Efficienza energetica nelle cabine RE.MI.: il futuro del preriscaldamento con pompe di calore a gas

Le cabine RE.MI. (o Re.Mi.) sono un'infrastruttura fondamentale nel sistema di distribuzione del gas naturale in Italia. L'acronimo RE.MI. sta per Regolazione e Misura.

Funzione di una cabina RE.MI.

La funzione principale e lo scopo di una cabina RE.MI. sono quelli di fungere da punto di interconnessione e controllo tra le grandi dorsali di trasporto del gas naturale (che viaggiano ad alta pressione) e le reti di distribuzione locali (che operano a pressione più bassa).

Le funzioni principali di queste cabine sono:

• Regolazione della pressione: il gas viaggia nelle grandi condutture nazionali ad altissima pressione. All'ingresso delle aree urbane, le cabine RE.MI. riducono questa pressione a livelli gestibili e sicuri per le reti di distribuzione cittadine.
• Misura del volume: nelle cabine vengono installati contatori (misuratori) per registrare l'esatta quantità di gas che passa dalla rete di trasporto a quella di distribuzione. Questa misurazione è cruciale per la fatturazione e la gestione dei flussi.
• Filtrazione: spesso includono sistemi di filtraggio per pulire il gas da eventuali impurità prima che entri nelle reti locali.

Il Codice RE.MI.

Il termine "cabina RE.MI." è noto anche agli utenti finali per via del codice RE.MI., un codice alfanumerico che identifica univocamente il punto fisico di consegna del gas dalla rete di trasporto a quella di distribuzione. Questo codice si trova spesso nella bolletta del gas, insieme ad altri codici identificativi come il PDR (Punto di Riconsegna), e viene utilizzato per identificare la provenienza della fornitura in caso di cambio fornitore o altre pratiche amministrative.

Cosa succede al gas quando arriva in una cabina RE.MI.?

Quando il gas naturale entra in una cabina RE.MI. subisce un processo sequenziale e altamente ingegnerizzato, progettato per renderlo idoneo alla distribuzione locale.

Ecco i passaggi nel dettaglio:

1. Arrivo e alta pressione: il gas arriva dal gasdotto di trasporto nazionale (la "rete primaria") a una pressione molto elevata, che può variare a seconda del punto della rete.
2. Filtrazione (pulizia iniziale): la prima fase operativa è quasi sempre la filtrazione. Sebbene il gas naturale sia già raffinato, possono essere presenti tracce di polvere, detriti solidi, o liquidi (come condensa o oli lubrificanti dei compressori) che devono essere rimossi per proteggere le apparecchiature sensibili a valle e garantire la qualità del gas.
3. Riscaldamento (pre-regolazione): questo è un passaggio cruciale. La fase successiva è la riduzione della pressione, un processo fisico (detto espansione di Joule-Thomson) che raffredda drasticamente il gas. Se non venisse riscaldato prima, il forte raffreddamento potrebbe causare la formazione di ghiaccio o idrati solidi all'interno delle valvole e delle tubazioni, bloccando l'impianto. Si potrebbe inoltre creare condensa sulle tubazioni ed accelerare il processo di corrosione delle stesse.
   Vengono quindi utilizzati degli scambiatori di calore (alimentati solitamente a gas metano stesso o con energia elettrica) per riscaldare il gas a una temperatura ottimale prima della riduzione di pressione.
4. Regolazione della pressione (il cuore della RE.MI.): il gas passa attraverso un sistema di valvole e regolatori di pressione sofisticati. Questi dispositivi riducono la pressione dal livello di trasporto (alta o altissima pressione) al livello richiesto dalla rete di distribuzione locale (media o bassa pressione). Spesso questa riduzione avviene in più stadi successivi all'interno della stessa cabina.
5. Misurazione (contabilizzazione): dopo la regolazione, il gas viene inviato a sistemi di misurazione ad alta precisione. Vengono utilizzati misuratori volumetrici o a ultrasuoni che registrano esattamente quanto volume di gas è passato. Questo dato è fondamentale per fini commerciali e fiscali.
6. Odorizzazione (sicurezza): il gas naturale è inodore per sua natura. Prima di essere immesso nelle reti urbane, viene iniettato un odorizzante (solitamente un mercaptano, che ha l'odore caratteristico di zolfo o "gas") in quantità minime, ma sufficienti a permettere alle persone di rilevare immediatamente eventuali fughe tramite l'olfatto.
7. Immissione nella rete di distribuzione: a questo punto, il gas è pronto: è pulito, a pressione corretta, misurato e odorizzato. Viene immesso nelle tubature della rete secondaria che lo porteranno capillarmente verso le utenze finali (case, condomini, industrie).

