La rivoluzione della CO2: le tendenze che ridisegnano la refrigerazione commerciale nell’UE e negli USA

Di: Ilana Koegelenberg

 

L’anidride carbonica (CO₂, R744) sta trasformando la refrigerazione commerciale nei principali mercati, affermandosi come una soluzione a prova di futuro per i retailer che devono far fronte a normative sempre più rigorose e a crescenti pressioni ambientali. Con l’UE che stabilisce scadenze ambiziose per l’eliminazione graduale e i singoli Stati degli USA che introducono requisiti stringenti, lo slancio verso l’adozione della CO₂ ha raggiunto un punto di svolta decisivo. Che cosa sta determinando questo cambiamento in questi due influenti mercati?

 

Lo slancio del mercato nelle diverse regioni 

L’adozione dei sistemi transcritici a CO₂ sta accelerando a livello globale, soprattutto nel settore della refrigerazione commerciale. Secondo il rapporto di mercato 2024 di ATMOsphere Refrigeranti naturali: lo stato del settore, l’Europa conta ora circa 90.700 punti vendita alimentari che utilizzano sistemi transcritici a CO₂, dato aggiornato a dicembre 2024, pari a una penetrazione di mercato del 30%, in aumento rispetto al 22,9% del 2023. Questa notevole crescita comprende 76.200 punti vendita con sistemi centralizzati e 14.500 con unità condensanti. 

Anche il Nord America, pur partendo da una base più ridotta, sta registrando una crescita esplosiva. Nel 2024, il numero di installazioni nella regione è aumentato del 40%, raggiungendo 4.100 punti vendita, di cui 2.800 negli USA e 1.300 in Canada. Secondo il rapporto di ATMOsphere, la penetrazione di mercato nei supermercati e nei negozi di generi alimentari nordamericani ha raggiunto il 5,8%, rispetto al 4,1% dell’anno precedente.

 

Tendenze del settore e cambiamento delle dinamiche di mercato 

Il panorama della refrigerazione commerciale nell’UE e negli USA si sta evolvendo rapidamente, mentre gli operatori si adattano alle pressioni normative e alle opportunità di mercato. Quali sono alcune delle principali tendenze che si possono individuare?

• Cresce l’interesse per i sistemi distribuiti a CO₂

 

Andre Patenaude, Director of Solutions Strategy di Copeland, ha osservato un’evoluzione significativa delle architetture di sistema. I sistemi booster centralizzati a CO₂ sono tradizionalmente stati la scelta principale negli USA. Di recente, tuttavia, le architetture distribuite a CO₂ si sono affermate come un’opzione valida. «Questi sistemi di capacità inferiore aggiungono flessibilità all’impiego della CO₂, rendendoli ideali per i punti vendita di formato più piccolo o per quelli più grandi che ricercano i vantaggi di scalabilità offerti da un approccio distribuito», afferma Patenaude. 

L’adozione dei sistemi distribuiti a CO₂ è già diffusa in Europa e molti produttori con sede nell’UE stanno creando stabilimenti produttivi negli USA, a conferma del crescente slancio di questa tendenza.

 

• Strategie di transizione del mercato statunitense

Nonostante sia partito in ritardo, il mercato statunitense sta recuperando rapidamente. Giacomo Pisano, Sales Manager di Dorin, evidenzia le differenze geografiche: «Gli USA sono molto indietro rispetto all’Europa in termini di diffusione della CO₂, ma in alcune aree il ritmo di crescita è davvero rapido, soprattutto nelle giurisdizioni in cui sono in vigore normative rigorose, come la California, dove la CO₂ sta diventando una soluzione di uso comune per la refrigerazione industriale e dei supermercati». 

Questa rapida crescita riflette un approccio pragmatico e articolato all’adozione dei refrigeranti naturali. Secondo Wynand Groenewald, President di Future Green Now, il mercato statunitense sembra concentrarsi su strategie di riduzione della carica per limitare la quantità di refrigerante HFC utilizzata. Groenewald ha osservato che molte aziende stanno introducendo sistemi secondari a CO₂ su sistemi esistenti basati su HFC, allo scopo di ridurre le cariche di refrigerante nei punti vendita esistenti. 

