Il calore di processo solare — SHIP, Solar Heat for Industrial Processes — è l'impiego di collettori solari termici per fornire calore industriale per lavaggio, essiccazione, pastorizzazione e preriscaldamento dell'acqua di alimento delle caldaie. A fine 2024 operavano nel mondo almeno 1.315 impianti SHIP per circa 1.071 MWth complessivi, e circa il 30% della domanda di calore industriale si colloca sotto i 150 °C, l'intervallo che i collettori standard servono meglio.
Che cos'è il calore di processo solare?
Per calore di processo solare si intende l'uso di collettori solari termici per soddisfare il fabbisogno termico di uno stabilimento al posto di — o insieme a — caldaie a gas, a gasolio o elettriche. Il calore è il gigante addormentato dell'energia industriale: circa due terzi della domanda di energia finale dell'industria sono calore, non elettricità né forza motrice, e gran parte a temperature sorprendentemente moderate. Lavaggio e pulizia, pastorizzazione, essiccazione, tintura e preriscaldamento dell'acqua di alimento delle caldaie avvengono tutti al di sotto delle temperature che un buon collettore raggiunge di routine. La sigla di settore SHIP (Solar Heat for Industrial Processes) comprende tutto, dal campo sul tetto di un caseificio agli impianti a concentrazione che forniscono vapore industriale.
Quali processi e quali temperature si prestano al calore solare?
La domanda decisiva è la temperatura di processo: circa il 30% della domanda di calore industriale si colloca sotto i 150 °C e circa la metà sotto i 400 °C, e ogni fascia corrisponde a una tecnologia di collettore.
| Fascia di temperatura | Processi tipici | Tecnologia di collettore |
|---|---|---|
| Sotto i 100 °C | Lavaggio, pulizia, preriscaldamento dell'acqua di alimento, riscaldamento degli ambienti | Collettori piani |
| 100–150 °C | Pastorizzazione, cottura, essiccazione, sterilizzazione | Tubi sottovuoto e collettori piani ad alte prestazioni |
| 150–400 °C | Reti di vapore, olio diatermico, distillazione | Collettori a concentrazione (parabolici lineari, Fresnel) |
Il settore alimentare e delle bevande guida la diffusione proprio per questo motivo: caseifici, birrifici e industrie di lavorazione della carne gestiscono decine di processi sotto i 100 °C con profili di domanda su sette giorni e per tutto l'anno che assorbono ogni kilowattora solare.
Quanto è grande il mercato SHIP?
È ancora una nicchia, ma in crescita anno dopo anno. A fine 2024 operavano nel mondo almeno 1.315 impianti SHIP, con una potenza complessiva di circa 1.071 MWth su circa 1,53 milioni di m² di collettori; solo nel 2024 sono stati aggiunti 106 impianti, con la Cina come primo mercato. Gli sviluppatori di progetti hanno annunciato altri 73 impianti per complessivi 277 MW da completare entro il 2027. Rispetto alle dimensioni della domanda di calore industriale è poco più di un errore di arrotondamento — ed è proprio l'argomento che sentono gli investitori: il mercato potenziale è di ordini di grandezza superiore alla base installata.
Come si integra il calore solare in uno stabilimento?
La regola d'oro è immettere il calore alla temperatura utile più bassa possibile, perché la resa del collettore diminuisce al crescere della sua temperatura di esercizio — la fisica descritta dalla curva di rendimento del collettore. Il preriscaldamento dell'acqua di alimento o di reintegro delle caldaie è il classico punto di ingresso: il campo solare lavora sempre sul flusso più freddo dello stabilimento e ogni kilowattora sostituisce combustibile. Segue l'integrazione a livello di processo — riscaldare una specifica vasca, lavatrice industriale o circuito di un essiccatore — e poi l'integrazione a livello di fornitura nelle reti di vapore o di acqua calda. L'accumulo inerziale disaccoppia il picco solare di mezzogiorno dai turni di lavoro e gli scambiatori di calore mantengono il circuito solare separato dai fluidi di processo. Frazioni solari di progetto del 10–30% del calore di processo annuo sono tipiche senza accumulo stagionale.
Che cosa rende solido un business case SHIP?
Cinque ingredienti ricorrono negli impianti di successo: un processo sotto i 150 °C circa, una domanda di calore su almeno sei giorni alla settimana e idealmente tutto l'anno, un combustibile costoso da sostituire come GPL, gasolio o elettricità, tetto o terreno adiacente disponibili e un proprietario che pianifica su decenni anziché su trimestri. L'aumento dei costi del carbonio rafforza la convenienza in tutta l'UE, man mano che il prezzo delle emissioni si estende sempre più alla fornitura di calore. I produttori di collettori con referenze industriali — tra cui Solimpeks, che serve clienti in oltre 96 Paesi da Konya — forniscono i campi di collettori piani che dominano la fascia sotto i 100 °C da cui parte la maggior parte dei progetti SHIP, e la stessa ingegneria si adatta a ogni scala, dalla lavanderia di un hotel ai campi di teleriscaldamento solare.
Domande frequenti
Quale frazione solare può realisticamente raggiungere uno stabilimento?
Tipicamente il 10–30% del calore di processo annuo senza accumulo stagionale, con un impianto dimensionato in modo che la produzione estiva non superi mai la domanda. I processi a bassa temperatura con funzionamento continuo su sette giorni si collocano nella parte alta di questo intervallo; le lavorazioni a lotti con fermo nel fine settimana in quella bassa.
Quali settori industriali usano di più il calore di processo solare?
Il settore alimentare e delle bevande è quello principale — caseifici, birrifici, macelli — seguito da tessile, chimica e miniere. Il loro vantaggio sono i numerosi processi sotto i 100 °C e una domanda di calore in tutti i mesi dell'anno.
Lo SHIP richiede collettori speciali?
Sotto i 100 °C circa bastano i collettori piani standard certificati; da 100 a 150 °C subentrano i tubi sottovuoto o i collettori piani ad alta efficienza e oltre i 150 °C servono collettori a concentrazione come i parabolici lineari o i sistemi Fresnel.
Il calore di processo solare è collaudato su scala industriale?
Sì — nel mondo operano più di 1.300 impianti documentati, dai piccoli campi sul tetto a installazioni da vari megawatt, e il database SHIP di AEE INTEC ne registra pubblicamente configurazioni e prestazioni. Il rischio tecnologico è basso; il lavoro di progettazione sta nell'integrazione.