23° Seminario Bordoni. Realizzare le infrastrutture intelligenti per le utility: regolatori e operatori puntano su smart grid e ICT

di Flavio Fabbri |

Italia


23° Seminario Bordoni

L’utilizzo attento e responsabile delle risorse energetiche è una delle priorità nelle agende politiche internazionali e in tutti i settori produttivi: dall’automazione industriale ai trasporti, dai servizi finanziari al commercio, dall’editoria all’intrattenimento stesso. L’attenzione crescente verso un uso più morigerato delle risorse energetiche e naturali e la salvaguardia del patrimonio ambientale hanno spinto negli ultimi anni verso lo sviluppo di nuovi modelli di generazione, distribuzione e consumo di energia che vedono l’ICT come strumento essenziale delle nuove reti energetiche intelligenti, comunemente note come smart grid. La raccolta, la comunicazione e l’elaborazione distribuita di informazione occuperanno un ruolo sempre maggiore nei sistemi energetici del futuro, in cui prevarranno modelli di generazione eterogenea da fonti alternative e derivate da una molteplicità di agenti. Si dovranno pertanto attuare strategie di controllo e governo dei flussi energetici in grado di assicurare efficienza in tutte le fasi del ciclo dell’energia, inclusi il trasporto, la distribuzione, l’accumulo, la vendita e il consumo, in un contesto di assoluta sicurezza di utilizzo.

 

In tale scenario si è inserito il XXIII Seminario della Fondazione Bordoni, “Verso infrastrutture intelligenti per le utility“, dove esperti e operatori del settore si sono incontrati per confrontarsi sullo stato dell’arte e sulle prospettive delle reti energetiche intelligenti. Come ha spiegato nel suo saluto alla sala Enrico Manca, presidente della Fondazione Ugo Bordoni (FUB), la domanda di energia a livello mondiale sta crescendo vertiginosamente, di oltre il 30% rispetto al passato. Il ricorso alle fonti energetiche alternative, di pari passo, sta aprendo la strada a nuove necessità nella distribuzione di risorse che solo una rete intelligente e capillare può far crescere, invertendo così il trend di consumo di quelle fossili. L’applicazioni delle ICT in tale settore, parallelamente a politiche nazionali dedicate, permetterà un progressivo aumento del livello di efficienza energetica che la stessa Europa ha richiesto ai Paesi membri, permettendo così alla società nel suo complesso uno sviluppo sostenibile e un impatto ambientale accettabile.

 

Il consumo di energia elettrica, in particolare, sembra assumere un ruolo centrale nelle economie postindustriali globali. “Oggi, l’applicazione delle tecnologie digitali ai processi di produzione, distribuzione e consumo di energia elettrica – ha affermato Manca – può essere considerato il principale vettore di innovazione e modernizzazione in grado di aumentare la produttività dell’industria e dei servizi“. “Potremmo trovarci in un futuro non lontano – ha sostenuto il presidente della FUB – in un’ipotetica fase di electricity 2.0, con reti elettriche interattive, caratterizzate da una produzione diffusa  e dalla generazione di energia prodotta dagli utenti stessi“. D’altronde, lo stesso concetto di smart grid richiama ad una rete attiva che abbandona lo stato tradizionale di broadcasting, caratterizzato da flusso unidirezionale, passando ad uno multicasting, in cui, grazie all’impiego di sistemi intelligenti di controllo, è possibile governare i flussi di energia in base alle esigenze reali del momento. In tale scenario, gli stessi consumatori hanno un ruolo chiave, perché dovranno provvedere a una gestione dei consumi più responsabile, aiutati in questo da dispositivi di controllo e visualizzazione dei dati (telelettura e smart metering) che faciliteranno la gestione delle risorse, nonché da condizioni tariffarie più vantaggiose che ne incentivano i comportamenti virtuosi.

 

Il seminario è stato inoltre centrato sul settore delle ‘utility‘, cioè il sistema di fornitura dei servizi energetici come l’elettricità, il gas o l’acqua. Un segmento che, successivamente all’attuazione delle politiche di liberalizzazione degli ultimi venti anni, ha richiesto un intervento delle autorità competenti per la regolamentazione della concorrenza sui mercati e la salvaguardia dei diritti dei consumatori. Un mercato, quello dell’energia, che in base a quanto detto dovrà necessariamente rinnovarsi e che nell’ICT troverà un valido alleato per affrontare le urgenze del momento e dei prossimi anni. “La stessa Fondazione Bordoni – ha precisato Manca – in virtù della sua lunga esperienza internazionale nel definire procedure comuni e standard tecnologici, come nel caso del GSM nella telefonia mobile o in quello dell’Mpeg e il Dvb per la televisione digitale, sarà sempre più attiva nella promozione e nell’identificazione di nuove idee e proposte di politica industriale, sempre con un occhio all’ICT e alle sue possibili applicazioni“.

