Le iniziative ad Austin, New York City e altrove mirano a contenere i costi e a promuovere l’adozione del riscaldamento e del raffreddamento geotermico per ridurre la CO2 degli edifici

Alla fine dell’anno scorso ad Austin, in Texas, grandi autocarri blu sono arrivati ​​in un parcheggio soleggiato e hanno iniziato a scavare buchi profondi nel terreno. Bedrock Energy, una startup geotermica, stava implementando per la prima volta la sua nuova tecnologia di perforazione, vicino a un blocco di edifici commerciali bassi su South Congress Avenue.

Nei due mesi successivi, la squadra di Bedrock ha praticato 11 fori sotto il parcheggio distrutto, ciascuno raggiungendo 800  piedi di profondità. Ora quei buchi costituiscono la spina dorsale di un sistema di riscaldamento e raffreddamento geotermico, che può estrarre calore o pompare calore nel terreno per mantenere le temperature confortevoli all’interno di uno spazio ufficio adiacente, senza utilizzare direttamente combustibili fossili.

Joselyn Lai, co-fondatrice e a.d. della startup, ha affermato che un sistema di perforazione più convenzionale avrebbe richiesto la perforazione di 30 fori, a una profondità di 300 piedi, per fornire la stessa quantità di riscaldamento e raffreddamento. Ma il parcheggio non è abbastanza ampio per ospitare un progetto del genere. Utilizzando il software di modellazione del sottosuolo e potenti strumenti di perforazione dotati di sensori, Bedrock è stata in grado di progettare un sistema adatto.

“Gli edifici urbani sono il luogo da cui proviene la maggior parte delle emissioni di carbonio nell’ambiente costruito“, ha dichiarato Lai. Aggiungendo che l’azienda mira a “espandere il mercato indirizzabile e servibile” per il riscaldamento e il raffreddamento geotermico, in modo che anche gli edifici in aree dense possano raccogliere l’energia nascosta sotto la superficie.

A metà aprile, il sistema di energia pulita è entrato ufficialmente in funzione in un  edificio di 2.787 mq nel campus di Penn Field, un ex aeroporto militare della Prima Guerra Mondiale che oggi ospita attività commerciali locali come Deep Eddy Vodka e High Brew Coffee.

“Ora disponiamo di prototipi utente per dimostrare che la geotermia può essere più efficiente in termini di spazio, può comportare un basso rischio e può essere complessivamente più veloce da installare“, ha affermato Lai dell’installazione di Austin. “Ed è ciò che pensiamo sarà necessario per ampliare” la tecnologia nel suo complesso.

L’energia geotermica sta vivendo un’ondata di investimenti e sostegno politico in tutti gli Stati Uniti mentre le aziende e le agenzie governative lavorano per sostituire i combustibili fossili inquinanti con energia priva di emissioni – e in gran parte, del resto.

Le startup del settore in rapida crescita stanno sviluppando soluzioni di prossima generazione per produrre​elettricità “pulita e solida” in luoghi geografici a cui le tecnologie geotermiche convenzionali non possono accedere. Altre aziende come Bedrock stanno innovando su scala relativamente piccola per rendere più semplice e conveniente la decarbonizzazione di case ed edifici.

In entrambi i gruppi, molte aziende sono guidate o finanziate da veterani dell’industria petrolifera e del gas, che stanno riorientando la loro conoscenza delle trivellazioni e delle geoscienze per produrre energia pulita. Presso Bedrock, la maggior parte del team di 17 persone dell’azienda aveva precedenti carriere nel settore del petrolio e del gas, incluso il co-fondatore e responsabile tecnologico Silviu Livescu. Lo scorso autunno, l’azienda fondata due anni fa ha raccolto 8.5 milioni di dollari di finanziamenti iniziali per implementare la sua tecnologia in Texas.

Nel frattempo, i governi locali e i servizi pubblici a livello nazionale si stanno rivolgendo alla geotermia per contribuire a soddisfare gli standard di costruzione completamente elettrica e per soddisfare i mandati per la riduzione delle emissioni di gas serra. Stati come Colorado, Massachusetts, Minnesota e New York stanno realizzando reti termiche sotterranee, che servono gli edifici proprio come fanno i gasdotti fossili. A New York City, la società di servizi Con Edison offre nuovi incentivi finanziari per aumentare la domanda pubblica di energia geotermica.

“Vogliamo che più persone prendano in considerazione questa tecnologia“, ha affermato David Orellano, che gestisce i programmi di incentivi geotermici di Con Edison. “Riteniamo che il riscaldamento e il raffreddamento geotermico siano davvero un ottimo modo per facilitare la transizione dai combustibili fossili a energie più pulite.“

Rimozione delle barriere costose per i grandi edifici 

Negli edifici, i sistemi geotermici – chiamati anche pompe di calore geotermiche o scambiatori di calore geotermici – utilizzano la terra poco profonda per scambiare calore e freddo dalla superficie. A poche decine di metri sotto le nostre scarpe, il terreno mantiene una temperatura relativamente costante compresa tra 7 e 24 gradi , a seconda della posizione.