In sintesi, il gas che entra in una cabina RE.MI. viene "condizionato" e reso sicuro e tracciabile prima di essere distribuito alla popolazione.

Perché è importante riscaldare il gas in una cabina RE.MI.?

Il riscaldamento del gas all'interno di una cabina RE.MI. è un passaggio fondamentale per ragioni puramente fisiche e ingegneristiche, specificamente per prevenire problemi operativi causati da un fenomeno noto come effetto Joule-Thomson.

L'Effetto Joule-Thomson e il raffreddamento

Il gas naturale viaggia nei gasdotti ad alta pressione. Quando la pressione viene improvvisamente e drasticamente ridotta (il processo al centro della funzione di una cabina RE.MI., dove si passa da alta a media/bassa pressione), il gas subisce un rapido raffreddamento. Questo fenomeno fisico è detto effetto Joule-Thomson.

Le conseguenze del raffreddamento eccessivo

Se il gas non venisse preriscaldato, il raffreddamento improvviso avrebbe conseguenze disastrose per il funzionamento della cabina e dell'intera rete:

• Formazione di ghiaccio e solidi (idrati): temperature molto basse possono causare la solidificazione dell'umidità residua o di altri componenti nel gas. Si formerebbero cristalli di ghiaccio o "idrati" solidi che andrebbero a ostruire valvole, filtri e tubazioni, bloccando il flusso del gas.
• Danneggiamento delle apparecchiature: i componenti metallici della cabina (valvole, guarnizioni, strumenti di misura) sono progettati per operare in un certo intervallo di temperature. Temperature eccessivamente basse possono rendere i metalli fragili e causare rotture o malfunzionamenti. Si rischierebbe inoltre la formazione di condensa sugli impianti di cabina ingenerando indesiderati fenomeni di corrosione.
• Problemi di misurazione: la densità e il volume del gas variano significativamente con la temperatura. Per una misurazione accurata (cruciale per la fatturazione), è necessario che il gas si trovi in condizioni stabili e controllate.

La soluzione: preriscaldamento controllato

Per evitare questi problemi, il gas viene fatto passare attraverso degli scambiatori di calore prima che avvenga la riduzione di pressione. Questo preriscaldamento "bilancia" l'effetto di raffreddamento che avverrà successivamente, assicurando che l'intero processo avvenga a temperature di esercizio sicure e stabili.

Vantaggi operativi e sostenibilità con le pompe di calore ad assorbimento Robur

Il processo di preriscaldamento del gas naturale all'interno delle cabine RE.MI. (Regolazione e Misura) rappresenta un punto focale cruciale per l'efficienza gestionale dell'intera rete di distribuzione. Come precedentemente analizzato, questa operazione è fisicamente indispensabile: serve a contrastare l'effetto Joule-Thomson, ovvero il drastico raffreddamento del gas che si verifica durante la riduzione di pressione. Senza un adeguato apporto termico a monte, la formazione di ghiaccio, idrati solidi e la potenziale fragilizzazione dei componenti metallici comprometterebbero la sicurezza e la continuità del servizio.

Tuttavia, la necessità tecnica si scontra con una sfida economica e ambientale significativa. Tradizionalmente, il riscaldamento del gas nelle cabine RE.MI. viene realizzato impiegando semplici caldaie a gas a fiamma diretta, che bruciano una parte del metano trasportato o consumano energia elettrica prelevata dalla rete. Questo approccio, sebbene funzionale, presenta notevoli inefficienze: le caldaie convenzionali hanno rendimenti modesti (spesso di molto inferiori al 90-95%) e comportano costi operativi significativi, che incidono direttamente sul bilancio delle società di distribuzione. In un contesto normativo che spinge sempre più verso l'efficienza energetica e la decarbonizzazione, mantenere sistemi di riscaldamento obsoleti non è più sostenibile né economicamente vantaggioso.

