PIANO B 4.0 | 4.6 Reti più intelligenti, apparecchi e consumatori


Sempre più operatori elettrici stanno cominciando a realizzare che la costruzione di grandi centrali solamente per gestire i picchi di consumo giornalieri e la domanda stagionale è una maniera molto costosa di gestire un sistema elettrico. Le reti elettriche esistenti sono costituite dalla somma di reti locali che sono nello stesso tempo inefficienti, dispendiose e spesso inadeguate perché incapaci, ad esempio, di spostare la sovrapproduzione elettrica verso aree che ne hanno bisogno. La rete di distribuzione statunitense assomiglia oggi al sistema stradale e autostradale della metà  del XX secolo, prima che fosse costruita la rete delle autostrade interstatali. Quello di cui abbiamo bisogno oggi è un modello basato sul sistema delle autostrade interstatali applicato all’energia elettrica.101

L’impossibilità  di portare elettricità  a basso costo ai consumatori, a causa della congestione delle linee di trasmissione, ha ripercussioni economiche simili a quelle associate alle congestioni del traffico. La mancanza di capacità  di distribuzione nella parte orientale degli Stati Uniti si stima costi ai consumatori 16 miliardi di dollari l’anno solamente in questa regione.102

Negli Stati Uniti, una solida rete nazionale permetterebbe all’energia elettrica di essere spostata continuamente dalle regioni con sovrapproduzione a quelle in deficit, riducendo così la capacità  generativa totale necessaria. Cosa ancora più importante, la nuova rete collegherebbe regioni ricche di energia eolica, solare e geotermica con le aree di consumo. Una rete nazionale, attingendo da una gran varietà  di fonti di energia rinnovabile, sarebbe essa stessa un fattore di stabilizzazione.

Tuttavia, la costruzione di robuste reti nazionali che possano spostare elettricità  se necessario e che mettano in collegamento le nuove fonti energetiche con i consumatori è solo metà  della battaglia. Anche le reti locali e gli apparecchi elettrici devono diventare “più intelligenti”. In termini più semplici, una rete intelligente sfrutta gli avanzamenti dell’informatica, integrando questa tecnologia nella generazione, nel trasporto e nell’uso finale dell’elettricità , permettendo alle compagnie elettriche di comunicare direttamente con i consumatori e, se questi ultimi lo consentono, con i loro elettrodomestici.

Le tecnologie delle reti intelligenti possono ridurre il numero delle interruzioni di fornitura e delle fluttuazioni che costano, secondo l’Electric Power Research Institute, all’economia statunitense circa 100 miliardi di dollari all’anno. In uno studio eccellente del 2009 elaborato dal Center for American Progress, “Wired for Progress 2.0: Building a National Clean-Energy Smart Grid” (Cablati per il progresso 2.0: costruire una rete elettrica nazionale intelligente a energia pulita), Bracken Hendricks sottolinea il vasto potenziale di incremento dell’efficienza della rete ottenibile con l’adozione di numerose tecnologie informatiche: “un punto fondamentale sarebbe lo stimolo all’uso diffuso di sincrofasori per monitorare in tempo reale il voltaggio e la corrente lungo la rete elettrica. è stato stimato che un migliore uso di questo tipo di informazioni in tempo reale lungo l’intera rete elettrica, potrebbe permettere un miglioramento dell’efficienza energetica negli Stati Uniti di almeno il 20%”. Questo e molti altri esempi ci danno un’idea del potenziale insito nell’incremento dell’efficienza di rete.103

Una rete intelligente non solamente distribuisce l’elettricità  in maniera più efficiente in termini geografici; essa permette anche la distribuzione dell’elettricità  nel tempo, per esempio, dai periodi di picco della domanda ai momenti di calo. Raggiungere questo obiettivo significa lavorare con consumatori dotati di “contatori intelligenti” per vedere esattamente quanta elettricità  è richiesta in un determinato momento. Ciò rende possibile la comunicazione bilaterale tra la società  elettrica e il consumatore in maniera da farli cooperare per la riduzione della domanda di picco in un modo conveniente per entrambi. Inoltre, permette l’uso di contatori bidirezionali cosicché gli utenti in possesso di un impianto solare fotovoltaico o di una propria turbina eolica possano vendere l’energia in sovrapproduzione al fornitore elettrico.104

Contatori intelligenti accoppiati con elettrodomestici intelligenti, in grado di ricevere segnali dalla rete, permettono di rimodulare la domanda elettrica lontano dal periodo di picco. Oltretutto, i maggiori costi dell’elettricità  durante i momenti di massima richiesta spingono i clienti a cambiare le loro abitudini, migliorando di conseguenza l’efficienza del mercato. Per esempio, una lavastoviglie può essere programmata per entrare in funzione alle 3 del mattino invece che alle 8 di sera, quando la domanda energetica è decisamente minore, oppure i condizionatori d’aria possono essere spenti per un breve periodo per ridurre il carico di domanda.105

