Efficiency building, l’innovazione arriva dall’Italia

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Se ragioniamo in termini di efficienza energetica nel building le sfide sono molte e i margini di miglioramento importanti. Ne è un esempio Ingenia, star up nata dall’incubatore del Politecnico di Torino nel 2007 che ha elaborato un sistema innovativo per la misura termica degli impianti domestici condominiali a colonna verticale. Il mercato della misura termica domestica presenta diverse potenzialità, attualmente in Europa sono diffuse diverse soluzioni, la più diffusa è l’abbinamento di ripartitore di calore applicato alla facciata frontale dei termosifoni, abbinato alle valvole termostatiche. Chiediamo a Federico Bari ceo e fondatore di Ingenia, come si può migliorare l’efficienza domestica dei cosiddetti caloriferi?

Il sistema attualmente più diffuso, ripartitore di calore con valvola termostatica,presenta diverse criticità di affidabilità della misura, difatti effettua un calcolo indiretto dell’energia termica rilasciata nell’ambiente, ma c’è da dire che ad oggi è il sistema più usato e l’unico applicabile sugli impianti verticali a colonna. La stessa valvola termostatica consente dei risparmi, in quanto agisce sopratutto sugli scompensi dovuti alla vicinanza o meno della caldaia, ma non garantisce risultati così elevati come si potrebbe ottenere con delle valvole elettroniche – ad oggi le stime considerano un risparmio del 10% effettivo contro il 20% dichiarato. La scarsa precisione della misura e la conseguente inefficienza del prodotto è data dalla peculiarità propria della misura termica, difatti lo scambio di energia termica è una misura indiretta che prevede la misura della temperatura entrante, della temperatura uscente e della portata di acqua che passa attraverso il termosifone. Idealmente si dovrebbe istallare uno strumento, il ‘contatermia’, che effettua realmente e con accuratezza tale misura. Il limite di tale apparecchiatura però è dato dall’ingombro e dal costo -circa 150 euro per ogni termosifone- il che ha comportato un successo della misurazione con l’abbinamento contatore di portata/valvole termostatiche.

Come rendere quindi funzionale tale processo? Già se introducessimo una valvola elettronica, sia per il controllo della temperatura che per la gestione della misura, aumenteremmo l’efficienza della misura. Questa tecnologia però ha un elevato costo per termosifone, circa 90 euro, inoltre è molto limitante la durata delle batterie, meno di tre anni garantiti. In pratica il costo previsto dalla gestione della assistenza sullo strumento rappresenta un ostacolo per l’utente finale e l’amministratore di condominio che per la stessa azienda che teme una strategia di mantenimento in perdita.

In questo scenario, di cui avete evidentemente effettuato una approfondita indagine di mercato, come si pone la vostra ricerca? Stiamo lavorando alla progettazione di un sistema per misurare il calore in un impianto di riscaldamento condominiale a colonna verticale, in pratica il sistema più in uso in tutta Europa. ‘Ecotermo‘, così si chiama il progetto, è un sistema che permette di convertire gli impianti centralizzati in impianti autonomi. Per farlo, stiamo sperimentando una tecnologia innovativa nella misura. L’idea è realizzare un sistema completamente diverso che ha le sue basi teoriche nel promo ripartitore di natura meccanica nato nel 1908. L’innovazione del sistema che proponiamo è nella modalità con cui effettuiamo i conteggi di consumo. Di fatto abbiamo studiato un modello matematico, applicando i concetti noti legati ai controlli automatici, in particolare il virtual sensor, alla metrologia. In pratica, se conosciamo bene la fisica del sistema (termica e idrodinamica) e la inseriamo nell’algoritmo da noi studiato, riusciamo a conoscere la quantità di acqua che circola in ogni termosifone senza dover inserire un misuratore di portata su ogni corpo termoriscaldante. In questo modo abbiamo potuto elaborare un metodo di misura che lavora abbinando un unico strumento che misura l’entrata e l’uscita nell’impianto e applicando ad ogni termosifone il calcolo una valvola termostatica elettronica. Aumentando la complessità del modello matematico, quindi posso misurare le portate per ogni termosifone, d’altronde ogni strumento di misura ha al suo interno uno strumento matematico, noi lo stiamo solo ‘complicando’.

