Tecnologie digitali e approccio integrato per l’obiettivo città Net Zero

Le città giocano un ruolo chiave nella lotta al climate change, ma occorre intervenire sugli edifici, lavorando alla loro decarbonizzazione. Serve un approccio integrato e un approccio organico, come illustra il World Economic Forum, che sottolinea l’importanza delle tecnologie digitali.

TAKEAWAY

  • Le città hanno necessità di ridurre al minimo le emissioni di CO2, di cui sono il più importante responsabile. Urge partire dalla necessità di investire su interventi di costruzione e di ristrutturazione capaci di combinare sostenibilità e digitalizzazione.
  • Serve una nuova visione per centrare l’obiettivo Net Zero, da pianificare con un approccio strutturato basato su efficienza energetica, rinnovabili ma anche confort abitativo. Un documento informativo del World Economic Forum illustra come agire.
  • L’importanza della digitalizzazione, coniugata con l’impiego integrato di tecnologie efficienti e intelligenti, trova casi applicativi pratici e virtuosi, uno dei quali riguarda, in particolare, una cittadina italiana.

Combinare sostenibilità ambientale e digitalizzazione per la decarbonizzazione degli edifici è l’unica via possibile per riuscire a centrare gli obiettivi Net Zero entro il 2050 e creare le condizioni per città più resilienti e più vivibili. Non solo: realizzare o ristrutturare gli edifici con logiche green (e smart) crea valore economico e occupazionale. Secondo il World Green Building Council, gli edifici verdi rappresenteranno un’opportunità di investimento pari a 24.700 miliardi di dollari già entro il 2030.

Per riuscire a cogliere gli effetti positivi di un patrimonio immobiliare a emissioni ridotte al minimo, occorre cambiare la mentalità dominante e procedere a un nuovo modo di ragionare. «La transizione verso un ambiente costruito più verde richiede un cambiamento nel modo in cui valore è definito e percepito» scrivono gli esperti che hanno realizzato il documento informativo “Accelerating the decarbonization of buildings”, a cura del World Economic Forum.

Questo cambiamento presuppone, di certo, un’accelerazione degli investimenti in edilizia sostenibile, che passa anche da un approccio decisionale più olistico, che riconosce l’importanza dei risultati sociali e ambientali e delle prestazioni del sistema. In altre parole, il WEF cerca di fare comprendere ai decisori l’importanza di considerare i benefici non finanziari come, ad esempio, la “soddisfazione dell’utente” e l’ “efficienza del valore sistemico” e di correlarli alla riduzione del rischio o all’aumento del ritorno sugli investimenti.

La convinzione da cui parte questo documento è che cittadini residenti soddisfatti di vivere in contesti più confortevoli, in abitazioni e luoghi di lavoro più piacevoli, sono la base su cui fondare la sostenibilità e la fattibilità delle città del futuro. Tanto più se si pensa che due terzi della popolazione mondiale vivrà nelle città da qui al 2050.

Digitalizzazione per la decarbonizzazione degli edifici: cosa serve per rendere sostenibili gli edifici nelle città

Parlare di sostenibilità e di digitalizzazione per la decarbonizzazione degli edifici ha senso se si pensa che, già oggi, più della metà della popolazione mondiale che vive nelle città produce oltre il 70% delle emissioni di CO2 totali e che la costruzione e il funzionamento degli edifici sono responsabili del 38% delle emissioni globali. Ridurre le emissioni e ristabilire un adeguato equilibrio ambientale è fondamentale nelle città, dato il ruolo chiave che tali azioni possono svolgere nella lotta ai cambiamenti climatici e nel cercare di mantenere l’aumento della temperatura globale entro 1,5 °C.

Come ripensare gli edifici e le città a livello progettuale e realizzativo? Con «un approccio decisionale più olistico, che riconosce l’importanza dei risultati sociali e ambientali e delle prestazioni del sistema. Questa è la chiave per aumentare il flusso di capitale verso soluzioni di decarbonizzazione» scrivono gli esperti nel documento WEF.

