La rete elettrica è diventata intelligente e amica dell’ambiente, aprendo la strada a un nuovo mondo per le nostre città che rivoluzionerà il vivere quotidiano. Un’evoluzione, per l’insieme di elettrodotti, tralicci, centraline, cavi e contatori che portano energia nelle nostre case e nelle nostre fabbriche, che è figlia di Internet e della green economy. Nonché del genio, tutto italiano che partendo dai contatori intelligenti ha saputo digitalizzare la rete ed esportare questo nuovo modello nel mondo.
La smart grid è, infatti, un insieme di reti “informate” di distribuzione dell’energia che ottimizza la trasmissione dell’elettricità, che diventa decentralizzata rispetto alle centrali dove viene prodotta. Non solo. Queste reti comunicano tra loro in ogni punto e ciò comporta l’ottimizzazione delle risorse e la riduzione degli sprechi. Individuano falle, picchi di consumo e misurano come una sorta di termometro “il grado” di energia che circola e viene prodotta in ogni punto della rete.
Ma a cosa serve davvero una rete intelligente? Il suo scopo non si lega solo al modo di rifornire l’utente finale ma è il presupposto per lo sviluppo di una nuova energia, 100% verde. Le fonti rinnovabili non sono, per definizione, fonti di energia programmabili. E la rete intelligente permette di gestire deficit e surplus di corrente e sfruttarne a pieno le potenzialità.
In ogni punto della rete è infatti possibile immagazzinare, gestire ed elaborare dati ed energia. Inoltre, permette a chi ha impianti fotovoltaici di reimmettere in rete l’energia prodotta in eccesso rispetto al fabbisogno della famiglia o delle abitazioni servite dall’impianto. Una rivoluzione, visto che il precedente sistema era totalmente unidirezionale (ad albero): dal produttore al cliente finale. Con le smart grid, invece, lo scambio avviene in più direzioni coinvolgendo il cliente nello stoccaggio dell’energia prodotta dal proprio impianto fotovoltaico o dall’impianto eolico.
La nascita e lo sviluppo nel mondo delle smart grid prende le mosse proprio dall’Italia e, in particolare, dall’impegno di Enel che è stata la prima nel mondo ad avviare l’installazione degli smart meters (contatori intelligenti), già nel 1999.
Dalla smart grid alle smart city
Come ogni rivoluzione che si rispetti, la nascita delle smart grid ha portato, a cascata, a cambiare anche i luoghi fisici che le abitano: le città, le case, il sistema di trasporti.
«L’evoluzione delle città verso modelli sempre più smart non può prescindere dalla presenza di infrastrutture tecnologiche in grado di gestire in modo efficiente le risorse energetiche su scala urbana e territoriale», racconta Giuliano Dall'Ò, professore di Fisica tecnica ambientale al Politecnico di Milano, architetto e saggista, a Infra Journal. «Le smart grid o l’ammodernamento in fase transitoria delle reti elettriche ‘in ottica smart grid’, è essenziale per integrare le fonti rinnovabili, la cui offerta di energia non è programmabile, in maniera sicura ed affidabile nei sistemi elettrici. Ed è proprio grazie a queste tecnologie che è possibile attuare la transizione da una produzione di energia elettrica centralizzata ad una distribuita, nella quale il consumatore di energia può diventare anche produttore di energia. Ecco perché il binomio smart-grid e smart-city è imprescindibile».
Un percorso che ormai è stato avviato ed è in forte crescita. Secondo il rapporto “Smart grids and Beyond: An Eu research and innovation perspective” curato dal Joint Research Centre (JRC) della Commissione Europea nel periodo 2014-2020, si è registrato un aumento delle attività di ricerca e innovazione nel settore delle smart grid del 25%, quanto a numero di progetti. Inoltre, c’è stato un incremento del 59% dell’investimento totale e un +117% dei finanziamenti UE rispetto al 2007-2013, periodo in cui vigeva il Settimo programma quadro UE (FP7).
«L’evoluzione delle smart grid a mio parere proseguirà con una certa linearità senza particolari scossoni. Si tratta di processi di trasformazione complessi nei confronti dei quali, tuttavia, c’è la massima attenzione – spiega Dall’O’ -. Prevedo un incremento della domanda di energia elettrica nelle città per due ragioni: la prima è la sostituzione dei combustibili di origine fossile per gli usi termici (riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria), la seconda è la diffusione della mobilità elettrica. Il passaggio al tutto elettrico nei due settori contribuirà notevolmente ad accelerare il processo di decarbonizzazione. Ipotizzare città nelle quali la mobilità elettrica sostenibile si possa integrare, sul piano energetico, con il settore civile, è un’opportunità interessante. Nel 2030 le nostre città saranno più sostenibili e pulite. Senza le tecnologie smart che integrano reti elettriche e Ict, tutto ciò non sarebbe possibile».
