Smart grid: il futuro del sistema elettrico

Le reti elettriche del futuro saranno le smart grid, infrastrutture in grado di combinare tecnologie digitali e avanzate per soddisfare al meglio produzione e fabbisogno di energiaLe smart grid rappresentano il futuro del sistema elettrico in quanto contribuiranno a garantirgli sicurezza e resilienza e a gestire una domanda di energia elettrica destinata a crescere notevolmente. Nei mercati emergenti e nelle economie in via di sviluppo, la domanda potrebbe aumentare di oltre 2.600 TWh già nel 2030, ovvero cinque volte l’attuale domanda di elettricità della Germania.

Per questo c’è bisogno delle reti intelligenti. L’Agenzia internazionale dell’Energia (IEA) rileva che gli investimenti nelle smart grid dovranno più che raddoppiare al 2030 per restare in linea con lo scenario Net Zero Emissions entro il 2050.

La stessa Agenzia ha fatto sapere, in questi giorni, che il raggiungimento degli obiettivi nazionali in materia di clima ed energia richiederà l’aggiunta o la sostituzione di 80 milioni di chilometri di linee elettriche entro il 2040: si tratta di un quantitativo equivalente all’intera rete globale esistente.

Per garantire a tutti un accesso adeguato all’energia elettrica e cogliere i benefici della transizione energetica, ovvero il passaggio da un sistema energetico prevalentemente basato sulle fonti fossili alle fonti rinnovabili, entrano in gioco le reti intelligenti. Così come svolgono e svolgeranno in futuro un ruolo fondamentale per la decarbonizzazione del sistema energetico.

Ecco perché il mercato della tecnologia delle smart grid, stimato a quasi 50 miliardi di dollari, si prevede raggiungerà i 130 miliardi di dollari USA, stima l’analista di mercato Statista.

Cosa sono le smart grid e come funzionano

Secondo la definizione della IEA, smart grid è una rete elettrica che utilizza tecnologie digitali e altre tecnologie avanzate per monitorare e gestire il trasporto di elettricità da tutte le fonti di generazione per soddisfare le diverse richieste di elettricità degli utenti finali. 

In pratica, sono reti elettriche “intelligenti” che utilizzano tecnologie digitali, sensori e software per abbinare meglio l'offerta e la domanda di elettricità in tempo reale, riducendo al minimo i costi e mantenendo la stabilità e l'affidabilità della rete.

Le smart grid coordinano le esigenze e le capacità di tutti i generatori, gli operatori di rete, gli utenti finali e le parti interessate del mercato elettrico per gestire tutte le parti del sistema nel modo più efficiente possibile, minimizzando i costi e gli impatti ambientali e massimizzando al tempo stesso l’affidabilità, la resilienza, la flessibilità e la stabilità del sistema. La maggior parte delle tecnologie coinvolte ha già raggiunto la maturità e quindi il monitoraggio degli investimenti fornisce informazioni sui livelli di implementazione. 

Le tecnologie

Ciò che rende la rete smart è l’applicazione dell’infrastruttura digitale e informatica che lavora con il sistema fisico per svolgere funzioni di rilevamento, comunicazione, controllo, calcolo e gestione di dati e informazioni per informare la pianificazione e le operazioni. 

Le smart grid sono infrastrutture costituite da soluzioni per la gestione delle informazioni, tecnologie di controllo, rilevamento digitale, tecnologie di comunicazione e dispositivi di campo che funzionano per coordinare più processi elettrici. 

Come Internet, parte integrante delle reti intelligenti saranno componenti adibiti al controllo e all’automazione, computer, nuove tecnologie e apparecchiature in grado di lavorare in maniera sinergica e in tempo reale per gestire al meglio una rete sempre più complessa con una logica differente rispetto al sistema elettrico tradizionale. 