Un altro tipo di approccio, introdotto per primo in Europa, può raggiungere lo stesso obiettivo, ma usa una tecnologia diversa. In ogni rete locale, c’è un minimo margine di fluttuazione nell’elettricità  distribuita. Un gruppo di ricerca italiano sta testando dei frigoriferi che possono monitorare il flusso di rete e, quando la domanda aumenta o la fornitura cala, semplicemente possono spegnersi per un periodo di tempo sufficiente. Un articolo sul New Scientist dimostra che, se questa tecnologia venisse applicata ai 30 milioni di frigoriferi installati in Gran Bretagna, la domanda di picco si ridurrebbe di 2.000 megawatt di capacità  generativa, permettendo al paese di spegnere quattro centrali termoelettriche a carbone.106

Un approccio simile potrebbe essere adottato dagli impianti di condizionamento d’aria, sia negli edifici commerciali che in quelli residenziali. Karl Lewis, direttore esecutivo di GridPoint, una società  statunitense che progetta reti intelligenti, dichiara che “si può spegnere il compressore in un impianto di condizionamento di un utente per 15 minuti senza modificare la temperatura nell’abitazione”. L’aspetto fondamentale di una rete intelligente è che un modesto investimento in tecnologie informatiche può ridurre la domanda di picco, producendo sia risparmi in elettricità  che una conseguente riduzione delle emissioni di anidride carbonica.107

Alcune società  elettriche stanno sperimentando per prime la tariffazione a tempo dell’elettricità , fissando un prezzo ben più basso per la fornitura lontana dai momenti di picco, rispetto a quelli durante i quali avviene il massimo della domanda. Allo stesso modo, nelle regioni con temperature estive più elevate si registra spesso un costoso aumento della domanda stagionale. La Baltimore Gas and Electric (BGE), per esempio, ha avviato un programma pilota nel 2008 nel quale gli utenti che vi partecipavano permisero all’operatore elettrico di spegnere i loro condizionatori a intervalli selezionati duranti i giorni più caldi in cambio di un generoso rimborso per l’energia risparmiata.

Il prezzo per quella regione è di circa 14 centesimi di dollaro per kilowattora. Tuttavia, per un kilowattora risparmiato durante le ore di picco nei giorni di massima domanda, gli utenti venivano pagati fino a 1,75 dollari, più di 12 volte tanto. In questa maniera, se risparmiavano 4 kilowattora di elettricità  in un pomeriggio, ricavavano un credito di 7 dollari sulla loro bolletta elettrica. Gli utenti ridussero il loro consumo elettrico di picco di un terzo, spingendo BGE a progettare un programma simile con tecnologie anche più “intelligenti” per l’estate del 2009.108

Negli Stati Uniti il passaggio ai contatori intelligenti sta procedendo alacremente, con circa 28 società  elettriche che hanno in programma la loro messa in opera nei prossimi anni. Come capofila troviamo le due più grandi compagnie elettriche della California, la Pacific Gas e la Electric and Southern California Edison, rispettivamente con 5,1 e 5,3 milioni di utenti, e che stanno pianificando la copertura totale dei loro clienti entro il 2012. Entrambi offriranno una tariffazione variabile al fine di ridurre il consumo durante il picco. Tra le molte altre società  elettriche che mirano alla sostituzione totale ci sono l’American Electric Power nel Midwest (5 milioni di utenti) e la Florida Power and Light (4,4 milioni di utenti).109

Anche in Europa, con in testa la Finlandia, si stanno installando contatori di questo tipo. Una società  di ricerca svedese, la Berg Insight, prevede che l’Europa avrà  80 milioni di contatori intelligenti operativi entro il 2013.110
Sfortunatamente, il termine “contatori intelligenti” descrive un’ampia gamma di contatori, a partire da quelli che forniscono al cliente semplicemente dati in tempo reale sul consumo elettrico, ai modelli in grado di permettere una comunicazione bilaterale tra l’azienda fornitrice e il cliente o persino tra l’azienda e i singoli elettrodomestici. Quel che va sottolineato è che, più intelligente è il contatore, maggiori saranno i risparmi.111

Sfruttare i progressi nelle tecnologie informatiche per aumentare nello stesso tempo l’efficienza della rete, dei sistemi di distribuzione e dell’uso dell’elettricità  è di per sé una mossa intelligente. In parole povere, una rete intelligente combinata a contatori sofisticati permette di essere molto più efficienti, sia alle società  elettriche che ai consumatori.

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