 

La combinazione di network di comunicazione multipli con le reti di distribuzione di risorse energetiche, consente infatti due fondamentali attività di monitoraggio e gestione delle infrastrutture: la telelettura e il telecontrollo di contatori digitali per l’elettricità e il gas (compresa l’acqua), anche detti smart meter. Tecnologie che si inquadrano negli interventi di sviluppo delle reti energetiche intelligenti e che a livello nazionale hanno visto l’Enel pioniere con un progetto di misurazione intelligente (smart metering), applicato su larga scala all’energia elettrica, di imminente attuazione anche nel settore del gas in ottemperanza a quanto stabilito dall’Autorità per l’Energia e dal CIG (Comitato Italiano Gas).

 

Un settore, quello delle utility, che secondo Vittorio Trecordi, del Comitato Scientifico FUB: “Evolverà sempre di più sotto la spinta delle nuove direttive europee per l’efficienza energetica e la riduzione dell’impatto ambientale, che già il protocollo di Kyoto aveva indicato come prioritarie“. Le soluzioni tecnologiche trasferite alle infrastrutture energetiche dall’ICT consentiranno, in chiave green economy, una progressiva riduzione dei consumi e degli sprechi energetici, stimolando parallelamente la ricerca di fonti alternative per la produzione di energia pulita, in grado di far fronte ai picchi di domanda che spesso mettono in difficoltà la rete di distribuzione tradizionale. “In questo senso – ha precisato Trecordi – bisogna andare verso una smart grid attiva, in cui il consumatore deve avere un ruolo da protagonista, anche con l’ausilio di nuovi dispositivi come lo smart meter, rivoluzionando la struttura della rete di distribuzione che, così com’è organizzata, non è assolutamente in grado di affrontare le sfide poste dai sistemi economici avanzati“.

 

Concetti che sono stati meglio affrontati da Andrea Silvestri e Maurizio Delfanti del Politecnico di Milano, nella relazione congiunta relativa a: “Smart grid: integrare reti di energia e di informazione“. “Integrare reti di energia e di informazione – ha affermato Silvestrini – ci permette di sfruttare a lungo termine fonti energetiche alternative e rinnovabili, ma anche di sviluppare generazione diffusa (GD) a partire da impianti di piccola generazione e di micro generazione, che un sistema bidirezionale e simultaneo di informazione sui flussi può aiutare a gestire, aumentando i livelli di efficienza, sicurezza e affidabilità dell’intera rete di distribuzione“. L’idea è quella di realizzare un efficiente sistema di comunicazione tra fornitore, distributore e utente del sistema energetico nazionale, sviluppato su protocolli standard che consentano all’l’Autorità per l’energia elettrica e il gas di definire regola chiare, gestire specificità tecniche e ripartire i costi tra tutti gli operatori. “La smart grid italiana è tra le infrastrutture più sviluppate in Europa per ottenere generazione diffusa – ha chiarito Silvestri – grazie anche al lavoro di Enel e GRT/Terna, ma è necessario focalizzare l’attenzione sui vincoli regolatori e tecnologici che ancora non sono stati affrontati nello sviluppo delle rete intelligenti“. “L’intera filiera elettrica si costituisce su un sistema di punti di interconnessione con la rete di trasmissione nazionale (RTN) – ha spiegato invece Delfanti – che a sua volta si avvale di una rete di comunicazione dedicata GSM“. Un’infrastruttura che per la maggior parte è costituita da reti a bassa e media tensione (BT e MT) e che sfrutta le proprietà tecniche delle reti di telecomunicazione, grazie alle quali si trasmettono dati e informazioni sullo stato della rete energetica nazionale. “L’informazione – ha precisato Delfanti – è di per se una tecnologia abilitante la smart grid, che in tal modo si avvale di un sistema di telegestione specifico, con la possibilità ulteriore, a seconda dei contesti (urbani o rurali), di sfruttare altre piattaforme per lo stesso obiettivo, come Internet, il Wi-Fi, il WiMAX, le Power Line Carrier (PLC) e la fibra ottica“.

