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È intelligente la nuova frontiera della rete Stampa E-mail

di Dario Cozzi


Michele de Nigris, direttore dipartimento T&D Technologies di ERSELa rete elettrica di trasmissione e distribuzione costituisce un anello essenziale di ogni sistema elettro-energetico. Nella sua funzione di collegamento tra la generazione e l’utenza, essa è anche elemento discriminante per la realizzazione di buona parte delle misure atte alla riduzione delle emissioni di gas a effetto serra. La capacità di trasporto, la flessibilità della conduzione, l’adattabilità in diverse configurazioni mantenendo un adeguato livello di affidabilità e disponibilità, sono infatti fattori chiave per l’integrazione delle fonti rinnovabili e per l’efficacia delle misure di flessibilizzazione dei consumi energetici.
Come è noto, la rete elettrica attuale è stata progettata secondo criteri ormai quasi secolari, ed è quindi adatta a un flusso unidirezionale di energia: dalle centrali di generazione concentrate, verso un’utenza passiva. La diffusione di sorgenti di generazione distribuita - spesso da fonti rinnovabili, dunque molto variabili - impone inevitabilmente un radicale cambiamento nella gestione della rete elettrica, che deve diventare sempre più intelligente e adattativa. In due parole,
smart grid.
Il futuro si
muove certamente in questa direzione, ma già il presente mostra alcune importanti e consolidate applicazioni proprio nel nostro Paese, come conferma Michele de Nigris, direttore del dipartimento T&D Technologies di ERSE.
“L’Italia ha già compreso che l’evoluzione della rete elettrica è un aspetto imprescindibile - commenta de Nigris - anche in vista della riduzione dei gas serra. Enel Distribuzione, il maggior distributore nazionale, è da tempo coinvolto in ambito
smart grid grazie al progetto Telegestore che ha permesso un’automazione spinta della rete e l’installazione di oltre 31 milioni di contatori elettronici
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Quali contributi sta offrendo ERSE nel settore?
Le smart grid sono da tempo nel core business delle attività di ERSE: attraverso i nostri simulatori digitali, i laboratori di prova e la facility di generazione distribuita, il centro affronta i principali aspetti che caratterizzano le reti del futuro. I nostri programmi di ricerca, prevalentemente finanziati dal fondo nazionale per la Ricerca sul Sistema Elettrico, coprono l’intero ciclo di vita dell’energia elettrica che va dalla generazione agli usi finali. Partendo dalle implicazioni del collegamento dei generatori da fonte rinnovabile, analizziamo tutto il percorso dell’energia elettrica fino all’utilizzatore finale e alla possibilità di programmare elettrodomestici al consumo intelligente in risposta a segnali di prezzo dell’energia.
Effettuiamo la caratterizzazione delle protezioni più innovative, mettiamo a punto algoritmi di controllo di dispositivi elettronici e identifichiamo metodologie di monitoraggio di componenti di linee e di stazione al fine di aumentarne la durata di vita utile. ERSE è un attore credibile nel panorama della ricerca nazionale ed europea, tanto che, oltre ad assumere importanti ruoli di coordinamento in diversi progetti strategici europei (ad esempio ERMInE, che traccia una road map europea per la ricerca sul sistema elettrico; REALISEGRID, che fornisce metodi e criteri per lo sviluppo delle reti di trasmissione europee; o ancora DerLab, che realizza una rete europea di laboratori nel settore della generazione distribuita) l’Azienda è stata chiamata ad agire in rappresentanza dello Stato italiano in alcuni contesti internazionali. Ultimo in ordine temporale, l’incarico di redigere - in stretto coordinamento con il governo della Repubblica di Corea - il Piano di sviluppo tecnologico delle reti elettriche per conto del Major Economies Forum on Energy and Climate (MEF-G8).

Scendiamo nel dettaglio di questa iniziativa.
Il Forum è stato lanciato il 28 marzo 2008 allo scopo di facilitare un dialogo aperto tra le maggiori economie - comprese quelle dei Paesi emergenti - al fine di strutturare una leadership politica indispensabile per raggiungere un risultato apprezzabile alla Conferenza di Copenhagen e per esplorare possibili iniziative concrete di jointventure per aumentare la fornitura di energia pulita. Il Piano di sviluppo tecnologico delle reti elettriche, frutto dell’accordo tra i leader dei 17 Paesi membri del MEF (Australia, Brasile, Canada, Cina, Unione europea, Francia, Germania, India, Indonesia, Italia, Giappone, Corea, Messico, Russia, Sud Africa, Regno Unito, Stati Uniti) è stato discusso e approvato nel corso della quindicesima Conferenza internazionale delle Nazioni Unite sul clima, tenutasi a Copenhagen nel dicembre scorso.

