Gli edifici del futuro non saranno soltanto luoghi da illuminare, riscaldare o raffreddare, ma veri e propri sistemi di accumulo distribuito. Questo è quello che promettono gli edifici-batteria, strutture hi-tech non solo in grado di ridurre al minimo i consumi energetici, ma anche di comportarsi come vere e proprie batterie, capaci di immagazzinare e rilasciare energie a seconda delle esigenze della rete elettrica. Un’idea che sembrava poco futuribile, ma che, come si legge nello studio Buildings as Batteries (2025) di Alejandro Lopez & Derek W. Bunn, grazie ai nuovi materiali da costruzione a alle moderne tecnologie, come i sistemi HVAC intelligenti (impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento che sfruttano tecnologie lA per controllare in modo automatico e da remoto temperatura, umidità e qualità dell’aria) e all’approccio VES (Virtual Energy Storage), adesso sono al centro di numerosi progetti pilota e ricerche in tutto il mondo.
Dal calore all’elettricità: come gli edifici possono immagazzinare energia
Quando si parla di edifici che funzionano come batterie, il pensiero va subito all’elettricità. Tuttavia il primo vero vettore energetico che una struttura può accumulare in modo efficace è il calore. In particolare, grazie ad un principio noto come inerzia termica, le strutture edilizie sono in grado di assorbire il calore in eccesso durante le ore più calde o nei momenti di surplus energetico e rilasciarlo gradualmente quando serve.
Un meccanismo semplice ma estremamente efficace, per il quale l’utilizzo dell’inerzia termica in modo controllato permette agli edifici di comportarsi come vere e proprie batterie virtuali, secondo un approccio chiamato Virtual Energy Storage.
Ma in cosa consiste davvero questo VES? Si tratta di uno spostamento nel tempo del fabbisogno energetico per il riscaldamento o il raffrescamento per mezzo di un vero e proprio sfruttamento dell’edificio stesso come sistema di accumulo passivo e senza alcuno stoccaggio dell’elettricità. Il risultato? Una riduzione significativa dell’uso di batterie elettrochimiche e, nei contesti di comunità energetiche, un risparmio complessivo sui costi di accumulo pari fino al 30%.
Ma non è solo il calore ad offrire nuove possibilità. Anche i materiali da costruzione stanno vivendo una rivoluzione silenziosa. Al MIT, un gruppo di ricerca guidato dal professor Franz-Josef Ulm ha sviluppato un innovativo supercondensatore cementizio, ottenuto mescolando cemento, nerofumo e acqua dal quale prende origine un materiale chiamato ec³ (electrically conductive cement composite), capace di immagazzinare energia elettrica direttamente all’interno della struttura dell’edificio.
“Parliamo di un materiale da costruzione che è allo stesso tempo componente strutturale e dispositivo di accumulo – spiega Ulm – in futuro, potremmo avere muri e fondamenta in grado di contribuire all’alimentazione elettrica degli edifici stessi.”
Per ora, la capacità di accumulo di ec³ si attesta intorno a 300 Wh per metro cubo, un valore ancora distante dalle batterie al litio, ma sufficiente per molte applicazioni statiche, soprattutto se si considera la superficie totale disponibile negli edifici.
Dal punto di vista ambientale, dunque, la logica degli edifici-batteria vuole rispondere ad una sfida cruciale ovvero quella di decarbonizzare il comparto edilizio, responsabile del 36% delle emissioni energetiche di CO₂ nell’Unione europea. L’accumulo locale, infatti, consente di valorizzare l’energia prodotta da fonti rinnovabili, riducendo gli sprechi e alleggerendo la rete elettrica nei momenti di picco.
Gli edifici-batteria entrano nelle direttive europee
Non c’è da stupirsi dunque se il concetto di edificio-batteria sta progressivamente trovando spazio anche nel quadro normativo europeo. La nuova Direttiva UE sulla prestazione energetica degli edifici (EPBD IV), in vigore dal maggio 2024, impone agli Stati membri l’obbligo di costruire solo edifici a emissioni zero a partire dal 2030 (2028 per quelli pubblici), e introduce requisiti tecnici che agevolano l’integrazione di sistemi di accumulo locali, sia elettrici che termici.
In particolare, la direttiva riconosce esplicitamente il valore dei sistemi di “energy storage on site” all’interno della definizione di impianti tecnici edilizi. Questo significa che, per la prima volta, l’accumulo integrato diventa un parametro valutabile nella prestazione energetica degli edifici, con impatti su certificazioni, incentivi e accesso a finanziamenti. Inoltre, l’obbligo di predisposizione per l’installazione di impianti solari (fotovoltaici o termici) rende più naturale l’adozione di sistemi di accumulo, come parte di una progettazione energetica distribuita e flessibile.
Italia e oltre: edifici resilienti, anche in caso di blackout
L’Italia sta sperimentando con successo l’idea di edifici capaci non solo di consumare meno, ma anche di mantenere il comfort abitativo in situazioni critiche, grazie proprio alla loro capacità di accumulo.
Uno studio del Politecnico di Milano, di Silvia Erba, Alessandra Barbieri (2022) – Retrofitting Buildings into Thermal Batteries for Demand-Side Flexibility and Thermal Safety during Power Outages in Winter pubblicato su Energies, ha analizzato due appartamenti ristrutturati secondo criteri di alta efficienza energetica. Durante simulazioni di blackout invernali, le abitazioni sono riuscite a mantenere temperature interne accettabili per oltre 48 ore, senza alcuna fonte attiva di riscaldamento.
Anche a livello internazionale si moltiplicano i casi studio. A Seoul, per esempio, un complesso residenziale ha adottato un sistema di accumulo termico sotterraneo (UTES – Underground Thermal Energy Storage), alimentato da impianti fotovoltaici installati in copertura. L’energia solare in eccesso durante l’estate viene convertita in calore e immagazzinata nel sottosuolo per poi essere utilizzata nei mesi invernali. Un’iniziativa che ha garantito una riduzione dei consumi stagionali fino al 39%.
Verso una nuova idea di edificio
Una revisione radicale del ruolo dell’architettura nella transizione energetica non è più rimandabile e considerare gli edifici come semplici contenitori di consumo è ormai anacronistico. Quando si parla di immobili ci si deve riferire a loro come sistemi energetici distribuiti, capaci di dialogare con la rete, anticipare i picchi di domanda, accumulare energia rinnovabile e ridurre il carico infrastrutturale. Le potenzialità degli edifici-batteria aumentano esponenzialmente se inseriti in una rete intelligente ed in un comunità energetiche ben strutturate. Esistono già sistemi di intelligenza artificiale sono già in grado di ottimizzare in tempo reale il ciclo di carica/scarica di batterie domestiche e veicoli elettrici integrati.
L’uso combinato di VES, storage elettrico e controllo intelligente ha le potenzialità per trasformare un intero quartiere in una “centrale virtuale”, in grado di rispondere alle fluttuazioni della domanda e contribuire alla decarbonizzazione del sistema energetico. L’edificio-batteria non è una tecnologia unica, ma un insieme di soluzioni integrate — materiali intelligenti, software predittivi, comunità energetiche, storage termico e elettrico — che ridisegnano il nostro rapporto con l’energia.
In un contesto in cui l’elettrificazione cresce rapidamente e la produzione rinnovabile è sempre più variabile, sfruttare l’ambiente costruito per l’accumulo può rappresentare una soluzione, che se adeguatamente scalata nei grandi centri urbani, può fare davvero la differenza.
