Fornitura di freddo in estate e calore in inverno:un hotel e due edifici per uffici a Bonn utilizzano a questo scopo una falda acquifera sotterranea. Credito:Paul Fleuchhaus, KIT
Nell'estate record di quest'anno, tutti desiderano avere una casa o un ufficio rinfrescati. Ma i sistemi di condizionamento consumano molta energia e sono lungi dall'essere compatibili con l'ambiente. I ricercatori del progetto GeoSpeicher.bw coordinato dal Karlsruhe Institute of Technology (KIT) stanno studiando alternative con un consumo energetico ridotto. Questi includono l'immagazzinamento e il successivo recupero di calore e freddo in falde acquifere sotterranee, cosiddetti acquiferi.
In un nuovo progetto, hanno valutato l'efficienza di uno dei più grandi impianti geotermici basati su falde acquifere in Europa e l'unico di questo tipo in Germania. Dal 2009, un sistema di stoccaggio sotterraneo della falda acquifera ha fornito freddo d'estate e caldo d'inverno al Kameha Grand Hotel ea due complessi di uffici in un quartiere di recente sviluppo di Bonn. "Il sistema fornisce fino all'80 per cento del caldo e del freddo degli edifici di circa 60, 000 m 2 nella zona, " afferma Steffen Grosse di EcoVisio GmbH, la società di servizi responsabile. Rispetto alla fornitura di energia convenzionale, il consumo energetico di questo impianto geotermico è inferiore di circa 1700 MWh ogni anno. Le emissioni di CO2 vengono ridotte di 400 tonnellate all'anno.
"Siamo molto fortunati ad avere questa struttura a Bonn, " afferma il professor Philipp Blum dell'Institute of Applied Geosciences (AGW) del KIT. "Abbiamo accesso a dati che coprono un periodo di quasi dieci anni e, quindi, può studiare vari aspetti che vanno dall'efficienza energetica alla tecnologia degli edifici." Steffen Große e i suoi colleghi sperano che l'analisi dei dati scientifici si traduca in un'ottimizzazione del sistema. "A causa del cambiamento climatico, in parte dobbiamo iniziare a raffreddare gli edifici già a marzo, " riferisce. "All'interno del progetto GeoSpeicher.bw, collaboriamo con geologi ed esperti per l'energia e le tecnologie edilizie per ricavare la migliore modalità operativa possibile in futuro nelle mutate condizioni al contorno."
Il sistema di stoccaggio della falda acquifera di Bonn fornisce fino all'80% del calore e del freddo in tre edifici che coprono una superficie totale di 60, 000 m². Credito:Paul Fleuchhaus, KIT
Le pompe di calore geotermiche convenzionali stanno diventando sempre più popolari in Germania. 350 circa, 000 sistemi sono installati in particolare nei nuovi edifici. "Queste pompe di calore geotermiche sono utilizzate principalmente per il riscaldamento in inverno, " afferma Philipp Blum. "Sistemi di accumulo di falde acquifere, al contrario, può fare entrambe le cose:rinfrescare d'estate e riscaldare d'inverno, " lui dice.
Paul Fleuchus, dottorando di ricerca di AGW, aggiunge:"Quando si costruiscono nuovi edifici in Germania, quasi nessuno considera l'approvvigionamento energetico da parte dei sistemi di stoccaggio della falda acquifera. Questo è diverso nei Paesi Bassi, " dice. "Ecco, più di 2800 sistemi sono gestiti con successo." Grazie alla loro grande capacità, i sistemi di stoccaggio della falda acquifera sono particolarmente indicati per grandi edifici, come musei, ospedali, edifici per uffici, o alberghi. Anche nelle zone residenziali, possono essere utilizzati sistemi di accumulo in falda combinati con reti di calore locali. In Olanda, la tecnologia viene applicata anche a complessi industriali, come serre o centri di calcolo. Secondo i calcoli degli scienziati, un ritorno sull'investimento viene spesso raggiunto già dopo due-dieci anni.
Gli scienziati del progetto GeoSpeicher.bw affermano che grazie alle condizioni geologiche, un certo numero di regioni in Germania e in Europa, ma anche in tutto il mondo sono adatti per la fornitura di energia geotermica basata sulla falda acquifera. Gli esperti del Karlsruhe Institute of Technology, le università di Heidelberg e Stoccarda, e anche le università di scienze applicate di Biberach e Offenburg studiano lo stoccaggio del calore e del freddo con l'aiuto di sistemi a tunnel, come il Rosensteintunnel a Stoccarda.
"Prevediamo che il consumo di energia per i sistemi di condizionamento dell'aria aumenterà di un fattore 33 entro il 2100, ", afferma Paul Fleuchhaus. "Il recente crollo della rete elettrica in alcune parti della California dimostra che questa non può essere gestita né con la rete esistente né con i vettori energetici convenzionali, " dice. Per individuare alternative, le analisi tecniche sono accompagnate nel progetto GeoSpeicher.bw da studi relativi all'accettazione pubblica e alla normativa vigente. "In Olanda, abbiamo riscontrato che la stretta collaborazione delle autorità, scienziati, il pubblico, e società di servizi è molto efficace, "dice Fleuchus.