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Il testo è disponibile integralmente sul sito www.majoreconomiesforum.org

   
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Dopo un’analisi di contesto e delle principali iniziative in corso a livello mondiale nel settore delle smart grid, il documento ha focalizzato l’attenzione sulle principali barriere allo sviluppo delle reti. I risultati sono sintetizzati in Figura 1.

Quali possibili soluzioni per superare le difficoltà rilevate?
Il documento ha fornito un menu di azioni che gli Stati possono intraprendere per favorire la diffusione delle tecnologie di rete, con particolare riferimento agli aspetti regolatori, finanziari, tecnologici, normativi, di sicurezza e di formazione.
Per accelerare la diffusione delle smart grid sono stati identificati quattro obiettivi principali: la definizione di norme volontarie per l’industria o, in alternativa, la riduzione dei rischi negli investimenti; il raggiungimento di una capacità di sviluppo adeguato; la riduzione del divario economico tra tecnologie per l’energia pulita e tecnologie convenzionali; la definizione e il rafforzamento degli aspetti regolatori. Strategico sarà anche agevolare la condivisione delle informazioni attraverso la divulgazione delle best practice e l’accrescimento della consapevolezza nel grande pubblico.

Parola d’ordine, cooperare?
Certamente. Al di là dei singoli sforzi illustrati nel Piano di sviluppo tecnologico del MEF, si incoraggiano i diversi Paesi a cercare di raggiungere un coordinamento e una cooperazione per lo sviluppo delle smart grid, creando una visione comune pur conservando le specificità di ogni singola realtà, nel tentativo di definire una road map condivisa. Si parla quindi di una Global Partnership che potrebbe ridurre le barriere innalzate da ciascun Paese e accelerare lo sviluppo delle tecnologie smart grid.
A tale proposito il MEF cita l’Implementing Agreement ENARD - Electricity Networks Analysis Research and Development della IEA (International Energy Agency) sulle smart grid, nel quale ERSE, in rappresentanza dell’Italia, ha la vicepresidenza. In questo contesto già cooperano esperti, regolatori, operatori elettrici, decision maker di numerosi Paesi.
La Global Partnership potrebbe anche generare un forum di discussione sullo sviluppo industriale, dando una visione condivisa sulle smart grid. Viene poi descritto lo Smart Grids Working Group, che avrebbe il chiaro mandato di favorire iniziative atte ad accelerare lo sviluppo di queste tecnologie nei diversi ambiti nei quali attualmente sorgono le principali barriere.

Torniamo in Italia. Quali sviluppi e quali prospettive per le smart grid nel nostro Paese?
Come detto, i progetti di ricerca e di dimostrazione nel settore richiederanno il coordinamento dei diversi attori e portatori di interessi. Le prospettive, gli obiettivi e le barriere da superare dovranno essere affrontati attraverso l’apporto sinergico di industrie, centri di ricerca, regolatori e soggetti di mercato, e attraverso lo sviluppo di nuove norme tecniche e protocolli di comunicazione, metodi e strumenti per l’automazione e il controllo della rete.
L’Italia, da questo punto di vista, dispone di un panorama di attori qualificati che vanno dalle grandi industrie nazionali e multinazionali - compresi gli sviluppatori di tecnologie - alle piccole e medie imprese molto competenti e attive, dai centri di ricerca riconosciuti e apprezzati su scala mondiale alle università all’avanguardia. Nel sistema elettrico italiano sono quindi ben rappresentati tutti i portatori di interesse delle smart grid.
Il sistema elettrico italiano è inoltre caratterizzato da una configurazione longitudinale pronunciata e con la suddivisione in diverse zone ben identificate, che possono essere gestite come sottosistemi separati ma dal funzionamento coordinato. Il livello di implementazione di diverse tecnologie di smart grid ha posto gli operatori italiani in una posizione di leadership internazionale.

