Le Smart Grid sono reti innovative progettate e realizzate per gestire in modo “intelligente” i processi di produzione, distribuzione e consumo dell’elettricità. La liberalizzazione del mercato e lo sviluppo dirompente delle rinnovabili (FER), sostenuto dalle politiche energetiche comunitarie, hanno messo in crisi le reti elettriche “storiche” che accompagnarono la rivoluzione industriale di tutta l’Europa e che ora necessitano di essere ridisegnate.
Le reti tradizionali furono, e sono, concepite per trasportare energia elettrica da pochi impianti – centrali elettriche medie e grandi – a un elevatissimo numero di utenti residenziali, commerciali o industriali. Il flusso di energia è unidirezionale e va da dove l’energia è generata a dove si consuma. La diffusione della generazione distribuita, cioè da piccolissimi a medi impianti quasi sempre rinnovabili, incrina il modello storico: un edificio che nel passato poteva solo consumare energia oggi, con i pannelli solari o con il mini-eolico, può diventare anche una piccola centrale di produzione. Ma anche una stalla o un’attività agricola, il tetto di un capannone o un piccolo torrente si trasformano in produttori.
Insomma, il quadro si complica di molto: non solo il flusso è bi-direzionale ma è anche spesso difficilmente prevedibile e, per sua natura, più instabile e insicuro. Ecco che il modello storico entra in crisi profonda: emerge la necessità di mettere in collegamento una pluralità di soggetti che possono essere sia produttori che consumatori (i c.d. prosumers) e i cui comportamenti non sono prevedibili con affidabilità. Tutto ciò richiede lo sviluppo di infrastrutture di telecomunicazione capaci di coordinare in modo rapidissimo e efficiente la produzione con il consumo di elettricità. Le Smart Grid sono appunto “reti intelligenti” che adempiono a tale scopo.
Ma le Smart Grid possono svolgere anche altre importanti funzioni. Semplificando il tema si possono evidenziare i seguenti profili:
La Smart Generation, che ottimizza il dispacciamento delle diverse fonti di generazione in base alle condizioni della rete e alle caratteristiche peculiari dei consumi. Fondamentale è qui lo Smart Inverter (essenziale per le rinnovabili che sono notoriamente discontinue) con cui, da remoto, è possibile disconnettere l’impianto di produzione tramite sistemi informatici dedicati.
Lo Smart Network, che garantisce l’affidabilità, la qualità e la sicurezza delle reti.
Lo Smart Metering, cioè un sistema attraverso cui il consumatore – grazie ad un “contatore intelligente” – può comunicare direttamente con il produttore o con la rete nel momento in cui si trasformi lui stesso in produttore.
Riassumendo, le Smart Grid:
– Rendono più facile la connessione alla rete di impianti di generazione (di tutte le taglie e tecnologie);
– Permettono ai consumatori di prendere parte all’ottimizzazione del sistema;
– Rendono disponibili al consumatore più informazioni per la scelta del fornitore;
– Riducono l’impatto ambientale dell’intero sistema di fornitura;
– Migliorano l’affidabilità e la sicurezza del servizio.
Inoltre, la natura prevalentemente locale delle Smart Grid consente di ridurre i costi di trasporto dell’energia elettrica anche per le minori dispersioni nei processi distributivi. Nn si dimentichi infatti che il 10% dell’energia prodotta si perde prima che arrivi all’utente finale.
I primi progetti pilota sono da tempo usciti dai centri di ricerca universitari e stanno diventando realtà industriali in grado di accompagnare il cambiamento dei modelli di produzione e di consumo; sembrerebbe così emergere la possibilità di ridurre i consumi elettrici e di incrementare l’efficienza energetica. Si delinea, dunque, una vera e propria rivoluzione tecnologica dell’architettura di rete che si caratterizza per un sistema fortemente integrato che si fonda su una attenda pianificazione strategica, su processi di decentralizzazione e una su una forte differenziazione degli impianti. È cioè indispensabile che le soluzioni tecnologiche (Smart Generation, Smart Network e Smart Metering) si sviluppino in completa sinergia tra loro. La visione sistemica è necessaria anche per guidare l’attività degli operatori del settore in una logica di relativa certezza. E, allo stesso modo, appare necessaria una normativa specifica capace di fornire indicazioni chiare per assicurare il collegamento tra le diverse tecnologie di sistema.