Da qui nasce l’approccio illustrato nel documento e che si fonda su tre presupposti: il Building Value Framework, sviluppato e convalidato attraverso studi di casi per capire le decisioni di investimento e valutare i risultati in progetti reali; le intuizioni chiave forniti da casi di studio reali; una check list di interventi necessari. Questi tre ingredienti, insieme, sono universalmente applicabili.

In merito ai mezzi tecnici e tecnologici da impiegare per riuscire a creare le giuste condizioni per edifici net-zero, occorre puntare su tre ambiti di investimento: tecnologie decarbonizzanti, opportunamente combinate per ottimizzare l’impatto; il digitale e i servizi utili per l’ecosistema cittadino. In quest’ultimo senso, occorre dotare gli edifici di sistemi di generazione energetica rinnovabile distribuita, di energy storage e di gestione intelligente dell’energiaTutti questi strumenti, insieme, possono migliorare la resilienza locale e accelerare la decarbonizzazione in tutte le città. Come si nota, c’è una stretta combinazione tra l’elemento sostenibilità e la digitalizzazione per la decarbonizzazione degli edifici e delle città.

L’intenzione che il documento informativo mette in luce è l’espressione di una volontà chiara a livello internazionale. L’Europa punta forte sugli obiettivi net zero al 2050, a partire dalla riqualificazione degli edifici. E non è l’unica: anche gli Stati Uniti investono sempre di più su edifici efficienti e intelligenti.

Building Value Framework: gli aspetti metodologici del documento WEF

Per comprendere meglio su cosa punta il Building Value Framework, il documento del World Economic Forum focalizza l’attenzione sugli aspetti da considerare in questo quadro.

Innanzitutto si devono valutare i risultati del sistema sociale, economico, ambientale ed energetico derivanti dagli investimenti in soluzioni di decarbonizzazione. A questo proposito, occorre comprendere e monitorare vari aspetti: la riduzione delle emissioni, la necessità di minimizzare il carbonio incorporato (che nei materiali costituisce un quarto circa delle emissioni dell’edificio) e minimizzare il “carbonio operativo”. Quest’ultimo pesa in maniera sostanziosa: il 75% circa delle emissioni degli edifici sono generate dai sistemi dell’edificio stesso, quali riscaldamento, raffrescamento, climatizzazione e illuminazione.

È necessario, inoltre, massimizzare l’uso dell’elettricità pulita generata localmente, operare un miglioramento ambientale, minimizzare lo spreco d’acqua, ridurre al minimo i rifiuti, aumentare la biodiversità.

La soddisfazione dell’utente è un parametro considerato: migliorare la salute, il benessere e la produttività sono essenziali. È bene sempre tenere conto che gli “edifici malati” fanno male alla salute. Secondo quanto riporta il Ministero della Salute, da studi condotti su uffici e altri edifici ad uso pubblico in diversi Paesi, tra il 15% e il 50% degli occupanti lamenta frequenti disturbi. E non stiamo parlando di edifici fatiscenti, ma di «edifici moderni o recentemente rinnovati, dotati di impianti di ventilazione meccanica e di condizionamento d’aria globale, senza immissione di aria fresca dall’esterno».

Tra i parametri su cui concentrare interventi utili, oltre alla sostenibilità e alla digitalizzazione per la decarbonizzazione degli edifici, c’è anche quello relativo all’efficienza (energetica e non solo) e al considerare i benefici ottenuti dal miglioramento socio-economico degli investimenti su edifici a emissioni ridotte potenzialmente a zero: essi producono effetti positivi a livello occupazionale, oltre che di risparmio energetico.

Il ruolo della digitalizzazione per la decarbonizzazione degli edifici

Per quanto riguarda, invece, le tre intuizioni chiave tratte dagli studi applicativi, esse sono mappate in una check list di considerazioni pratiche per guidare i decisori.

