Settimana del clima a New York offre un’opportunità senza precedenti (seconda solo al Cleantech Forum!) per scambiare osservazioni con i leader climatici mondiali su dove stanno emergendo le tendenze e dove dovrebbero esserci le priorità. Quest’anno, Cleantech Group ha avuto l’onore di parlare a un gruppo di stakeholder presso JPMorgan Chase & Co. sulle opportunità nella sostenibilità dell’ambiente costruito.
Anche se spesso considerato nell’ambito della decarbonizzazione degli edifici, il tema della tecnologia per la sostenibilità dell’ambiente costruito attraversa tutti i gruppi industriali. La crescente importanza di questo tema si riflette negli investimenti in venture capital e crescita in tempo reale (Figura 1). Sebbene le tecnologie di gestione degli edifici siano da tempo alla base della maggior parte degli investimenti nell’ambiente edificato, l’innovazione hard e deep-tech negli asset HVAC, nell’acciaio verde e nel cemento verde sono ora in aumento, e gli investimenti nell’ambiente costruito rappresentano una percentuale maggiore degli investimenti complessivi cleantech rispetto a mai prima.
Questo entusiasmo non è un colpo di fortuna: ci sono molteplici imperativi nell’ambiente edificato di cui tenere conto se si vuole raggiungere l’obiettivo zero ed evitare impatti ambientali non legati al carbonio nei prossimi decenni. L’obiettivo mobile della sostenibilità dell’ambiente costruito richiede la risoluzione di 3 categorie di sfide (Figura 2):
20% di zero emissioni entro il 2030
Sebbene vi sia molto entusiasmo attorno alle tecnologie in grado di ottimizzare edifici sofisticati, comprese le offerte SaaS senza attriti per ottimizzare i sistemi di gestione degli edifici (BMS), è necessario implementare soluzioni a livello globale. Il 40% della superficie è stata costruita prima del 1980. Detto in altro modo: dobbiamo rendere intelligenti gli edifici stupidi.
Efficienza HVAC “drop-in”.
Le soluzioni che possono essere installate negli edifici con un intervento di ristrutturazione minimo o nullo sono uno dei frutti più a portata di mano per decarbonizzare il patrimonio edilizio di oggi. Alcuni esempi includono:
- Prese d’aria: Prese d’aria intelligenti programmabili e automatizzabili che consentono il controllo stanza per stanza o per limitare il flusso d’aria in diverse “zone” delle stanze, con un potenziale di risparmio energetico fino al 30%.
- Pompe di calore di facile installazione, che non richiedono alcun retrofitting e che offrono i vantaggi delle pompe di calore (minore consumo di elettricità, assenza di refrigeranti) al solo costo del dispositivo (vedere Pendenza).
Ottimizzazione delle risorse prioritarie HVAC
Diversamente dalle tendenze più ampie dei sistemi generalisti di gestione degli edifici, stanno emergendo tecnologie specializzate nel rendere intelligenti dispositivi di riscaldamento e raffreddamento tradizionalmente “stupidi”, portando dispositivi altrimenti controllati manualmente nell’ovile della digitalizzazione.
- A livello di corsa: Sensori wireless e sistema IoT per portare dispositivi tradizionalmente manuali negli schemi di automazione, comprese applicazioni specializzate per caldaie.
- Ecosincronizzazione: Attuatori intelligenti per valvole per radiatori per un’installazione semplice e senza cablaggio. Inserisce i radiatori negli schemi di gestione dell’edificio ed evita un uso eccessivo/spreco, particolarmente efficace negli edifici di grandi dimensioni (ad esempio, hotel – la soluzione include un’integrazione del sistema di prenotazione delle camere) con molti radiatori da gestire contemporaneamente.
Reinventare il nucleo
Nonostante la crescente disponibilità di soluzioni drop-in, soprattutto gli edifici di grandi dimensioni richiederanno ammodernamenti più profondi delle apparecchiature esistenti per ridurre il consumo di energia e i costi operativi. Gli innovatori stanno ora prendendo di mira i componenti dei sistemi HVAC che consumano più energia e li sostituiscono con tecnologie più efficienti.
Forse l’esempio più evidente degli ultimi anni è stato quello di Tecnologie Turntide, che ha reinventato i motori elettrici su cui si basano i sistemi HVAC per spostare l’aria attraverso le unità da tetto e le unità di trattamento dell’aria. Gestiti dai controller intelligenti di Turntide, i motori dell’azienda utilizzano impulsi di potenza precisi, rispetto a correnti costanti, per funzionare a velocità ottimali con un consumo energetico minimo. Inoltre, Turntide ha ingegnerizzato i metalli delle terre rare dai dispositivi, offrendo una stabilità della catena di approvvigionamento più prevedibile a lungo termine.
Man mano che le pompe di calore diventano sempre più diffuse negli edifici di tutto il mondo, stanno cominciando a prendere forma tecnologie volte a migliorare l’efficienza ed evitare l’uso di fluidi tossici. La compressione termoacustica, che prevede l’uso di onde acustiche per comprimere o espandere un gas, tipicamente l’elio, può generare effetti di riscaldamento e raffreddamento senza refrigeranti. Innovatori emergenti come Equio E Cuore blu hanno sviluppato compressori termoacustici che possono essere integrati in modo modulare nei dispositivi OEM o possono essere adattati direttamente alle pompe di calore già in funzione.
Soluzioni di materiali adesivi
Le discussioni sui materiali nel contesto della sostenibilità degli edifici tendono a evocare immagini di muri abbattuti e controsoffitti strappati, tuttavia, nuove tecnologie promettenti promettono di aumentare l’efficienza dell’edificio a un passo significativo, senza bisogno di profondi ammodernamenti.
I materiali a cambiamento di fase – materiali progettati per uno specifico punto di fusione/congelamento – offrono un’opportunità unica di intrappolare e rilasciare il calore in modo efficiente, adattato a temperature di comfort specifiche e, di conseguenza, richiedono meno fluttuazioni della temperatura interna. Soluzioni per il cambiamento di fase ha innovato una soluzione unica di pannellatura a cambiamento di fase che può essere installata esternamente su una parete, portando i vantaggi dei materiali a cambiamento di fase negli interni delle stanze in poche ore rispetto al corso di un lungo retrofit.
Albotherm, un innovatore con sede nel Regno Unito nel campo dei rivestimenti per vetro, sta rendendo intelligenti le finestre di oggi senza sostituirle. I rivestimenti per finestre nanoingegnerizzati di Albotherm sono “sintonizzati” su una specifica temperatura di schiarimento e oscuramento per assorbire o respingere il calore.
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