L’utilizzo di scaldacqua elettrici per immagazzinare energia rinnovabile potrebbe svolgere il lavoro di 2 milioni di batterie domestiche

Direttore della ricerca - Collaborazioni energetiche strategiche, Università di Tecnologia di Sydney

David Roche lavora per l’Institute for Sustainable Futures, che ha ricevuto finanziamenti per questo lavoro dall’Agenzia australiana per le energie rinnovabili (ARENA).

L'Università di Tecnologia di Sydney fornisce finanziamenti come partner fondatore di The Conversation AU.

Visualizza tutti i partner

La transizione energetica dell’Australia è ben avviata. Circa 3 milioni di famiglie dispongono di pannelli solari sul tetto e le vendite di auto elettriche di medie dimensioni sono in aumento. Ma mentre lavoriamo verso famiglie completamente elettriche alimentate da energia rinnovabile, abbiamo trascurato una tecnologia abilitante fondamentale, l’umile scaldabagno elettrico?

Circa la metà delle famiglie australiane utilizza scaldabagni elettrici, mentre il resto utilizza il gas. Allora cosa c'è di così bello negli scaldabagni elettrici?

Gli scaldacqua elettrici offrono un modo economico per immagazzinare grandi quantità di energia, sotto forma di acqua calda. Un riscaldatore con un serbatoio da 300 litri può immagazzinare circa la stessa quantità di energia di un Tesla Powerwall di seconda generazione, a una frazione del costo.

La nostra ricerca presso l’UTS Institute for Sustainable Futures ha scoperto che gli australiani potrebbero utilizzare gli scaldacqua elettrici domestici per immagazzinare la stessa energia di oltre 2 milioni di batterie domestiche di quel tipo. Ciò potrebbe eventualmente far risparmiare oltre 6 miliardi di dollari australiani all’anno sulle nostre bollette energetiche, avvicinandoci allo stesso tempo all’azzeramento delle emissioni nette di carbonio.

Il nostro rapporto, pubblicato oggi e finanziato dall’Agenzia australiana per le energie rinnovabili (ARENA), raccomanda che, per dimezzare le emissioni entro il 2030 e raggiungere lo zero netto entro il 2050, abbiamo urgentemente bisogno di politiche per sostituire rapidamente gli scaldacqua a gas con scaldacqua elettrici “intelligenti”. I riscaldatori intelligenti possono essere accesi e spenti in risposta ai cambiamenti nella fornitura e nella domanda di elettricità attraverso la rete.

Ciò significa che questi riscaldatori possono assorbire l’eccesso di energia rinnovabile “non di punta”, in particolare quella solare, e quindi aiutarci a risolvere due problemi chiave contemporaneamente. Possono contribuire a ridurre ed eventualmente eliminare le emissioni di gas serra. E possono rendere la nostra rete elettrica più stabile fornendo una domanda flessibile che aiuta a bilanciare la fornitura fluttuante da fonti rinnovabili.

Esistono tre tipi principali di scaldabagno elettrico. Un riscaldatore convenzionale a "resistenza" utilizza l'elettricità per riscaldare direttamente l'acqua. Gli scaldacqua solari utilizzano la luce solare e l'elettricità, ma sono diventati meno popolari con l'avvento delle nuove unità "a pompa di calore". Questi raccolgono il calore dall'aria e lo "pompano" nell'acqua. Una pompa di calore consuma da tre a quattro volte meno elettricità di un riscaldatore a resistenza.

Nel 2010, uno scaldabagno elettrico a resistenza produceva in genere circa quattro volte più emissioni rispetto al suo equivalente a gas. Le emissioni delle pompe di calore erano più o meno le stesse del gas. Questo perché gli scaldacqua elettrici consumano molta elettricità, la maggior parte della quale proviene dalla combustione del carbone.

Poiché generiamo più elettricità da fonti rinnovabili, questo quadro sta cambiando radicalmente. L'operatore del mercato energetico australiano, AEMO, pubblica percorsi regolarmente aggiornati verso un futuro di energia pulita. Nell’esito più probabile, lo “scenario di cambiamento radicale”, entro il 2030 il gas diventerà l’opzione di riscaldamento dell’acqua a più alta intensità di serra.

Entro il 2040, una volta che la transizione verso un sistema elettrico rinnovabile sarà in gran parte completata, le emissioni degli scaldacqua a resistenza e a pompa di calore saranno molto inferiori rispetto a quelle degli scaldacqua a gas.

Gli scaldacqua possono durare 15 anni o più. Quindi la dotazione di riscaldatori nelle nostre case per i prossimi vent’anni dipende da ciò che installeremo oggi. La sostituzione delle stufe a gas con stufe elettriche dovrebbe quindi essere una priorità immediata nella nostra transizione energetica.

Il nostro lavoro ha esplorato una serie di scenari, ciascuno con un diverso mix di tecnologie di riscaldamento dell’acqua. Il primo era uno scenario di base in cui gli scaldacqua a gas rimangono prevalenti. In scenari alternativi il gas verrà gradualmente eliminato nei prossimi 10-20 anni.

Abbiamo scoperto che la sostituzione del gas con il riscaldamento elettrico dell’acqua non solo ci aiuterebbe ad arrivare prima a zero emissioni nette, ma ci farebbe risparmiare denaro.