leggeri aiutano a soddisfare le esigenze di reporting e conformità e a ridurre le emissioni di energia e CO2. Il costo per l’implementazione di tali ristrutturazioni varierà tra 20€ e 35€ per metro quadro, con un ROI compreso tra 1 e 3 anni.
Ristrutturazione “intermedia”: per competere sul mercato
I progetti di retrofit di livello intermedio sono più intensivi, causano maggiori interruzioni della normale operatività nell’edificio e comportano una maggiore quantità di emissioni di CO2 incorporate, però garantiscono maggiore riduzione nelle emissioni operative. Interventi di questo tipo comprendono iniziative come la produzione in loco di energia rinnovabile, lo stoccaggio di energia con accumulatori o microgrid, l’introduzione di sistemi per la distribuzione elettrica che offrono ulteriori guadagni di efficienza e migliorano la qualità dell’energia. Abbinate all’adozione delle tecnologie digitali proprie dei progetti di retrofit “leggeri”, le soluzioni introdotte con i retrofit di livello intermedio possono ridurre le emissioni operative di CO2 fino all’85%.
I retrofit di livello intermedio comportano l’installazione di impianti per produrre energia rinnovabile in loco, ad esempio con pannelli fotovoltaici installati sui tetti, e la gestione della generazione e dello stoccaggio di energia con una microgrid, che può generare il 10,2% di riduzione operativa annua delle emissioni di CO2. Laddove il potenziale rinnovabile in loco sia limitato, è possibile ottenere ulteriori riduzioni delle emissioni attraverso soluzioni per procurarsi energie rinnovabili “offsite”, come i contratti di acquisto di energia (PPA) o compensazione delle emissioni, se necessario. Il modello creato per la ricerca di Schneider e WSP ha utilizzato queste soluzioni per affrontare le emissioni residue dell’edificio, dando un contributo alla riduzione potenziale delle emissioni operative annuali del 21,4%. La maggiore presenza di carichi alimentati con energia elettrica e la presenza di carichi elettrici che cambiano dinamicamente possono rendere necessarie azioni per la correzione del fattore di potenza e per il filtraggio delle armoniche; queste azioni possono contribuire per un ulteriore 7,5% alla riduzione operativa delle emissioni di CO2. Il costo per l’implementazione di tali soluzioni di retrofit di livello intermedio varierà tra 115 e 175 €/m2, con un ROI compreso tra 6 e 10 anni.
Ristrutturazioni profonde: per essere leader nel mercato
A un certo punto, raggiungere l’obiettivo di zero emissioni nette di carbonio richiederà anche profonde riqualificazioni. In questa fase vengono implementati l’elettrificazione completa dell’edificio e i miglioramenti nell’involucro edilizio. Questi cambiamenti saranno ancora più dirompenti, richiederanno più tempo per essere implementati e in genere comporteranno il trasferimento temporaneo degli inquilini. Sono ristrutturazioni che prevedono l’isolamento del tetto e delle pareti, la conversione delle finestre da vetri singoli a tripla camera, la modernizzazione degli ascensori, l’elettrificazione del sistema di riscaldamento dell’edificio per abbattere le emissioni rimanenti dopo gli interventi di livello “intermedio” e raggiungere l’obiettivo “net zero”. Il costo per l’implementazione di tali ristrutturazioni varierà da 500 a 1.300 €/m2, con un ROI di oltre 25 anni.
I risultati della ricerca scientifica, supportata dalla collaborazione con WSP, forniscono una base fondamentale e comprovata dai dati affinché i proprietari di edifici possano agire e raccogliere i benefici del percorso di decarbonizzazione, contribuendo a un futuro più sostenibile.
di Mike Kazmierczak – Schneider Electric Digital Energy Vice President