Per quanto riguarda gli investimenti in tecnologie per la decarbonizzazione, occorre: elettrificare ciò che si può; usare generazione distribuita di energia (impianti fotovoltaici o a biomasse, per esempio) e installare tecnologia per l’efficienza energetica attiva e passiva. Gli investimenti nel digitale riguardano: soluzioni per monitorare i consumi energetici; sistemi per connettere e rendere interoperabili le risorse distribuite; ottimizzare l’uso dell’energia con i sistemi BMS (Building Management System); ottimizzare l’efficienza del ciclo di vita con il BIM (Building Information Modelling). Infine, per quanto riguarda gli investimenti nei servizi ecosistemici urbani, serve puntare su progetti capaci di supportare la rete e le comunità energetiche locali e contribuire allo sviluppo dell’emobility, installando un’infrastruttura di ricarica intelligente dei veicoli elettrici.

Circa l’importanza della digitalizzazione per la decarbonizzazione degli edifici, il documento si sofferma sul fatto che gli edifici attrezzati per rendere operativi i dati (come quelli per l’uso dell’energia e le emissioni) e collegare i sistemi all’interno di un edificio per consentire un’ottimizzazione intelligente, «saranno più a prova di futuro». In particolare, «digitale e dati amplificheranno l’impatto degli interventi tecnologici a bassa emissione di carbonio attraverso un supporto decisionale operativo o controlli automatici dei sistemi di gestione degli edifici». In questo senso, l’impiego dei digital twins «può migliorare la modellazione delle decisioni e l’efficienza durante la costruzione, il funzionamento e la manutenzione».

Italia, il caso virtuoso di San Mauro Torinese

Ma non c’è solo teoria. Gli esperti WEF propongono, infatti, due casi pratici in grado di combinare sostenibilità e digitalizzazione per la decarbonizzazione degli edifici e contemplare la visione olistica propugnata nel documento. Uno vede protagonista l’Italia, nello specifico la cittadina di San Mauro Torinese.

Il progetto avviato nel Comune piemontese – condotto in collaborazione con Enel X, con cui è stato stipulato un accordo di 20 anni – riguarda interventi mirati a ristrutturare e digitalizzare di edifici comunali per aumentare l’efficienza energetica e ridurre le spese, massimizzando la qualità della vita degli occupanti.

Contempla il retrofit degli stabili, con interventi per l’isolamento termico, l’illuminazione a LED per gli edifici e i lampioni, la generazione di energia rinnovabile in loco e sistemi di riscaldamento ibridi con caldaie a gas e pompe di calore. L’elemento digitale entra in gioco per integrare dispositivi di monitoraggio e sensori e una piattaforma IoT per raccoglierli e predisporli all’elaborazione e consentire la manutenzione predittiva.

«Tutti gli edifici saranno dotati di strumenti per il telecontrollo e la telegestione, fra cui sensori e dispositivi di monitoraggio collegati in tempo reale a una piattaforma digitale centralizzata: sarà così possibile gestire in modo automatizzato e da remoto l’intero patrimonio comunale»

I risultati già oggi ci sono, come evidenziato dal WEF. A livello di edificio, la gestione automatizzata ha permesso la predictive maintenance, contribuendo a ridurre le spese operative e i costi di manutenzione. A livello di sistema, l’impiego dell’automazione e dell’analisi dei dati in tutti gli edifici oggetto dell’accordo ha permesso al Comune di dare priorità ai problemi di manutenzione e di ottimizzazione della distribuzione delle risorse, per ottenere una migliore qualità del servizio per tutti i residenti.

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Andrea Ballocchi

Giornalista specializzato in tecnologia, focalizzato su temi che riguardano l'Internet of Things e le tecnologie emergenti che hanno un impatto significativo sulla vita quotidiana e su quella futura. Oltre alla tecnologia si occupa anche di temi legati alla sostenibilità ambientale e non solo (edilizia, architettura, design...)

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