Si pensi a una delle funzioni cui è preposta la smart grid: può essere impiegata per monitorare e gestire da remoto le linee di trasmissione, l’illuminazione stradale, sottostazioni e impianti di cogenerazione. A tale scopo entrano in gioco le potenzialità offerte dall’Internet of Things per assicurare la possibilità di ottenere informazioni e connettività. Ciò che contraddistingue le smart grid dalle reti elettriche tradizionali è che le prime fanno uso di dispositivi IoT in grado di comunicare tra loro e con i consumatori. Pensiamo, per esempio, agli smart meter: i contatori intelligenti, grazie alla potenzialità dell’Internet delle Cose, permettono di ottenere informazioni in tempo reale, consentendo di dettagliare la domanda e i consumi in modo ottimale e puntuale.

Insieme all’IoT, sono tecnologie proprie delle smart grid anche l’edge computing, l’intelligenza artificiale, il 5G. Tutto questo abiliterà sistemi sempre più performanti e resilienti, in grado di gestire al meglio domanda e risposta. 

Benefici delle reti intelligenti

La smart grid saranno in grado di offrire vantaggi economici e ambientali molteplici e significativi. Potranno: migliorare l'affidabilità della qualità dell'energia e della trasmissione; assicurare una maggiore efficienza e conservazione della distribuzione dell’energia; permettere di contare su costi ridotti per le utenze elettriche e una riduzione della spesa elettrica da parte di famiglie e imprese.

Le reti intelligenti consentiranno di ridurre consumi e, di conseguenza, emissioni, rappresentando così uno strumento prezioso per la decarbonizzazione. Secondo i dati di una ricerca condotta da un team della Washington University in St. Louis, se la rete elettrica potesse essere più efficiente solo del 5%, permetterebbe di ridurre energia e conseguenti emissioni di gas serra equivalenti a 53 milioni di automobili.

A ciò si aggiunge il fatto che le smart grid migliorano l’efficienza energetica, aumentando anche la resilienza della rete elettrica.

Smart grid: i progetti avviati e futuri in Italia

A proposito di progetti legati alle smart grid, sono diversi quelli avviati in questi ultimi anni in Italia. Uno dei primi e più grandi progetti sulle reti intelligenti è PAN (Puglia Active Network), progetto da 170 milioni di euro predisposto da E-Distribuzione in risposta al bando europeo NER 300. Esso ha previsto interventi smart grid su circa ottomila nodi secondari e 200 primari connessi a produttori e consumatori attraverso un’infrastruttura di comunicazione always-on a banda larga e a bassa latenza. 

Il PNRR (Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza) stanzia 3,6 miliardi di euro 22 progetti per interventi di adeguamento e potenziamento delle reti di distribuzione dell’energia elettrica finalizzati ad accogliere l'energia prodotta da fonti rinnovabili e a consentire una maggiore elettrificazione dei consumi. Approvati a fine 2022, consentiranno alle reti di distribuzione di accogliere ulteriori 9,8 GW (a fronte di un obiettivo di almeno 5GW) e di aumentare la potenza disponibile per circa 8,5 milioni di abitanti.

Manni energy e smart grid: attori dell’evoluzione tecnologica

Il settore elettrico deve puntare sul digitale per integrare le fonti rinnovabili, adattarsi ai nuovi modelli di consumo (gestione dei picchi di consumo), e garantire la sicurezza del sistema elettrico. 

Nel processo che conduce alle smart grid e alla transizione energetica e digitale è impegnata anche Manni Energy, che mette a disposizione un portafoglio completo di soluzioni e servizi dedicate alla transizione energetica, alle fonti rinnovabili e alle soluzioni IoT di gestione verso il massimo efficientamento energetico ambientale. 

Manni Energy opera accompagnando chi intende avviare percorsi di transizione energetica, elemento fondamentale e abilitante le reti intelligenti. A questo riguardo, Manni Energy si propone quale consulente energetico, una figura professionale in grado di supportar le imprese a gestire il proprio consumo di energia in modo efficiente e a ridurre la propria carbon footprint partendo da un approccio data-driven.