Energia e reti elettriche, così il digitale ci farà risparmiare

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Le norme europee

di Daniele Manca e Roberto Viola 18 feb 2023

Energia e reti elettriche, così il digitale ci farà risparmiare

Una guerra nel cuore dell’Europa ci ha costretti a comprendere quanto l’energia sia motore della nostra vita, economica, sociale, pubblica. E quanto la sua produzione ma anche il suo consumo, o meglio risparmio, sia decisivo per le comunit. Con una novit: il digitale sta per diventare il nostro pi grande alleato nella razionalizzazione dell’utilizzo dell’energia e nell’incremento della sua efficienza. Ma che cosa intendiamo precisamente con digitalizzazione dell’energia?

La strategia della Commissione

Come il Dr. Jekyll e Mr. Hyde, la digitalizzazione dell’energia si trova al centro di un’ambivalenza che porter risultati percepibili direttamente nei portafogli degli utenti cos come nei loro consumi. Il 18 Ottobre 2022, la Commissione europea ha presentato una strategia per digitalizzare il sistema energetico europeo. L’attuale crisi in cui ci troviamo ha richiamato l’attenzione sulla dipendenza dalle fonti di approvvigionamento, portando l’Europa verso due priorit: riuscire a risparmiare sull’uso dell’energia elettrica e utilizzare la tecnologia digitale per fare funzionare meglio le reti elettriche.

L’uso pi efficiente dell’energia contribuir anche alla riduzione delle emissioni globali di carbonio, un’altra priorit dell’Ue. Se tutti fossimo ben informati sull’utilizzo delle apparecchiature connesse alla rete, saremmo in grado di risparmiare il 20% dei costi di energia, per un totale del 15% di riduzione complessiva della bolletta nazionale. Piccoli gesti oggi che la tecnologia esistente e quella che verr ci aiuter a rendere ancora pi efficaci. Nel nostro articolo del 30 gennaio scorso indicavamo in una sorta di cyber igiene il primo passo per evitare attacchi informatici.

Gli sforzi intelligenti

Anche nel caso dell’energia esiste un’igiene energetica. Come non lasciare accesi in standby elettrodomestici che non vengono utilizzati per giorni – se non per mesi – usare lampadine a led, usufruire degli ultimi modelli di caricabatterie e via dicendo. La tecnologia digitale gi oggi ha cominciato a sostenere l’igiene energetica attraverso strumenti come il contatore intelligente – in gran parte gi presente in Italia– collegato al gestore elettrico e che permette all’utente di ricevere una serie di informazioni utili sul consumo in tempo reale.

Ci fa parte degli sforzi sulle reti intelligenti che la Commissione europea ha sostenuto: in grado di gestire l’interazione tra consumatori, fornitori di energia e le loro apparecchiature al fine di rendere il sistema energetico pi efficiente e pi sostenibile. Un altro esempio di sostegno digitale ad una migliore gestione dell’energia sono gli standard delle prese elettriche in grado di comunicare il consumo al cittadino tramite un’app.

Le energie alternative e il ruolo del digitale

Il vero salto di qualit lo troviamo per nelle case intelligenti, in cui si stima possa gi essere collegato in rete il 15-20% delle apparecchiature. il caso del televisore di ultima generazione, il telefono cellulare, gli assistenti vocali e cos via. In un futuro non troppo lontano, si stima che sar invece il 70-80% delle apparecchiature a potere essere connesse. Potranno comunicare tra di loro per ottimizzare il consumo di energia – soprattutto per quanto riguarda gli strumenti di raffreddamento o riscaldamento. Una realt che abbiamo affrontato parlando degli smart contract. Pertanto, le politiche dell’Ue hanno gi guidato la digitalizzazione dell’energia, poich questioni quali l’interoperabilit dei dati, la sicurezza dell’approvvigionamento e la cybersicurezza, la privacy e la protezione dei consumatori non possono essere lasciate solo al mercato e la loro corretta attuazione fondamentale.

Un’altra caratteristica fondamentale delle case intelligenti e delle forme pi avanzate delle reti intelligenti sono le energie alternative. Attualmente c’ un alto interesse ad incentivare, soprattutto impianti singoli, a utilizzare per esempio i pannelli solari o l’energia eolica. Nelle case del futuro, saranno le pareti stesse ad essere pannelli solari, cos da costruire edifici a consumo zero. Ma l’utilizzo di energie rinnovabili come vento e sole comporta alta variabilit durante la giornata. Banalmente ci deve essere il sole e il vento. E qui entra in gioco il digitale, poich tramite l’intelligenza artificiale e i dati si riesce a stabilizzare il ciclo di carico e scarico dell’energia, creando una sorta di centrale elettrica virtuale che non poi nient’altro che un gruppo di utenti che condividono un generatore di energia fra di loro, riuscendo a gestirlo in modo comune.

Questo possibile tramite il digitale e la combinazione di generatori differenti di energia – punti di stoccaggio – stabilire un’autogestione attraverso un sistema basato sulla gi conosciuta blockchain: gestire on demand le varie richieste e sostanzialmente crearsi una centrale fatta in casa. Su scala pi ampia poi, la tecnologia digitale fornisce i dati necessari per far incontrare domanda e offerta a livello locale e in tempo reale. Il mondo del futuro, che vede un ruolo sempre crescente per le energie alternative, ha dunque un bisogno di una gestione accurata che sar possibile proprio grazie alla tecnologia digitale. Tale gestione genera un cambiamento sia nei consumi domestici che in quelli industriali, come si vedr, ad esempio, anche nella mobilit sostenibile e negli smart contract che regolano la carica intelligente dei veicoli elettrici ottimizzando il carico sulla rete.

