L’utilizzo dell’acqua di lago come fonte termica per la produzione di caldo e freddo è un sistema ecologicamente sicuro che, se progettato correttamente, non provoca alcun danno a flora e fauna. L’acqua viene prelevata dal lago per poi essere reimmessa con una differenza di temperatura massima stabilita da legge, normalmente ± 3 K.
Questo significa che viene prelevato o reimmesso calore nel lago mediante uno scambiatore di calore, mentre a livello chimico tutto rimane inalterato. L’estrazione di calore è così piccola, paragonata al volume di un intero lago, che non ha praticamente alcuna influenza termica. L’acqua prelevata viene pompata alla centrale termica in un circuito primario dove, tramite uno scambiatore di calore, viene estratta l’energia necessaria alla pompa di calore. Quest’ultima scalda l’acqua di un circuito secondario ad una temperatura compresa tra i 40 e i 65 °C.
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L’acqua fredda alla temperatura del lago può essere scaldata da un’unica centrale termica che trasporta in seguito acqua calda agli edifici, oppure essere scaldata da ogni singolo edificio equipaggiato esso stesso da differenti pompe di calore. In estate il funzionamento è opposto: l’acqua del lago viene utilizzata per raffreddare gli edifici, addirittura con la possibilità di fare freecooling, ovvero senza macchine del freddo, avendo l’acqua di lago temperature più basse di 10°C.
L’utilizzo dell’acqua di lago è sostenibile per tante ragioni: il calore viene estratto e redistribuito in una zona prossima al lago e non implica il trasporto su lunga distanza come un vettore energetico convenzionale (petrolio o gas). Inoltre, un sistema di riscaldamento che utilizza questa fonte energetica produce mediamente l’80% in meno di CO2 rispetto ai metodi che utilizzano energie fossili.
Uno studio condotto dall’Istituto di ricerca sulle acque Eawag e sostenuto dall’Ufficio federale dell’ambiente (UFAM) mostra che il potenziale dei principali laghi e fiumi svizzeri è “notevolmente elevato, spesso di gran lunga superiore alla domanda regionale”. Questa energia termica è particolarmente adatta ai quartieri più grandi, alle grandi aziende o alle aree industriali. Secondo le stime dell’Eawag, il potenziale di estrazione di calore dai 25 maggiori laghi svizzeri è di 97 TWh e dai 5 maggiori fiumi svizzeri di 24 TWh. I laghi e i fiumi svizzeri potrebbero quindi diventare una fonte significativa di energia termica nel prossimo futuro.
Il lago di Zurigo, ad esempio, si presta bene come fonte di calore per gli edifici nell’area vicina al lago; una zona di città con tanti edifici in uno spazio limitato, permette di avere le condotte per connetterli ad una rete di teleriscaldamento breve, e il fabbisogno termico (caldo o freddo a seconda della stagione) è garantito.
Il municipio di Zurigo è pioniere in questo ambito, infatti già dal 1938 il municipio è scaldato e raffreddato usando l’acqua della Limmat e, grazie ad un’esperienza positiva con questa tecnologia, anche altre reti sono state sviluppate. Tuttavia, a causa dei prezzi concorrenziali del petrolio e di una strategia energetica differente, questo metodo non ha mai avuto in passato un vero sviluppo su grande scala, e solo dopo la crisi petrolifera degli anni ’70 si è diffusa una consapevolezza sulle problematiche ambientali.
Alcuni progetti sono già stati realizzati in Svizzera negli anni ’80, come il raffrescamento del Politecnico di Losanna o le acque industriali della città di Lugano. Dal 2003, l’azienda elettrica zurighese (ewz), ha messo in funzione le reti di Escherwiese, Fraumünster e Falkenstrasse attorno al lago di Zurigo. L’interconnessione della Klausstrasse, anch’essa costruita, è stata integrata nell’interconnessione di Seefeld, che sarà completata entro il 2026. Insieme con le interconnessioni CoolCity ed Enge, si stanno realizzando altri progetti su larga scala.
Queste reti sopracitate puntano a fornire riscaldamento e raffreddamento in modo sostenibile ed economico a numerosi edifici prossimi al lago come lo Stadthaus, la Kongresshaus, il park Hyatt Hotel, gli edifici della NZZ e molti altri uffici e abitazioni. Una volta completate, tutte le interconnessioni consentiranno di risparmiare oltre 32’000 tonnellate di CO2 all’anno. Il progetto di generazione CoolCity da solo contribuirà con oltre 19’000 tonnellate. Inoltre, ewz ha progettato un impianto nel complesso Webermühle di Neuenhof (AG) che alimenta i circa 360 appartamenti con energia termica ecologica proveniente dalla Limmat.
Per citare un interessante esempio in Ticino, dal 2012 l’acqua del lago di Lugano viene utilizzata per raffreddare il centro di calcolo CSCS, alle cui tubazioni si allacciano altri utenti tra cui anche una rete termica a Viganello. In Svizzera, circa il 50% del consumo energetico viene utilizzato per il riscaldamento degli edifici e per l’industria; la maggior parte di questa energia proviene ancora da combustibili fossili. Per raggiungere gli obiettivi della strategia energetica 2050 la Svizzera dovrà produrre più energia rinnovabile e l’uso termico delle acque di superficie potrà dare un contributo significativo a questo scopo.
Marco Belliardi,
PhD Ricercatore SUPSI
Questo articolo si basa su precedenti pubblicazioni di Aquaetgas e su www.ewz.ch/fr/zürichsee