Groenewald ha osservato negli USA un importante cambiamento di mentalità, accompagnato da una forte spinta verso la formazione. «La mentalità sta decisamente passando da “dobbiamo farlo?” o “dovremmo farlo?” a “lo stiamo facendo e dobbiamo migliorare”», afferma.

 

• Si ampliano le opportunità di recupero di calore 

Le peculiari proprietà termodinamiche della CO₂ la rendono particolarmente adatta alle applicazioni di recupero di calore, poiché il refrigerante opera naturalmente a temperature più elevate rispetto ai refrigeranti convenzionali. Questa caratteristica consente un trasferimento termico più efficiente e il recupero di calore di scarto a temperatura più elevata. 

Patenaude spiega che il recupero di calore nei sistemi a CO₂ è diventato sempre più diffuso e offre opportunità per massimizzare il potenziale di sostenibilità. Invece di essere rilasciato all’esterno, il calore viene recuperato e utilizzato per vari scopi all’interno di una struttura, tra cui la produzione di acqua calda, la deumidificazione, il riscaldamento delle solette, il preriscaldamento nei processi di refrigerazione o persino il riscaldamento degli ambienti.

 

• Le innovazioni tecnologiche favoriscono l’espansione del mercato 

I produttori stanno investendo ingenti risorse in ricerca e sviluppo (R&D) per superare i limiti tradizionali dei sistemi a CO₂ e rendere al contempo la tecnologia accessibile a un maggior numero di segmenti di mercato. Gran parte di questa innovazione si concentra sulla tecnologia dei compressori, dove i progressi consentono sia applicazioni su scala più ampia sia installazioni nei formati più piccoli. 

Marco Perri, R&D Manager ed Environmental System Manager di Frascold, osserva che nel settore della refrigerazione vi è interesse per compressori più grandi e di maggiore capacità, mentre stanno diventando interessanti anche le unità di piccole dimensioni, in particolare i compressori singoli in grado di operare sia in modalità subcritica sia transcritica. 

I produttori stanno rispondendo con programmi completi di R&D che coprono l’intero spettro delle capacità. Frascold ha investito nello sviluppo di nuove taglie di compressori a CO₂ in diverse gamme, mentre Dorin si è concentrata in particolare sulle unità di minore capacità. Nel frattempo, il prossimo compressore scroll transcritico di Copeland, dotato di tecnologia di iniezione dinamica del vapore, promette maggiore semplicità, efficienza e prestazioni per i sistemi distribuiti a CO₂, eliminando la necessità di strategie di compressione parallela. 

Questi progressi tecnologici stanno affrontando sistematicamente gli ostacoli legati ai costi nelle diverse applicazioni, estendendo l’idoneità della CO₂ ben oltre la refrigerazione tradizionale. Con la maturazione della tecnologia, la CO₂
si sta ora diffondendo nelle pompe di calore, nei refrigeratori e persino nella climatizzazione, grazie a innovazioni come il nuovo sistema VRV a CO₂ di Daikin.

 

Normative UE: un quadro completo per l’eliminazione graduale 

L’UE ha istituito il quadro normativo più ambizioso al mondo per l’eliminazione dei gas fluorurati. Il Regolamento UE F-gas revisionato è entrato in vigore l’11 marzo 2024, stabilendo il divieto totale dei gas fluorurati entro il 2050. Ciò ha esercitato una notevole influenza sul passaggio a soluzioni con refrigeranti naturali come la CO₂. 

Principali scadenze:

• 2025: divieto di nuove apparecchiature di refrigerazione autonome che utilizzano refrigeranti con Global Warming Potential (GWP) ≥150

• 2027: divieto di utilizzare gas fluorurati con GWP ≥150 nei refrigeratori con capacità fino a 12kW; per i refrigeratori più grandi, limite fissato a GWP ≤750

• 2030: divieto di utilizzare gas fluorurati con GWP ≥150 nelle apparecchiature di refrigerazione commerciale, ad eccezione di alcuni refrigeratori

• 2032: divieto totale dei refrigeranti fluorurati in tutti i refrigeratori con capacità fino a 12kW

• 2050: eliminazione totale dei gas fluorurati

 

Il regolamento stabilisce inoltre requisiti di formazione per i tecnici che lavorano con refrigeranti naturali, imponendo agli Stati membri di sviluppare programmi di certificazione entro un anno.