Guardando ai numeri, secondo un report di Juniper Research, le reti intelligenti garantiranno un risparmio energetico annuale di 1.060 terawattora entro il 2026, quasi triplo rispetto ai 316 terawattora nel 2021
Tali vantaggi spingeranno gli operatori di trasmissione energetica a investire nei software per le smart grid: l’aspettativa è che il volume d’affari superi i 38 miliardi all’anno entro il 2026, rispetto ai 12 miliardi di euro nel 2021. Per quanto riguarda gli smart meter, un ambito in cui l’Italia ha fatto da apripista, il report segna una crescita: il numero di contatori intelligenti globali in servizio è destinato a superare le 2 miliardi di unità nel 2026, in aumento rispetto agli 1,1 miliardi nel 2021. L’adozione resterà però molto disomogenea a livello globale, con mercati come America Latina, Africa e Medio Oriente che sono notevolmente indietro rispetto a Europa occidentale, Estremo Oriente e Cina.
Uno stadio “prototipale”
Secondo la “Top 50 Smart City Governments”, la classifica delle prime 50 smart city elaborata dall’Eden Strategy Institute, la società di consulenza specializzata proprio nello studio delle città del futuro, Londra è la prima smart city al mondo seguita da Singapore, Seoul, New York City, Helsinki, Montreal, Boston, Melbourne, Barcellona e Shanghai. In Italia la strada è ben avviata e abbiamo anche un primato importante.
«Stiamo attraversando una fase di transizione nella quale le applicazioni smart grid sono in prevalenza di tipo prototipale. Per uno sviluppo su larga scala occorrerà attendere qualche anno, superando barriere non solo tecnologiche e normative, ma anche sociali. Sarà necessario uno sforzo congiunto da parte dei portatori di interesse coinvolti», osserva Dall’O’.
I segnali positivi comunque non mancano: lo scorso marzo il ministero della Transizione Ecologica ha approvato la graduatoria dei progetti ammessi a finanziamento ai sensi dell’avviso pubblico “Reti intelligenti” per la “smartizzazione” della rete elettrica di distribuzione dell’energia. Dei 35 progetti ricevuti, ne sono stati valutati ammissibili al finanziamento 32 per un valore di circa 207 milioni di euro. La realizzazione di questi progetti, tutti nelle regioni del Sud Italia caratterizzate da interessanti disponibilità di energie rinnovabili, è un interessante test per affinare le tecnologie e contribuire alla diffusione delle smart grid.
Va ricordato che in Puglia esiste già attualmente quella che è considerata come la più grande smart grid al mondo. Puglia Active Network, partito nel 2014 e ora pienamente operativo, è una rete elettrica intelligente e flessibile, che serve oltre 2 milioni di cittadini pugliesi interessando circa 30mila chilometri di rete di media tensione, cui sono connessi oltre 44mila impianti di produzione da fonte rinnovabile.
L’evoluzione 5G
A tendere, il processo di smartificazione delle reti dovrebbe poi essere favorito dal 5G che permette di gestire fino a 1 milione di dispositivi per chilometro quadrato, assicura una maggiore durata alle batterie e abilita lo sviluppo di servizi di ultima generazione in tempo reale, grazie a una riduzione della latenza che la avvicina allo zero: la connessione in sostanza è più rapida e precisa.
Per questo si ipotizza che il 5G dovrebbe riuscire a sprigionare il potenziale dell'IoT e diventare una forza trainante per la città intelligente.
Il crescente numero di oggetti interconnessi genererà un volume di dati senza precedenti che le città potranno analizzare, una possibilità che passa però solo da una connessione in grado di supportare la mole di dati. Secondo lo studio della Commissione europea “Identification and quantification of key socio-economic data to support strategic planning for the introduction of 5G in Europe”, numerosi benefici economici deriveranno dalla diffusione e dal miglior utilizzo degli smart meters attraverso il 5G. Per i consumatori sono stimati in 3 miliardi di euro al 2025, considerando anche quelli strategici e operativi i benefici totali attesi sfiorano i 6,5 miliardi di euro.