La sicurezza della rete

Si dovr considerare anche l’aspetto di sicurezza della rete, ovvero evitare che ci siano picchi di energia difficili da gestire – si pensi al momento in cui molte persone caricano il proprio veicolo contemporaneamente. Non solo, i veicoli elettrici potranno essere utilizzati anche nella direzione inversa a quella di carica per fornire energia quando il carico varia ovviamente remunerando il cliente. L’importante avere una base dati condivisa per prevedere i consumi da sostenere in modo intelligente. questo lo scopo del grande progetto di un data lake comune europeo per il settore energetico.

infatti sulla previsione che si basa un’ottimizzazione dei sistemi di trasmissione della rete, ed il mezzo pi innovativo di cui avevamo gi discusso sono i gemelli digitali – o digital twins – ovvero modelli di intelligenza artificiale – gi utilizzati in Europa, come in Germania – per il controllo della rete elettrica e per simulazioni sui modelli digitali delle reti esistenti. Questo permette di ottimizzare gli investimenti sulle reti con notevoli risparmi e poter anticipare eventuali guasti e le interruzioni e, quindi, migliorare gli interventi e ridurre gli incidenti: la manutenzione predittiva.

In Europa le due associazioni che riuniscono i gestori delle reti di trasmissione e distribuzione, EU-DSO ed ENTSO-E, se ne stanno occupando con un accordo firmato a Dicembre scorso. Altri settori a cui l’Europa sta lavorando sono le batterie del futuro e i sensori quantistici. Da un lato, la Commissione europea ha messo in pista un programma basato sul supercalcolo e sull’intelligenza artificiale per trovare delle batterie che non siano dipendenti dal litio ma da materiali nuovi, come ad esempio il grafene; dall’altro, diventa sempre pi importante affidarsi ai sensori quantistici per individuare risorse nel terreno e nei fondali marini – come il gas naturale.

L’altra faccia della medaglia del digitale

Il digitale per sta al tempo stesso diventando uno dei maggiori consumatori di energia: dai grandi data centre in giro per l’Europa, ai consumi individuali – al materiale di scarto – o gli innumerevoli cavi e caricatori che dobbiamo portarci dietro quando facciamo un viaggio. l’altra faccia della medaglia di digitalizzazione dell’energia. A ridurre il numero dei cavi ci ha pensato il nuovo regolamento Europeo sul caricatore unico (standard usb-c) che sar obbligatorio per tutti gli apparecchi venduti a partire dal 28 Dicembre del prossimo anno. C’ poi la blockchain e le criptovalute. La blockchain in quanto sistema distribuito richiede una validazione condivisa delle transazioni.

Immaginate un gruppo di nerds riuniti da qualche parte che, per decidere se una transazione valida, deve risolvere un quiz matematico: se la maggioranza dei votanti ottiene lo stesso risultato, il blocco valido – si chiama proof of work, sistema utilizzato da bitcoin. In realt, i nerds sono calcolatori diffusi nel mondo (miners) che eseguono calcoli complessi consumando energia ad ogni transazione. Si calcolato che il bitcoin pu arrivare a consumare fino a 140 Terawattora in un anno, ovvero quasi la met del consumo energetico dell’Italia nel 2021 (circa 300 TWh). Il tema stato oggetto di discussione nel Parlamento Europeo, con taluni che intendevano vietare l’uso di blockchain proof of work, cosa poi non avvenuta con sollievo di tutti quelli che pensano che qualunque divieto prematuro in una tecnologia nascente.

Obiettivo: neutralit zero dei data centers

Nel frattempo, a settembre dello scorso anno, Ethereum ha comunicato di aver completato il passaggio ad un differente meccanismo di validazione chiamato proof of stack; tentando di spiegarlo in parole semplici, si pu dire che rispetto a proof of work, chi valida un blocco metta in gioco quello che possiede nella blockchain, il numero dei votanti e le operazioni di voto in questa maniera si riducono drasticamente e con esse il consumo di energia. Come si pu immaginare la discussione sui meriti dell’uno o l’altro sistema accesissima.

L’Europa ben intenzionata ad arrivare alla neutralit zero dei data centers: bilancio zero emissione di CO2. Da anni sta collaborando con il settore dei servizi cloud che hanno firmato un codice di autoregolamentazione per garantire che i data center rispettino queste migliori pratiche per l’efficienza energetica e la massimizzazione delle fonti di energia rinnovabile. Parlando di progetti ecosostenibili, il Pnrr finanzier un data center verde in Trentino nelle celle ipogee della miniera di San Romedio, che offrono un microclima ideale per la conservazione di mele, la fermentazione di spumante ma anche per lo stoccaggio dei dati ed il supercalcolo. Un bell’ esempio dove fondi europei, eccellenza nell’innovazione, ecosostenibilit e tradizioni convivono insieme. L’utente e consumatore di energia si trova al centro di una corda che tira verso il progresso digitale da una parte e verso la sostenibilit dall’altra. L’Europa sta facendo il possibile per unire entrambe le estremit di questa corda e formare il cerchio di progresso sostenibile che determiner il nostro futuro. Ma come spesso accade il primo passo dobbiamo farlo noi cittadini: con una corretta igiene energetica, in attesa che il digitale possa pienamente aiutarci.

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