Il riscaldamento e raffreddamento degli edifici sono responsabili di circa il 15% delle emissioni di gas serra. E si moltiplicano gli esperimenti per realizzare impianti efficienti per soddisfare la crescente domanda senza provocare ulteriore riscaldamento globale | Clima, le banche devono adeguarsi alle attese Bce entro fine 2024. Altrimenti ci saranno penalità sul capitale

I condizionatori d'aria raffrescano le persone e riscaldano il pianeta. Una serie di startup sta lanciando nuovi prodotti per rompere questo ciclo. A pochi giorni dall'inizio dell'estate, le ondate di calore stanno causando un'impennata della domanda di elettricità nel Sud degli Stati Uniti, in parte per alimentare i condizionatori. Alcune startup sostengono che nuovi condizionatori ad alta efficienza possono contribuire ad alleggerire la rete elettrica e aiutarla a resistere alle temperature più elevate.

Aziende come Blue Frontier, Transaera e Montana Technologies stanno raccogliendo fondi da investitori come il gigante del settore Carrier Global e la Breakthrough Energy Ventures di Bill Gates per sviluppare tecnologie più efficienti. Molti di questi sforzi si concentrano sull'umidità piuttosto che sul calore, utilizzando nuovi materiali come il sale liquido per asciugare l'aria.

Le startup si stanno affrettando a capitalizzare l'ondata di regolamenti e incentivi governativi, come i crediti d'imposta e gli sconti per i prodotti ad alta efficienza che fanno parte dell'U.S. Inflation Reduction Act.

L'innovazione nel settore è una priorità per i governi, perché il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici sono responsabili di circa il 15% delle emissioni di gas serra. Il raffreddamento è l'utilizzo di energia in più rapida crescita negli edifici. I condizionatori peggiorano il cambiamento climatico, consumando grandi quantità di elettricità generata da combustibili fossili.

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La crescita della classe media

Secondo le stime dell'Agenzia Internazionale dell'Energia, la crescita della classe media in paesi come l'India porterà il numero di condizionatori in uso a circa 5,5 miliardi entro la metà del secolo, rispetto ai circa 2 miliardi di oggi. Molti di questi saranno unità economiche e inefficienti. I condizionatori tradizionali diventano meno efficienti a temperature e livelli di umidità elevati, che stanno diventando sempre più comuni.

Aziende storiche come Carrier e Trane Technologies sostengono di spendere miliardi di dollari per offrire versioni più efficienti dei condizionatori convenzionali e nel valutare i nuovi approcci.

Le startup sperano di sconvolgere il settore, proprio come Tesla ha costretto le case automobilistiche a passare rapidamente ai veicoli elettrici. «Nel settore dell'aria condizionata stiamo vivendo un momento simile a quello dell'industria automobilistica di sei-dieci anni fa», ha dichiarato Daniel Betts, amministratore delegato di Blue Frontier.

I condizionatori d'aria raffreddano l'aria e riducono l'umidità. Aziende come Blue Frontier ritengono che i maggiori guadagni in termini di efficienza possano essere ottenuti modificando il modo in cui i condizionatori riducono l'umidità dell'aria.

I condizionatori d'aria convenzionali rimuovono il calore dall'aria interna convertendo sostanze chimiche chiamate refrigeranti da gas a liquido e viceversa e utilizzando ventole per far circolare l'aria fredda. Per eliminare l'umidità, raffreddano l'aria fino al punto in cui il vapore acqueo si condensa in liquido e poi lo scaricano. Secondo gli analisti, l'incapacità di rimuovere l'umidità indipendentemente dal raffreddamento li rende intrinsecamente inefficienti.

Blue Frontier mira a separare il controllo dell'umidità da quello della temperatura utilizzando una soluzione salina liquida sviluppata in collaborazione con il National Renewable Energy Laboratory. La soluzione immagazzina anche energia, riducendo il consumo nei momenti di picco, quando le reti elettriche sono sotto pressione nelle giornate più calde.

La soluzione salina è una versione industriale dei piccoli sacchetti che assorbono l'umidità per mantenere i prodotti asciutti durante la spedizione. La soluzione viene riscaldata, rilasciando acqua e aumentando la concentrazione di sale, che diventa più assorbente. Questa operazione può essere eseguita quando la domanda di elettricità è bassa e consente di accumulare energia fino a quando non è necessario il raffreddamento.

Quando è necessario il condizionamento, la soluzione viene messa a contatto con l'aria, assorbendo l'acqua e rimuovendo l'umidità. L'aria viene raffreddata all'interno di un componente chiamato scambiatore di calore che utilizza un metodo ad alta efficienza per abbassare la temperatura dell'aria esponendola all'acqua. L'aria secca assorbe l'acqua, abbassando la sua temperatura e quella dello scambiatore di calore. L'aria che assorbe l'acqua diventa calda e umida e viene spostata all'esterno. Allo stesso tempo, l'aria che passa attraverso lo scambiatore di calore refrigerato fluisce nell'ambiente da raffreddare.