 

Un esempio delle applicazioni di rete smart grid è il progetto Milano Wi Power, di cui Marco Merlo del Politecnico di Milano ha riportato alcuni risultati: “Un progetto nato nel marzo 2009 con l’intento di testare prestazioni, affidabilità e applicabilità di diversi sistemi di comunicazione da interporre tra i relè di protezione di cabina primaria e i dispositivi di interfaccia dei generatori diffusi presenti sul territorio. Con l’introduzione di tali sistemi di comunicazione si è inteso sopperire all’odierna inefficienza di gestione delle protezioni elettriche, destinate alla separazione della generazione dalla rete“. Il progetto lombardo è fondato sui riscontri sperimentali ottenuti dai test realizzati tramite i dispositivi di trasmissione dati installati nella cabina primaria di Musocco (di proprietà di A2A) e nel locale cogeneratore del Politecnico di Milano. Tra gli obiettivi prefissati c’è la misurazione delle prestazioni ottenibili nell’utilizzare assieme reti di energia elettrica con reti di comunicazione Internet, Wi-Fi, WiMAX e PLC: “Ogni soluzione, singola o combinata, delle reti – ha affermato Merlo – è sicuramente utile a definire meglio gli scenari e i contesti energetici e geografici ottimali per implementare l’utilizzo delle infrastrutture esistenti“.

 

Quando si parla di smart grid, inoltre, ha spiegato Mario Paolone dell’Università di Bologna: “Bisogna sempre concentrarsi sul lato distribuzione, perché è il più coinvolto nei processi di trasformazione dell’infrastruttura, a cui bisogna avvicinarsi con strumenti di controllo adeguati al livello di intelligenza della rete raggiunto“. Un processo che secondo Paolone, per poter evolvere, deve vedere il coinvolgimento anche del consumatore, finalmente protagonista attivo, mentre i dati e le informazioni viaggeranno tramite protocolli TCP-IP, ovvero Transmission Control Protocol e Internet Protocol. I protocolli, inoltre, possono essere proprietari o aperti. I primi sono sviluppati da un solo costruttore e generalmente sono ritenuti incompatibili con sistemi di altri competitor, cosa questa che limita molto le possibili scelte dell’utente sul mercato. Su questo punto Paolone non ha dubbi: “I protocolli non devono essere di proprietà, ma aperti, gestiti da un’organizzazione plurale di soggetti e che sia in grado di definire nuovi standard e regole, permettendo la diffusione di prodotti conformi“.

 

Nella consueta Tavola Rotonda pomeridiana dei Seminario Bordoni, in questa occasione dedicata a “Reti energetiche ed ICT: il punto di vista dei player e dei regolatori“, Mario Frullone, direttore delle ricerche FUB, qui nella veste anche di moderatore e coordinatore degli interventi, ha quindi invitato al confronto il regolatore, i fornitori di tecnologie e gli operatori di telecomunicazioni. Un’occasione per comprendere in che modo è possibile intervenire, in base agli obiettivi che a livello europeo già sono stati individuati, e quali ancora sono gli ostacoli da superare. Proprio due anni fa partiva il piano dell’Unione Europea per contrastare i cambiamenti climatici, con un pacchetto di proposte legislative, ha ricordato Luca Lo Schiavo dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas, sulle quali il Consiglio europeo aveva giù trovato l’intesa nel marzo 2007, fissando gli obiettivi con la sigla ‘20-20- 20 . “Il piano – ha spiegato Lo Schiavo – prevedeva e prevede ancora il raggiungimento del 20% della produzione energetica da fonti rinnovabili, il miglioramento del 20 per cento dell’efficienza e un taglio del 20 per cento nelle emissioni di anidride carbonica, tutti traguardi da raggiungere entro la data del 2020 . “Tali iniziative – ha continuato il rappresentante per l’Autorità – rientravano nel quadro europeo del III Pacchetto sulle liberalizzazioni del 2009 e nel Set Plan su innovazione e sviluppo tecnologico del 2007, con cui si intendeva agire su diverse variabili, tra cui la GD, la stabilizzazione del sistema energetico, lo sviluppo della partecipazione diffusa, incentivi fiscali e nuove applicazioni dell’energia elettrica, ad esempio nel settore automobilistico“.