Avete effettuato una valutazione del modello di business, del target di mercato e del ritorno di investimento? In Europa sono istallati circa 150 milioni di ripartitori di calore, con costo medio per termosifone di 120/140 euro. Quindi ad oggi possiamo dire che qualche decina di miliardi è stato mosso per sviluppare un sistema che aiuti l’efficienza domestica. Non solo, abbiamo riscontrato che il mercato non è fermo, anzi, c’è un tasso di rilascio annuo del 4-5%, a clienti già sensibilizzati al sistema che sono costretti, dalla mortalità del mezzo in media sui cinque anni, è molto elevato. Il modello di business di questi strumenti si basa sulla vendita dell’hardware e sulla gestione del software che elabora i dati di consumo per termosifone per una media di 4-5 euro a termosifone all’anno. Ad oggi la gestione dei dati è effettuata solo da aziende non italiane. Noi ci inseriremmo quindi in questo segmento di mercato. La nostra proposta consiste nell’aver elaborato una procedura di identificazione che ci permette di tarare l’analisi delle performance del parco termosifoni secondo una modalità estremamente flessibile, che permette anche di capire eventuali cali di performance dell’impianto e di ritarare sul deperimento dei termosifoni il sistema di misura. Riusciamo ad avere una diagnosi tale dell’impianto tanto da poter anche individuare con facilità anche eventuali aree di occlusione o guasti. Il sistema è completamente tele controllato e permette di monitorare immediatamente il sistema, come gli attuali ripartitori di calore. Possiamo dialogare con i nostri clienti in diversi modi, sia con la visualizzazione dei consumi una volta premuto un tasto sull’oggetto che con una valutazione ad hoc con una valutazione dei costi. Inoltre l’utente può suddividere l’appartamento in più aree di controllo, ottimizzando quindi eventuali usi parziali dell’immobile, semplicemente aggiungendo un elemento in più che misura diversamente le aree.

E’ possibile effettuare un controllo non solo dell’energia termica, ma anche elettrica così da gestire gli elettrodomestici in base a timing preimpostati. Stiamo inoltre facendo un grosso sforzo per aumentare l’efficienza del consumo, così da abbattere il più possibile il costo e la necessità di sostituire le batterie. Ad oggi abbiamo migliorato il prodotto da due volte e mezzo a cinque volte nel caso peggiore di utilizzo di 4/6 anni, che è un tempo utile per giustificare al mercato la sostituzione di batterie. Ora stiamo provando a realizzare uno strumento che si ricarica da solo, sfruttando la variazione di pressione in variazione di tensione elettrica.

Di fatto quanto manca per vedere sul mercato questa tecnologia? Abbiamo ricevuto un milione e due da FP7 Europa e un bando di finanziamento della regione Piemonte grazie al quale siamo partiti, ma il bando Europeo sostanzialmente non compensa gli effort di ricerca e sviluppo del coordinatore, che è la nostra società INGENIA, mentre il bando regionale ripaga solo il 60% delle spese R&D e per budget complessivi piuttosto modesti. Tra l’altro FinPiemonte ci ha forzatamente chiesto una riduzione del 25% del budget stimato ed essendo stata la nostra una stima di spesa onesta e non sovradimensionata ci ha spinto in una direzione di ulteriore sofferenza. Stiamo cercando dei partner che ci accompagnino anche a proprio beneficio in questa ultima fase di pre-industrializzazione e industrializzazione del sistema e che abbiano una fetta di mercato di pertinenza che ci permetta un rapido rientro degli investimenti. Gli ambiti quindi sono quello della conversione di vecchi sistemi di riscaldamento centralizzato (EcoThermo finanziato da FP7), il controllo domotico anche remoto delle utenze elettriche delle abitazioni (grossi elettrodomestici, lighting, smart grid domestiche in collaborazione con i distributori di energia elettrica –EcoThermo co-finanziato da FinPiemonte) e la commercializzazione B2B dell’innovativa infrastruttura e protocollo di comunicazione wireless wiNET che non ha eguali e può essere usato da qualsiasi industria che voglia proporre sistemi di metering, domotici, telecontrollo senza scottarsi come è accaduto a molti con la realizzazione di un protocollo innovativo e concentrandosi sulla propria applicazione. wiNET nasce da EcoThermo ed ha impegnato una grossa fetta di sforzi R&D perché i requisiti funzionali e prestazionali richiesti per il sottosistema di comunicazione andavano molto al di là di quanto offerto dal mercato con protocolli quali ZigBee, KNX o W-MBUS. Abbiamo avuto un preliminare interessamento da parte di alcuni attori internazionali basati in Germania ed operanti nel settori energetici e del riscaldamento (dispositivi termoidraulici e gestione calore). E stiamo validando presso INRIM la procedura metrologica protetta con brevetto internazionale depositato ed approvato. Vorremo a breve catalizzare l’attenzione di uno o due attori industriali e commerciali proponendo di entrare nella compagine societaria con un investimento medio/piccolo, tra i 300 e 400 mila euro ciascuno, a fronte dei circa 2.5 milioni finora già investiti per arrivare a questo avanzato stadio di sviluppo e validazione, agevolando quindi una rapida realizzazione ed installazione dei primi prototipi di EcoThermo in edifici pilota e la realizzazione della prima pre-produzione.

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Agnese Cecchini
Giornalista, video maker, sviluppo format su più mezzi (se in contemporanea meglio). Si occupa di energia dal 2009, mantenendo sempre vivi i suoi interessi che navigano tra cinema, fotografia, marketing, viaggi e... buona cucina. Direttore di Canale Energia; e7, il settimanale di QE e direttore editoriale del Gruppo Italia Energia.