Dopo aver raccolto lo scorso anno 20 milioni di dollari da investitori tra cui Breakthrough , Blue Frontier sta sperimentando impianti di condizionamento per le aziende. "L'aria condizionata potrebbe essere una soluzione al problema piuttosto che essere il problema", ha detto Betts.

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Livelli record superiori ai 37 gradi

Martedì 27 più di 40 milioni di persone negli Stati Uniti hanno ricevuto un'allerta o un avviso di calore, con le temperature che hanno raggiunto o sfiorato i 38 gradi in gran parte del Sud. Alcune zone potrebbero raggiungere i 46 gradi nella prossima settimana.

Anche alcune zone della Cina e della Siberia hanno raggiunto di recente livelli record superiori ai 37 gradi per questo periodo dell'anno. Il ritorno del fenomeno climatico noto come El Niño sta contribuendo a creare condizioni meteorologiche estreme. Di recente, gli incendi selvaggi in Canada hanno fatto sfollare decine di migliaia di persone e hanno portato fumo intenso in ampie zone degli Stati Uniti.

Questo mese, l'operatore della rete elettrica del Texas ha chiesto ai consumatori di risparmiare energia a causa della domanda record di elettricità.

Nonostante la necessità di innovazione nel campo dell'AC, le startup come Blue Frontier ricevono una frazione dei finanziamenti destinati ad altri settori come le batterie di nuova generazione e la fusione nucleare. Secondo i dati di PitchBook, le aziende che operano nel settore del riscaldamento, della ventilazione e del condizionamento dell'aria hanno raccolto privatamente circa 350 milioni di dollari in azioni all'anno dal 2020 al 2022, con un forte aumento rispetto agli anni precedenti, ma ben al di sotto dei miliardi destinati alle industrie tradizionali dell'energia pulita.

Uno dei motivi per cui i finanziamenti alle startup sono bassi è che le aziende leader dominano il settore dell’AC. Carrier, Trane e altri affermano che stanno indirizzando i consumatori sui loro prodotti più efficienti. I grandi produttori stanno anche producendo pompe di calore elettriche che possono ridurre significativamente il consumo di energia. Negli Stati Uniti gli incentivi possono contribuire a coprire parte dei costi iniziali degli aggiornamenti.

Ma gli scettici sostengono che le maggiori aziende dovrebbero fare ancora di più, perché i loro condizionatori tradizionali a più alta efficienza non saranno ancora sufficienti nelle economie emergenti, che hanno bisogno di un drastico risparmio energetico e di costi per rendere il raffreddamento accessibile.

"Il problema climatico è destinato a peggiorare se continuiamo ad aggiungere gli stessi tipi di condizionatori d'aria per soddisfare la domanda", ha dichiarato Sorin Grama, amministratore delegato di Transaera, che sta sviluppando un nuovo condizionatore d'aria utilizzando materiali altamente assorbenti che eliminano l'umidità. L'anno scorso l'azienda ha raccolto 4,5 milioni di dollari da investitori, tra cui la Carrier, e sta attualmente realizzando dei prototipi.

Gli investimenti di venture capital

Grama ha co-fondato Transaera con un professore del Massachusetts Institute of Technology dopo aver lavorato in India per un'azienda di refrigerazione e aver visto che i condizionatori d'aria erano troppo costosi per molti consumatori del Paese. L'azienda è stata finalista di un premio per il raffreddamento globale 2021 assegnato dal governo indiano, da un'iniziativa di innovazione globale e dall'associazione RMI, una non-profit per la sostenibilità.

La necessità di nuovi approcci sta spingendo la Carrier a fare investimenti di venture capital per integrare le altre strategie di crescita, ha detto Jennifer Anderson, responsabile della sostenibilità del gruppo. L'amministratore delegato Dave Regnery ha dichiarato che Trane sta investendo in startup come LiquidStack, un'azienda che si occupa di raffreddamento dei centri dati, e sta studiando nuovi approcci tecnologici.

Montana Technologies, una startup che afferma di avere un prodotto dal design unico con camere affiancate che catturano il vapore acqueo e rilasciano acqua e calore utilizzando materiali unici, ha recentemente dichiarato che cercherà di quotarsi in borsa e di raccogliere capitali fondendosi con una società di acquisizione per scopi speciali, o SPAC.

L'accordo valuta Montana Technologies circa 500 milioni di dollari, compreso il debito. L'azienda sta collaborando con il gigante chimico BASF e con il produttore cinese di batterie CATL e spera di utilizzare la sua tecnologia di assorbimento dell'acqua per produrre acqua nelle zone aride del mondo. Per quanto riguarda il raffreddamento, l'azienda intende vendere i propri materiali ai grandi produttori di AC e lasciare che questi utilizzino il suo progetto, in modo da superare gli ostacoli iniziali alla produzione di massa.

"Questa è la sfida più grande che dobbiamo affrontare", ha dichiarato Matt Jore, amministratore delegato dell'azienda.