Una volta praticati i fori, il tubo di plastica a forma di U viene infilato nelle aperture. I liquidi quindi scorrono verso il basso e circolano nuovamente in superficie per far funzionare il sistema HVAC di un edificio. Quando la temperatura esterna aumenta, i liquidi depositano quel calore nel terreno circostante. Nelle giornate fredde, il sistema assorbe il calore della terra e lo porta in superficie. (nell’animazione: Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti)

Secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, rispetto alle pompe di calore ad aria, i sistemi geotermici possono ridurre il consumo di energia e le emissioni di anidride carbonica fino al 44%. I sistemi geotermici generalmente richiedono meno energia per funzionare, il che mette a dura prova la rete elettrica e aiuta a ridurre le bollette energetiche dei clienti.

Eppure, nonostante tutti gli evidenti vantaggi, relativamente pochi edifici negli Stati Uniti hanno adottato la tecnologia, in gran parte a causa degli elevati costi iniziali e della complessità dello scavo nel terreno nelle aree popolate. Nelle città, tutte le costruzioni esistenti rendono più difficile l’accesso alla terra, un problema che Bedrock Energy sta iniziando a risolvere ad Austin.

A New York, Con Edison e i suoi partner stanno cercando di affrontare un altro ostacolo importante che si presenta soprattutto ai grandi edifici: il tempo e il denaro necessari per praticare i fori di prova.

Un foro di prova consente ai fornitori di servizi geotermici di comprendere con maggiore precisione in che modo le rocce e il terreno influenzano il processo di perforazione e quanta acqua potrebbe fuoriuscire dalle nuove aperture. Un passo chiamato “test di conducibilità termica” indica la quantità di calore che il sistema sarà in grado di trasferire tra il terreno e l’edificio. Tali informazioni sono necessarie affinché le aziende possano progettare, valutare e pianificare adeguatamente i sistemi geotermici per grandi edifici commerciali e abitazioni plurifamiliari.

“Non vogliamo sorprese“, ha affermato Cory Klausmann, direttore dello sviluppo commerciale di Brightcore Energy, un fornitore di energia geotermica e pulita con sede a New York.

Le aziende che praticano buchi di prova hanno maggiori probabilità di portare a termine la costruzione di un sistema su vasta scala. Ma secondo Orellano, un singolo buco di prova può costare circa 70.000 dollari, se si includono i costi di dispiegamento di attrezzature, assunzione di equipaggi e ottenimento dei permessi. Lo shock iniziale è sufficiente a dissuadere molti proprietari di edifici e sviluppatori dal perseguire la geotermia.

Per questo motivo, i dirigenti di Brightcore Energy e di altre società geotermiche si sono rivolti a Con Edison per creare un programma che aiutasse a ridurre i costi iniziali per i loro potenziali clienti. In risposta, a marzo l’azienda ha lanciato un’offerta di incentivi che copre fino a 40.000 dollari di costi ammissibili per i test di conduttività termica. L’iniziativa fa parte del programma Clean Heat di Con Edison, che dispone di 10 milioni di dollari di finanziamenti autorizzati al mese.

“L’obiettivo è che, si spera, il cliente scelga di andare avanti con il progetto geotermico” dopo i test iniziali, ha affermato Orellano. Ha notato che si aspetta che l’utilità riceverà “qualche dozzina” di domande per gli incentivi per i test di conducibilità termica in un dato anno.

Tornando ad Austin, Lai ha affermato che Bedrock Energy sta lavorando per ridurre i costi totali dei progetti geotermici perforando complessivamente meno buchi e più profondi, e facendolo a un ritmo più rapido, in modo che i proprietari degli edifici possano recuperare più rapidamente il costo del loro investimento, grazie alla riduzione delle bollette energetiche.

Con il suo sistema pilota Penn Field attivo e funzionante, Bedrock sta parlando con potenziali prossimi clienti, tra cui i proprietari di un nuovo edificio commerciale nelle aree urbane del Texas e un vasto magazzino in una regione con vincoli di rete.

“Per la maggior parte, nessuno adotterà una soluzione che sia più efficiente dal punto di vista energetico e meno inquinante a meno che non la rendiamo davvero economicamente vantaggiosa… e riduciamo il costo di qualcosa che vogliamo che il mondo adotti”, ha detto Lai. “Ed è quello che stiamo cercando di fare.”

Fonte: Canary Media