La sfida è imponente. Il consumo di energia elettrica è destinato a crescere esponenzialmente a livello globale: si calcola che bisognerà aggiungere 1 gigawatt di potenza alla settimana per i prossimi vent'anni. E il sistema si farà sempre più complicato: una parte di questa potenza aggiuntiva verrà da fonti rinnovabili come il vento e il sole, per loro stessa natura incostanti e parcellizzate. Il flusso dell'energia elettrica non sarà più unidirezionale, dalla centrale di generazione all'utente: con i pannelli solari su ogni tetto, sarà l'utente stesso a fornire energia alla rete. I consumi, a loro volta, si evolveranno: mentre ora i picchi della domanda sono concentrati nelle ore diurne della produzione industriale, con la diffusione dell'auto elettrica potrebbero spostarsi verso le ore notturne e con l'avanzare dei cambiamenti climatici il raffrescamento diventerà sempre più necessario, spostando i picchi stagionali dall'inverno all'estate. L'intelligenza delle reti sarà lo strumento principale per gestire questa complessità e consentire il bilanciamento del sistema, migliorando al tempo stesso il monitoraggio dei consumi, con conseguenti risparmi.
La parola d'ordine del futuro, dunque, è smart grid. "Dalla fonte di energia fino ai terminali di consumo, la rete dovrà essere sempre più intelligente, sempre più magliata, sempre più interattiva e capace di correggere i problemi in tempo reale, in modo da utilizzare al meglio le risorse a disposizione", spiega Keith Redfearn, responsabile delle smart grid per l'Europa del Nord all'interno di General Electric. Grazie allo sviluppo dell'eolico nel Mare del Nord, è proprio da queste parti che si stanno sviluppando le soluzioni più intelligenti per gestire le nuove sfide della produzione incostante. Non a caso è in Inghilterra, nel suo centro di ricerca di Bracknell, che General Electric ha aperto il suo primo Smart Grid Center. L'Italia, d'altra parte, è all'avanguardia su un altro tassello fondamentale delle reti intelligenti: il contatore elettronico. Con i nostri trenta milioni di smart meters, diffusi grazie a una decisione lungimirante dell'Enel, siamo diventati i pionieri di questo tipo di tecnologia a livello globale. La Francia, la Spagna e il Regno Unito ora ci stanno seguendo e si calcola che entro il 2015 saranno 100 milioni gli utenti europei dotati di un contatore elettronico. La diffusione di smart meters nell'80 per cento delle utenze è uno degli obiettivi ufficiali dell'Unione Europea al 2020. La crescita media di questo mercato è quasi del 20% all'anno.
Ma tutte le componenti sono importanti per costruire una rete intelligente. "Bisogna sviluppare una visione olistica del sistema, non ci sono killer application in questo business", precisa Redfearn. In pratica, si tratta di informatizzare a tappeto un'infrastruttura tipicamente old economy, come la rete ad alta tensione, in modo da farla diventare sempre più dinamica e interattiva. In una rete elettrica, infatti, è necessaria una perfetta corrispondenza fra domanda e offerta: se vi si immette troppa energia si sovraccarica e rischia di saltare, così come si rischia il blackout in caso di eccesso di domanda. Oggi l'energia viene prodotta da una serie di grandi centrali: basta metterle in ordine, in una scala dalle più alle meno efficienti (anche in termini di combustibile, dal più economico carbone al carissimo petrolio) e far partire le ultime solo in caso di bisogno. In questo modo i prezzi si orientano automaticamente al rialzo man mano che la domanda aumenta e le produzioni più costose si mettono in moto. Il flusso di energia nella rete non viene monitorato passo passo: si deduce semplicemente dal numero e dal tipo di centrali in funzione, senza bisogno di dialogare direttamente con gli snodi del sistema. Ma questo approccio deduttivo si sta rivelando sempre più obsoleto. In una giornata particolarmente assolata o ventosa ormai ci possono essere migliaia di piccole produzioni distribuite sul territorio che s'immettono in rete, senza una possibilità di controllo e di modulazione da parte degli operatori. Di qui la necessità sempre più urgente di applicare dei sensori sulla rete e di installare nelle centrali operative i relativi software geospaziali di monitoraggio, per dialogare direttamente con il territorio. "Solo così si potranno avere informazioni dirette e localizzabili sul flusso dell'energia elettrica, si potrà correggere rapidamente ogni errore di valutazione, migliorare la sicurezza, ottimizzare le risorse e prevedere le emergenze", commenta Redfearn.
Le reti elettriche del futuro, quindi, stanno all'intersezione fra energia e informazione. Ma la rivoluzione delle smart grid parte dall'utente: l'impegno dei consumatori è essenziale per renderle efficaci. Grazie agli elettrodomestici intelligenti e ai contatori elettronici, si può abbattere la domanda almeno del 10%, in base ai risultati di tutti i progetti pilota. E questo sarà l'effetto più spettacolare delle smart grid: introdurre nelle case di tutti noi una maggiore consapevolezza nell'utilizzo dell'energia, con il monitoraggio in tempo reale dei consumi. Un taglio che si aggiunge alle minori perdite di rete e si traduce in meno centrali da costruire, meno combustibili da bruciare e meno CO2 in atmosfera.
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