È in questo scenario che emerge la superiorità tecnologica delle pompe di calore ad assorbimento a gas Robur. Queste soluzioni rappresentano un salto di qualità nell'efficienza del preriscaldamento. A differenza delle caldaie tradizionali, che generano calore bruciando combustibile, le pompe di calore ad assorbimento utilizzano il gas naturale come fonte energetica per spostare calore da una fonte a bassa temperatura (come l'aria ambiente o l'acqua di falda) al gas che necessita di essere riscaldato. Sfruttano un ciclo termodinamico virtuoso (basato sulla miscela acqua/ammoniaca) che permette di raggiungere un’efficienza nominale (GUE) molto elevata, pari a 172% rispetto al potere calorifico del gas utilizzato.

L'installazione delle pompe di calore a gas Robur all'interno del sistema RE.MI. si traduce in vantaggi tangibili per i gestori della rete:

1. Efficienza energetica superiore: si consuma molta meno energia primaria per ottenere lo stesso effetto termico desiderato, ottimizzando l'uso del metano.
2. Riduzione dei costi operativi: la diminuzione del consumo di gas per i servizi ausiliari della cabina abbassa drasticamente la bolletta energetica dell'impianto.
3. Sostenibilità ambientale: un minor consumo di combustibile si traduce in minori emissioni di CO₂ e NOx, allineando la gestione della cabina agli obiettivi ESG (Environmental, Social, and Governance) delle utility.

Integrare la tecnologia Robur significa trasformare un costo operativo fisso e inefficiente in un investimento strategico che garantisce un rapido ritorno economico e una gestione dell'infrastruttura RE.MI. all'avanguardia.

Dimostrazione pratica: il 46% di risparmio operativo con le pompe di calore a gas

L'immagine mostra i risultati concreti di un caso studio reale, che confronta l'efficienza operativa di un sistema di riscaldamento tradizionale basato esclusivamente su caldaie esistenti con una soluzione ibrida che integra una pompa di calore ad assorbimento a gas (GAHP A 35kW). L'analisi dei dati, basata su 196 giorni di misurazione, evidenzia in modo inequivocabile i benefici economici derivanti dall'adozione della tecnologia GAHP, confermando la superiorità dell’efficienza di utilizzo del gas (GUE) delle pompe di calore ad assorbimento rispetto alle caldaie convenzionali.

Il dato più rilevante è la drastica riduzione dell'autoconsumo in metri cubi standard (Scm) di gas, che passa da 16.668 Scm a 8.306 Scm. Questo calo di consumo del 50% è il cuore del risparmio, poiché l'energia termica necessaria viene ora fornita con un'efficienza molto maggiore, sfruttando il calore ambientale anziché bruciando esclusivamente gas. Sebbene l'integrazione della GAHP introduca un nuovo consumo elettrico (2.800 kWh, per un costo totale di 846 euro), il risparmio sul costo totale del gas è nettamente prevalente. Il costo totale annuo si riduce infatti da 16.668 a 9.152 euro.

Il risultato finale è un risparmio complessivo del 46% sui costi totali di esercizio dell'impianto. Questi dati reali dimostrano in modo tangibile come l'investimento in pompe di calore a gas ad alto rendimento, come le soluzioni Robur, non sia solo una scelta ecologica, ma una decisione gestionale ed economica strategica per i distributori di gas, capace di generare un ROI significativo e immediato.

Installazione tipica cabine RE.MI.

L’adozione delle pompe di calore Robur GAHP A (singole o in cascata) permette di conseguire un significativo efficientamento energetico delle cabine RE.MI. garantendo una gestione più sostenibile e performante del sistema termico.

La tecnologia è già stata implementata con successo in oltre 140 cabine RE.MI. di primarie aziende della distribuzione gas con importanti risultati in termini di risparmio energetico, riduzione delle emissioni e affidabilità operativa. Oggi la soluzione di Robur per le cabine RE.MI. si propone quale standard di riferimento per il futuro efficientamento energetico delle infrastrutture di distribuzione gas in Italia.