 

Lo Schiavo ha poi parlato dell’ERGEG, il Gruppo dei Regolatori europei dell’energia di cui fanno parte anche l’Autorità italiana per l’energia e la Commissione europea, e della consultazione pubblica avviata a fine 2009 e che per giugno di quest’anno dovrebbe fornire i primi risultati. Si tratta, in questo caso, di un lungo monitoraggio delle smart grid, con lo scopo di dare vita ad una discussione pubblica tra fornitori e consumatori e di mostrare come sia possibile introdurre forme di regolamentazione incentivante usi intelligenti e processi di standardizzazione. “E’ da qui che si deve partire per promuovere interoperabilità – ha detto a riguardo Lo Schiavo – attraverso protocolli aperti e non di proprietà. In Italia si sta seguendo tale strada, promuovendo efficienza energetica e pratiche di demand response per i clienti domestici“. Un processo avviato, ha aggiunto subito dopo Carmine Auletta di Terna: “Nel tentativo di implementare l’utilizzo di innovazioni tecnologiche per la conservazione e l’uso razionale dell’energia, di introdurre nuovi modelli di Business, ma anche di aumentare l’utilizzo dello Smart Metering, del data Management per convertire i dati in decisioni manageriali efficaci, della telelettura e dell’offerta di fonti rinnovabili“.

 

Lo smart metering va incentivato – ha affermato Stefano Antonio Donnarumma di Acea – e il decisore deve regolare il sistema, solo così la rete potrà crescere e le aziende intervenire in maniera decisa, innovando e incentivando i comportamenti virtuosi del consumatore“. Tra le soluzioni proposte ci sono quelle di Alcatel-Lucent, con Vincenzo Lecchi che ha portato l’esperienza del Consorzio Green Touch e dei Bell Lab: “L’ICT consuma molta energia ed è responsabile del 3% circa delle emissioni globali, derivate da oltre 3 milioni di base station, 700 milioni di nodi Internet e 1 miliardo di chilometri di fibra posata. L’obiettivo che ci poniamo è ridurre di 1000 volte le emissioni delle reti di telecomunicazioni, con l’ulteriore obiettivo di tagliare i consumi globali del 400% nel wireless“. Obiettivi alla portata delle smart grid, secondo Lecchi e gli altri ospiti della Tavola Rotonda FUB, che pongono l’attenzione sull’importanza della combinazione tecnologica tra reti energetiche e di comunicazione, in termini di nuovi modelli di produzione e di consumo già denominati Energy 2.0. “Ogni soluzione energetica raggiungerà la piena efficienza solo se inserita in tale contesto – ha confermato anche Raffaele Mosca di Wind – in cui gli operatori di telecomunicazioni sono ben consapevoli del ruolo di energivori che rivestono, con data center sempre più grandi e sempre più bisognosi di risorse da consumare“.

 

Di meccanismi virtuosi parla anche Gianni Rocca di Telecom Italia: “Un’altra azienda responsabile del maggior consumo di energia nel paese, ma che nel tempo è riuscita a mettere in campo soluzioni efficienti con un risparmio immediato del 2-3% all’anno, corrispondente a 50 GW l’ora. Risultati rilevanti, ma che possono essere migliorati se c’è collaborazione tra tutti gli operatori“. Un suggerimento che ha trovato tutti d’accordo e a cui Guido Roda di Fastweb ha aggiunto la necessità “Di sviluppare architetture di rete intelligenti che necessitano di sempre meno impianti e che di conseguenza consumano minori quantità di risorse energetiche per bit trasportato“. In conclusione di Seminario, Giovanni Valtorta di Enel ha infine indicato nella riduzione della catena del valore, che va dai fornitori ai consumatori, un modello di business più efficiente e rispettoso dei parametri europei, soprattutto in termini di consumo responsabile di energia: “Solo così è possibile gestire al meglio i carichi mantenendo un livello di esercizio accettabile della rete. Per far questo, però, è necessario aprire il mercato ai consumatori, rendendoli consapevoli del loro ruolo, non più passivo, ma attivo, grazie proprio alle nuove soluzioni tecnologiche di cui la domotica, ad esempio, ci fa già ampia offerta sul mercato“. Sicuramente la tecnologia aiuta nel raggiungere i risultati che autorità e operatori si sono posti, ma altrettanto importante è il ruolo giocato dal consumatore, che ha delle responsabilità oggettive nell’aumento medio del consumo di energia. In tal senso, comportamenti virtuosi sono attesi fina da ora, ma non guasterebbe una politica tariffaria più attenta alle necessità del consumatore, con il fine ultimo di incentivare il risparmio e l’ottimizzazione delle risorse.

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