Ma questa rivoluzione certamente potrà avere costi non modesti mentre, per molti osservatori, non è certo che i benefici siano altrettanto significativi. Secondo stime attendibili il fabbisogno di risorse finanziarie è di circa ai 5,5 miliardi di euro entro il 2020. Ma la completa implementazione delle Smart Grid in Italia, considerando anche gli investimenti già effettuati, richiede investimenti intorno ai 70 miliardi di euro entro il 2050. È evidente che tali cifre sono assai significative e andrebbero alla fine a carico degli utenti. Per affrontare un percorso oneroso e complesso gli operatori richiedono provvedimenti specifici contenenti vincoli e incentivi.
In questa rivoluzione “Smart” quale saranno i protagonisti? Ad oggi gli operatori certamente più attivi sono le imprese di distribuzione dell’elettricità. Enel è, per esempio, leader mondiale nella installazione dei contatori intelligenti. È naturale pensare che simili imprese assumeranno un ruolo crescente nella costruzione, nella gestione e nello sfruttamento di tali reti. Non si può tuttavia nascondere che – in certa misura – le reti storiche sono in concorrenza con le reti intelligenti poiché generano una significativa rendita per chi le possiede e ciò può rallentare il processo di sviluppo. Nello stesso senso le dinamiche descritte potrebbero spingere alla creazione di reti intelligenti private, cioè sviluppate in modo indipendente da Terna, per soddisfare esigenze locali probabilmente a costi molto più contenuti. È chiaro che questa possibile evoluzione costituisce un elemento di instabilità del sistema anche nella prospettiva del regolatore, l’AEEG.
Ritornando agli attori, varie Utilities stanno sviluppando progetti almeno parziali di Smart Grid. Vale la pena di citare il progetto Smart Domo Grid di A2A Reti Elettriche. Approvato nel dicembre 2011 e finanziato parzialmente dal Ministero dello Sviluppo Economico, è un prototipo di soluzione Demand-Response per sperimentare l’interazione tra rete elettrica e utenza domestica o small business. Riguarda alcune centinaia di utenti di un quartiere di Brescia con un budget di circa 2,3 milioni di euro.
ll progetto GRID4EU, finanziato dalla Comunità Europea, mira a implementare in sei Paesi dell’Ue (Italia, Francia, Germania, Spagna, Svezia e Repubblica Ceca) altrettanti progetti dimostrativi, che propongano soluzioni concrete alle problematiche tecniche legate alla generazione distribuita, all’incremento dell’efficienza energetica e all’attivazione del sistema active demand. Il progetto coinvolge un consorzio di 27 partner tra cui Enel – che ne ha la direzione tecnica – Cez, Rwe, Erdf, Iberdrola, Vattenfall. In particolare, Enel, ha avviato in partenership con RSE (Ricerca Sistema Energetico), Selta, Siemens e Cisco, un progetto dimostrativo in Emilia Romagna, nella zona di Forlì-Cesena (budget previsto: 8,2 milioni di euro). Obiettivo principale è l’integrazione nella rete a media tensione degli impianti FER realizzando un sistema di controllo avanzato in grado di comunicare, grazie a una connessione a banda larga, con i generatori di energia.
In conclusione, le Smart Grid sono una risposta, molto spesso obbligata, per ottimizzare i modelli di produzione e di consumo dell’energia elettrica basati sulla diffusione nel territorio di unità di produzione di piccole dimensione spesso discontinue e non programmabili. La sfida ha molte facce: tecnologiche, economiche, culturali, competitive, regolatorie. Con la delibera 84/2012 – denominata Interventi urgenti relativi agli impianti di produzione di energia elettrica, con particolare riferimento alla generazione distribuita, per garantire la sicurezza del sistema elettrico nazionale – l’Autorità sta cominciando ad affrontare il problema. Non a caso la delibera nasce dalla richiesta di Terna di predisporre i “requisiti minimi per la connessione e l’esercizio in parallelo con la rete AT degli impianti fotovoltaici”.
Ma secondo noi la sfida delle sfide è realizzare delle innovazioni come le Smart Grid senza aggravare la bolletta che oggi costituisce una palla al piede pesantissima per lo sviluppo del Paese. Anzi, semmai, bisognerebbe alleggeritla. Per far ciò ci vuole fantasia e anche coraggio: lo sviluppo di reti locali private potrebbe forse essere una soluzione interessante per raggiungere tali obiettivi.
LA PROSSIMA PUNTATA DI FOCUS ENERGIA sarà pubblicata sabato 29 settembre
LA PRIMA E LA SECONDA PUNTATA sono state pubblicate rispettivamente l’8 e il 15 settembre