I vantaggi riscontrati

• Ciclo ad assorbimento acqua–ammoniaca che elimina il compressore assicurando un assorbimento elettrico irrisorio, inferiore ad 1 kW ed evitando modifiche all’impianto elettrico presente in cabina.
• Refrigerante naturale (NH₃) a GWP nullo, esente da restrizioni dovute alla normativa F-Gas.
• Temperature di mandata fino a 65 °C con performance di rilievo anche a temperature molto rigide. Cicli di defrosting particolarmente brevi che non interrompono il funzionamento dell’unità. Performances perfettamente compatibili con qualsiasi dimensionamento degli scambiatori presenti in cabina.
• Facilmente installabili all’esterno della cabina, in area non classificata e senza necessità di fumisteria, offrendo massima semplicità d’integrazione.
• Soluzione che si presta sia all’equipaggiamento di nuove cabine, sia all’upgrade delle esistenti, garantendo in entrambi i casi importanti economie di energia.
• Garantisce il funzionamento sempre prioritario sul carico di base del servizio di preriscaldo che consente di ottenere risparmi energetici molto rilevanti anche con una potenza termica della pompa di calore nell’ordine del 30/50% rispetto a quella della caldaia già presente in cabina.

FAQ – Efficienza energetica nelle cabine RE.MI. e preriscaldamento gas

Cos’è una cabina RE.MI. e qual è la sua funzione?

La cabina RE.MI. (Regolazione e Misura) è un impianto che riduce la pressione del gas naturale proveniente dalla rete di trasporto e ne misura la portata prima dell’immissione nella rete di distribuzione o presso utenze industriali. È un nodo strategico per garantire sicurezza, continuità e qualità del servizio.

Perché il gas deve essere preriscaldato nelle cabine RE.MI.?

Durante la riduzione di pressione il gas subisce un raffreddamento per effetto Joule-Thomson. Senza preriscaldamento si possono generare condense o formazione di ghiaccio, con rischi per la continuità operativa e per l’integrità dei componenti. Il preriscaldamento mantiene la temperatura entro limiti di sicurezza.

Quali sono i sistemi tradizionali di preriscaldamento?

Tradizionalmente si utilizzano caldaie a gas o sistemi elettrici. Le caldaie sfruttano la combustione diretta, mentre le soluzioni elettriche trasformano energia elettrica in calore. Entrambi i sistemi possono comportare costi energetici elevati e minore efficienza complessiva rispetto a soluzioni innovative.

Come funziona una pompa di calore a gas per il preriscaldamento del gas naturale?

La pompa di calore a gas utilizza un ciclo termodinamico ad assorbimento per trasferire calore da una sorgente esterna (aria o acqua) al circuito di preriscaldamento. In questo modo produce più energia termica utile rispetto all’energia primaria consumata, aumentando l’efficienza globale del sistema.

Quali vantaggi offre rispetto a una caldaia tradizionale?

Le pompe di calore a gas consentono rendimenti superiori, minori consumi di combustibile, riduzione delle emissioni di CO₂ e maggiore stabilità operativa. Inoltre permettono di valorizzare l’energia rinnovabile aerotermica, migliorando l’impronta ambientale dell’impianto.

Il parametro GUE è importante nelle cabine RE.MI.?

Sì. Il Gas Utilization Efficiency (GUE) misura il rapporto tra energia termica utile prodotta ed energia primaria consumata. Un GUE superiore al 100% indica che la pompa di calore sfrutta anche energia rinnovabile dall’ambiente, garantendo un risparmio significativo rispetto alla combustione diretta.

Le pompe di calore a gas sono adatte a funzionamento continuo?

Sì. Sono progettate per applicazioni industriali e infrastrutturali con esercizio prolungato e carichi variabili. La stabilità delle prestazioni anche a basse temperature esterne le rende idonee per cabine RE.MI. operative tutto l’anno.

È possibile accedere a incentivi per l’installazione?

In molti casi sì. Interventi di efficientamento energetico su impianti industriali e infrastrutturali possono rientrare in meccanismi di incentivazione nazionali o regionali, a seconda della normativa vigente e delle caratteristiche dell’intervento.

Qual è l’impatto ambientale di questa soluzione?

L’utilizzo di pompe di calore a gas per il preriscaldamento riduce i consumi di combustibile e le emissioni climalteranti rispetto ai sistemi tradizionali, contribuendo agli obiettivi di decarbonizzazione e transizione energetica del settore gas.