Fondamentale sarà anche affrontare l’aspetto economico e finanziario…
È certamente uno dei passaggi più delicati. Lo studio European SmartGrids Technology Platform - Vision and Strategy for Europe’s Electricity Networks of the Future ha stimato che gli investimenti necessari per implementare un sistema smart grid a livello di trasmissione e distribuzione, saranno pari a 1.500-2.000 euro per consumatore tra il 2009 e il 2030. In uno schema tradizionale, i costi di tale operazione sarebbero per la quasi totalità a carico degli operatori del settore, mentre i benefici verrebbero spalmati sull’intera società, sia in termini diretti sia indiretti (attraverso, ad esempio, la riduzione delle emissioni climalteranti in atmosfera).

Occorrerà quindi predisporre un adeguato schema di reperimento dei fondi, che possa coinvolgere tutti gli attori in gioco e possa suggerire un approccio alternativo agli schemi attuali costi-benefici, che rendono poco appetibile un investimento di tale portata. Sarà importante trovare soluzioni che prevedano partnership pubblicoprivato, nelle quali le utility non siano l’unico attore o l’attore centrale. Valorizzare il ruolo sociale delle smart grid significa riconoscere che non si tratta solo di una soluzione tecnologica per distribuire elettricità con un determinato grado di affidabilità e qualità, bensì di uno strumento che permette di accrescere la sicurezza delle forniture, l’efficienza energetica, la riduzione dell’impatto ambientale.



Le attuali conoscenze tecnologiche sono pronte per supportare una rivoluzione di questa portata?
La maggior parte delle soluzioni tecnologiche ritenute necessarie per implementare le smart grid sono già oggi disponibili. Diciamo che, a nostra disposizione abbiamo i mattoni necessari per costruire l’intero edificio. Ora, però, è necessario concentrare l’attenzione su progetti mirati e su larga scala per validare l’integrazione delle diverse tecnologie e per costruire - in parallelo - i relativi modelli di business. È importante non disperdere le risorse, collaborando su un numero limitato di grandi progetti proprio per meglio condividere le conoscenze e i risultati, ridurre i rischi, riconoscere e diffondere le best practice.
Le iniziative europee di recente lancio, quali la European Electricity Grid Initiative (EEGI) e la European Energy Research Alliance (EERA) - nella quale ERSE ed ENEA coordinano proprio il programma Smart Grid - rappresentano importanti catalizzatori in vista del coordinamento e della cross-fertilization tra gli operatori, nonché del mantenimento della leadership industriale europea in questo settore. Risulta fondamentale ottenere questo fattore di scala per raggiungere gli obiettivi tecnologici, politici, economici che consentiranno la progressiva evoluzione delle reti elettriche verso le smart grid.

E il contributo della Ricerca di Sistema?
Come accennato, anche se buona parte dei mattoni tecnologici che possono costituire una smart grid sono disponibili, rimangono da coprire molti aspetti, in particolare nell’integrazione delle tecnologie, nella dimostrazione di business case, nell’inter-operabilità, nello sviluppo di tecnologie di punta e nella verifica dell’accettabilità sociale.
I programmi attualmente in corso affrontano tutti queste problematiche. Quasi la metà delle nostre risorse di ricerca si dedicano ad attività che hanno attinenza con le reti elettriche; tra i principali argomenti allo studio ci sono la valutazione della capacità della rete italiana di integrare sorgenti di energia rinnovabile, l’analisi degli scenari di mix di generazione con i loro costi e i relativi impatti ambientali, la trasformazione delle reti di distribuzione in reti attive, la sperimentazione di tecnologie innovative a superconduttori o basate sull’elettronica di potenza e i relativi sistemi di controllo, la validazione sperimentale di canali e linguaggi di comunicazione adatti alle smart grid, il monitoraggio della qualità della tensione in diverse parti della rete italiana, l’impatto della diffusione di veicoli elettrici visti come carico ma anche come opportunità di accumulo diffuso. E se ne potrebbero citare molti altri…
I risultati della ricerca sono a disposizione di tutti gli attori del sistema elettrico nazionale, dagli operatori di trasmissione e distribuzione alle industrie e alle autorità locali e nazionali. Siamo convinti di potere contribuire a prendere le decisioni più opportune in vista dello sviluppo armonioso del sistema elettrico nazionale, combinando le attività di ricerca con la dimostrazione e l’implementazione in un circolo virtuoso che, una volta tanto, dimostra l’esistenza di un Sistema Paese.

 
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