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“Grid of the Future” – Alla scoperta delle macro-tendenze che stanno disegnando le Reti Elettriche del Futuro

L’evoluzione delle reti elettriche e delle reti dati viaggia a ritmo sostenuto. L’obiettivo della decarbonizzazione spinge sempre più rapidamente verso l’utilizzo massiccio delle fonti rinnovabili.

Una tendenza che porta con sé l’esigenza di gestire una produzione che, per sua natura, non può essere continua né pianificata nel dettaglio: fotovoltaico, eolico e idroelettrico sono infatti strettamente legati a eventi atmosferici che in questa epoca si fanno via via sempre meno prevedibili.

I Fattori

Oltre alle rinnovabili, ci sono anche altri fattori di grande impatto sulle reti esistenti, nate per lo più in un’epoca in cui la produzione di energia era demandata in via pressoché esclusiva alle fonti fossili. Per esempio, cresce rapidamente l’adozione di veicoli elettrici, che a mano a mano che evolvono diventano sempre più in grado di integrarsi e interconnettersi alla rete, alle abitazioni o ad altri veicoli. I loro sistemi di accumulo offrono così una nuova flessibilità nell’uso e nella distribuzione dell’energia elettrica.

A questo si aggiungono fattori come la sempre più spinta digitalizzazione e problemi più contingenti come l’indisponibilità del gas proveniente da alcune aree geografiche a causa di conflitti che ne limitano fisicamente, o politicamente, la distribuzione. Tutto ciò fa sì che parlare di “smart grid” non sia più sufficiente, perché la trasformazione a cui stiamo per assistere avrà una portata epocale.

La “Rete del Futuro” si baserà principalmente sullo sfruttamento dei dati e adotterà modelli estremamente integrati. Sarà più sostenibile, resiliente, efficiente e flessibile. Sarà pensata, progettata, realizzata e gestita in modo digitale, supportando la crescita dell’utilizzo di ricorse energetiche distribuite (DER), microgrid, comunità energetiche.

L’integrazione delle DER

Per centrare questi obiettivi non si possono ignorare le macro-tendenze già in atto, ognuna delle quali rappresenta una sfida nella sfida. La prima è quella delle DER, il cui numero è in grande crescita. Una componente fondamentale è rappresentata dal fotovoltaico distribuito, che tra il 2019 e il 2021 ha visto l’installazione di 167 nuovi GW in tutto il mondo. I dati raccolti dall’International Energy Agency evidenziamo come il picco della loro produzione superi il consumo massimo combinato di Francia e Bretagna. Altri fenomeni da tenere presenti sono quello dei veicoli elettrici, il cui parco circolante nel 2020 ha superato i dieci milioni, e quello delle pompe di calore, di cui nello stesso anno ce n’erano circa 180 milioni in funzione.

L’utilizzo delle DER porta in prima battuta un vantaggio ai consumatori, sia privati che aziende, che possono ridurre la loro dipendenza dalla rete. Se poi vengono abbinate a dei sistemi di accumulo possono servire anche in caso di interruzioni nella fornitura di energia causate da sovraccarichi o da eventi meteo estremi.

Molte delle attuali reti di distribuzione dell’energia sono state pensate per gli impieghi tipici del XX secolo, quando la condivisione delle DER era un fenomeno molto limitato. Oggi è necessario trovare una nuova flessibilità per riuscire a bilanciare domanda e offerta. Non si tratta solo di fornire maggiore energia quando aumenta la richiesta a causa dell’utilizzo di pompe di calore o per la ricarica dei veicoli elettrici. Sfruttare l’energia potenzialmente ricavabile dal fotovoltaico distribuito e integrare nella rete i sistemi di accumulo privati.

Nuovi modelli economici

A cambiare drasticamente non sono solo le tecnologie utilizzate, ma anche i modelli di business. Fino a oggi siamo stati abituati a meccanismi molto tradizionali e sostanzialmente privi di rischi. L’approvazione di nuove normative che prevedano incentivi erogati in base alle prestazioni o la possibilità per le DER di essere parte dei mercati “wholesale” può aprire la strada a offerte più flessibili.

A dimostrazione di come le cose possono cambiare rapidamente:

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  • la normativa RIIO (Revenues equal Innovation, Incentives and Outputs) in Gran Bretagna
  • il FERC Order 2222 emesse dalla Federal Energy Regulatory Commission statunitense

In casi come questi, la soluzione EcoStruxure Grid aiuta le utility a trasformare i loro piani di sviluppo e la loro operatività in modo proattivo in risposta alle evoluzioni normative, offrendo soluzioni software end-to-end  capaci di andare dalla progettazione alla manutenzione, passando per realizzazione e gestione delle reti.

I dati e la sicurezza informatica

La sempre maggiore digitalizzazione delle reti e la crescente quantità di dati gestiti aumenta il rischio di sicurezza informatica. La minaccia rappresentata da ransomware e altri attacchi informatici in forte salita. Secondo International Data Corporation (IDC), nel solo 2020 sono stati creati o replicati 64,2 zettabyte di dati, mentre la quantità di dati digitali creata nei prossimi cinque anni sarà più del doppio della quantità di dati creata dall’avvento dello storage digitale.

Questa tendenza vale anche per il settore energetico: 

  • Mordor Intelligence prevede che il mercato dell’analisi dei big data in questo ambito crescerà con un tasso medio annuo di oltre l’11% dal 2021 al 2026;
  • l’aumento delle tensioni geopolitiche comporta ulteriori rischi di attacchi informatici.

Per questo, la sicurezza della rete del futuro dovrà essere rafforzata sia dal punto di vista fisico sia da quello IT. Un’architettura scalabile e interoperabile che integri i sistemi Centralizzati e apparati distribuiti, abbinata a una flessibilità capace di seguire le evoluzioni future, è la base su cui implementare un’operatività basata su dati o eventi, per reagire in tempo reale e adattarsi rapidamente ai cambiamenti.

Comprendere e gestire le informazioni basate sui dati significa creare nuovo valore aziendale attraverso una più efficace gestione dell’infrastruttura. L’utilizzo sempre maggiore dei dati permette di automatizzare il sistema di supervisione, ottimizzare la manutenzione della rete e migliorarne le prestazioni. Allo stesso tempo sono garantite stabilità e sicurezza, ma è importante che venga utilizzato un approccio integrato per la gestione del ciclo di vita dell’infrastruttura.

L’invecchiamento della rete

In questo scenario, non va dimenticato che nei prossimi dieci anni, secondo l’IEAcirca il 20% delle reti elettriche mondiali dovrà essere sostituito. Il loro funzionamento continuo ha messo sotto stress gli apparati, mentre i disturbi della rete ne hanno causato un significativo degrado. Tutto questo è amplificato dal fatto che la domanda di energia è in continua evoluzione e richiede un sistema agile e robusto.

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