Estimation model of energy expenditure of Italian families for space heating with application to the problem of energy poverty

The 7th goal of the Agenda 2030, subscribed in 2015 by the 193 Member Countries of the United Nations, is about Energy, which should be affordable, reliable and sustainable. To meet this goal, it is crucial to strongly increase the share of renewable energy sources in the global energy mix, double the global rate of improvement of the energy efficiency and upgrade technologies for supplying sustainable energy to everyone. At Italian level, the PNIEC (Integrated National Energy and Climate Plan), approved in December 2019, aims to create a new energy and environment policy that can lead the country towards the decarbonization. In this context, this dissertation contributes to the existent discussion proposing a bottom-up modelling approach to estimate the minimum energy expenditure of the Italian families for space heating. The model allows to determine minimum heating needs and relative primary energy expenses for Italian households according to EU-SILC micro-data describing their socio-demographic and economic characteristics. The model is used to investigate the possible substitution of the current most used heating technology represented by gas boilers, with more efficient and environmentally sustainable technology represented by heat pumps. Furthermore, the model is applied to the specific problem of Energy Poverty to study the variation of this issue and its mitigation under a possible transition towards the decarbonization of the residential sector, and to characterize energy poor typology of households with the aim of helping policy makers in the development of customized measures and incentives to sustain those families both in the decarbonization process and in the fight against the problem of Energy Poverty.

Il settimo obiettivo dell’Agenda 2030, sottoscritta nel 2015 dai 197 Stati Membri delle Nazioni Unite, riguarda l’Energia, la quale dovrebbe essere accessibile, affidabile e sostenibile. Per raggiungere questo obiettivo, è fondamentale aumentare fortemente la quota di energia proveniente da fonti rinnovabili nel mix energetico globale, duplicare il tasso globale riguardante il miglioramento dell’efficienza energetica e ammodernare le tecnologie per avere la possibilità di fornire a tutti energia sostenibile. A livello italiano, il PNIEC (Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima), approvato nel dicembre 2019, ha come obiettivo principale quello di creare una nuova politica climatica e ambientale che può guidare il paese verso la decarbonizzazione. In questo contesto, il presente lavoro di tesi contribuisce alla discussione esistente proponendo un approccio di modellazione bottom-up che stima le spese minime di energia per riscaldamento delle famiglie italiane. Il modello permette di determinare i fabbisogni termici minimi e le relative spese di energia primaria delle famiglie basandosi su micro-dati EU-SILC i quali descrivono le loro caratteristiche sociodemografiche ed economiche. Il modello è utilizzato per studiare la possibile sostituzione delle caldaie a gas, una delle tecnologie più diffuse in Italia per il riscaldamento delle abitazioni, con pompe di calore, ovvero una tecnologia più efficiente e sostenibile a livello ambientale. Inoltre, il modello è applicato al problema specifico della Povertà Energetica per studiare la variazione di questo problema e la sua mitigazione nel caso di una possibile transizione verso la decarbonizzazione del settore residenziale e per caratterizzare e identificare le tipologie di famiglie energicamente povere, con il fine di essere di aiuto ai decisori politici nello sviluppo di misure ed incentivi mirati sia a sostenere le famiglie più vulnerabili nel processo di decarbonizzazione sia nella lotta contro il problema della Povertà Energetica.