 

Il regolamento UE collega esplicitamente i gas fluorurati ai PFAS, sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche, affermando che è «dimostrato o sospettato che alcuni gas fluorurati a effetto serra si degradino in PFAS». 

Questo legame è particolarmente significativo per i refrigeranti HFO più recenti, che possono degradarsi in acido trifluoroacetico (TFA), un composto PFAS persistente nell’ambiente. L’Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA) sta ora valutando una restrizione universale dei PFAS che potrebbe accelerare i tempi di adozione dei refrigeranti naturali.

 

Normative USA: un quadro federale con la leadership degli Stati 

Gli USA operano nell’ambito dell’American Innovation and Manufacturing (AIM) Act federale, promulgato nel 2020, che autorizza l’EPA a ridurre gradualmente la produzione di HFC e a gestire le sostanze sostitutive. Alcuni singoli Stati stanno andando oltre il calendario prescritto, introducendo tempistiche ancora più ambiziose.

 

Quadro dell’AIM Act federale 

La Technology Transitions Rule, finalizzata nell’ottobre 2023, punta alla riduzione graduale degli HFC ad alto GWP attraverso una serie di restrizioni progressive. I refrigeranti con GWP superiore a 150 sono vietati in numerose applicazioni di refrigerazione a partire dal 1° gennaio 2025. Ulteriori scadenze per la conformità si estendono fino al 2028, creando un approccio graduale all’eliminazione degli HFC.

 

Legislazione a livello statale 

Nel dicembre 2024, lo Stato di New York ha finalizzato ambiziose normative sugli HFC, utilizzando in particolare limiti di GWP su 20 anni anziché le più tradizionali misurazioni su 100 anni. La misurazione del GWP su 20 anni rileva l’impatto più immediato dei refrigeranti sul riscaldamento rispetto all’orizzonte temporale di 100 anni, rendendo le normative più rigorose, poiché molti HFC hanno effetti sul riscaldamento sproporzionatamente più elevati nei primi due decenni.

 

Le disposizioni principali comprendono:

• Sistemi per supermercati con capacità di carica di refrigerante pari o superiore a 50lbs (23kg): GWP20 > 580 vietato dal 1° gennaio 2026; GWP20 > 10 vietato dal 1° gennaio 2034

• Sistemi per supermercati con capacità di carica di refrigerante inferiore a 50lbs (23kg): GWP20 > 943 vietato dal 1° gennaio 2026; GWP20 > 10 vietato dal 1° gennaio 2034

• Unità commerciali autonome: GWP100 ≥150 vietato dal 1° gennaio 2025; GWP20 > 10 vietato dal 1° gennaio 2034.

 

Lo Stato di Washington ha introdotto normative che, a partire dal 2025, limitano l’impiego di refrigeranti con GWP >150 nelle nuove apparecchiature commerciali e industriali, seguite da divieti di retrofit nel 2029. 

California: nel 2024, il California Air Resources Board (CARB) ha aperto la presentazione delle domande per la seconda tornata di finanziamenti nell’ambito del proprio F-gas Reduction Incentive Program (FRIP), destinato alla refrigerazione commerciale e industriale. Al programma sono stati assegnati complessivamente $65 milioni.

 

Incertezza normativa con la nuova amministrazione 

Il 2025 Presidential Transition Project (Project 2025) raccomanda di abrogare le normative sugli HFC previste dall’AIM Act, definite «inutilmente rigorose e costose». Tuttavia, Christina Starr dell’Environmental Investigation Agency (EIA) negli USA non ha osservato cambiamenti rilevanti nel mercato dovuti alla transizione politica. «Alcune normative sono in fase di riesame, ma non si prevede che la riduzione graduale degli HFC nel suo complesso e la diminuzione dell’offerta di refrigeranti HFC cambino. Questi sono i principali fattori trainanti e il mercato continua a muoversi verso refrigeranti a GWP inferiore e refrigeranti naturali». 

Anche gli impegni a livello statale rimangono solidi, con la US Climate Alliance, che rappresenta 24 Stati, impegnata a proseguire l’azione per il clima indipendentemente dai cambiamenti della politica federale. «Credo che sempre più Stati valuteranno la possibilità di replicare programmi di incentivazione per la sostituzione dei sistemi esistenti, analoghi al programma FRIP della California», prevede Starr.

