In un clima sempre più caldo, la necessità di refrigerio è in crescita, con un conseguente aumento della domanda energetica. Uno studio condotto dal CMCC insieme all’IEA mostra che fattori come la temperatura percepita, la densità di popolazione e la frequenza di giornate estremamente calde giocano un ruolo significativo nel comprendere le tendenze nazionali nell’esigenza di approvvigionamento e stoccaggio dell’energia per il raffreddamento.

Negli ultimi decenni si è registrata un’alta domanda di energia in diversi settori, tra cui quello edilizio, dell’industria e dei trasporti, con un notevole aumento del consumo energetico globale. In questo contesto, la crescita demografica e il riscaldamento globale rappresentano un ulteriore ostacolo per soddisfare le future esigenze energetiche a livello mondiale.

Negli ultimi vent’anni, il settore in cui sì è verificata la più rapida crescita nell’uso di energia è stato quello del raffreddamento nelle aree urbane, in seguito a un chiaro aumento del possesso di apparecchiature di raffrescamento, principalmente nei paesi più sviluppati.

D’altra parte, la maggior parte dei più grandi centri urbani del mondo si trova nei paesi emergenti, tra cui India, Asia sud-orientale e Africa, che sono solitamente aree caratterizzate da condizioni climatiche calde o caldissime. Inoltre, molti paesi tropicali hanno percentuali relativamente basse di popolazione dotata di aria condizionata, costituendo così un potenziale importante per un futuro aumento del consumo di energia.

Per questi motivi, è importante caratterizzare e stimare la tendenza globale della domanda di raffreddamento, al fine di comprendere, analizzare e modellare il settore energetico, dalla generazione dell’energia al suo utilizzo.

Un articolo recentemente pubblicato su Nature Communications Earth & Environment da ricercatori della Fondazione CMCC e dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) offre un primo tentativo di stimare come un clima in via di riscaldamento possa influenzare la domanda energetica per il raffreddamento a livello nazionale in tutto il mondo.

I gradi giorno di raffreddamento (cooling degree days, CDD) rappresentano un indicatore di quanto e per quanto tempo la temperatura esterna superi una certa soglia, e quindi vengono utilizzati come una metrica efficace per stimare la domanda energetica per il raffreddamento interno di edifici.

È noto da studi precedenti che, in media, i gradi giorno di raffreddamento (CDD) stanno aumentando in tutto il mondo, ma il loro contributo relativo alla domanda energetica non è uniforme nello spazio.

“In questo studio abbiamo introdotto tre elementi principali di novità rispetto alla letteratura precedente in questo campo”, ha affermato Enrico Scoccimarro della divisione Climate Simulations and Predictions (CSP) del CMCC e primo autore dell’articolo. “Innanzitutto, per stimare i giorni di raffreddamento abbiamo considerato la temperatura percepita anziché quella assoluta, al fine di esprimere meglio la necessità di raffreddamento sperimentata dal corpo umano.”

La temperatura percepita tiene conto dell’umidità, che peggiora il disagio fisico causato dal calore estremo, e rappresenta quindi un’informazione più avanzata e completa sull’aumento previsto della domanda energetica per il raffreddamento.

“Inoltre, abbiamo osservato che vaste aree in cui le temperature sono tipicamente alte, come le zone desertiche, sono in effetti scarsamente popolate e quindi non hanno un impatto significativo sull’aumento complessivo della domanda energetica, per cui abbiamo anche introdotto un fattore che tenesse conto della densità di popolazione.”

La terza novità introdotta in questo studio è il concetto di cluster nel tempo degli eventi estremi. “Da un punto di vista energetico, avere diversi picchi di domanda energetica in un breve periodo di tempo, o avere un picco di tanto in tanto, fa una grande differenza”, ha detto Scoccimarro. “L’approvvigionamento energetico richiede una grande capacità di stoccaggio. Se si ha una serie di eventi estremi che richiedono una grande quantità di energia per diversi giorni consecutivi, potrebbe non esserci disponibilità diretta di energia sufficiente, per cui sarebbe necessario immagazzinarla. Per questo motivo, avere un futuro in cui gli eventi tendono ad essere più raggruppati significa avere una maggiore necessità di stoccaggio di energia.”

Lo schema spaziale dei valori intensi di CDDhum21, espressi come 90p, su ciascun paese indica valori più alti per i paesi tropicali dell’emisfero settentrionale (tutti i 23 paesi evidenziati si trovano nell’emisfero settentrionale) come Emirati Arabi Uniti, Kuwait, Iraq, Pakistan, Arabia Saudita e Bangladesh, seguiti da India, Vietnam, Cambogia, Tailandia, Mali, Mauritania e Niger. Da: Scoccimarro, E., Cattaneo, O., Gualdi, S. et al. Country-level energy demand for cooling has increased over the past two decades. Commun Earth Environ 4, 208 (2023).

Queste stime sono state derivate sulla base di un dataset di indicatori climatici legati all’energia, creato e reso disponibile grazie a una collaborazione tra la Fondazione CMCC e l’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA).

“Lo IEA and CMCC Weather for Energy Tracker è una nuova piattaforma aperta che raccoglie dati relativi al clima utili per comprendere, analizzare e modellare il settore energetico,” ha spiegato Roberta Quadrelli, Head della Sezione Data Indicators for Energy Transitions dell’IEA, e autrice del paper. “I dati sono disponibili a livello nazionale e subnazionale, con risoluzione giornaliera e mensile dal 1979 all’ultimo mese disponibile, e includono climatologie mensili e anomalie basate sulle rianalisi ERA5.”

“Abbiamo analizzato dati passati, confrontando due decenni, e abbiamo osservato uno spostamento in termini di magnitudo di questi indicatori per molti paesi del mondo”, ha detto Scoccimarro. “In generale, abbiamo riscontrato un forte aumento sia del numero che della durata dei cluster, suggerendo un potenziale aumento della domanda di raffreddamento e condizioni di stress persistenti per la popolazione e per i fornitori di energia.”

Considerando i fattori di umidità e densità di popolazione, alcuni paesi emergono per il loro aumento della domanda di raffreddamento, come India, Cambogia, Thailandia e Vietnam.

In generale, l’articolo mostra un intenso aumento del numero e del clustering di giornate estremamente calde nella maggior parte dei paesi considerati, con gravi conseguenze sulla popolazione e maggiori difficoltà nell’approvvigionamento e nello stoccaggio di energia. “Questo studio si propone di fornire un’indicazione per ulteriori analisi e applicazioni”, ha detto Scoccimarro. “Ci auguriamo che possa fornire un quadro strutturale per le amministrazioni locali, i decisori politici o per future ricerche.”

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