 

Superare gli ostacoli del mercato 

Nonostante la forte spinta normativa e i progressi tecnologici, la transizione alla refrigerazione a CO₂ deve affrontare diverse sfide persistenti, che variano in base alla regione e al segmento di mercato. Comprendere questi ostacoli è fondamentale per gli operatori che sviluppano strategie volte ad accelerare l’adozione e garantire la corretta implementazione dei sistemi con refrigeranti naturali.

 

• Ostacoli economici 

Patenaude spiega che il costo iniziale più elevato di un sistema a CO₂ rimane una sfida che il settore deve superare. Tuttavia, i calcoli a lungo termine del costo totale di proprietà (TCO) e le riduzioni delle emissioni Scope 1 risultano favorevoli per un sistema di refrigerazione a CO₂ sottoposto a una manutenzione adeguata. 

Il costo è particolarmente problematico per i grandi retailer con numerosi punti vendita, per i quali il capitale necessario a convertire ogni singolo negozio alla CO₂ è enorme, spiega Oliver Javerschek, Project Manager di BITZER. «Può avvenire solo passo dopo passo». 

Pisano concorda sul fatto che il costo iniziale rimanga un ostacolo, in particolare per gli impianti di dimensioni minori. «Le unità più piccole per punti vendita, con capacità inferiore a 40kW, non stanno ancora passando al 100% alla CO₂ a causa delle maggiori differenze di prezzo rispetto alle tecnologie basate su refrigeranti sintetici, ma recentemente la situazione sta cambiando a causa delle crescenti preoccupazioni degli utenti finali riguardo ai PFAS», afferma. Dorin ha inoltre introdotto di recente una gamma di compressori più piccoli, la gamma CD0, per contribuire a ridurre sensibilmente questo divario. 

Starr sottolinea la necessità di un sostegno economico: «Per sostituire il parco installato di apparecchiature di refrigerazione è necessario un investimento di capitale significativo da parte dell’utente finale, invece di prendere la decisione più miope di effettuare un retrofit con un’alternativa fluorurata… Pertanto, per accelerare la transizione, sono necessari maggiori incentivi finanziari affinché gli utenti finali sostituiscano tutti i sistemi esistenti, o parte di essi, con alternative non fluorurate».

 

• Formazione e sviluppo delle competenze 

La carenza di tecnici qualificati rimane un ostacolo significativo in tutte le regioni e gli esperti del settore la identificano come un limite fondamentale all’adozione della CO₂. «Considero la formazione e l’istruzione dei tecnici sul campo e degli addetti all’assistenza uno dei principali ostacoli all’introduzione della CO₂», afferma Javerschek. 

Patenaude conferma questo punto di vista, osservando che, sebbene la carenza di tecnici riguardi tutte le tecnologie di refrigerazione, «la relativa novità della CO₂
e la sua complessità percepita contribuiscono alla difficoltà». Sottolinea che i retailer che hanno accesso a una forza lavoro composta da tecnici ben formati sono meglio attrezzati per superare le riserve sulla transizione alla CO₂, garantendo l’affidabilità dei sistemi e riducendo al contempo i costi di manutenzione ed esercizio. 

La sfida è particolarmente grave negli USA, dove l’estensione geografica aggrava il problema. Groenewald spiega che le competenze e le conoscenze sono distribuite in modo insufficiente nel Paese e che pochi tecnici sono davvero in grado di lavorare sui sistemi a CO₂ o di eseguirne la messa in servizio. Questa carenza crea strozzature in termini di capacità, poiché i produttori di apparecchiature originali (OEM) si occupano direttamente della messa in servizio. «Tuttavia, non possono essere ovunque né tenere il passo con la domanda, quindi sia l’elevata domanda sia la mancanza di tecnici qualificati costituiscono problemi importanti», osserva Groenewald.

 

• Considerazioni sulla produzione e sullo sviluppo del mercato 

La capacità produttiva rappresenta un altro limite. Pisano la identifica come uno dei principali vincoli del mercato, in particolare negli USA. «L’ostacolo principale è la mancanza di capacità produttiva: non vi sono abbastanza OEM per soddisfare le effettive esigenze del mercato», spiega. 

La necessità di incrementare la produzione va oltre i singoli produttori. Secondo Menno van der Hoff di Triple Aqua Consulting, «Il principale sviluppo necessario consiste nell’aumentare la produzione dei componenti, in modo da ridurne il prezzo».

 

Fattori trainanti del settore: oltre la conformità 

Sebbene i quadri normativi costituiscano la base della trasformazione del mercato, lo slancio verso l’adozione della CO₂
va ben oltre la semplice conformità. Una complessa interazione di fattori economici, strategici e di sostenibilità sta creando forti incentivi affinché le imprese adottino i refrigeranti naturali, spesso determinando un’adozione più rapida di quella che le sole normative potrebbero ottenere.

 

• La pressione normativa incontra la strategia aziendale 

Le normative sui refrigeranti che sostengono la riduzione graduale globale dei refrigeranti HFC ad alto GWP rimangono il principale fattore trainante dell’adozione della CO₂
a livello mondiale. «Nonostante l’attuale incertezza normativa negli USA, le aziende stanno procedendo con urgenza, portando avanti la transizione dei refrigeranti in linea con gli obiettivi ESG [Environmental, Social, and Governance] dichiarati», spiega Patenaude. 

Tuttavia, l’attrattiva della CO₂
va oltre la conformità normativa e comprende la strategia aziendale a lungo termine. «Il panorama normativo è incerto e la scelta di una strategia di refrigerazione protetta da futuri obblighi è uno dei motivi principali per cui molte aziende stanno esaminando più attentamente la CO₂», osserva Patenaude.

 

• Leadership aziendale e dinamiche competitive 

I principali retailer stanno favorendo l’adozione della CO₂
attraverso impegni volontari che spesso superano i requisiti normativi. Per esempio, operatori aziendali come Walmart scelgono la CO₂ transcritica come una delle principali opzioni tecnologiche per raggiungere gli obiettivi ambientali e di sostenibilità, mentre ALDI si è impegnata a installare esclusivamente refrigeranti naturali in tutti i sistemi nuovi e sottoposti a retrofit entro il 2035, una tempistica che si estende all’intera rete dell’azienda indipendentemente dalle normative locali. 

«Le normative dell’AIM Act svolgono un ruolo significativo nell’influenzare questa evoluzione, così come gli obiettivi di riduzione delle emissioni di GHG [Greenhouse Gas] propri di queste aziende», spiega Starr. Queste iniziative riflettono strategie più ampie per ridurre le emissioni Scope 1 e raggiungere gli obiettivi ESG.

 

Conclusione: lo slancio aumenta in tutti i settori 

Il settore della refrigerazione commerciale si trova a un punto di svolta, in cui la pressione normativa, gli impegni aziendali per la sostenibilità e l’innovazione tecnologica convergono per favorire un’adozione senza precedenti dei sistemi a CO₂ sia nel mercato dell’UE sia in quello degli USA. Sebbene permangano sfide relative alla formazione dei tecnici, ai costi iniziali e alla capacità produttiva, la traiettoria è evidente: i refrigeranti naturali, guidati dalla CO₂, rappresentano il futuro della refrigerazione commerciale. 

Il contrasto tra le regioni è marcato ma complementare: l’ambizioso calendario normativo europeo offre una tabella di marcia per una transizione completa, mentre le politiche innovative a livello statale negli USA dimostrano come incentivi mirati possano accelerare l’adozione anche in un contesto di incertezza federale. I progressi ingegneristici continuano ad affrontare gli ostacoli tradizionali, rendendo i sistemi a CO₂ più accessibili in diversi segmenti di mercato, dalle grandi catene di supermercati ai formati di vendita al dettaglio più piccoli. 

Con tassi di penetrazione del mercato in rapida crescita, pari al 30% in Europa e al 5,8% in Nord America, e con applicazioni che si estendono oltre la refrigerazione tradizionale alle pompe di calore e alla climatizzazione, la CO₂ è passata dall’essere una tecnologia di nicchia a una soluzione di uso comune. 

Sono state poste le basi per una continua espansione nel corso del decennio, sostenuta dalla potente combinazione di certezza normativa, leadership aziendale e maturazione tecnologica che rende la CO₂ la scelta strategica per i retailer orientati al futuro.

 

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